《华为韩硕:资源行业智能化转型,AI助力核心生产系统重构》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2025-10-13
  • 资源行业智能化转型?AI助力核心生产系统重构

    从内蒙古草原的露天煤矿到东海之滨的炼化基地,从西部高原的金属矿山到华东地区的钢铁高炉,从中东中亚的石油井场到拉美地区的铁矿开采,人工智能的浪潮正在重塑资源行业的每一个角落。一年来的客户交流和实地调研,我深刻体会到,这个支撑着各国国民经济命脉的领域,经历着一场静水潜流的变革。

    回首2024年,我认识到劳动资料、劳动对象、劳动者的“三个跨越”是驱动这场变革的核心动能。迈入2025年,人工智能浪潮席卷千行万业,资源行业已站在了历史性的拐点,国家对安全保障的要求日益严苛、全球减碳的倒计时愈发紧迫,高耗能行业的生存空间继续被压缩。

    如何破开困局、行稳致远?我认为根本路径在于,积极拥抱先进生产力,推动AI从辅助生产的配角演进到在核心生产的发挥价值,其关键在于“以用促建”——通过围绕AI创造价值来牵引信息基础设施建设,构建起企业长远发展的数智化底座。

    唯有如此,才能实现从量变到质变的飞跃,最终迎来AI大规模应用的奇点时刻。这项转型的意义早已超越了资源行业和AI技术本身,它关乎国家能源资源安全的基石,是兑现“双碳”承诺、引领全球绿色发展的责任担当。纵使前路仍有坎坷,资源行业的破局方向已然明确,未来可期。

    AI由辅助生产迈向核心生产驱动,未来还会走向系统智能。

    过去几年,AI的应用多停留在视觉监测、自动化巡检等辅助生产的单点场景,比如,煤矿的皮带跑偏识别、井下的“反三违”监控和掘进机作业序列分析,钢铁厂的废钢等级判定与棒材表面缺陷检测等。

    这些应用虽提升了局部效率,却尚未触及核心生产系统的核心决策环节。如今,AI正深度融入资源行业的高价值、高难度环节,尤其是那些曾被视为离不开人工操作的核心难题,从边缘走向中心。

    在钢铁行业,高炉冶炼这个延续百年的传统工艺正在被AI重新定义。高炉冶炼过程中,涉及1400多个强耦合参数,属于固液气三相剧烈反应的“黑箱”,依赖人工经验难以精确控制。华为盘古大模型通过时序信息增强算法,解析参数间动态关联,实现炉温精准调控。根据实践,炉内每减少10℃的温度波动,每吨铁水就可以减少1kg焦炭的消耗,成本就能降低3块钱。以宝武钢铁应用盘古大模型优化高炉炉况为例,单个高炉即可实现约1000万元的成本节省。

    在油气领域,AI正重塑从勘探到开采的生产工艺。中国石油与华为联合,将神经网络技术与地球物理技术深度融合,利用海量地震勘探数据,训练地震解释AI大模型。该大模型直接面向找油找气的核心业务,让地震波波动方程求解效率提升5倍以上,反演建模效率提升10倍,将项目周期显著缩短20%以上。双方还共同开发了“智能钻井系统”,利用深度学习算法实时识别岩性,在将储层钻遇率提升至85%、单井产量增加30%的同时,使钻井周期缩短15%,并大幅降低了钻井成本。

    在化工领域,变革同样深刻。2024年12月,华为与云天化合作,利用气化炉生产的离线历史数据开展RTO(实时在线优化技术)大模型训练,使煤气化装置能够精确模拟并预测气化炉炉温、渣层厚度及熔渣粘度等关键参数。经过半年稳定生产,云天化大为制氨大幅减少人员干预、显著增强装置运行的稳定性与安全性,实现比煤耗削减1.33%,预计节煤9100吨/年、减少二氧化碳排放量2万吨/年。

    我认为,从矿卡无人驾驶到高炉炉温预测,从油藏解释模拟到化工运行优化,AI向核心生产系统的渗透,绝非简单叠加,而是对资源行业生产流程和工艺的重构。其本质是通过数据与机理的融合,将行业知识与人工经验训练为可复用的工业大模型,所以AI不是要取代人的经验,而是要沉淀和放大人类的智慧。

