煤矿智能化行业的机遇挑战及主要壁垒构成（附报告目录）
1、工业物联网技术概况及在煤炭行业的应用趋势
（1）工业物联网技术概况
工业物联网作为物联网技术在工业领域的应用，是“工业 4.0”变革的核心技术之一，具体是将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器或控制器，以及移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程各个环节，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，最终实现传统工业的智能化转型。作为实现《中国制造 2025》制造强国战略目标的关键基础，工业物联网能够有力推动我国经济发展方式由生产驱动向创新驱动的转变，促进我国产业结构持续优化调整，而随着物联网技术与工业研发、制造、管理、服务等业务全流程的加速融合，市场空间呈现加速增长趋势。
相关报告：北京普华有策信息咨询有限公司《2022-2027年煤矿智能化行业前景分析及投资战略分析报告》
资料来源：普华有策调研整理
（2）工业物联网技术在煤炭行业中的应用现状
煤炭行业作为我国经济的传统支柱型工业，目前亦经历着工业物联网技术的智能化改造，并已取得了相当成果。工业物联网技术在煤炭行业的广泛应用为煤矿生产安全、效率等问题的解决提供了技术层面支持，通过工业物联网技术对煤矿实现感知、监控乃至自动化控制能够实现安全提升、减员增效、节能降耗的目标，促进我国煤炭行业的高质量发展，为我国经济稳定持续发展奠定坚实的能源基础。
目前，工业物联网技术在煤炭行业中的运用主要有以下三个方面：A、矿井通信系统。通过在矿井下设置基站，可以实现对控制器发出信息的有效采集，及时将采集的信息通过通信网络进行传递，实现了井下的通信无障碍，有力避免井下作业的通信隐患，大幅提高了煤矿生产安全系数。B、矿井监控系统。通过在矿井重点区域及给井下人员、关键设备设置信息采集器，基于工业物联网技术能够及时准确的接收传感设备传递的各类信息，进而实现对井下环境、人员活动、设备状态的全方位可视化实时监测，有效提升了煤矿生产工作的信息展示维度。C、矿下自动化控制系统。通过结合工控技术，能够基于各类井下设备的具体工作情况，实现远程控制乃至自适应控制，从而达到安全提升、减员增效、节能降耗的目的。
另外，基于煤矿工作环境的特殊性及复杂性，工业物联网技术在其中的落地运用存在着一定的门槛，如井下工作空间狭小需要设备整合度高、井下机电设备密度高需要设备抗干扰能力强、工作环境复杂需要设备能够满足防爆要求等。
（3）工业物联网技术在煤炭行业中应用的发展趋势
工业物联网技术在煤炭行业中应用的发展趋势符合工业物联网的一般发展趋势，主要体现为终端设备智能化、软件开发统一化、应用功能平台化等。
A、终端设备智能化，实现更多功能融合
终端设备智能化是工业物联网未来的发展趋势之一，主要体现在两个方面：
一方面是融合人工智能、云计算等新兴技术，创新底层传感器设备向着微型化和智能化的方向发展，为工业物联网终端智能化的发展奠定基础；另一方面是工业控制系统的开放性逐渐扩大，使得工业控制系统与各种业务系统的协作成为可能。就煤炭行业而言，未来智能传感器可将传统的粉尘、瓦斯检测、温度和湿度等传感器的功能融合在一起，并对数据进行统一计算、储存和处理分析，并融合实现定位、短信、拍照、语音、视频、报警等新功能。
B、软件开发统一化，不同设备可靠兼容
收集分析数据的工业软件对于部署工业物联网来说至关重要，而由于目前煤炭行业中工业物联网技术的应用尚处成长阶段，信息采集传输安全标准存在统一性不高的问题，这导致了设备之间的兼容性较差，未来的工业软件开发将进一步统一化，支持多种通讯协议，从而能够跟各种设备无缝接轨。由于煤矿设备采购可能涉及多个厂家的产品，高兼容性软件将使煤矿企业能够自由迅速整合新旧煤矿设备，并减少运行故障的发生，从而可以提高生产效率及安全性，减少企业运营成本。
C、应用功能平台化，高效融合多样性服务
工业物联网未来将实现工业资源的全面互联互通，在此基础之上，将实时采集的工业资源状态数据上传至平台，对数据进行深入分析，能够产生全新的数据价值，基于平台的开放能力，根据下游客户实际需求可以提供设备远程管理、预防性维护和故障诊断等服务。就煤炭行业而言，未来煤矿工业物联网平台将能够融合多样性服务以便灵活使用，这将大幅提高煤炭行业无人化、智能化水平。
2、行业竞争格局
