以人工智能高水平場(chǎng)景應(yīng)用推動(dòng)能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

  實(shí)體經(jīng)濟(jì)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的立身之本，是財(cái)富創(chuàng)造的根本源泉，是國(guó)家強(qiáng)盛的重要支柱。煤炭作為國(guó)家主體能源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“壓艙石”“穩(wěn)定器”，是保障國(guó)家能源安全的定海神針。構(gòu)建現(xiàn)代化的煤炭產(chǎn)業(yè)是打造現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要一環(huán)。

  山東能源集團(tuán)作為行業(yè)領(lǐng)先的能源企業(yè)，秉持“創(chuàng)造綠色動(dòng)能、引領(lǐng)能源變革”使命，踐行“安全、創(chuàng)新、綠色、擔(dān)當(dāng)、卓越”核心價(jià)值觀，聚焦“建設(shè)清潔能源供應(yīng)商和世界一流企業(yè)”愿景，深入推進(jìn)能源技術(shù)革命，全力打造現(xiàn)代化多元能源供應(yīng)體系。特別是在礦山智能化建設(shè)領(lǐng)域，落實(shí)國(guó)家《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，累計(jì)投入100余億元，實(shí)施聯(lián)合創(chuàng)新攻關(guān)，建成一批國(guó)家智能化示范煤礦，智能開采產(chǎn)量占比突破80%；打造5G+智慧礦業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、智能開采試驗(yàn)中心等創(chuàng)新平臺(tái)，合作研發(fā)全球首套高可靠礦用5G專網(wǎng)系統(tǒng)，探索出一條礦山智能化建設(shè)新路徑。

  山東能源集團(tuán)礦山人工智能大模型的實(shí)踐

  攜手華為公司成立聯(lián)合創(chuàng)新中心：2022年初，山東能源集團(tuán)與華為公司立足各自產(chǎn)業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建立全面戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，深度融合工業(yè)場(chǎng)景與數(shù)字技術(shù)，重點(diǎn)圍繞煤礦智能化“少人無人”的目標(biāo)，開展20個(gè)課題的聯(lián)合創(chuàng)新，探索數(shù)字技術(shù)在煤炭產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，其中一個(gè)重要的課題就是礦山AI大模型的聯(lián)合創(chuàng)新。

  發(fā)布礦山行業(yè)首個(gè)AI大模型：以算力為基礎(chǔ)、以大模型為工具，以場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)深度融合，將人工智能打造成為山東能源集團(tuán)新生勞動(dòng)力�；�于昇騰的人工智能算力基礎(chǔ)，以軟硬件集約化方式建設(shè)的算力中心，為開展礦山大模型研發(fā)提供了算力保障。礦山大模型的研發(fā)并非一勞永逸，雙方共同完成礦山大模型首個(gè)版本研發(fā)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了綜合效益高于小模型。2023年，我們讓一線生產(chǎn)工人深度參與大模型的應(yīng)用工作，在實(shí)際生產(chǎn)中挖掘出21個(gè)場(chǎng)景，反復(fù)迭代、不斷試錯(cuò)、持續(xù)演進(jìn)，經(jīng)過半年時(shí)間的優(yōu)化，7月份發(fā)布礦山行業(yè)首個(gè)AI大模型。

  賦能煤礦智能化應(yīng)用場(chǎng)景：山東能源集團(tuán)自身豐富的應(yīng)用場(chǎng)景和數(shù)字化條件，為礦山大模型訓(xùn)練提供了多樣化的模型數(shù)據(jù)，而模型產(chǎn)出又反過來賦能煤礦智能化場(chǎng)景。與此同時(shí)，山東能源基于大模型能力，將人工智能技術(shù)能力內(nèi)化，打造云鼎 AI 服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從模型訓(xùn)練、推理到業(yè)務(wù)應(yīng)用的閉環(huán)管理，賦能礦山、化工、鋼鐵、電力等九大行業(yè)，助力企業(yè)增安、降本、提效。

  煤炭工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)少人無人 人工智能是必然選擇

  回顧過去，煤炭行業(yè)從業(yè)人員從2012年底525萬人降到目前的260萬人左右，井下作業(yè)人員大幅減少，得益于智能化建設(shè)取得的顯著成就。放眼未來，與其他產(chǎn)業(yè)一樣，傳統(tǒng)的煤炭行業(yè)也正在經(jīng)歷以新一代信息技術(shù)為支撐的生產(chǎn)方式變革，特別是作為高危行業(yè)，為了保護(hù)礦工生命安全，煤炭行業(yè)少人無人化是大勢(shì)所趨，煤礦智能化建設(shè)的進(jìn)一步突破需要人工智能等新技術(shù)支撐，促使人工智能技術(shù)與行業(yè)場(chǎng)景融合的工具則是大模型。

