AI進(jìn)場(chǎng)，預見(jiàn)智慧礦山的終局

當乘用車(chē)領(lǐng)域還在為L(cháng)2級自動(dòng)駕駛卷生卷死的時(shí)候，智慧礦山已經(jīng)進(jìn)入Mining 5.0時(shí)代。在這個(gè)全新時(shí)代，礦山由工業(yè)自動(dòng)化向知識自動(dòng)化邁進(jìn)，幾乎已經(jīng)可以預見(jiàn)礦山無(wú)人駕駛的終局。

當然，要邁進(jìn)5.0時(shí)代并不容易。如今礦山無(wú)人駕駛賽道云集了眾多玩家，比如中科慧拓、踏歌智行、易控智駕等，各家企業(yè)均在礦山智能化運輸、無(wú)人駕駛賽道深耕多年，擁有各自的技術(shù)成果。

誰(shuí)能率先預判終局形態(tài)，提早拿到船票，誰(shuí)就能躋身決賽圈。

6月2日，中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）、武創(chuàng )院智能車(chē)研究所、中科慧拓吉印通發(fā)布了愚公YUKON礦山大模型。業(yè)內認為，愚公YUKON礦山大模型將成為智慧礦山進(jìn)入AI新時(shí)代的基礎設施的重要組成部分，標志著(zhù)礦山行業(yè)智能化水平邁上了一個(gè)新的臺階。同時(shí)，這也意味著(zhù)中科慧拓拿到了決賽圈的入場(chǎng)券。

依托愚公YUKON礦山大模型，中科慧拓推出了首批產(chǎn)品：礦山AI助手“礦寶”、生成式平行智能數據體系GenDS、礦山端到端自動(dòng)駕駛大模型GenAD，以及礦山知識大模型MineGPT。這四款產(chǎn)品將幫助能源礦企實(shí)現智慧礦山工廠(chǎng)式的規?；瘡椭?。

中科慧拓CEO陳龍認為，愚公YUKON 礦山大模型的推出，標志著(zhù)中科慧拓在 Mining5.0 時(shí)代“三大核心技術(shù)支柱”已布局完備。

一：提前邁入礦山5.0時(shí)代

若礦工在作業(yè)時(shí)遇到設備故障，只需向系統發(fā)出語(yǔ)音指令，就可以經(jīng)過(guò)系統檢測，得到操作維修建議。結束后，系統還可以自動(dòng)填寫(xiě)日志，存儲并分發(fā)報告。這就是中科慧拓推出的首個(gè)面向礦山從業(yè)者的AI助手——礦寶MineCopilot。

與人類(lèi)相比，礦寶能做到24小時(shí)待命，能輕松理解自然語(yǔ)言指令，完成工作人員對其下達的任務(wù)。通過(guò)深入一線(xiàn)，為礦工提供肩并肩、手把手的全流程服務(wù)，在保障安全生產(chǎn)的同時(shí)，還能有效提升工作效率。

在生產(chǎn)場(chǎng)景中，慧拓礦寶還可以事前預防礦山作業(yè)中的危險發(fā)生；事中實(shí)時(shí)對作業(yè)事件進(jìn)行跟蹤，提供及時(shí)且專(zhuān)業(yè)的建議；事后及時(shí)總結、匯報作業(yè)情況。此外，礦寶還是移動(dòng)的知識庫，能夠將海量知識盤(pán)活，全員共享。

隨著(zhù)使用頻次增加，礦寶還將越來(lái)越聰明。陳龍表示，從構建之初，愚公大模型就一直是在邊用邊學(xué)，正如中科慧拓此前推出的載山CarMo，“每走一公里，就更聰明一公里”。用戶(hù)與礦寶的每一次交互，都能為智慧礦山生成更高質(zhì)的數據，“每多一分陪伴，就多一分專(zhuān)業(yè)”。

礦寶的背后，有一個(gè)強有力的技術(shù)后盾——愚公YUKON礦山大模型。這套大模型的發(fā)布，標志著(zhù)智慧礦山的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入Mining 5.0時(shí)代。這個(gè)過(guò)程中，需要依靠“三大核心技術(shù)支柱”，即操作系統、場(chǎng)景工程和礦山大模型，與完成礦山智慧化關(guān)鍵的“四大智能”，包括裝備智能、數據智能，算法智能和流程智能。