智能矿山领域的行业起步较晚，但随着国家政策的不断推动以及物联网等新一代信息技术的有效支撑，我国煤矿智能化、智能化建设持续加速推进，目前国内智能矿山信息系统的市场竞争已较为充分，业内主要企业包括震有科技、精准信息、梅安森、天地科技、光力科技等上市公司以及山西科达自控股份有限公司、南京北路智控科技股份有限公司、北京富力通能源工程技术有限责任公司等非上市公司。
（1）梅安森
目前拥有矿山业务、环保业务、城市管理业务三大板块，其中矿山业务为公司主营业务，主要产品为煤矿安全监控系统、人员与车辆定位系统、瓦斯抽采自动控制系统、瓦斯突出预警系统、粉尘监控系统等。
（2）精准信息
目前拥有军工、煤矿安全及信息通信三大业务板块，其中在煤矿安全业务方面，公司主要经营煤矿顶板安全业务，为煤矿安全提供监控监测相关产品和技术服务等，主要产品为煤矿顶板监测系统等。
（3）震有科技
主营业务是为电信运营商、政府、电力、煤矿等多个行业的部门及企业提供通信系统设备的研发、设计和销售，主要产品为通信网络设备及技术解决方案。
（4）龙软科技
主营业务是以自主研发的专业地理信息系统平台为基础，利用物联网、大数据、云计算等技术，为煤炭工业的安全生产、智能开采提供工业应用软件及全业务流程信息化整体解决方案；为政府应急和安全监管部门、科研院所、工业园区提供现代信息技术与安全生产深度融合的智能应急、智慧安监整体解决方案。
（5）光力科技
目前拥有安全生产监控装备和半导体封测装备两大业务板块，其中在安全生产监控装备业务方面，产品主要包括矿山安全生产监控类、电力安全生产监控类和专用配套设备三大类，矿山安全生产监控类产品主要为煤矿瓦斯抽采监控等煤矿安全监控产品等。
（6）天地科技
公司主要业务分为煤机智能制造、安全技术装备、清洁能源、设计建设、示范工程、新兴产业等六大板块,覆盖煤炭行业全专业领域。产品技术以创新为发展基础,引领行业绿色矿山、智慧矿山和透明矿井建设,深度融合5G、人工智能、工业互联网、大数据、云计算等技术,成为智能设计、智能开采、智能掘进、智能运输、智能安全、智能洗选等全产业链的装备、技术和服务的智慧矿山一体化解决方案提供商。
3、机遇
（1）煤炭行业供给侧改革初具成效，煤矿大型化、智能化发展持续加速
智能矿山系统的具体客户有煤矿生产企业以及煤矿装备制造商，因此智能矿山行业与煤炭行业的发展息息相关。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，煤矿平均单产已由 2015 年的 34 万吨/年提升至 2020 年的 83 万吨/年，年复合增长率达 19.54%。
行业整合、集聚的持续推进，为我国煤矿大型化发展奠定了坚实基础，经营效益相应产生集中化趋势，这使得大型煤矿对于智能化建设拥有了更强的投资能力。另外，大型煤矿往往风险容忍度更低，因而对生产安全有着更高的重视程度，进而拥有更高的投资意愿。以上两方面因素对我国煤矿智能化建设产生了良性的叠加驱动，助力我国煤矿智能化建设不断提速。
（2）政策保障叠加技术赋能，持续助力智能矿山行业蓬勃发展
作为我国目前及未来较长时期内能源安全的基石，煤炭行业的智能化建设直接关系我国国民经济和社会生产智能化的进程。近年来，《煤炭工业发展“十三五”规划》《煤矿安全生产“十三五”规划》《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等一系列政策相继发布，成为指导我国煤矿智能化建设、煤炭工业高质量发展的方向性文件，这为智能矿山行业提供了充分的人员、财政、技术支持，上述政策的实施将进一步提升国家对煤矿智能化建设领域的资源投入以及政策支持，拉动领域内对相关产品及服务需求的不断增长。
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，在煤矿装备的智能化控制、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。未来随着工业物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术的不断发展，以及相关技术与煤矿生产融合程度的不断深化，将进一步提升我国煤矿智能化的建设速度。
（3）下游应用领域加速发展，市场前景广阔可期
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，而在 2015 年底，我国仅有 3 处智能化采煤工作面。虽然对于全国目前约 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，但我国煤矿智能化建设已经取得一定成果，且呈现出加速发展的趋势。
