SAM系统服务行业市场深度分析及发展规划咨询

SAM系统服务行业市场深度分析及发展规划咨询煤炭装备存在的挑战（一）我国煤炭工业面临发展模式转变的挑战在碳达峰，碳中和目标下，基于我国能源资源禀赋和经济社会发展要求，煤炭仍将在我国多能互补现代能源体系中扮演稳定器和压舱石的重要角色。以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命、技术创新成为行业发展的核心驱动力，煤炭智能绿色开发与清洁低碳利用是发展主题，煤炭低碳利用技术的颠覆性创新将使煤炭成为富有竞争力的能源和原材料资源。煤炭工业需要建设智能化煤矿，淘汰落产能，发展以煤矿智能化支撑的柔性生产供给体系，才能发挥煤炭为双碳兜底、为能源安全兜底、为国家安全兜底的作用，以实现新时期、新煤炭、新格局高质量发展目标。（二）煤矿智能开采业务面临的挑战煤矿智能化的相关标准还停留在单品种装备标准上，缺乏智能化系统等整体标准。企业各个系统之间无法有效互联互通，可能导致后续系统升级和整合困难。现有各种装备、设备接口不统一，制式多样，实现统一控制的复杂度高，融合问题突出。这将导致各大煤炭集团在开展数字化、智能化建设过程中，都根据自身特点、需求建设、采购不同的系统，随着智能化建设的推进最终形成各个相对独立的装备、系统体系，影响行业整体的协调、协同发展。随着煤矿智能化的发展，智能装备的重要性将进一步提高。虽然相关装备国产化取得了较大进展，但仍存在部分智能化装备、元器件、传感仪器和工业软件等国产化不足，产品质量保证体系、管理规范与关键技术标准不健全，设备可靠性、稳定性不足的问题。特别是随着智能化的推进，对自主可控操作系统、芯片等关键软硬件的需求更加迫切。智能矿山行业发展现状目前我国智能矿山建设尚处于初级阶段，整体建设水平较低，但在坚实的政策保障及技术支撑下，呈现出加速发展的态势，未来成长空间巨大。（一）整体建设水平较低目前，我国智能矿山建设尚处于初级阶段，整体建设水平较低，这主要体现在两个方面，首先是智能化建设范围较窄，在综合实力较强的大型矿山企业早已率先布局智能矿山建设的同时，众多小型矿山企业却心有余而力不足，低效煤矿的大量存在，严重制约了煤炭行业的高质量发展；再者是整体智能化水平较智慧矿山目标仍有较大差距，根据国家矿山安监局公布数据，目前全国煤矿仅建成可实现少人化开采的智能化采煤工作面494处，距发改委、国家能源局等八部委联合发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中所提出的各类煤矿基本实现智能化产业发展目标仍相差较远。因此削减落后产能以集中优势产能、并不断加速推进其进行智能化建设，将是我国未来实现煤炭工业转型换挡、提质增效的必由之路。（二）国家政策保驾护航鉴于煤炭行业在我国工业发展中的基础性支柱地位以及智能化建设整体水平较低的事实，其智能化改造在我国产业结构优化升级、经济发展转型换挡中的地位不言而喻。近年来，国家关于我国煤矿智能化建设的指导性政策频出，提供了坚实的政策保障，发改委、国家能源局、国家矿山安监局等八部委于2020年2月联合发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》指出到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，发改委、工信部和国家能源局于2020年4月发布的《2019年煤炭化解过剩产能工作要点》指出持续提升产业链水平。引导煤炭企业加大科技投入，应用现代信息技术和先进适用装备，建设安全高效智能环保的大型现代化煤矿，不断提升机械化、自动化、信息化和智能化水平。（三）科技创新持续赋能在社会资源以及关注度的持续倾斜下，国内开展的煤矿智能化科技创新工作取得了不俗的成绩，为我国煤矿智能化建设提供了强有力的技术支撑。以中国矿业大学、国家能源集团等为代表的高校、企业和科研院所，在煤矿生产的智能化控制、自动化识别、无人化操作及物联网、大数据、云计算的集成应用等方面取得了不俗的成绩，为推动建立集约、安全、高效、绿色的现代煤炭工业体系做出了卓越的贡献。