5.0時(shí)代，在自動(dòng)化生產(chǎn)、信息化管理以及智能化決策的基礎上，智慧礦山向更安全、高效和環(huán)保的生產(chǎn)提出了更高的要求。

一位業(yè)內人士認為，“大部分礦山位置偏遠，外部干擾較低、安全性相對可控，這樣的封閉環(huán)境天然就適合無(wú)人駕駛技術(shù)應用，是最理想的落地場(chǎng)景?！币虼?，礦區、港口等相對封閉的運輸場(chǎng)景，無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)展的進(jìn)度條要遠高于乘用車(chē)領(lǐng)域。

也正是無(wú)人駕駛技術(shù)在礦山的逐步應用，才能保障礦山的生產(chǎn)更安全、高效，也更符合5.0時(shí)代的要求。

毫無(wú)疑問(wèn)，礦山智慧化蘊藏著(zhù)可觀(guān)的市場(chǎng)機遇。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）原校長(cháng)葛世榮院士曾表示：全國的煤礦將近有4000處，采煤工作面5100個(gè)，掘進(jìn)工作面11,000多個(gè)，現在每年煤礦智能化裝備的市場(chǎng)總規模大概是1.2萬(wàn)億人民幣，并且每4年到5年完成一次更新，那么每年的市場(chǎng)規模大約為2,500億人民幣。

中科慧拓等頭部公司看到了無(wú)人駕駛技術(shù)在礦區的發(fā)展前景，大約于2017到2018年，陸續跨入這個(gè)行業(yè)，促使礦山無(wú)人運輸進(jìn)入了萌芽階段。

這個(gè)賽道的玩家，有兩種入局方式——與主機廠(chǎng)合作，改造現成的礦卡，或自己從零開(kāi)始造車(chē)。鑒于后者成本太高，不利于初創(chuàng )企業(yè)前期的快速運轉，大部分無(wú)人駕駛公司選擇了聯(lián)手整車(chē)企業(yè)。2017年，中科慧拓與徐工集團戰略合作，邁出了中國智慧礦山無(wú)人化的第一步。

從2018年入局，中科慧拓就面向整個(gè)行業(yè)推出了平行礦山操作系統，目前，該系統可以實(shí)現全機型、多礦種、全場(chǎng)景適配。到2022年，礦山操作系統與礦山的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺接軌，用陳龍的話(huà)來(lái)說(shuō)，“從云端使其更智能化，使邊端和云端協(xié)同，促進(jìn)礦山無(wú)人化技術(shù)和效能的提升”。

經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展，大家發(fā)現，想要在這個(gè)行業(yè)進(jìn)階，就必須自己掌握終端生產(chǎn)，因為改造現成的礦卡很難迅速鋪量，且過(guò)程復雜，不可控因素較多，會(huì )嚴重拖累進(jìn)度。正如一位業(yè)內人士所言，如果無(wú)人駕駛公司沒(méi)有自己的設計制造，那么永遠都是1，再多的復購與商業(yè)訂單，也還是1；如果能自主設計、生產(chǎn)適合無(wú)人駕駛技術(shù)的載體，就有機會(huì )快速擴張，發(fā)展為10、100，甚至是1000。

于是，像中科慧拓這樣的頭部企業(yè)，開(kāi)始嘗試生產(chǎn)制造專(zhuān)為無(wú)人運輸服務(wù)打造的終端載體。

2023年５月５日，中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所、國際先進(jìn)技術(shù)應用推進(jìn)中心、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）內蒙古研究院與中科慧拓吉印通孵化的礦山智能運載機器人“載山CarMo”在內蒙古鄂爾多斯正式發(fā)布。

“載山CarMo”通過(guò)整合行業(yè)資源，集中攻克多項技術(shù)難點(diǎn)，在底盤(pán)功能整合、核心控制算法、感知定位融合方面實(shí)現多項技術(shù)突破，擁有自主知識產(chǎn)權，關(guān)鍵部件國產(chǎn)化率在95%以上，可用于露天礦山、散貨碼頭等多場(chǎng)景的重載物料運輸。

