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世界五百強(qiáng)煤炭企業(yè)—山西焦煤集團(tuán)，響應(yīng)國家能源行業(yè)智能化發(fā)展的政策要求，順應(yīng)數(shù)字技術(shù)新趨勢，攜手朗坤打造“集團(tuán)級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”，實(shí)現(xiàn)煤礦海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲、管理、計算與分析，建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的集團(tuán)級數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備在線管理、監(jiān)測、預(yù)警與診斷，工況尋優(yōu)、安全管控，提高設(shè)備運(yùn)行效益及安全，全面提升核心競爭力和數(shù)字化服務(wù)能力，助力焦煤集團(tuán)推進(jìn)智慧能源企業(yè)建設(shè)。

項(xiàng)目

概況

項(xiàng)目背景

作為傳統(tǒng)的煤炭工業(yè)領(lǐng)域，山西焦煤集團(tuán)公司生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量較多，數(shù)據(jù)以及基礎(chǔ)組件標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，核心設(shè)備狀態(tài)異常無法感知，設(shè)備運(yùn)維效率低，設(shè)備運(yùn)維成本高；生產(chǎn)類系統(tǒng)數(shù)據(jù)不能集中管理，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)難以融合應(yīng)用；后續(xù)生產(chǎn)過程中將產(chǎn)生越來越多的設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)需要專業(yè)的工業(yè)級時序數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，更多的業(yè)務(wù)應(yīng)用需要統(tǒng)一開發(fā)框架、中間件組件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，設(shè)備故障診斷、經(jīng)營分析、安全管控等場景也需要專業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺支撐。

按照《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》和《山西省人民政府關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施意見》以及山西省煤礦智能化建設(shè)的具體工作安排和要求，山西焦煤集團(tuán)公司需要通過工業(yè)大數(shù)據(jù)、時序數(shù)據(jù)庫、數(shù)字孿生建模組件、工業(yè)機(jī)理建模組件、工業(yè)算法建模組件等可為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與分析、狀態(tài)評估、智能安全管理等應(yīng)用場景輸出分析模型，打造一體化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，包含物聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)平臺、AI建模平臺、機(jī)理建模平臺、應(yīng)用開發(fā)與管理平臺等，建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，制定全集團(tuán)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、AI以及基礎(chǔ)組件標(biāo)準(zhǔn)，通過平臺數(shù)據(jù)與應(yīng)用、開發(fā)中間件的標(biāo)準(zhǔn)化，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)建模等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)、資源、應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，形成基礎(chǔ)共性技術(shù)服務(wù)，再通過機(jī)器深度學(xué)習(xí)設(shè)備長期運(yùn)行中積累的數(shù)據(jù)，提高故障判斷預(yù)警的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的預(yù)測預(yù)防，全面提升核心競爭力和企業(yè)數(shù)字化服務(wù)能力。同時滿足《山西煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于開展礦用設(shè)備感知數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)工作的通知》（晉煤監(jiān)技裝〔2021〕65號）相關(guān)要求。

2. 項(xiàng)目簡介

山西焦煤集團(tuán)響應(yīng)國家能源行業(yè)智能化發(fā)展的政策要求，順應(yīng)數(shù)字技術(shù)新趨勢，攜手朗坤打造“集團(tuán)級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”，實(shí)現(xiàn)煤礦海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲、管理、計算與分析，建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的集團(tuán)級數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備在線管理、監(jiān)測、預(yù)警與診斷，工況尋優(yōu)、安全管控，提高設(shè)備運(yùn)行效益及安全，助力焦煤集團(tuán)推進(jìn)智慧能源企業(yè)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)面向數(shù)據(jù)價值驅(qū)動轉(zhuǎn)型發(fā)展要求。

山西焦煤集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)思路

（1）搭建焦煤集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系

基于微服務(wù)架構(gòu)構(gòu)建山西焦煤集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系，建立智能化應(yīng)用開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，完成下屬煤礦時序數(shù)據(jù)的采集與匯聚，實(shí)現(xiàn)多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲與管理，利用平臺上的算法、模型、圖元、微服務(wù)等形成組態(tài)圖，對生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備水流、風(fēng)流、電流等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控，對運(yùn)行過程中的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行感知分析，解決目前系統(tǒng)多、集成難、感知少、預(yù)判難、不好管理的問題，為集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與工業(yè)大數(shù)據(jù)分析提供支撐。并且滿足山西煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于“礦用設(shè)備感知數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)”集中上傳要求。

（2）構(gòu)建焦煤集團(tuán)未來在煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)