    以用促建,围绕AI价值构建坚实数智底座

    与金融、互联网等“先建后用”的数字化路径截然不同,资源行业正走出一条“以用促建”的新路。前者的数字化基础设施历经长期迭代,信息系统本身即为核心业务,AI应用可快速嫁接其上,形成了‘建设驱动使用’的良性循环。而后者长期依赖机械自动化,常面临极端环境、网络覆盖薄弱、数据采集困难等挑战,传统信息化建设模式成本高、周期长且投资回报存在不确定性。

    所以,我认为必须“围绕解决生产经营难题的AI价值场景,指导企业ICT建设”,通过实际场景,牵引企业数智化底座按需迭代,从而实现技术与业务的双向奔赴。以行业智能化参考架构为顶层设计框架,从感知层的数据采集、联接层的数据传输、到数字底座和数字平台,最终让有用的数据通过人工智能发挥“提质增安”的价值。

    针对资源行业设备互联难题,我们推出的矿鸿物联网操作系统,通过统一数据格式与协议,打破了数据壁垒。2025年,国能集团、中煤集团、伊泰集团等旗下的多个煤矿,已基于该系统规模化复制了液压支架跟机自动化、瓦斯智能巡检、输送带智能巡检等多个场景的应用,不仅大幅提升了作业效率,而且让数据“自由流动”,为AI大模型训练提供高质量的数据原料,为AI决策联动提供保障。

    针对煤矿井工矿,我们针对性研发出“一切到底”的本质安全网络,解决传统多网并存,成本高、维护难的痛点,该成果已经被国家能源局纳入《煤矿信息综合承载网通用技术规范》中。针对钢铁冶炼工厂,我们研发了时延敏感网络,解决流程性作业环境的低时延实时控制要求;针对化工厂大量铜缆铺设的传统接入网络,我们研发了基于SPE交换机的NIICA架构解决方案,推进工业领域的“光进铜退”,解决化工装备大带宽接入难题。这些新产品的研发,立足于高效解决资源行业网络覆盖的问题。

    针对资源企业生产需求波动大、边缘场景计算需求高的特点,华为云Stack实现了多级协同。南京钢铁基于华为云Stack大模型混合云,目前已完成20个智能场景应用的上线,使得劳动生产率提升30%,综合能耗降低15%以上。

    值得一提的是,我们的矿山高性能4G&5G技术、全闪存的高性能存储、高带宽低时延的光纤通信和IP网络、以及HCS云方案,均大规模在海外油气矿山得到部署,很好地满足了企业生产的信息化和数字化需求,支撑了企业人工智能等应用的发展。

    因此,资源行业的智能化不是外挂“AI应用”,而是通过“用”与“建”的深度咬合,重构系统的底层逻辑。当矿鸿让装备“开口说话”,当切片网络打通数据血脉,当云边架构赋予系统弹性,有了足够高价值场景数据的AI,才具备跃升为核心生产力、成为工业大脑的可能。这条路虽无先例可循,却正以中国速度推进,向全球延展。实践正在证明:以价值驱动的数字化基建,才是资源行业穿越行业周期性波动的方舟。

    奇点来临 从量变到质变的规模化飞跃

    深刻的产业变革中存在一个从量变到质变飞跃的“奇点”,突破奇点后,新的范式将以不可逆转的态势重塑整个生态。在资源行业,奇点来临的标志在于,人工智能不仅在技术实现的成熟度上超越传统作业方式,更在经济效益上体现“收益大于成本”的商业闭环。过去,资源行业的智能化更多依赖政策驱动,而现在的企业已享受到技术能够带来的收益提升。因此,这股智能化浪潮正从头部示范企业如山东能源集团、中国石油、宝武钢铁、国家管网、海螺水泥等向中小企业快速渗透。无人驾驶矿卡是AI价值显性化的典型代表。2023年,我们还在为零星的无人驾驶矿卡的成功编组试验而振奋。然而,仅仅一两年时间,在中国东部、西北部的高原、极寒或缺氧的地区,全国已部署近2000辆无人驾驶矿卡,组成多编组的庞大车队,与有人驾驶车辆混编作业、高效运转。根据持续运营的数据测算,仅在华能伊敏,无人矿卡综合运输效率较人工驾驶提升20%以上。百台无人矿卡编组每年替代柴油超1.5万吨,按当前柴油价格(约7000元/吨)计算,仅燃料成本年节省约1亿元。预计到2025年底,全国无人矿卡部署量将突破5000辆,这意味着,AI主导的无人化运输即将跨越奇点,一跃成为生产的主力系统,从零星的“盆景”变成了连片的“风景”,成为露天矿运营的主流模式。从头部企业走向中小市场是AI技术逐步成熟的标志。2024年底山东能源集团、云鼎科技、华为三方在兴隆庄、李楼、新巨龙等煤矿完成了盘古矿山大模型的100多个场景应用落地。在此基础上,云鼎科技把“中心训练-边缘推理-云边协同-边用边学”这套体系抽象为“1 个 AI 开发平台 + 4 种能力(视觉、预测、NLP、多模态)+ N 个高价值场景”的架构,并通过“调优舱”(轻量化增训一体化设备)快速把大模型能力复制到其它资源企业,并且从矿山逐步扩展到了化工、电力、油气等领域,陆续在国家管网、皖北煤电、西部矿业、华能煤业等70余家单位落地,形成了一批可推广复制的标准化解决方案。当单点创新扩展为可复制的商业范式,当技术指标转化为确定性收益,资源行业的智能化便从投入期迈进回报期。但这不是终点,而是新生产力的规模化开端。