至此，中科慧拓完成了大規模商業(yè)落地生態(tài)“系統+平臺+智能移動(dòng)載體”（OS+P+V）閉環(huán)。陳龍曾經(jīng)感慨，過(guò)去這么多年積累的無(wú)人礦山運輸成果，終于形成了一個(gè)高效的閉環(huán)。

二：AI進(jìn)場(chǎng)，礦山無(wú)人駕駛照進(jìn)現實(shí)

近年來(lái)，AI技術(shù)不斷發(fā)展，介入礦山無(wú)人駕駛領(lǐng)域，促使智慧礦山正式邁入Mining 5.0時(shí)代。正如上文所述，中科慧拓創(chuàng )辦至今，一直在為智慧礦山的建設夯基固本，持續打造場(chǎng)景工程、操作系統、AI大模型三大核心技術(shù)支柱，并在前兩方面上取得多項技術(shù)突破，如今正式推出了愚公YUKON 礦山大模型，為礦山行業(yè)提供堅實(shí)的AI底座。

除了前面提及的礦山AI助手—礦寶MineCopilot，基于愚公YUKON礦山大模型，中科慧拓還發(fā)布了生成式平行智能數據體系GenDS、礦山端到端自動(dòng)駕駛大模型GenAD，以及礦山知識大模型MineGPT三款產(chǎn)品。

我們都知道，數據是大模型訓練的基石，也是采礦行業(yè)實(shí)現自動(dòng)化作業(yè)、效率提升、保證安全，驅動(dòng)持續創(chuàng )新和優(yōu)化的關(guān)鍵資源。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）原校長(cháng)葛世榮院士曾發(fā)表觀(guān)點(diǎn)，“現在和未來(lái)我們進(jìn)入的是智能經(jīng)濟時(shí)代，這個(gè)時(shí)代的重要資產(chǎn)是數據?！?/p>

經(jīng)過(guò)多年積累，中科慧拓擁有行業(yè)先發(fā)的數據優(yōu)勢。官方數據顯示，中科慧拓正以24萬(wàn)公里/天的速度不斷擴充自動(dòng)駕駛數據，并已總計累積8萬(wàn)天的礦山業(yè)務(wù)日志。海量的行業(yè)數據形成了其他通用大模型難以跨越的護城河。擁有了數量規模，自然也就獲得了數據多樣性、場(chǎng)景豐富性等特點(diǎn)。

這也是中科慧拓在該賽道持續領(lǐng)跑，異于其他玩家的一個(gè)差異化優(yōu)勢。

如何利用好海量數據資源，便成了一個(gè)問(wèn)題。生成式平行智能數據體系GenDS，是首個(gè)針對礦區的數據體系，這款產(chǎn)品能夠將中科慧拓多年積累的全礦種數據，通過(guò)生成式平行智能的方式，指數級地生成高質(zhì)量數據，面向更容易被通過(guò)的Hard case，用于整個(gè)數據的訓練，使得Hard Case的通過(guò)率突破性提升53%。

此外，通過(guò)礦山多模態(tài)大模型的自動(dòng)標注，數據標注效率可提升15倍。這套數據體系產(chǎn)品，有利于進(jìn)一步推動(dòng)整個(gè)礦山行業(yè)數據生產(chǎn)體系的完善，為數據的生成及治理提供一個(gè)高效工具。

場(chǎng)景應用的可靠性和穩定性，是檢驗垂直大模型的重要衡量標準，基于在真實(shí)世界和平行世界中，積累的海量礦山場(chǎng)景數據，中科慧拓首創(chuàng )礦山端到端自動(dòng)駕駛大模型GenAD，為礦山運輸賦予了人類(lèi)的理解力。讓AI駕駛員上車(chē)，提升礦山自動(dòng)駕駛的安全性和可靠性。

傳統的自動(dòng)駕駛采用感知、預測、決策、規劃模塊化方式，每個(gè)模塊之間的接口和交互，都增加了系統的整體復雜性，對于礦山作業(yè)而言，礦區環(huán)境復雜多變，在處理某些復雜場(chǎng)景時(shí)，系統就顯得力不從心。