  今年以ChatGPT為代表的通用大模型異軍突起，為人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動(dòng)力。我國(guó)以實(shí)體經(jīng)濟(jì)為根基的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，決定了人工智能必須走中國(guó)特色道路，那就是以“做實(shí)”為核心功能滲透到實(shí)體經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)，開創(chuàng)千行百業(yè)的規(guī)�；�和單個(gè)行業(yè)深入場(chǎng)景的精細(xì)化發(fā)展局面。

  當(dāng)前人工智能在煤炭行業(yè)應(yīng)用率仍然很低，主要有三個(gè)原因：門檻較高，人工智能作為新興技術(shù)，對(duì)人才、設(shè)備、環(huán)境要求高，難以與煤炭行業(yè)科研和工程技術(shù)深度融合。場(chǎng)景復(fù)雜，不同地區(qū)、不同企業(yè)的煤礦生產(chǎn)條件差異較大，采掘機(jī)運(yùn)通洗等場(chǎng)景復(fù)雜多樣，智能應(yīng)用成本高、復(fù)制難度大。整合不足，行業(yè)規(guī)模大、場(chǎng)景多是我國(guó)煤炭行業(yè)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是智能化的難點(diǎn)。唯有高效整合場(chǎng)景和能力的碎片，沉淀行業(yè)的數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)、能力，并廣泛流通、共享，才能使人工智能技術(shù)加快與行業(yè)融合，將碎片化的劣勢(shì)轉(zhuǎn)變成規(guī)模的優(yōu)勢(shì)。山東能源集團(tuán)通過積極探索，尋找到一套行之有效的方法，可以將自身的場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)、裝備優(yōu)勢(shì)與人工智能技術(shù)結(jié)合起來，通過三者互相融合，加快實(shí)現(xiàn)人工智能大規(guī)模“下井”。

  以“四化”推動(dòng)人工智能在能源行業(yè)大規(guī)模落地、創(chuàng)新突破

  工程化：人工智能與煤礦場(chǎng)景結(jié)合，賦予人工智能在行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。人工智能必須從理論走向?qū)嵺`，從科研創(chuàng)新走向工程實(shí)用，從數(shù)據(jù)中心走向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，唯有與煤礦安全生產(chǎn)管理結(jié)合、與生產(chǎn)場(chǎng)景結(jié)合，形成價(jià)值閉環(huán)才具有行業(yè)的生命力。山東能源集團(tuán)基于盤古礦山大模型，瞄準(zhǔn)效率提升和安全生產(chǎn)，首期聚焦CV類場(chǎng)景智能應(yīng)用，結(jié)合煤礦場(chǎng)景和安全生產(chǎn)管理制度，半年之內(nèi)就訓(xùn)練出覆蓋煤礦生產(chǎn)皮帶運(yùn)輸、立井提升、輔助運(yùn)輸?shù)葦?shù)十種場(chǎng)景的模型算法，助力企業(yè)提高安全生產(chǎn)效率。下步，將把大模型與采礦理論、機(jī)械理論結(jié)合，創(chuàng)新機(jī)械設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、沖擊地壓智能防治等場(chǎng)景應(yīng)用，探索減少井下作業(yè)量和主動(dòng)防范安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)“作業(yè)人員減下來，職工勞動(dòng)強(qiáng)度降下來，生產(chǎn)效能提上去，井下生產(chǎn)環(huán)境得到根本改善，安全生產(chǎn)更有保障”。