（4）人口红利逐渐消失，机器换人需求日益提升
随着我国老龄化进程加快，人口红利逐渐消失，提升企业生产效率、降低生产成本成为了企业由“制造”向“智造”转型的关键；另外“智造”升级在提升企业效率的同时，同样能够提升生产安全性与稳定性。以上对于煤矿生产企业来说亦是如此，在劳动力成本持续上升及安全生产要求不断提升的背景下，机器换人的自动化、智能化改造成为了行业发展的必然趋势。更重要的是，煤矿生产具有生产环节多、生产环境恶劣等特点，因此对生产少人化、无人化有着更为强烈的诉求，这为智能矿山行业的发展提供了不断成长的现实需求。
4、挑战
（1）煤矿智能化建设尚处初级阶段，行业标准问题亟待解决
由于我国目前尚处煤矿智能化建设的初级阶段，仍未形成较为完善的统一行业标准，这使得各厂商所生产的产品标准化程度较低，无法与其他厂商的软件、设备、系统实现高效兼容，这对我国煤矿智能化的持续高速推进造成了一定影响，因此对设备的接口标准、通讯协议、管理协议进行标准化将是现阶段我国智能矿山深入推进的一大挑战。
（2）行业涉及多领域技术综合运用，专业化复合型人才供不应求
智能矿山行业的研发、生产所需技术含量较高，同时涉及工业控制、网络通信等多领域技术的综合应用，并且因煤矿工作环境复杂多样，相应产品存在定制化特征，因此智能矿山信息系统供应商不仅需要掌握相关技术，还要求对产品的复杂应用环境及多样应用场景拥有深刻理解，进而对技术人员的要求较高。然而由于智能矿山的核心技术工业物联网技术等在我国起步较晚，专业化复合型人才较为缺乏，这对行业加速发展产生了一定的不利影响。
（3）技术迭代日新月异，需要持续性的高位研发投入
智能矿山涉及到工业物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，这些技术具有发展迅猛、迭代快速的特点，革新后的技术往往具有更强的适用性，能够赋予新产品更好的性能以及更多的功能，这可以为新进入者创造突破行业壁垒的渠道。因此，业内厂商需要持续保持高位的研发投入，紧跟市场动态及行业政策导向，积极运用前沿技术，持续进行产业技术更迭、产品设计升级，以保持市场地位。较高的研发投入虽然可以为企业提供技术竞争优势，但当行业内出现多个热点技术发展方向时，高昂的研发投入会限制企业选择定位，进而影响企业的发展。综上，不断高速迭代更新的技术对企业的战略能力提出了更高的要求。
5、行业进入壁垒
（1）准入壁垒
由于矿用设备的质量关系着煤矿生产人员的生命安全，因而国家对矿用产品设置了严格的准入条件，企业进入智能矿山行业需按照国家有关规定取得相应业务资质如防爆证、安标证等，这是企业能够立足于行业的先决条件，因此企业需要在前期花费较多的资金和时间完成产品开发、认证等相关工作。综上，进入本行业面临较高的准入壁垒。
（2）人才壁垒
智能矿山行业涉及工业控制、网络通信等多领域技术的综合应用，并且因煤矿工作环境复杂多样，相应系统产品存在定制化特征，因此智能矿山信息系统供应商不仅需要掌握大量相关专业技术，还需要对产品的复杂应用环境及多样应用场景拥有深刻理解，因此对技术人员的专业素质要求较高。然而由于智能矿山的核心技术工业物联网技术等在我国起步较晚，综合型专业人才较为缺乏，新进企业难以在短期内培养出一批具备技术开发实力并拥有深厚行业实践经验储备的专业技术队伍。综上，进入本行业面临较高的人才壁垒。
（3）技术壁垒
智能矿山行业作为一个涵盖识别与感知、网络与通信、数据挖掘与融合等多领域技术的复合型高新技术行业，其研发、生产所需技术含量较高。并且，随着我国煤矿智能化建设的不断深入，智能矿山系统开始向自动化、绿色化、智能化方向发展，这意味着业内企业需要将工业物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术更加深入的融合应用于相关的智能矿山信息系统中，才能有效提升系统性能、拓展系统功能，进而持续满足下游的成长性需求。综上，进入本行业面临较高的技术壁垒。
（4）品牌壁垒
由于智能矿山信息化系统对于煤矿生产中人员、财产安全来说极为重要，因此下游客户对供应商的选择非常慎重，需要经过长时间的比较和筛选，最后才能确定符合其要求的供应商。并且，出于最大程度上避免安全事故发生的考虑，即使在产品价格存在一定差异的情况下，智能矿山信息化系统的下游客户也更倾向于选择业内具有良好品牌声誉和产品安全质量记录的领先企业。以上因素对于新进入者而言，培育品牌知名度和维持品牌运营的压力较大，突破市场已有品牌形成的壁垒需要有更大的投入。综上，进入本行业面临较高的品牌壁垒。