20230810_华金证券_通信行业AI大模型落户矿山智能化形成商业闭环_54页.pdf

证券研究报告本报告仅供华金证券客户中的专业投资者参考请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明AI大模型落户矿山，智能化形成商业闭环通信行业/行业深度报告领先大市-A（维持）分析师：李宏涛S09105230300032023年8月10日 2请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明核心观点u 产业需求及催化 需求：一是政策强导向，2025年大型煤矿智能化，2035各类煤矿智能化；二是矿山危险大、招工难，无人化是诉求 催化：一是华为、运营商等ICT商涌入催热市场；二是大模型推动矿山AI开发从“作坊式”到“工厂式”升级 趋势：一是AI应用深入采掘、运输、洗选等纵深环节；二是“机器换人”迫切性高，安控和掘进类机器人提速u 投资逻辑及空间 煤炭的能源消费主体地位+能源安全“兜底保障”；煤炭保供稳价，诱发行业进入新一轮扩产能周期 高盈利周期下，智能化投资意愿加强，智能矿山建设明显提速；5G、AI、自动控制等新技术为矿山智能化转型提供关键引擎 矿山智能化渗透率低，单矿井投资上亿，市场空间数千亿；矿区无人驾驶+煤矿机器人，具备高速增长潜力u 价值拆解及竞争格局 终端侧：复杂环境带电终端需隔爆、本安特殊处理；网络侧：生产、通信、物联、定位等一张融合专网 平台侧：统一融合的综合管控平台是智能化矿山的核心大脑；应用侧：安全监测、生产控制、经营管控是矿山智能化的关键环节 竞争格局：终端、应用层壁垒较高，ICT厂商竞相涌入网络、平台层市场u 投资建议及相关标的：矿山智能化市场渗透率低，信息基础设施层和采掘、运输等生产环节的智能化市场将保持高速增长，建议优先聚焦煤矿领域，布局网络等信息基础设施、采掘智能化、主运输智能化等关键环节，重点关注北路智控、梅安森、龙软科技、云鼎科技、山源科技、科达自控、天玛智控、精准信息、震有科技。u 风险提示：政策落地不及预期、技术研发稳定性变化、业务拓展不及预期、市场竞争加剧 XVCXzQsPmPnMqOtQnQoRmN9P9R8OtRmMtRsRjMnNvNlOnMmNaQnMsMvPmMqNNZoMyQ3请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明一、2022年目录part01一、2022年一、产业需求及催化因素二、投资逻辑及市场空间三、价值拆解与竞争格局四、相关标的及投资建议 需求1：政策强导向，2025年大型煤矿智能化，2035年各类煤矿智能化 需求2：矿山危险大、招工难，诉求是技术进步和少人化 催化1：华为、运营商等头部厂商涌入，催热智能矿山 催化2：盘古大模型推动矿山AI开发从“作坊式”到“工厂式”升级 趋势1：AI应用深入采掘、运输、洗选核心环节，助力智能化走向纵深 趋势2：安全迫切性催生“机器换人”需求，安控和掘进类机器人提速 4请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明需求1：中央和地方政策密集出台，加速引导矿山行业的智能化发展矿产量重点省煤矿智能化建设实施意见 山西：2025年，生产煤矿智能改造全部开工，大型和灾害严重煤矿基本智能化，2027年，山西各类煤矿智能化。内蒙：2023年所有具备条件正常生产煤矿全部实现智能化，并“责令31矿停产推进智能化建设，2022年度任务完成前不得恢复生产”2020-2023国家已出台矿山智能化建设指南和评价标准，要分级分类建设智能矿山，目前正推进首批国家示范煤矿及各地方示范煤矿、工作面的智能化建设，2025年大型煤矿基本智能化，2035年各类煤矿基本智能化政策导读 陕西：15处煤矿入选首批国家智能化示范矿 安徽：2025年45%左右的煤矿基本实现智能化 贵州：2022年底力争建成智能化采掘工作面60个以上 