以焦煤集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為基礎(chǔ)，構(gòu)建煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生態(tài)，整合設(shè)備行業(yè)制造商、設(shè)備管理專家、第三方檢修機(jī)構(gòu)、第三方設(shè)備維修商、行業(yè)協(xié)會、政府等全社會資源，布局互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備生態(tài)圈，業(yè)務(wù)覆蓋經(jīng)營管理、生產(chǎn)管控一體化、數(shù)據(jù)采集與存儲、設(shè)備故障預(yù)測與診斷、能耗優(yōu)化、健康評估、運(yùn)行優(yōu)化、供應(yīng)鏈管理等，形成全產(chǎn)業(yè)鏈的大生態(tài)系統(tǒng)。提升資源配置和專業(yè)技術(shù)服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)價值提升，為企業(yè)帶來更可觀的經(jīng)濟(jì)效益同時為設(shè)備資產(chǎn)行業(yè)探索出更多新的商業(yè)模式。

3. 項(xiàng)目目標(biāo)

建設(shè)內(nèi)容主要包含集團(tuán)端工業(yè)數(shù)據(jù)的時序數(shù)據(jù)庫、物聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)管理平臺、AI建模平臺、機(jī)理建模平臺、應(yīng)用開發(fā)與管理平臺、組態(tài)平臺，為山西焦煤集團(tuán)智能化應(yīng)用建設(shè)提供基礎(chǔ)平臺支持，為后續(xù)工業(yè)設(shè)備智能化健康全生命周期管理以及其他產(chǎn)業(yè)工業(yè)生產(chǎn)管理打下堅實(shí)基礎(chǔ)。主要建設(shè)目標(biāo)：

（1）構(gòu)建一個集團(tuán)統(tǒng)一的煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)平臺，平臺至少包含物聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)平臺、AI建模平臺、機(jī)理建模平臺、應(yīng)用開發(fā)與管理平臺、組態(tài)平臺、時序數(shù)據(jù)庫，為企業(yè)智能化應(yīng)用建設(shè)提供基礎(chǔ)平臺支持；

（2）基于平臺完成下屬煤礦數(shù)據(jù)的采集與匯聚，建立集團(tuán)側(cè)數(shù)據(jù)中心，能夠?qū)崿F(xiàn)多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲與管理，為集團(tuán)數(shù)字資產(chǎn)管理與數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下基礎(chǔ)；

（3）發(fā)展煤炭行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，基于平臺將集團(tuán)企業(yè)運(yùn)營相關(guān)的上下游供應(yīng)商、應(yīng)用開發(fā)者通過平臺協(xié)同工作，鞏固焦煤集團(tuán)在煤炭行業(yè)的競爭力；

（4）建立智能化應(yīng)用開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，通過平臺數(shù)據(jù)與應(yīng)用開發(fā)中間件的標(biāo)準(zhǔn)化，解決目前系統(tǒng)多、集成難、不好管理的問題，制定集團(tuán)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、AI以及基礎(chǔ)組件標(biāo)準(zhǔn)；

（5）基于平臺完成下屬煤礦數(shù)據(jù)的上傳，聯(lián)網(wǎng)上傳內(nèi)容包括煤礦主通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、主排水系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)、斜井提升系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)、絞車系統(tǒng)、變電站配電系統(tǒng)、皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)、瓦斯抽放系統(tǒng)等9類系統(tǒng)設(shè)備感知數(shù)據(jù)。使煤礦設(shè)備安全管理由孤島式企業(yè)管理升級到區(qū)域性全覆蓋、資源共享的管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的預(yù)測預(yù)防，滿足《山西煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于開展礦用設(shè)備感知數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)工作的通知》（晉煤監(jiān)技裝〔2021〕65號）要求。

二、項(xiàng)目實(shí)施概況

1. 項(xiàng)目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容

（1）平臺總體架構(gòu)

山西焦煤集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供從邊緣層各類設(shè)備數(shù)據(jù)的接入到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和工業(yè)大數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的完整解決方案。平臺自下而上共分為行業(yè)設(shè)備層、邊緣層、IaaS層、PaaS層和工業(yè)APP層等五個層面。為企業(yè)各領(lǐng)域提供診斷、預(yù)測和優(yōu)化等智能化服務(wù)，通過數(shù)據(jù)分析和工業(yè)機(jī)理相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜工業(yè)數(shù)據(jù)的深度挖掘，為企業(yè)提供決策優(yōu)化。

平臺的整體架構(gòu)圖如下圖所示：

平臺總體架構(gòu)

主要內(nèi)容

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺由PaaS層、大數(shù)據(jù)平臺、通用PaaS平臺、工業(yè)PaaS組件、應(yīng)用開發(fā)與集成平臺組成，邊緣層由物聯(lián)網(wǎng)平臺與數(shù)據(jù)采集組件組成。