    打造AI生产力流水线,共建行业智能化新生态

    在智能化转型的深水区,华为持续构建坚实的AI基础设施与开放协同的生态,为资源行业提供可落地的支撑。我们深刻认识到,AI价值的释放需与行业场景深度融合。通过融合高质量数据、多模型协同、多模态能力及AI Agent技术,华为正助力客户将“数据-场景-模型-智能体”等要素贯通为端到端的AI生产力流水线。华为坚持聚焦这条流水线中最关键的一环——联合生态伙伴共同打造行业中间件平台,弥合AI基础设施与场景化应用的巨大鸿沟。将大模型的自主思考推理能力与行业“Know-How”经验进行有机融合,助力ISV/IHV和资源行业装备制造商等生态伙伴安全、可靠、敏捷的开发部署场景化应用,大幅降低AI落地门槛,加速资源行业智能化转型升级进程。

  • 原文来源:https://coal.in-en.com/html/coal-2661007.shtml
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    • 当前国际油价仍处于相对低位,而油气开发向深海深层非常规进军,开发难度加大,成本增加,技术创新无疑是降本增效的利器。8月27日至28日,2019贝克休斯(中国)智能化油田服务博览会在北京举行,展示了贝克休斯从油藏评价、钻井到完井、生产全产业链共16种新型技术产品。与会专家从油服的角度分析了当前油气开发面临的各种挑战,提出了应对这些挑战的技术解决方案,揭示了油气开发技术发展的新趋势。 油气开发面临哪些难题 油气行业技术的发展必须坚持问题导向,才能有针对性解决油气生产实际问题。深海深层非常规油气藏由于地质、地理环境等因素,在勘探、钻井、完井、开发全过程面临更加复杂的难题。 非常规油气藏地层条件往往更为复杂,例如我国四川地区地层复杂多变,易出现垮塌风险,易产生震动,硅质含量高;新疆玛湖地区地层复杂多变,微裂缝、断层发育,地层研磨性强,有浊沸石分布。 复杂的地质条件给钻井带来一系列风险与难题。如可钻性差,钻井液滤失风险加大,容易发生卡钻等复杂情况,机械钻速低,进而增加非生产时间。恶劣的地质条件还对钻头提出了苛刻的要求,钻头需要更加坚硬耐磨,耐高温高压,打定向井时准确导向难度加大,同时钻头的适用范围要更广,例如在极硬地层和夹层频繁的地层都需要有良好的表现。 非常规油藏一般具有低孔隙度、低渗透率、严重的非均质性等特点,自然产能很低甚至无自然产能,往往需要钻水平井,并进行压裂改造,套管尺寸更小、磅级更大。由此带来产量快速下降、气体处理(段塞)、固体处理、大位移、严重的狗腿度和套管尺寸限制等诸多问题。非常规储层还面临地质不确定性风险,例如断层。 目前存在哪些新型技术 为应对油气开发尤其是非常规开发面临的难题,油气行业不断研发新技术,实现降本增效。从开发过程看,目前新技术可分为油藏评价技术、钻井技术、完井技术和生产技术四大类。 油藏评价代表性技术有高精度全三维压裂模拟技术和远程测井技术。高精度全三维压裂模拟技术能整合所有不同类别的数据,包括三维地震及构造数据、测井数据、地质力学数据、完井及生产数据等,它在优化压裂设计、提高生产井压裂效果以及指导大型压裂施工等方面发挥重要作用。远程测井系统突破了地域限制,实现了测井现场和远程专家系统之间数据的实时传输,有助于测井公司实现快速决策,有效处理紧急事件,大大提高作业效率和质量。 新型钻井类技术主要有定向钻井技术(关键是导向技术)、尖端钻头技术和先进的钻井液技术。