老礦山的數(shù)字化迫在眉睫：華為助力淮南礦業(yè)迎戰(zhàn)數(shù)字新局

    幾個月前發(fā)生在各地的限產(chǎn)限電和隨之而來的煤炭價格瘋漲讓很多人意識到，我們?nèi)耘f是一個以煤為核心能源的國家，而煤炭的產(chǎn)量和價格關乎社會、經(jīng)濟和生活的方方面面。因此，在大力發(fā)展新能源的同時，我們也應以同樣的重視程度關注煤炭生產(chǎn)。

    要讓煤炭滿足全社會的需要，除了開源節(jié)流之外，提升大型煤礦的開采效率顯然是更重要、更靠譜的實現(xiàn)途徑。而這就離不開煤礦的數(shù)字化、自動化和智能化……

自動化運行的現(xiàn)代煤礦

    百年老礦掘進途中遇到的新問題

    身處淮河平原腹地的淮河能源集團是長三角地區(qū)的能源供應核心企業(yè)，僅在2021年1-9月便產(chǎn)出原煤5537萬噸，是妥妥的中國企業(yè)500強，也是全國排名前十的產(chǎn)煤集團。然而，淮河能源旗下的開采主體，擁有123年開采歷史的淮南礦業(yè)集團卻在煤炭開采提質(zhì)增效的道路上遭遇了采礦技術之外的挑戰(zhàn)。

    為了提升采礦效率和安全性，從集團到井下的數(shù)字化、自動化和智能化轉(zhuǎn)型是必然的方向。如此一來，淮南礦業(yè)就需要一套強大的數(shù)字化基礎設施來實現(xiàn)對越來越多設備、流程和業(yè)務的控制。然而，淮南礦業(yè)現(xiàn)有老舊設備并不足以支撐這樣龐大的數(shù)字化改造需求。甚至，現(xiàn)有設備在支持當前業(yè)務時也暴露出了故障率高、維護困難、性能低下等一系列弊病。

數(shù)字化對礦企至關重要

    面對數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡等數(shù)字基礎設施領域中的眾多痛點，在龐大的數(shù)字化轉(zhuǎn)型工程開始之前，淮南礦業(yè)需要首先對IT架構進行一輪大范圍的革新。但顯然，這樣的需求已經(jīng)超出了淮南礦業(yè)的專業(yè)范疇。但也正因如此，淮南礦業(yè)最終選擇了在數(shù)字化轉(zhuǎn)型領域經(jīng)驗頗豐的華為。

    以數(shù)字之力，淮南礦業(yè)重塑金身

    作為一家擁有12處礦井、14個子公司的大型礦業(yè)集團，淮南礦業(yè)IT架構相當復雜。除集團總部數(shù)據(jù)中心之外還包括4個與各個礦井和子公司相連的核心節(jié)點，并且總部數(shù)據(jù)中心、核心節(jié)點以及各個礦山和子公司均有屬于自己的IT系統(tǒng)。各個系統(tǒng)和節(jié)點之間以IP網(wǎng)絡相連。要實現(xiàn)面向未來的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，網(wǎng)絡、計算、存儲的改造缺一不可。

    01

    Wi-Fi 6無線接入

    在涵蓋井上、井下多種業(yè)務的網(wǎng)絡接入層面，淮南礦業(yè)過去采用的有線接入雖能解決基礎的“有無”問題，但繁雜的線路和困難的部署及運維工作卻也限制了企業(yè)在辦公數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)及各類傳感器應用等方面的腳步。并且在涉及生產(chǎn)安全的礦工智能頭燈、巡檢機器人、語音通話、人員定位、生命體征傳感器視頻回傳等領域，強大的井下無線網(wǎng)絡覆蓋是必要前提。因此，在升級改造過程中，華為首先便用符合Wi-Fi 6標準的高速無線網(wǎng)絡替代了傳統(tǒng)的有線網(wǎng)。

    相對于之前的Wi-Fi標準，全新的Wi-Fi 6不僅能夠提供更大的帶寬，更能夠支持海量設備的同時在網(wǎng)和更低網(wǎng)絡延遲。而在華為Wi-Fi 6 AP所搭載的智能天線加持下，全新的無線網(wǎng)解決方案還能實現(xiàn)更好的信號覆蓋。由此，海量的井下采掘與運輸設備、監(jiān)測設備、物聯(lián)網(wǎng)設備以及辦公區(qū)域的電腦、打印機等辦公設備均可通過高速無線聯(lián)接進行數(shù)據(jù)的傳輸。另一方面，華為在方案中還預留了無線定位功能接口，方便淮南礦業(yè)未來在生產(chǎn)安全、開采和物流等領域進行更進一步的升級改造。

    而在方案后端，華為強大的有線無線融合及管理功能則在免除了復雜線路維護工作的基礎上讓運維人員能夠在后臺清晰的看到設備和信號健康程度、接入設備的詳細信息以及全部的流量和網(wǎng)絡行為，讓網(wǎng)絡運維實現(xiàn)了事半功倍的效果。