通用PaaS組件提供的是基礎(chǔ)的技術(shù)服務(wù)組件，包括微服務(wù)治理、容器管理和DevOps,平臺整體基于微服務(wù)架構(gòu)，提供統(tǒng)一開發(fā)框架和微服務(wù)治理平臺，通過統(tǒng)一服務(wù)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行應(yīng)用分發(fā)和管理。組件通過統(tǒng)一容器云實(shí)現(xiàn)對容器鏡像的管理，為上層業(yè)務(wù)應(yīng)用提供基于容器化的部署和管理功能。

工業(yè)PaaS組件是面向?qū)嶋H應(yīng)用場景的開發(fā)建模組件，包括機(jī)理建模、AI建模、組態(tài)繪制平臺、趨勢分析控件等，組件具有行業(yè)屬性，且融入行業(yè)知識庫，可以為設(shè)備管理、數(shù)據(jù)分析、經(jīng)營決策等智慧化場景提供專業(yè)組件支撐。

工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺包含數(shù)據(jù)集成組件、時序數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫及各類分布式存儲系統(tǒng)，支持云化部署，且為應(yīng)用開發(fā)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口。

應(yīng)用開發(fā)與集成平臺提供完善的應(yīng)用開發(fā)支撐組件，基于組件開發(fā)的工業(yè)APP可一鍵上架并進(jìn)行應(yīng)用分發(fā)，同時平臺可對工業(yè)APP版本、權(quán)限進(jìn)行統(tǒng)一管理；同時平臺支持靈活的應(yīng)用集成方案，提供系統(tǒng)間間數(shù)據(jù)集成交換標(biāo)準(zhǔn)組件，幫助快速實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用的統(tǒng)一集成管理。

2. 網(wǎng)絡(luò)、平臺或安全互聯(lián)架構(gòu)

（1）平臺安全架構(gòu)

平臺從網(wǎng)絡(luò)傳輸、設(shè)備接入、身份與訪問管理、應(yīng)用架構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施和后期運(yùn)維多個層面提供安全控制機(jī)制，有效保障平臺的信息安全，滿足等保三級安全評測需求，并提供評測支持服務(wù)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采取“網(wǎng)絡(luò)專用、橫向控制、縱向認(rèn)證”的基本原則，以滿足集團(tuán)和工廠內(nèi)部的安全防護(hù)需求。

在工廠，將工業(yè)網(wǎng)和信息系統(tǒng)的管理網(wǎng)之間設(shè)置防火墻，并使用相應(yīng)的安全策略設(shè)置網(wǎng)絡(luò)之間的隔離和訪問控制，確保工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)訪問的安全性。

集團(tuán)和工廠之間采用專網(wǎng)的方式，確保數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用訪問的安全性，同時結(jié)合訪問者的身份授權(quán)認(rèn)證機(jī)制，實(shí)現(xiàn)縱向認(rèn)證，全面提高生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)的整體安全性，為安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

（2）平臺部署架構(gòu)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是面向下屬企業(yè)的智能化升級的載體，其部署架構(gòu)應(yīng)該能夠顧支撐現(xiàn)有以及未來新企業(yè)的的共享接入，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)、AI分析能力、應(yīng)用開發(fā)管理能力的平臺化共享，其總體部署方案如下圖所示：

平臺部署架構(gòu)

雙層安全隔離網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)確保網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)安全

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按在遵循國家安全生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)隔離要求基礎(chǔ)上，增加了控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)安全二次隔離防護(hù)去，通過二次物理隔離網(wǎng)閘保障生產(chǎn)控制區(qū)的絕對安全，同時在控制區(qū)接口機(jī)與網(wǎng)閘采用系統(tǒng)專用模式，避免了系統(tǒng)間安全漏洞交叉感染風(fēng)險。

應(yīng)用組件通過容器化部署以微服務(wù)的形式集成到平臺實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)維

可視化組件支持以微服務(wù)的形式注冊至平臺，由平臺統(tǒng)一管理，并通過容器化部署實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)維，系統(tǒng)可快速響應(yīng)用戶需求變更。

開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持未來機(jī)組擴(kuò)建與系統(tǒng)擴(kuò)建需求

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持增加接口機(jī)與隔離裝置即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線擴(kuò)展帶來的數(shù)據(jù)接入需求，可支撐百萬級測點(diǎn)容量的數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸；同時在生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)通過群集化部署，支持硬件性能橫向擴(kuò)展，軟件層面系統(tǒng)采用微服務(wù)架構(gòu)，可支撐業(yè)務(wù)的模塊化交付擴(kuò)展。

