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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(jì)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(shí)數(shù)據(jù)需要專業(yè)的工業(yè)級時(shí)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(shí)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(shí)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(jì)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(jià)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(shí)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(shí)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(jià)值提升，為企業(yè)帶來更可觀的經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)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(shí)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。主要建設(shè)目標(biāo)：

（1）構(gòu)建一個(gè)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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)平臺可對工業(yè)APP版本、權(quán)限進(jìn)行統(tǒng)一管理；同時(shí)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(gè)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(shí)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(shí)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(xiǎn)。

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(shí)傳輸；同時(shí)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(shí)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(jì)算、邊云協(xié)同、規(guī)則引擎、時(shí)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(shí)序數(shù)據(jù)庫是面向工業(yè)場景海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供的高效管理、存儲和計(jì)算的基礎(chǔ)技術(shù)組件。具有可靠性高、性價(jià)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(shí)序數(shù)據(jù)庫之一（全國共有7家），支撐每秒200萬個(gè)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(shí)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(gè)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(cuò)不會導(dǎo)致用戶不能訪問。通過構(gòu)建容錯(cuò)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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)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(gè)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(shí)候，通過系統(tǒng)參數(shù)來控制用戶登錄時(shí)輸入用戶名或者密碼錯(cuò)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(shí)參數(shù)來配置賬戶的登錄超時(shí)時(shí)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(gè)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(jì)功能，保障用戶數(shù)據(jù)安全

平臺實(shí)時(shí)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(gè)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(shí)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(jì)，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(gè)賬號綁定多個(gè)移動終端，在用戶丟失移動終端時(shí)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(shí)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(shí)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(jì)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(bào)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(bào)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(shí)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(gè)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(jì)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(jì)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(shí)、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(shí)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(shí)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(gè)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(shí)，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(shí)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(jì)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(shí)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(gè)可移植的鏡像中，然后可移植到各個(gè)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(shí)針對不同數(shù)據(jù)庫的個(gè)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(jì)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(gè)CupidTask實(shí)例拉起；資源申請是阿里云離線計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)劃

復(fù)制推廣計(jì)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(shí)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(gè)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(jì)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(jì)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(shí)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(gè)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(gè)下屬煤礦，共計(jì)52 個(gè)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(jià)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(shí)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(jì)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(jià)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(jià)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(gè)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(jià)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。