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老矿山的数字化迫在眉睫:华为助力淮南矿业迎战数字新局

发布日期:2022-05-01 08:44   来源:未知   阅读:

  几个月前发生在各地的限产限电和随之而来的煤炭价格疯涨让很多人意识到,我们仍旧是一个以煤为核心能源的国家,而煤炭的产量和价格关乎社会、经济和生活的方方面面。因此,在大力发展新能源的同时,我们也应以同样的重视程度关注煤炭生产。

  要让煤炭满足全社会的需要,除了开源节流之外,提升大型煤矿的开采效率显然是更重要、更靠谱的实现途径。而这就离不开煤矿的数字化、自动化和智能化……

  身处淮河平原腹地的淮河能源集团是长三角地区的能源供应核心企业,仅在2021年1-9月便产出原煤5537万吨,是妥妥的中国企业500强,也是全国排名前十的产煤集团。然而,淮河能源旗下的开采主体,拥有123年开采历史的淮南矿业集团却在煤炭开采提质增效的道路上遭遇了采矿技术之外的挑战。

  为了提升采矿效率和安全性,从集团到井下的数字化、自动化和智能化转型是必然的方向。如此一来,淮南矿业就需要一套强大的数字化基础设施来实现对越来越多设备、流程和业务的控制。然而,淮南矿业现有老旧设备并不足以支撑这样庞大的数字化改造需求。甚至,现有设备在支持当前业务时也暴露出了故障率高、维护困难、性能低下等一系列弊病。

  面对数据中心和网络等数字基础设施领域中的众多痛点,在庞大的数字化转型工程开始之前,淮南矿业需要首先对IT架构进行一轮大范围的革新。但显然,这样的需求已经超出了淮南矿业的专业范畴。但也正因如此,淮南矿业最终选择了在数字化转型领域经验颇丰的华为。

  作为一家拥有12处矿井、14个子公司的大型矿业集团,淮南矿业IT架构相当复杂。除集团总部数据中心之外还包括4个与各个矿井和子公司相连的核心节点,并且总部数据中心、核心节点以及各个矿山和子公司均有属于自己的IT系统。各个系统和节点之间以IP网络相连。要实现面向未来的数字化转型,网络、计算、存储的改造缺一不可。

  在涵盖井上、井下多种业务的网络接入层面,淮南矿业过去采用的有线接入虽能解决基础的“有无”问题,但繁杂的线路和困难的部署及运维工作却也限制了企业在办公数字化、物联网及各类传感器应用等方面的脚步。并且在涉及生产安全的矿工智能头灯、巡检机器人、语音通话、人员定位、生命体征传感器视频回传等领域,强大的井下无线网络覆盖是必要前提。因此,在升级改造过程中,华为首先便用符合Wi-Fi 6标准的高速无线网络替代了传统的有线网。

  相对于之前的Wi-Fi标准,全新的Wi-Fi 6不仅能够提供更大的带宽,更能够支持海量设备的同时在网和更低网络延迟。而在华为Wi-Fi 6 AP所搭载的智能天线加持下,全新的无线网解决方案还能实现更好的信号覆盖。由此,海量的井下采掘与运输设备、监测设备、物联网设备以及办公区域的电脑、打印机等办公设备均可通过高速无线联接进行数据的传输。另一方面,华为在方案中还预留了无线定位功能接口,方便淮南矿业未来在生产安全、开采和物流等领域进行更进一步的升级改造。

  而在方案后端,华为强大的有线无线融合及管理功能则在免除了复杂线路维护工作的基础上让运维人员能够在后台清晰的看到设备和信号健康程度、接入设备的详细信息以及全部的流量和网络行为,让网络运维实现了事半功倍的效果。

  伴随矿山业务的大量数字化,淮南矿业骨干网上的业务流、数据流和管理流越来越多。然而,数年前部署的10GB网络无论在带宽、可靠性还是可管理性方面均已捉襟见肘。而华为给淮南矿业提出的解决方案则是一套融合了新一代OTN技术、支持OSPF协议、采用全新敏捷交换机的复合型解决方案。

  淮南矿业的骨干网包含一个集团中心节点和四个核心节点,总体呈四横一纵架构。而在骨干网升级过程中,华为首先利用全新的S12700敏捷型交换机将过去的万兆互联升级为基于OSPF协议,且性能更好、具备负载均衡功能的40GB以太网。同时,通过核心节点交换机的双机互备,淮南矿业也能够实现极高的链路可靠性。而在对性能要求更高的骨干网的关键部分,华为则为淮南矿业部署了性能更为先进、带宽高达100Gb的OTN光传输。

  OTN设备可将不同的用户、不同业务的数据转换装为不同波长的光束。而在光纤当中,由于不同波长光束的折射率并不相同,所以多路信息便可在一根光纤内同时传输且互不干扰;这便是OTN波分复用技术的原理。而在解决了数据封装、组网、维护、监测和保护等一系列问题之后,新一代OTN技术则能够为用户提供高带宽、易维护的骨干网方案。

  在升级完成后,淮南矿业的四横一纵网络在性能、可管理性等方面获得了质的飞跃,不仅满足了现有大量业务的需求,更为带宽开销极大的视频监测统一汇总、统一管理铺平了道路。而在更为重要的高可靠层面,全新升级的骨干网则能为淮南矿业各类业务提供高达5个“9”的可靠性。

  在节点层面,华为给淮南矿业提供的解决方案是新一代FusionCube超融合基础设施。由于将计算和存储功能整合为一,华为FusionCube不仅能够提供更多算力和更强大的存储性能,更能在方便横向扩展的同时节省空间和运维工作量。通过在每个矿山节点部署两套超融合基础设施,分属于矿山的OA、生产、监测、调度等业务便可在计算性能、存储能力和平滑扩展及易维护方面实现全新平衡。

  而在核心数据中心层面,华为则为淮南矿业配置了性能强大、可靠性极高的OceanStor Dorado V6全闪存储。OceanStor Dorado V6提供了端到端的NVMe协议支持,能够充分发挥新一代闪存介质在低延迟和高吞吐方面的性能,为数据库等关键业务提供千万级的IOPS和业务端毫秒级别的时延。此外,OceanStor Dorado V6还搭载了8颗自研控制器并形成SmartMatrix架构,能够在控制器8坏7、机框2坏1的情况下保证设备不掉线、业务不中断、数据全域可访问。另外,通过华为创新的无网关双活架构,淮南矿业亦可在降低运维复杂度的前提下实现高达6个“9”的业务可靠性。

  在完成了涵盖网络、计算、存储的基础架构整体升级之后,淮南矿业的数字化业务迎来了全新的基本盘,在性能、可管理性、可靠性等指标上获得了质的飞跃。并且这套基础架构也为淮南矿业日后面向数字化、自动化、智能化的一系列深化改革提供了有力支撑。

  前人栽树,后人乘凉。而作为长三角地区最重要的能源供应者,淮南矿业的这次数字基础架构全面升级为后续一系列矿山数字化、自动化、智能化的改造铺平了道路。只不过,淮南矿业今日的选择更具洞见、更理性。

  或许在未来,我们的确能够以更清洁、更可持续的方式满足日益增长的能源需求。但在这一切到来之前,我们当前更应该解决煤矿开采的质量、效率和安全问题。而这些都少不了淮南矿业在建设数字矿山、智慧矿山方面的努力。