3. 具體應(yīng)用場景和應(yīng)用模式

平臺提供數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施支撐能力，平臺包含蘇暢天樞物聯(lián)網(wǎng)平臺、TrendDB時序數(shù)據(jù)庫、天璣工業(yè)數(shù)據(jù)智能平臺、天權(quán)數(shù)字孿生建模平臺、天璇低代碼開發(fā)平臺等核心組件，覆蓋了狀態(tài)感知、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新技術(shù)。平臺是首批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 “工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺功能、性能評測”四星認(rèn)證工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺功能、性能評測四星證書

平臺融入5G 技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化連接的基礎(chǔ)賦能組件。平臺以覆蓋邊、云兩端的高可用分布式架構(gòu)為基礎(chǔ)，融合了傳感器、協(xié)議解析、邊緣計算、邊云協(xié)同、規(guī)則引擎、時序存儲、工藝組態(tài)等軟硬件技術(shù)，構(gòu)建了將設(shè)備狀態(tài)感知、設(shè)備狀態(tài)存儲、設(shè)備狀態(tài)可視化功能融合一體的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。

天樞物聯(lián)網(wǎng)數(shù)采硬件

平臺在基于5G的高頻振動數(shù)據(jù)采集場景的應(yīng)用

蘇暢TrendDB時序數(shù)據(jù)庫是面向工業(yè)場景海量實(shí)時數(shù)據(jù)提供的高效管理、存儲和計算的基礎(chǔ)技術(shù)組件。具有可靠性高、性價比高、性能優(yōu)、可擴(kuò)展強(qiáng)、二次開發(fā)簡單等特點(diǎn)，是首批通過DCA評測的時序數(shù)據(jù)庫之一（全國共有7家），支撐每秒200萬個數(shù)據(jù)采集性能，獨(dú)有的50:1的壓縮算法已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。

蘇暢TrendDB時序數(shù)據(jù)庫通過工信部DCA評測

數(shù)據(jù)智能平臺聚焦人工智能在工業(yè)場景中的落地應(yīng)用，提供從數(shù)據(jù)集成、預(yù)處理、特征工程到模型訓(xùn)練、評估發(fā)布的一站式開發(fā)服務(wù)。能夠?qū)崿F(xiàn)在線異構(gòu)數(shù)據(jù)集成與挖掘、多語言多框架算法開發(fā)、模型全生命周期管理及“拖拉拽”可視化建模等。

平臺可視化建模

數(shù)字孿生建模平臺，融合VR、AR、三維等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從集團(tuán)到工廠、系統(tǒng)、設(shè)備、部件等多層級、可擴(kuò)展的數(shù)字化建模。基于面向?qū)ο蠼＜軜?gòu)，提供屬性、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)關(guān)系、工況、工藝流程、機(jī)理模型規(guī)則、知識庫融合的可視化建模技術(shù)，及數(shù)據(jù)管理、函數(shù)庫、模型復(fù)制、模型鏡像、模型測試驗(yàn)證等配套工具，滿足不同行業(yè)不同場景的數(shù)字建模需求，可高效構(gòu)建出可視、可知、可感的數(shù)字虛擬化模型。

數(shù)字孿生建模平臺

結(jié)合三維的數(shù)字孿生模型

選取典型設(shè)備、基于平臺核心組件和數(shù)據(jù)打造設(shè)備故障診斷樣板應(yīng)用

4. 安全及可靠性

（1）平臺穩(wěn)定性

平臺組件具有良好的平臺穩(wěn)定性，已在近千個項(xiàng)目中得到深入應(yīng)用，年平均無故障率達(dá)99.9%。平臺組件的高穩(wěn)定性主要通過如下幾種方式保障：

采用故障隔離方式

平臺采用微服務(wù)架構(gòu)通過定義明確的服務(wù)邊界，能有效地隔離故障，保證整體業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)各服務(wù)之間互相不依賴，因此任何服務(wù)出錯不會導(dǎo)致用戶不能訪問。通過構(gòu)建容錯能力強(qiáng)的服務(wù)盡可能減少部分中斷帶來的影響，以從容應(yīng)對可能發(fā)生的某些中斷情況。

采用故障自愈方式

平臺的自我修復(fù)能力能幫助系統(tǒng)恢復(fù)應(yīng)用。當(dāng)應(yīng)用遇到崩潰狀態(tài)后通過外部系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)例的狀態(tài)，當(dāng)服務(wù)出現(xiàn)故障一段時間后則會重啟服務(wù)，讓系統(tǒng)從故障中恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。故障自愈的方式能夠有效保障業(yè)務(wù)平臺使用的連續(xù)性。