（四）智能化建设加速进行得益于政策基础以及技术创新的双重保障，我国煤矿智能化建设目前正加速进行，并已取得阶段性成果。根据国家矿山安监局公布数据，截至2020年底，全国煤矿已建成494个智能化程度不同的采煤工作面，可以实现少人化开采，虽然对于全国约4，700处煤矿存量以及智慧煤矿智能开采、无人开采的要求而言尚处于起步阶段，但已经取得一定成果，且呈现出加速发展的趋势。煤炭装备面临的机遇（一）煤矿安全生产需要煤矿智能化水平提升我国对煤炭开采行业安全性的重视持续提高，煤矿安全、人员健康保护条件不断改善。但受资源赋存条件、开发与利用工艺的复杂度、技术与装备水平等因素制约，我国煤炭自动化、智能化水平仍然较低，重大安全隐患的智能监测、预测、预警等技术相对落后，人员生产环境仍有较大改善空间。煤矿智能化建设将大幅减少井下作业人员数量与劳动强度，推动煤矿开采提质增效，具有巨大的市场空间。（二）国家高度重视并出台多项政策鼓励煤矿智能化发展近年来，国家相继出台了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》《煤矿智能化建设指南（2021年版）》和《十四五智能制造发展规划》等一系列行业政策，加快推进煤矿智能化转型，鼓励支持煤矿企业向智能、安全、绿色方向发展，为煤矿无人化智能开采相关业务提供了广阔的市场空间。5G大数据人工智能以及区块链等新一代信息技术的快速发展为煤矿智能化建设提供了技术与装备支撑。这些新技术已经在煤炭开采关键技术、设备、系统平台等方面获得初步应用，未来深度融合是发展趋势。新技术的引入可以提升无人智能化开采产品的技术水平，为实现更高水平的技术指标、更综合的产品功能提供了条件，将为行业发展带来新的发展机遇。目前煤炭企业从业人员老龄化严重，煤炭企业井下恶劣的作业环境难以吸引年轻人加入，导致招工越发困难；随着人民生活水平持续提升，从业人员的工资需求也在提高；加之煤炭安全生产投入加大，煤炭企业的用工成本不断攀升，这将促使煤炭企业加大智能化投入减少劳动用工。煤炭装备发展情况和未来发展趋势（一）新技术的引入成为煤炭装备行业增长的新引擎伴随着第四次工业革命的浪潮，当前全球制造业正在经历数字化、网络化、智能化的转变，而人工智能、大数据、5G等技术的引入融合正深刻改变自动化行业及其服务的企业，成为增长新引擎。人工智能技术的兴起在逐步推进制造业的深度智能化，一方面制造工厂利用人工智能支持自动化流程和机械加工，通过智能决策应对异常情况；另一方面，人工智能应用于自动控制领域，改善自动控制的准确性。5G技术具有极低时延、高可靠等特点，5G技术的应用为工业领域提供强有力的网络基础设施保障，使得安全高效的控制应用通过无线网络连接成为可能，有利于提高自动控制系统的稳定性。机器视觉识别技术通过人工智能深度学习算法可以更加精准地识别自动控制系统所处的环境和风险，还可以24小时不间断的工作，并在各种不适合人类工作的恶劣生产环境下替代人实现高速检测，有利于提高自动控制系统的运行效率。（二）煤炭装备整体解决方案开始替代单独产品销售成为市场趋势数字化变革及新技术的复杂性促使煤炭生产企业越来越趋向选择有整体自动化、信息化解决方案的供应商及合作伙伴。目前，高质量、贴近用户的个性化整体解决方案正在逐渐代替原有单一系统成为市场发展趋势。自动控制是一项整体性较强且长期持续进行的工程，随着自身认识、积累的增加，用户对自动控制系统的需求将会更加明确，对方案设计、实施的参与过程会逐渐加深。处于不同发展阶段的企业，在向智能开采的转型升级过程中，对于自动化、网络化、智能化技术及解决方案的需求具有较大的差异性，客观上要求解决方案具有良好的灵活性和弹性。行业头部企业具有谱系较为完整的自动化、信息化产品，并且具有工程实施、方案优化、整体咨询服务能力，具备提供贯穿全流程、全生命周期的一体化智能解决方案的能力。（三）煤炭装备远程诊断和智能运维服务将成为新业态煤矿智能化面对的市场是典型的项目型市场。虽然我国当前煤矿整体智能化水平有待提升，但经过近年的快速发展积累了规模较大的存量市场，存量产品和系统的升级改造需求增大、运维服务的重要性凸显。