  產(chǎn)業(yè)化：以“一礦一策”的高效率低成本自學(xué)能力，滿足本地定制需求走向規(guī)�；�。煤炭生產(chǎn)場(chǎng)景復(fù)雜多樣、地質(zhì)條件和工藝的差異，需要人工智能具備高效率、低成本的復(fù)制和定制能力。山東能源集團(tuán)國(guó)內(nèi)外煤炭產(chǎn)能3.5億噸/年，各地賦存條件和生產(chǎn)工藝各異，如何將山東省內(nèi)的智能化應(yīng)用成果復(fù)制到陜西、內(nèi)蒙古、新疆及澳洲煤礦，是人工智能規(guī)�；�落地的關(guān)鍵。人工智能預(yù)訓(xùn)練大模型突破了模型泛化的局限性，能夠有效匹配“一礦一策”需求。山東能源集團(tuán)啟動(dòng)人工智能創(chuàng)新之初，以打造“高而不貴”AI為目標(biāo)，用AI技術(shù)來武裝工人，把數(shù)字技術(shù)融入到生產(chǎn)一線，集約化建設(shè)AI算力中心、訓(xùn)練云鼎大模型、打造AI服務(wù)中心，通過集團(tuán)高速骨干網(wǎng)絡(luò)讓一線工人遠(yuǎn)程異地標(biāo)注。以理念變革與技術(shù)創(chuàng)新結(jié)合，將分散在數(shù)十座煤礦的一線經(jīng)驗(yàn)和能力集中到平臺(tái)，持續(xù)迭代并沉淀在大模型上，實(shí)現(xiàn)AI的精度比傳統(tǒng)小模型高10%，訓(xùn)練效率提高85%。基于能力匯聚和沉淀，山東能源集團(tuán)權(quán)屬云鼎科技公司建設(shè)76個(gè)礦井的電子封條項(xiàng)目，初步形成煤礦人工智能產(chǎn)業(yè)化的能力。

  標(biāo)準(zhǔn)化：為大模型提供海量源源不斷的數(shù)據(jù)，賦予人工智能持續(xù)的生命力。數(shù)據(jù)是大模型的營(yíng)養(yǎng)，大模型不斷地“吃數(shù)據(jù)”“消化數(shù)據(jù)”維持持續(xù)的生命力。山東能源集團(tuán)啟動(dòng)數(shù)字轉(zhuǎn)型之初，日均處理數(shù)據(jù)已達(dá)到2億條。隨著智能化建設(shè)走向深水區(qū)，以標(biāo)準(zhǔn)的信息架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)規(guī)范，全面打通OT、IT、CT三大系統(tǒng)數(shù)據(jù)，形成海量的多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入、匯聚和處理勢(shì)在必行。為此，山東能源集團(tuán)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范、統(tǒng)一采集各類設(shè)備數(shù)據(jù)，為大模型提供源源不斷的數(shù)據(jù)輸入，進(jìn)一步豐富了礦山大模型的場(chǎng)景功能，推動(dòng)大模型持續(xù)優(yōu)化升級(jí)。

  模塊化：應(yīng)對(duì)場(chǎng)景的碎片化，聚集行業(yè)力量共創(chuàng)海量智能應(yīng)用。面向未來看今天，煤礦智能應(yīng)用創(chuàng)新要避免走土法煉鋼的老路，過去每一個(gè)小場(chǎng)景需求，從方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、算法開發(fā)、模型訓(xùn)練及后續(xù)的維護(hù)工作，程序多、成本高，僅訓(xùn)練環(huán)節(jié)的模型投入就高達(dá)數(shù)十萬元，且泛化性低、復(fù)制和共享難度大。山東能源集團(tuán)以昇騰、昇思、大模型技術(shù)為基礎(chǔ)，打造算力+算法+平臺(tái)一體化AI服務(wù)平臺(tái)，一方面將通用場(chǎng)景算法、行業(yè)算法進(jìn)行模塊化規(guī)劃和管理；另一方面通過從數(shù)據(jù)標(biāo)注到模型發(fā)布的一站式模型訓(xùn)練工作流，一線工人遠(yuǎn)程標(biāo)注、自行訓(xùn)練，集中共享，能夠做到集團(tuán)內(nèi)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域算法、模型調(diào)用。

  業(yè)界普遍將人工智能看成如同蒸汽機(jī)一樣的通用技術(shù)，蒸汽機(jī)的發(fā)明并沒有很快引發(fā)工業(yè)革命，而是以蒸汽機(jī)作為原動(dòng)機(jī)的一系列工具機(jī)發(fā)明后，才得以在紡織、采礦、冶金、造紙和交通等領(lǐng)域廣泛使用，從而形成了18世紀(jì)轟轟烈烈的工業(yè)革命。人工智能在我國(guó)各行各業(yè)的應(yīng)用，也將像蒸汽機(jī)一樣帶來革命性的變化。我們必須堅(jiān)持“工程化、產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化”，促進(jìn)人工智能與中國(guó)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)結(jié)合，推動(dòng)人工智能與煤炭工業(yè)場(chǎng)景深度融合，走我國(guó)特色的人工智能發(fā)展之路，必將有力助推煤炭行業(yè)安全、智能、高質(zhì)量發(fā)展，為建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系貢獻(xiàn)行業(yè)智慧、行業(yè)力量。（作者系山東能源集團(tuán)黨委書記、董事長(zhǎng)）