采用服務(wù)降級方式

平臺在訪問壓力劇增的時候，能夠根據(jù)當(dāng)前的業(yè)務(wù)情況及流量對一些服務(wù)和頁面有策略的降級，以此緩解服務(wù)器的壓力，保證核心任務(wù)的進(jìn)行，同時保證部分甚至大部分用戶能得到正確的響應(yīng)。

采用限流方式

平臺對客戶端的請求進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)覺某個客戶端發(fā)送了過多或過快的請求就會做出限制，根據(jù)預(yù)先制定的策略針對某個客戶端的IP, 帳戶或類型進(jìn)行限流，從而保證了對大多數(shù)正常請求的服務(wù)不受影響, 防止拒絕服務(wù) DoS (denial of service) 和分布式拒絕服務(wù) DDoS (distributed denial of service)。

（2）平臺安全性

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在安全性方面主要涉及如下級方面：

1）應(yīng)用安全認(rèn)證機(jī)制

平臺在訪問過程中進(jìn)行獨(dú)立的安全認(rèn)證，包括對用戶訪問密碼做強(qiáng)制約束，對密碼復(fù)雜度和強(qiáng)制修改周期進(jìn)行控制，并集團(tuán)門戶進(jìn)行集成，采用統(tǒng)一的單點(diǎn)登錄進(jìn)行用戶認(rèn)證。

用戶訪問系統(tǒng)的時候，通過系統(tǒng)參數(shù)來控制用戶登錄時輸入用戶名或者密碼錯誤多少次后就鎖定用戶賬戶，并結(jié)合認(rèn)證碼機(jī)制防止暴力破解。

通過登錄超時參數(shù)來配置賬戶的登錄超時時間，防止意外泄密事件。平臺還控制相同的賬號不允許重復(fù)登錄，并對重復(fù)登錄的賬號進(jìn)行提醒。

2）嚴(yán)格的多維度權(quán)限控制

平臺基于成熟的RBAC模型進(jìn)行權(quán)限控制，提供了多個維度的權(quán)限控制，包括：系統(tǒng)級權(quán)限控制、菜單級權(quán)限控制、程序級權(quán)限控制、操作級權(quán)限控制、數(shù)據(jù)級權(quán)限控制。通過角色權(quán)限控制，也有效保障系統(tǒng)訪問的安全性。

3）嚴(yán)格的數(shù)據(jù)加密機(jī)制保障數(shù)據(jù)安全

系統(tǒng)根據(jù)各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的敏感級別進(jìn)行數(shù)據(jù)的分級加密控制，例如對于用戶密碼、系統(tǒng)密碼等數(shù)據(jù)采用MD5數(shù)據(jù)加密技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，對于核心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用AES數(shù)據(jù)加密技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)加密。

4）全面的日志審計功能，保障用戶數(shù)據(jù)安全

平臺實(shí)時記錄了用戶訪問系統(tǒng)的情況，用戶在系統(tǒng)中對業(yè)務(wù)記錄進(jìn)行的各項(xiàng)操作明細(xì)，系統(tǒng)各模塊的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息。可以查詢并導(dǎo)出各個角色所擁有的系統(tǒng)權(quán)限、業(yè)務(wù)權(quán)限、流程權(quán)限和操作權(quán)限，實(shí)時了解系統(tǒng)的運(yùn)行、應(yīng)用情況，對系統(tǒng)進(jìn)行全面安全審計，保證系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。

5）多終端訪問安全控制

平臺除了對PC終端進(jìn)行安全控制之外，還對移動終端進(jìn)行安全控制，可實(shí)現(xiàn)用戶賬號和移動終端唯一認(rèn)證序列進(jìn)行綁定，并支持一個賬號綁定多個移動終端，在用戶丟失移動終端時可以快速的進(jìn)行掛失，并阻止丟失的移動終端對系統(tǒng)的訪問，同時發(fā)送指令銷毀移動終端緩存的加密數(shù)據(jù)。