    02

    骨干網(wǎng)改造升級

    伴隨礦山業(yè)務的大量數(shù)字化，淮南礦業(yè)骨干網(wǎng)上的業(yè)務流、數(shù)據(jù)流和管理流越來越多。然而，數(shù)年前部署的10GB網(wǎng)絡無論在帶寬、可靠性還是可管理性方面均已捉襟見肘。而華為給淮南礦業(yè)提出的解決方案則是一套融合了 新一代OTN技術、支持OSPF協(xié)議、采用全新敏捷交換機的復合型解決方案。

    淮南礦業(yè)的骨干網(wǎng)包含一個集團中心節(jié)點和四個核心節(jié)點，總體呈四橫一縱架構。而在骨干網(wǎng)升級過程中，華為首先利用全新的S12700敏捷型交換機將過去的萬兆互聯(lián)升級為基于OSPF協(xié)議，且性能更好、具備負載均衡功能的40GB以太網(wǎng)。同時，通過核心節(jié)點交換機的雙機互備，淮南礦業(yè)也能夠?qū)崿F(xiàn)極高的鏈路可靠性。而在對性能要求更高的骨干網(wǎng)的關鍵部分，華為則為淮南礦業(yè)部署了性能更為先進、帶寬高達100Gb的OTN光傳輸。

    OTN設備可將不同的用戶、不同業(yè)務的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝為不同波長的光束。而在光纖當中，由于不同波長光束的折射率并不相同，所以多路信息便可在一根光纖內(nèi)同時傳輸且互不干擾；這便是OTN波分復用技術的原理。而在解決了數(shù)據(jù)封裝、組網(wǎng)、維護、監(jiān)測和保護等一系列問題之后，新一代OTN技術則能夠為用戶提供高帶寬、易維護的骨干網(wǎng)方案。

    在升級完成后，淮南礦業(yè)的四橫一縱網(wǎng)絡在性能、可管理性等方面獲得了質(zhì)的飛躍，不僅滿足了現(xiàn)有大量業(yè)務的需求，更為帶寬開銷極大的視頻監(jiān)測統(tǒng)一匯總、統(tǒng)一管理鋪平了道路。而在更為重要的高可靠層面，全新升級的骨干網(wǎng)則能為淮南礦業(yè)各類業(yè)務提供高達5個“9”的可靠性。

    03

    新一代全閃存儲與超融合設備

更多的數(shù)字化業(yè)務意味著更龐大的數(shù)據(jù)量，這就需要存算方面的更多支撐。

    在節(jié)點層面，華為給淮南礦業(yè)提供的解決方案是新一代FusionCube超融合基礎設施。由于將計算和存儲功能整合為一，華為FusionCube不僅能夠提供更多算力和更強大的存儲性能，更能在方便橫向擴展的同時節(jié)省空間和運維工作量。通過在每個礦山節(jié)點部署兩套超融合基礎設施，分屬于礦山的OA、生產(chǎn)、監(jiān)測、調(diào)度等業(yè)務便可在計算性能、存儲能力和平滑擴展及易維護方面實現(xiàn)全新平衡。

    而在核心數(shù)據(jù)中心層面，華為則為淮南礦業(yè)配置了性能強大、可靠性極高的OceanStor Dorado V6全閃存儲。OceanStor Dorado V6提供了端到端的NVMe協(xié)議支持，能夠充分發(fā)揮新一代閃存介質(zhì)在低延遲和高吞吐方面的性能，為數(shù)據(jù)庫等關鍵業(yè)務提供千萬級的IOPS和業(yè)務端毫秒級別的時延。此外，OceanStor Dorado V6還搭載了8顆自研控制器并形成SmartMatrix架構，能夠在控制器8壞7、機框2壞1的情況下保證設備不掉線、業(yè)務不中斷、數(shù)據(jù)全域可訪問。另外，通過華為創(chuàng)新的無網(wǎng)關雙活架構，淮南礦業(yè)亦可在降低運維復雜度的前提下實現(xiàn)高達6個“9”的業(yè)務可靠性。

    在完成了涵蓋網(wǎng)絡、計算、存儲的基礎架構整體升級之后，淮南礦業(yè)的數(shù)字化業(yè)務迎來了全新的基本盤，在性能、可管理性、可靠性等指標上獲得了質(zhì)的飛躍。并且這套基礎架構也為淮南礦業(yè)日后面向數(shù)字化、自動化、智能化的一系列深化改革提供了有力支撐。

    做好當下才能面向未來

    前人栽樹，后人乘涼。而作為長三角地區(qū)最重要的能源供應者，淮南礦業(yè)的這次數(shù)字基礎架構全面升級為后續(xù)一系列礦山數(shù)字化、自動化、智能化的改造鋪平了道路。只不過，淮南礦業(yè)今日的選擇更具洞見、更理性。

    或許在未來，我們的確能夠以更清潔、更可持續(xù)的方式滿足日益增長的能源需求。但在這一切到來之前，我們當前更應該解決煤礦開采的質(zhì)量、效率和安全問題。而這些都少不了淮南礦業(yè)在建設數(shù)字礦山、智慧礦山方面的努力。