另外，煤矿企业对智能开采技术和装备的应用日趋成熟，其业务需求由产品逐步向智能服务转变，远程诊断和智能运维服务成为前景广阔的新模式。煤矿智能装备企业需要适应客户需求变化，由产品提供商向智能服务提供商转变。智能矿山行业发展趋势（一）技术发展趋势目前，我国煤炭领域智能化研究起步较晚，近年来呈快速发展趋势。未来，更加深入融合工业物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术实现自主感知、泛在联接、数据驱动、智能开采将是煤矿智能化发展的主要目标。未来智能矿山将通过各种智能传感设备实现对矿山环境实时变化的多维主动感知，通过网络实现矿山人与人、人与物、物与物的广泛联接，通过数据采集与分析实现数据驱动决策，通过智能生产管控实现煤炭资源的智能化开采。（二）产品发展趋势目前，智能矿山系统产品经常来自不同厂家，其设备可靠性及可兼容性较差，尤其体现在标准、协议、接口等方面。因此，开展企业间的沟通合作，开发高兼容性软件及成套设备，更易于整合各软件系统实现全面的自动化、信息化、智能化，更易于在生产过程中收集各类信息，方便故障诊断，不断优化提升。产品成套化趋势能够为下游客户提供更为全面的技术和解决方案；产品集成化趋势顺应了煤机智能化技术发展的潮流；产品灵活化和综合化趋势增强了产品的功能多样性和环境适应性，以上产品发展趋势将进一步提升我国煤矿智能化建设水平。另外，随着智能矿山系统产品及技术在煤炭行业的成熟应用，相关业务在智能化程度及安全生产需求均较高的行业间进行低成本跨行业复制将具备更多可能性。（三）企业发展趋势目前我国尚处煤矿智能化建设的初级阶段，提供智能矿山相关产品及服务的企业较多，而且大多数生产企业规模偏小，真正具备自主研发能力并能够提供较完整解决方案的企业较少。但随着煤矿智能化行业的发展，将逐步出现规模较大、产品质量较好的龙头领军企业，持续进行产业整合以实现集聚，并不断完善自身质量管理体系、增加研发投入以及提升售后服务，最终优化我国智能矿山领域市场的供给结构。总体来说，煤矿生产作为整个煤炭工业的核心所在，运用物联网、大数据等新一代信息技术对其进行智能化建设，是适应现代工业技术革命发展趋势、保障国家能源安全、实现煤炭工业高质量发展的本质支撑，因此智能矿山行业具备持续成长的历史必然性，并且得益于政策基础以及技术创新的双重保障，我国智能矿山行业将迅速迎来广阔的发展空间。智能矿山行业发展历程煤矿信息化建设是煤矿智能化建设的主线与基础，从20世纪80年代中期至今，我国煤矿信息化建设主要经历了单机（系统）自动化、综合自动化及矿山物联网阶段，且随着工业物联网、云计算、人工智能等技术的快速发展，我国煤矿信息化的发展趋势将向煤矿智慧化方向演化。（一）单机（系统）自动化阶段从20世纪80年代中期开始，随着微机技术的发展和普及，我国煤矿信息化建设进入了单机（系统）自动化阶段。该时期矿用自动化设备类型不断增多，如能够实现自动升降的液压支架等，控制设备可靠性及安全性有所提高，这使得我国煤矿安全状况得到初步改善，但由于此时的采集信息均为模拟信号，因此信息传输距离相当有限，只能实现本地采集数据以用于单机的就地控制。而到20世纪90年代中后期，随着数字信息技术和网络技术的发展，信息传输距离大幅增加，煤矿自动化开始出现单系统地面监控。（二）综合自动化阶段2000年以后，煤矿企业单机（系统）不断完善，各系统之间协调越来越困难，企业对各系统之间互联互通的需求越来越强烈，借助通信、工业总线及工业以太网技术飞速发展的契机，一些企业推出专用网络来实现煤矿不同系统的集成系统，这使得我国煤矿信息化建设进入了综合自动化阶段。综合自动化实现了各系统之间的网络化集成，使得各系统能够相互联系，解决了信息孤岛问题，但由于各系统中传感器信息只能用于本系统，系统间协同管控能力弱，缺少相互联动和信息融合，因此并未解决系统的认知孤岛问题。（三）矿山物联网阶段矿山物联网即工业物联网技术在矿山领域的应用，许多专家对此进行了探讨和界定，对矿山物联网的架构、功能、目标等目前已基本达成共识。