6）健全的運(yùn)維管理機(jī)制

平臺對后期的運(yùn)維進(jìn)行安全控制，例如對于以批處理或定時任務(wù)自動執(zhí)行的程序，應(yīng)當(dāng)對其執(zhí)行權(quán)限及范圍進(jìn)行嚴(yán)格控制，并定期檢查計劃任務(wù)的合法性，按其執(zhí)行周期對執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行復(fù)核；建立監(jiān)控平臺，制定機(jī)制對系統(tǒng)的資源和性能狀況進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題后進(jìn)行報警，此外，還應(yīng)對日志及入侵檢測系統(tǒng)事件進(jìn)行監(jiān)控；制定流程對安全事件進(jìn)行跟蹤及監(jiān)控，并對問題的處理情況進(jìn)行上報分析，定期對問題列表進(jìn)行分析、培訓(xùn)，以優(yōu)化解決流程或制定機(jī)制防止事件再次發(fā)生；新補(bǔ)丁應(yīng)及時在服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上安裝，補(bǔ)丁安裝前應(yīng)經(jīng)過申請、審批，測試后經(jīng)批準(zhǔn)方可上線；加強(qiáng)落實(shí)對定期備份結(jié)果進(jìn)行檢查并進(jìn)行備份恢復(fù)測試，對敏感數(shù)據(jù)的備份要嚴(yán)格進(jìn)行加密控制。

5. 其他亮點(diǎn)

（1）開放性

1）平臺開放性

平臺采用微服務(wù)架構(gòu)，各類技術(shù)組件之間具有良好的松耦合性，具有良好的開放性和兼容性，基于統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，組件均提供豐富的外部API接口，可方便做功能擴(kuò)展以及與其他平臺、組件、系統(tǒng)的集成開發(fā)。本項(xiàng)目基于蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和阿里云智能大數(shù)據(jù)領(lǐng)域平臺開發(fā)，可有效支撐山西焦煤集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺（一期）項(xiàng)目的建設(shè)。

平臺以完全開放的思想開發(fā)，支持第三方開發(fā)者快速構(gòu)建應(yīng)用，并提供了完善的應(yīng)用開發(fā)工具，特定場景可實(shí)現(xiàn)低代碼應(yīng)用開發(fā)，為提供了一個兼容性與開發(fā)信極強(qiáng)的自主平臺。阿里云智能大數(shù)據(jù)領(lǐng)域平臺級產(chǎn)品用于數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)服務(wù)、建模分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和算法訓(xùn)練，為業(yè)務(wù)決策提供支持。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計本著合理、開放、先進(jìn)、擴(kuò)展原則，與核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)低耦合，多種與外部系統(tǒng)的對接能力和方式，快速拓展適應(yīng)性未來業(yè)務(wù)的發(fā)展改造。平臺支持從數(shù)據(jù)開發(fā)到數(shù)據(jù)服務(wù)開發(fā)，閉環(huán)涵蓋數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)全流程；提供離線、實(shí)時、交互式分析Studio滿足大數(shù)據(jù)全業(yè)務(wù)場景；為全域數(shù)據(jù)匯聚與融合加工、數(shù)據(jù)治理與分享提供溫床，助力企業(yè)完美升級數(shù)據(jù)體系；引入SQL智能編輯器、智能基線監(jiān)控、數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控、數(shù)據(jù)保護(hù)傘，賦能AI時代必備能力，具備良好的功能、模塊擴(kuò)展性。

2）數(shù)據(jù)開放性

平臺以數(shù)據(jù)為核心，提供多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集存儲處理服務(wù)。

平臺將非實(shí)時結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)分析數(shù)據(jù)等，例如協(xié)同辦公系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等，此類數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。通過數(shù)據(jù)采集平臺配置數(shù)據(jù)庫連接，讀取源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和實(shí)際數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)集成的底層包括適配器、轉(zhuǎn)換引擎、作業(yè)引擎和插件管理四個重要功能。連接適配器面向各類數(shù)據(jù)源，如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（Oracle、DB2、MySQL、SQL Server…）、Hadoop 家族產(chǎn)品等，提供針對性的連接和訪問接口。

同時，平臺采用標(biāo)準(zhǔn)化接口為上層應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)服務(wù)，包括以下服務(wù)：大規(guī)模搜索引擎服務(wù)、SQL查詢服務(wù)、聚合算子下推、存儲能力、分層存儲、任意條件搜索、自定義拓展、關(guān)鍵詞搜索、實(shí)時流處理服務(wù)、交互式分析服務(wù)。

3）服務(wù)開放性

平臺為二次開發(fā)提供數(shù)據(jù)高級服務(wù)，提高平臺服務(wù)開發(fā)性。包括批處理模塊、

流計算模塊、搜索引擎、數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用模塊、AI算法管理模塊、數(shù)字孿生模塊。

（2）系統(tǒng)兼容性

平臺具有良好的平臺兼容特性。

1）支持操作系統(tǒng)跨平臺

平臺整體采用Java語言開發(fā)，基于B/S架構(gòu)，具有良好的跨平臺特性，系統(tǒng)可以部署在Windows、Linux和Unix等常見的操作系統(tǒng)上。