比如，室外陽(yáng)光明媚且干燥時(shí)，礦區內會(huì )布滿(mǎn)灰塵；如果陰天下雨，道路泥濘不堪，到處是水坑。這種道路缺乏明確的特征，系統很難識別車(chē)道邊界。導致的后果是，可能會(huì )形成誤判，致使無(wú)人駕駛車(chē)輛緊急減速或停車(chē)，影響生產(chǎn)效率。

礦山端到端自動(dòng)駕駛大模型GenAD，賦予了自動(dòng)駕駛礦車(chē)像人類(lèi)駕駛員那樣的深度理解和決策能力，讓其不僅在常規環(huán)境中能夠高效、安全地自主運行，更能在復雜多變的場(chǎng)景中實(shí)現快速適配，對困難場(chǎng)景進(jìn)行有效應對。

更重要的是，“AI駕駛員”能夠一站式解決礦山自動(dòng)駕駛的長(cháng)尾和泛化問(wèn)題。通過(guò)深度學(xué)習和強化學(xué)習等技術(shù)手段，“AI駕駛員”能夠不斷學(xué)習和優(yōu)化，提高自身的泛化能力和魯棒性，以應對各種未知和復雜的礦山環(huán)境。

提升機器工作效率的同時(shí)，基于愚公YUKON 礦山大模型，中科慧拓也在嘗試提升人的效率。

礦山知識大模型MineGPT，便體現了這樣的嘗試，其能夠實(shí)現開(kāi)箱即用，邊用邊學(xué)，可顯著(zhù)提升一線(xiàn)的生產(chǎn)效能。具體而言，礦山一線(xiàn)的工作人員無(wú)需經(jīng)過(guò)繁瑣的配置和訓練過(guò)程，即可直接使用MineGPT。并且，隨著(zhù)使用過(guò)程的深入，MineGPT還能不斷學(xué)習和優(yōu)化，逐步提升性能和準確度，從而更加精準地滿(mǎn)足礦山生產(chǎn)的需求。

三：如何坐穩牌桌？

按照中科慧拓的定義，智慧礦山的終局將是以人工智能大模型為底座的礦山機器人+工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)。

這種定義是否準確，業(yè)內還沒(méi)有統一答案，但可以確定的是，智慧礦山的終局，是實(shí)現礦山生產(chǎn)的安全、高效、綠色、節能目標。

2023年，中科慧拓就實(shí)現了全球首個(gè)無(wú)人駕駛礦山運輸機器人"載山CarMo"正式投入使用，該裝備將更新"中國方案"，適配智慧礦山終局。

"載山CarMo"具備安全、人工、節能、智能等多方面優(yōu)勢，可以滿(mǎn)足多場(chǎng)景、多工況下運行需求，具備實(shí)時(shí)精準的環(huán)境感知能力，遇障礙物可自主選擇等障或避障繞行；多傳感器融合定位提供厘米級的精準定位。同時(shí)，基于精準控制和智能決策，可自動(dòng)適應復雜路況，與挖機終端協(xié)同作業(yè)，自動(dòng)完成裝載作業(yè)。

在綠色、節能方面，"載山CarMo"也能發(fā)揮真實(shí)效用。以"綠色節能"為例，新裝備不僅可以降低人工成本60萬(wàn)；在能耗方面，新能源相較于傳統燃油車(chē)，僅重載上坡綜合節省能耗成本就可達到約81.9%；節能減排方面，每萬(wàn)臺新能源替代燃油車(chē)，一年將節約柴油消耗22億升、減少四項污染物排放3.88萬(wàn)噸、減少CO排放578萬(wàn)噸。

僅在鄂爾多斯，目前載山CarMo能夠做到，單臺車(chē)全年可節省人力成本40萬(wàn)元左右，運輸效能提高30%，綜合節省燃料成本約67.8%，減少碳排放1200噸。

之后，搭載愚公自動(dòng)駕駛端到端大模型的載山CarMo，將在處理礦山復雜場(chǎng)景時(shí)更加得心應手。

有了"載山CarMo"，可以理解為中科慧拓已經(jīng)具備了適配終局的有力硬件，但礦山無(wú)人運輸是一個(gè)體系，硬件生態(tài)的標準化比較容易達成，各家的核心競爭力在于軟件實(shí)力。也就是中科慧拓實(shí)現的“系統+平臺+智能移動(dòng)載體”（OS+P+V）閉環(huán)。