矿山物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，利用感知技术与智能装置对矿山物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现矿山人与物、物与物信息交互和无缝连接，达到对矿山物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的，发展方向是矿山开采的无人化、智能化。物联网技术推动了物物相联，为解决认知孤岛问题提供了手段。2010-2020年为物联网技术发展的第一阶段，主要研究内容包括物联网平台技术，中心化的安全架构，物理、数字和虚拟融合技术，工业物联网技术及物联网生态的形成。2020-2030年是物联网技术发展的第二阶段，称之为自治网络化的智慧物联网，其主要特征是物联网十人工智能，全分布式、异构网络架构，云、边、端融合的协同，离散式平台，区块链分布式存储技术，自治化物与系统。（四）矿山智能化阶段以人工智能为代表的新技术在算法、算力和大数据等方面取得了突破性进展，计算机在视觉、语音和自然语言处理的部分任务中的表现已经超越人类。5G移动通信技术已经成功在部分国家和地区商用，极大提升了海量多源信息的实时互联、共享能力，借助这些新兴技术，矿山智能化成为时代和历史的必然选择。目前，学术界、工业界和政府高度重视我国矿山智能化技术的发展，并在多个省、市的矿山企业进行实践，初步形成了科研攻关、产品研发、技术落地的良性格局。中国煤炭科工集团首席科学家王国法给出了智能化煤矿的定义：基于现代煤矿智能化理念，将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术深度融合，形成矿山全面感知、实时互联、分析决策、向主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、分选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程的智能化运行。目前我国尚处于煤矿智能化建设的初级阶段，仅有少量煤矿实现了局部生产环节的智能分析及决策控制，距智慧矿山建设目标甚远，未来发展空间广阔，根据发改委、国家能源局、国家矿山安监局等八部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》提出的目标，到2025年，我国大型煤矿和灾害严重煤矿需基本实现智能化；而到2035年，各类煤矿需基本实现智能化。智能矿山行业产业链分析（一）产业链概况智能矿山产业链上游原材料、零部件及服务包括电子元器件、集成模块、外协加工等；中游产品为各类智能矿山信息系统；下游应用领域是煤炭行业，具体客户有煤矿生产企业以及煤矿装备制造商。智能矿山行业需求受下游煤炭行业影响较大，下游行业的整体发展状况直接决定了本行业的需求。虽然煤炭行业整体发展受宏观经济影响而呈现出一定的周期性，但智能矿山信息系统主要是为了实现煤矿生产的安全提升、减员增效以及节能降耗目标的必要性投入，其行业发展情况主要受国家产业政策、企业重视程度以及我国煤矿数量、规模影响，而由于目前我国煤矿升级改造存量需求巨大，因此智能矿山行业具有较为广阔的发展前景。（二）上游行业发展状况及其对本行业的影响电子元器件、集成模块、外协加工等是公司目前生产智能矿山信息系统产品所需的主要原材料及服务，上游行业的供应情况、价格变动及产品或服务质量均可能对本行业的经营造成影响，因此智能矿山企业需要建立稳定高效的供应链管理体系，与上游供应商保持良好的业务合作和密切的信息交流，并及时了解上游材料或服务的技术进步和价格波动情况，以确保产品质量的稳定和快速响应下游客户需求。在上游供应方面，以上原材料及服务在国内均有大量的供应商，竞争较为激烈，不存在供货渠道单一、产品或服务垄断的情况，其充足的供应有利于本行业的发展。对于原材料及外协加工供应商，项目投资方建立起了较为完善有效的供应商遴选制度，选择质量稳定的供应商，同时通过执行严格的质量检验程序，以确保自身的系统产品质量。目前我国在高端传感器芯片、功率半导体器件等方面仍较国际先进水平存在一定差距，尚不能完全满足我国