2）支持移動跨平臺

平臺在移動端采用HTML5技術(shù)，具有良好的跨平臺特性。系統(tǒng)支持跨設(shè)備（手機(jī)、平板）、跨移動平臺（iOS、Android）。

3）具有良好的瀏覽器兼容性

在前端頁面的開發(fā)方面，平臺采用標(biāo)準(zhǔn)HTML5技術(shù)研發(fā)，同時在CSS樣式方面考慮了跨瀏覽器的支持，很好的兼容了目前所有主流的瀏覽器。系統(tǒng)兼容的常見瀏覽器包括IE、Chrome、火狐瀏覽器、Edge瀏覽器、Opera瀏覽器、Safari、360安全瀏覽器和QQ瀏覽器等，能夠滿足用戶的日常使用。

4）具有良好的中間件兼容特性

通過“服務(wù)器端控件”的思想，工業(yè)PaaS平臺可以部署在weblogic、tomcat、webSphere和JBoss等常見的web容器中。此外，系統(tǒng)支持使用Docker容器引擎，打包應(yīng)用以及所有依賴包到一個可移植的鏡像中，然后可移植到各個容器中。

5）具有良好的數(shù)據(jù)庫兼容性

工業(yè)PaaS平臺在數(shù)據(jù)存儲方面支持目前大多數(shù)主流的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，比如Oracle、SQL Server、MySQL和PostgreSQL等。平臺在數(shù)據(jù)訪問層進(jìn)行了統(tǒng)一的封裝處理，對連接管路、事務(wù)管理、配置加載和緩存管理等方面進(jìn)行了統(tǒng)一處理，同時針對不同數(shù)據(jù)庫的個性化處理，提供了解析、執(zhí)行SQL的統(tǒng)一操作，接口層對外提供通用的數(shù)據(jù)操作接口。

云平臺產(chǎn)品包含原生的計算能力以及相關(guān)的管控平臺、運(yùn)維平臺、調(diào)度系統(tǒng)、安全能力、數(shù)據(jù)互通。在管控上面是通過MaxCompute的一個CupidTask實(shí)例拉起；資源申請是阿里云離線計算引擎（MaxCompute）提供一層Yarn API的兼容；安全方面使用阿里云離線計算引擎（MaxCompute）的沙箱能力；數(shù)據(jù)處理方面打通數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。控制集群使用CupidTask實(shí)例拉起Spark的Driver，后續(xù)Driver通過Yarn API的兼容層去向統(tǒng)一資源管理器FuxiMaster申請資源。控制集群管理Spark運(yùn)行實(shí)例消耗的用戶quota、Spark實(shí)例的生命周期、可訪問數(shù)據(jù)源的權(quán)限管理。計算集群通過父子進(jìn)程的方式來拉起Spark的Driver以及Executor，并且讓Spark的代碼運(yùn)行在阿里云離線計算引擎（MaxCompute）的安全沙箱中，從而保證多租戶場景的安全性。系統(tǒng)通過Proxyserver來提供原生的UI界面，可以使用離線計算引擎（MaxCompute）相關(guān)管控組件來管理作業(yè)信息。

三、下一步實(shí)施計劃

復(fù)制推廣計劃

目前該系統(tǒng)已在焦煤集團(tuán)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)快速推廣，同時復(fù)制到中煤集團(tuán)、晉能控股集團(tuán)、陜煤集團(tuán)等重點(diǎn)煤礦企業(yè)，已實(shí)現(xiàn)100余個煤礦的覆蓋。后期將繼續(xù)聚焦山東、山西、陜西、內(nèi)蒙、安徽等煤礦大省，聯(lián)合中國煤炭工業(yè)協(xié)會、煤礦重點(diǎn)高校等組織進(jìn)行推廣，預(yù)計2025年之前實(shí)現(xiàn)500座煤礦的推廣應(yīng)用。

四、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果

1. 項(xiàng)目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)

（1）建立為煤礦集團(tuán)定制的先進(jìn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)底座

（2）平臺建立了海量高頻振動信號采集和預(yù)處理的物聯(lián)網(wǎng)平臺

平臺依托蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能數(shù)字傳感技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、云計算平臺、專家診斷技術(shù)、人工智能、移動應(yīng)用等先進(jìn)技術(shù)手段，通過改變現(xiàn)有的設(shè)備檢修模式。提供“主動式”設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，將專家資源有效的賦能增效，并積累了大量的設(shè)備數(shù)據(jù)資產(chǎn)。