只有同時(shí)具有軟件、硬件實(shí)力，才有可能在牌桌上坐穩，進(jìn)入下一個(gè)賽段。

如今，其它無(wú)人駕駛公司，也正在朝著(zhù)這個(gè)方向努力。比如，踏歌智行提出露天礦無(wú)人駕駛運輸整體解決方案，采用“車(chē)-地-云”協(xié)同架構，以露天礦為主要應用場(chǎng)景，基于感知、規控、協(xié)同、云控、運維五大核心技術(shù)，搭建由車(chē)載、地面、云端三部分組成的無(wú)人駕駛運輸全棧式解決方案“曠谷”。

易控智駕則打造了全礦新能源無(wú)人駕駛的智慧礦山項目，實(shí)現了全球單礦最大無(wú)人駕駛車(chē)隊常態(tài)化運行。

除了同時(shí)具備軟硬件實(shí)力，能否在業(yè)內走得更遠，也考驗著(zhù)各企業(yè)的“朋友圈”是否強大，畢竟，礦山無(wú)人駕駛是一個(gè)體系化工程，需要政產(chǎn)學(xué)研各方共同推動(dòng)。

一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子，現實(shí)中要處理、分析海量數據并不是一件容易的事。中科慧拓吉印通創(chuàng )始人、首席戰略官王健曾坦言，要做好數據處理，對計算資源有著(zhù)極高的要求?！耙坏┪覀冞x擇采用大模型這樣一個(gè)技術(shù)架構，對我們的算力要求就很高，這不是一般的企業(yè)能夠承擔起的。所以，我們優(yōu)先尋找一些國有大型企業(yè)合作，讓他們采用我們的這種技術(shù)架構，這樣更利于維護系統?！?/p>

中科慧拓作為中科院自動(dòng)化所孵化的人工智能、智能控制領(lǐng)域的“國家隊”高新技術(shù)企業(yè)，依托中科院自動(dòng)化所頂尖的研發(fā)實(shí)力，相繼吉印通各方資源共建研究院所，其中包括攜手中國礦業(yè)大學(xué)（北京）、中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所，建立業(yè)內首個(gè)集產(chǎn)學(xué)研一體的智慧礦山吉印通基地；吉印通武創(chuàng )院共同組建武創(chuàng )院智能車(chē)研究所等。

憑借這些“出生”自帶的優(yōu)勢，中科慧拓也在反哺行業(yè)。比如，承接一些國家項目，包括礦山運輸行業(yè)標準的制定，中標國內第一個(gè)礦山機械自主和半自主機械系統安全標準制定等。

4月28日，國家礦山安監局等七部門(mén)發(fā)布了《關(guān)于深入推進(jìn)礦山智能化建設 促進(jìn)礦山安全發(fā)展的指導意見(jiàn)》（簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》），對智慧礦山提出了新的要求。

《意見(jiàn)》指出，到2026年，建立完整的礦山智能化標準體系，推進(jìn)礦山數據融合互通，實(shí)現環(huán)境智能感知、系統智能聯(lián)動(dòng)、重大災害風(fēng)險智能預警，全國煤礦智能化產(chǎn)能占比不低于60%，智能化工作面數量占比不低于30%，智能化工作面常態(tài)化運行率不低于80%，煤礦、非煤礦山危險繁重崗位作業(yè)智能裝備或機器人替代率分別不低于30%、20%，全國礦山井下人員減少10%以上，打造一批單班作業(yè)人員不超50人的智能化礦山。

到2030年，建立完備的礦山智能化技術(shù)、裝備、管理體系，實(shí)現礦山數據深度融合、共享應用，推動(dòng)礦山開(kāi)采作業(yè)少人化、無(wú)人化，有效防控重大安全風(fēng)險，礦山本質(zhì)安全水平大幅提升。

結合這份指導意見(jiàn)，陳龍提出，希望愚公YUKON礦山大模型能快速落地、賦能，他為中科慧拓制定了一個(gè)目標——到2025年，愚公YUKON礦山大模型及其基礎設施智能體系全面落地，賦能全國40+智慧礦山的建設。至2030年，全面保障全球更多礦山綠色安全高效的運營(yíng)。。