新技术的引入成为煤炭装备行业增长的新引擎分析

新技术的引入成为煤炭装备行业增长的新引擎分析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。智慧矿山产业链智慧矿山上游主要是系统集成中所运用的摄像头、防爆计算机、防爆变频器等零部件以及轴承、胶轮、外壳等加工耗材的供应商，如宝信软件等；下游主要为煤炭、有色金属等矿产资源的开采公司，如阳煤集团（阳泉煤业）、陕西煤化、中国华能等；工业互联网根据企业规模、生产条件、IT/OT系统建设情况，打通矿产资源产运销以及上下游各环节，实现矿产子系统、整体生产、矿业集团经营管理的多级优化。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煤矿智能化建设的要求，但随着我国工业物联网行业的不断发展，上游配套行业亦将随之稳步成长，未来我国智能矿山行业的上游供应链将愈发完备。（三）下游行业发展状况及其对本行业的影响智能矿山系统产品的具体客户有煤矿生产企业以及煤矿装备制造商，但最终下游均为煤矿生产，因此智能矿山行业与煤炭行业的发展息息相关。我国是全球最大的煤炭生产国与消费国，2019年我国煤炭产量为3，698．00百万吨，同比上升4．00%；消费量为4，176．54百万吨，同比上升5．09%，较之煤炭行业去产能、调结构初期已呈现一定的回暖态势。根据中国煤炭工业协会发布的《煤炭工业十四五高质量发展指导意见》，到十四五末即2025年，我国煤炭产量将控制在41亿吨左右，相较2020年39．0亿吨的产量而言仍有一定的增长空间。受宏观经济增速下降以及国内煤炭行业自身转型升级的影响，煤炭行业发展于2015年跌入低点，根据Wind资讯数据，2015年我国煤炭开采和洗选业利润总额为440．80亿元，仅为2011年利润总额的一成左右，但随着我国煤炭行业供给侧改革初见成效，行业效益回暖，2021年更是受疫情后工业复苏、市场需求旺盛而市场供给偏紧等因素影响，我国煤炭开采和洗选业利润总额攀升到了近十年以来的最高水平，达7，023．10亿元。虽然煤炭行业受宏观经济等因素的影响会呈现出一定的周期性波动，但由于我国经济增长的长期趋势未发生根本逆转以及煤炭在我国能源战略中占有基础支柱性地位，煤炭行业的整体发展趋势未发生改变，随着供给侧改革的不断深入，煤炭行业去产能步伐加快，产能过剩的状况有所改善，行业效益亦有所回升。并且，我国既有煤炭工业设施庞大，存量设备更新需求的存在为智能矿山行业提供了巨大的市场增长空间。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。智能矿山市场空间估算已有生产型矿井单矿智能化改造升级费用约在1．49亿元人民币至2．63亿元人民币之间，新建型矿井单矿改造费用约在1．95亿元人民币至3．85亿元人民币之间，结合全国数千座煤矿的存量，我国煤矿智能化建设将创造万亿级的广阔智能矿山领域市场。另外，随着智能矿山信息系统产品及技术在煤炭行业的成熟应用，将创造向油气开采等能源化工行业的拓展可能性，届时其市场空间将会迎来新的增长驱动。中国智慧矿山行业产品发展趋势目前，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。智慧矿山发展政策背景从2016-2021年，我国政府对智能矿山的重视程度逐步加强，并给出相应的指导意见与建议，智能化矿山的种类也从煤矿逐步延伸到非煤类矿山。尤其2020年2月，国家发改委、能源局等八部门联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，首次于国家层面对煤矿智能化发展提出了具体目标，旨在推动智能化技术与煤炭产业融合、提升煤矿智能化水平、促进煤炭工业高质量发展。中国智慧矿山行业竞争格局国内矿山在不同煤层厚度的智能化进行了探索，其中，峰峰集团、阳煤集团、陕煤集团在薄煤层领域智能化进行探索，以晋能控股、川煤集团、陕北矿业为主的煤炭企业在中厚煤层领域探索智能化，天地科技在大采高领域探索了综采成套装备智能系统。除此之外，以郑煤机、天地科技、三一国际、创力集团为主的企业，除传统煤机外也在积极布局煤矿智能化技术和系统，在软件和硬件上进一步提升。中国智慧矿山行业市场现状（一）能源消费结构我国资源禀赋具备富煤、贫油、少气的特征，这决定了煤炭是我国能源体系的支柱。据统计，2021年煤炭占比我国能源消费总量的56．0%，虽然近年来核能、风能、太阳能等新能源行业发展迅速，我国能源结构呈现出持续多元化发展的态势，但具备成熟可靠、价格低廉等优势的煤炭资源仍将在较长时期内作为我国能源结构中的主导性能源和基础性能源，为我国国民经济持续发展发挥重要作用。（二）煤炭供需现状我国是全球最大的煤炭生产与消费国，据统计，2021年我国煤炭产量为41．26亿吨，同比增长5．74%，消费量为42．26亿吨，同比增长4．60%，较之煤炭行业去产能、调结构初期已呈现一定的回暖态势。预计到十四五末即2025年，我国煤炭产量将控制在41亿吨左右，相较2020年39．02亿吨的产量而言仍有一定的增长空间。（三）煤矿数量与单产情况近年来，我国煤炭供给侧结构性改革成果显著，落后产能逐步淘汰，产业结构持续优化。自2016年去产能以来，我国煤矿数量逐步减少，从2015年的10800处已降至2020年的约4700处。而与此同时，虽然我国煤矿数量在逐年降低，但是煤炭单产却稳步提升，煤矿平均单产亦由2015年的34万吨/年提升至2020年的83万吨/年。（四）煤矿智能化建设现状根据2021年6月国家能源局颁布的《煤矿智能化建设指南（2021年版）》，明确了智能化井工煤矿需要建设包括智能综合管控平台、智能地质保障系统、智能掘进系统、智能采煤系统等在内的12大类软硬件系统。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。据统计，截至2021年底全国煤矿共建成813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4700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。根据产煤大省山西省能源局2021年11月发布的《山西省煤矿智能化建设指导手册（2021年版）》披露的数据进行测算，拥有一个采区（1x采煤面+2x掘进面）的低配、中配、高配智能煤矿的智能化建设投入分别为0．61-0．83亿元、1．15-1．61亿元及2．12-2．92亿元，若拥有2个采区则智能化建设投入将分别提高至0．92-1．29亿元、1．72-2．36亿元及3．21-4．38亿元。保守假设至2025年率先完成1000座大型煤矿的单采区智能化建设，且大型煤矿内部产能结构与2018年保持不变，则对应十四五期间煤矿智能化建设投入约为913-1