（3）打造了覆蓋7大生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備健康管理平臺

針對煤礦排水、通風(fēng)、壓風(fēng)、提升、供電、運(yùn)輸、綜采七大核心系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了設(shè)備故障預(yù)警與診斷平臺的部署，打造了集設(shè)備總覽、故障診斷、專家?guī)臁?/span>知識庫、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙、移動應(yīng)用于一體的設(shè)備智能化管理體系，保證設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低檢修成本。

（4）基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化集成

針對集團(tuán)級數(shù)據(jù)集成場景，本方案在集團(tuán)側(cè)建立數(shù)據(jù)匯聚中心，應(yīng)對海量下屬企業(yè)數(shù)據(jù)上傳與運(yùn)維監(jiān)控需求，避免了海量接口獨(dú)立維護(hù)帶來的運(yùn)維與性能瓶頸。

（5）提供專業(yè)的工業(yè)PaaS組件更好的支撐智慧化APP快速開發(fā)

本方案在通用PaaS基礎(chǔ)上增加了工業(yè)PaaS組件的建設(shè)方案，包括AI建模、機(jī)理建模、組態(tài)平臺等，為智慧業(yè)應(yīng)用開發(fā)提供了基礎(chǔ)，大幅降低了智慧化應(yīng)用開發(fā)的門檻與技術(shù)難度。

（6）高兼容性的應(yīng)用開發(fā)平臺可支撐第三方開發(fā)者快速應(yīng)用構(gòu)建

平臺以完全開發(fā)的思想開發(fā)，支持第三方開發(fā)者快速構(gòu)建應(yīng)用，并提供了完善的應(yīng)用開發(fā)工具，特定場景可實(shí)現(xiàn)低代碼應(yīng)用開發(fā)，為提供了一個兼容性與開發(fā)信極強(qiáng)的自主平臺。

實(shí)施效果

建設(shè)成效

形成完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)架構(gòu)體系，建立7大核心子平臺；完成 9 個下屬煤礦，共計52 個系統(tǒng)統(tǒng)一接入至平臺；打造智能駕駛艙，賦能精益化管理。

技術(shù)價值

山西焦煤集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)過程中涉及了多種數(shù)據(jù)格式類型的存儲，包括生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)中的關(guān)系型數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化的業(yè)務(wù)管理、業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建，形成標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)框架，建立統(tǒng)一匯集多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集團(tuán)數(shù)據(jù)中心，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)、邊緣計算和存儲管理，形成焦煤集團(tuán)對不同廠商不同系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲。形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的集團(tuán)數(shù)據(jù)中心。

通過先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析手段，實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備監(jiān)測、預(yù)警、優(yōu)化其運(yùn)行狀態(tài)的深度應(yīng)用，結(jié)合多維度分析，對于設(shè)備、運(yùn)行、安全等各種管理自動提出決策，為提升企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，加快技術(shù)變革，起到重要作用。

經(jīng)濟(jì)價值

企業(yè)內(nèi)部經(jīng)營管理的核心要素是如何降低運(yùn)營成本和提高科學(xué)決策水平。煤炭行業(yè)大部分成本在人員和設(shè)備層面，能否提高設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測決定了企業(yè)成本的高低；此外還包括設(shè)備使用方、設(shè)備供應(yīng)商、檢修服務(wù)公司、專家與政府資源等礦業(yè)生態(tài)圈整合，通過模型分析對故障進(jìn)行早期預(yù)警和診斷分析。因此需要構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過規(guī)模優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)資源聚集，打造高效、優(yōu)質(zhì)和高性價比的平臺化服務(wù)模式，找出影響企業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)性因子，從而降低成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。平臺助力焦煤大幅降低人員和設(shè)備成本。以單個礦為例：每年降低45萬人工巡檢成本；每年節(jié)約40萬人工檢修費(fèi)用；每年節(jié)省30萬能源使用費(fèi)用；每年降低60萬設(shè)備故障減產(chǎn)、停產(chǎn)損失。

戰(zhàn)略價值

山西焦煤集團(tuán)的發(fā)展戰(zhàn)略是建設(shè)智慧能源集團(tuán)，這一戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要借助于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的有力支撐。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將為焦煤集團(tuán)提供集團(tuán)企業(yè)運(yùn)營相關(guān)的上下游供應(yīng)商、應(yīng)用開發(fā)者通過平臺協(xié)同工作，鞏固焦煤集團(tuán)在煤炭行業(yè)的競爭力，幫助焦煤集團(tuán)建設(shè)成為新一代的數(shù)字化工業(yè)企業(yè)，形成新的智慧化核心競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，實(shí)現(xiàn)焦煤集團(tuán)在數(shù)字經(jīng)濟(jì)和能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧能源等領(lǐng)域的戰(zhàn)略創(chuàng)新。