定向钻井成功的三要素是精准的井筒定位、卓越的井筒质量和快速可靠的工具表现,而新型尾管导向系统和旋转导向系统能实现连续精准的导向,帮助井筒精确定位。 尖端钻头的代表是狮虎兽钻头,已经发展到第五代,第五代狮虎兽钻头具有先进的切削结构,可提高机械速和钻头可靠性,同时通过先期的软件模拟确保提供优秀的定向控制能力,它还优化密封材料和结构,延长钻头使用寿命。公开数据显示,狮虎兽钻头创造单趟最长进尺的新纪录,平均进尺提高40%,机械钻速提高43 %,轴承寿命提高35 %,节约钻井成本59万美元。 钻井液被喻为为钻井的血液,新型钻井液技术可有效应对压差卡钻、井壁失稳、流体漏失等多种问题,其中有代表性的是先进的桥堵技术,合成石墨在压力条件下桥堵更大的孔喉通道,可变形封堵聚合物成膜喉道。该技术在我国长宁页岩气区块首次现场应用降低90%漏失量。 最新的先进分支井完井技术帮助油气田降本增效。分支井有增加单井产能、油藏动用率最大、优化地表工程或井槽需求、减少设备资产以及运营资本的投入、减少对自然环境的影响等诸多优点。体现这一技术的主要是壁挂式悬挂系统、和多级压裂分支井完井系统。 生产技术主要包括压裂技术和人工举升技术。水平井分段压裂技术的关键在于桥塞,主要分为快钻桥塞和可溶桥塞两类。新型桥塞有鱼雷桥塞、轻质合金桥塞和幽灵全可溶桥塞,分别为复合桥塞、快钻桥塞和全可溶桥塞。其中,幽灵全可溶桥塞在矿化水和温度条件下溶解,无需井筒干预,可以下至连油不能达到的超长水平井内,使用过程中无硬质金属材料或者陶瓷残留在井筒内。 人工举升技术的关键在于泵。新款电潜泵专门为非常规研油气藏研发,可提高系统的操作灵活性和性能,是可靠高性能的宽幅泵。在动态条件下,该泵技术通过延长系统正常运行时间和增大生产压差来提高生产率和最终储层恢复。可减少气体干扰,提高生产和资产使用价值,稳定生产,减少停机时间,同时降低运行成本、提高系统的可靠性。 未来技术发展路在何方 目前的技术解决的问题有限,要破解油气行业的难点,油气行业技术向着数字化和智能化发展。此次博览会的主题和名称都强调了“智”字,展品中的智能随钻扩眼器和抽油机智能控制系统也说明技术智能化的发展方向。 8月22日,中国石油集团经济技术研究院在最新发布的《世界与中国能源展望》(2019版)报告中专门设置了智能互联情景并预测该情境下,我国能源产业将向更加高效、绿色、低碳方向转型,在新技术的支持下,油气开采收率将得到提升,同时开采成本将下降。 数字化、智能化技术对油气行业的影响更不可小觑。以数字化、智能化和纳米技术为主要特征的第五次油气生产技术革命正在来临。这些新型信息化技术在油气生产领域大规模快速扩散应用,将大幅提升油气开采效率、降低开采成本。 谈到我国油气行业数字化、智能化技术的应用现状,中国石油经济技术研究院副院长姜学峰表示:“目前我国油气行业的信息化处于较高级阶段,数字化技术已经起步,但距离真正的智能化还相差很远。在油藏模拟分析、钻井工程以及炼厂运营管理方面我们已经开始探索应用智能化技术,未来的发展潜力巨大。” 根据中国石油集团经济技术研究院的预测,到2020年,数字化和智能化技术开始在全球油气生产领域规模化商业应用; 2025年前后,在全球油气生产领域大规模推广;2030年后,将得到全面应用。数字化和智能化技术在油气生产领域的应用可以提高油气采收率20%以上,而成本可以下降20%以上。这将大大增加全球油气资源量,提升油气竞争力。