河南：60万吨以上煤矿全面完成智能化建设八部委发改委、国家能源局、应急部、国家煤监局、工信部、财政部、科技部部、教育部2021年建成智能示范矿，基本实现无人值守与远程监控，2025年大型煤矿基本实现智能连续作业和无人化运输，2035年前，各类煤矿完成智能化改造国家矿山安监局、国家能源局 国家能源局建设井上井下5G网络基础系统，打造“云边端“的矿山工业互联网体系架构，加快建成智能化煤矿2020.022021.05 2020.112021.12 2022.11煤矿智能化建设指南（2021年版）关于加快煤矿智能化发展的指导意见国家矿山安监局2023.06关于开展首批智能化示范煤矿建设的通知按照意见要求，审核确定71处首批智能化示范建设煤矿智能化示范煤矿验收管理办法（试行）分级分类：针对高级、中级、初级智能化煤矿标准；标准：5G、综合管控平台、数据中心等信息基础设施纳入验收标准元年2020202120252035短期中期长期国家政策推进智能化建设多种类型、不同模式的智能化示范矿井大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化各类煤矿基本实现智能化资料来源：中国政府网，国家能源局，矿山安监局，山西省政府，内蒙古能源局，盘州市政府，河南政府，C114，新浪，百家号，华金证券研究所整理图表1智能煤矿时间线国家能源局 国家矿山安监局煤矿及重点非煤矿山重大灾害风险防控建设工作总体方案2026年全国所有在册煤矿、2400座重点非煤矿山建设AI视频智能辅助监管监察、应急处置视频智能通讯和重大违法行为智能识别分析系统智能化矿山数据融合共享规范推动矿山各类数据的互联互通，打通“数据孤岛”，包含基础共性、数据编码、数据采集、数据治理、数据安全、数据应用6大专题、40项规范 5请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明11%26%40%23%30岁以下30-40岁40-50岁50岁以上需求2：矿山生产危险大、招工难，技术进步和关键环节的少人化是主要诉求 安全事故频发，安全责任事故将严重影响矿企社会和经济效益。矿山生产中塌方、滑坡、顶板塌陷、瓦斯超标、透水等安全事故易发，2021年，全国矿山共发生事故356起、死亡503人，一方面给人民生命财产造成严重损失，社会影响恶劣；另一方面，矿企面临停工整顿风险，安全标准不达标的矿山会直接关停，造成高达数亿元的经济损失 年轻人从业意愿低，劳动力紧缺。一线矿工以70后、60后为主，年轻人不愿从事枯燥又充满危险的矿山工作，从业人员老龄化、基础劳工及高质量人才流失是行业共性难题，根据第四次全国经济普查结果，2018年煤炭开采和洗选业从业人员比2013年下降43.2%，解决关键环节的用人问题是引导企业智能化的重要手段技术进步自动控制、自动采掘高端装备制造等高新技术提升生产效率危险工作面少人、无人减少下井人员数量，综采、掘进等高危工作面少人无人，本质安全全面提升26%35%74%65%事故数 死亡人数非煤矿煤矿356起 503人行业痛点行业诉求符合环保要求国家安全环保要求逐步提高，生态修复治理和2060碳中和目标，绿色矿山是发展趋势图表2 22021全国矿山安全事故情况 图表4采矿业从业人员数量/万人1035.0611.3 596.0347.3采矿业 煤炭开采和洗选业2013 2018数据资料来源：产业信息网，煤矿从业人员现状与原因研究_张攀等，wind，华金证券研究所整理图表3 煤炭从业人员年龄分布 6请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明催化1：华为、运营商等头部厂商纷纷发力，催热智能矿山市场 中国联通：2022年5月，立足山西、山东两大基地成立5G智慧矿山军团 中国移动：2022年5月，聚焦内蒙古、山西、陕西、新疆、河南5省成立矿山军团，抢占市场高地 中国电信：2022年1月，首批设立应急、工业等12个产业研究院，争夺矿山等政企市场业务针对煤矿等有政策基础、市场空间大、5G或信息化刚性需求强的行业，2021年4月成立煤矿军团，200+煤炭ICT技术专家背景情况受美国实体清单影响，2C下滑严重，通过5G抢占业务制高点，打破固有组织架构，短链条运作，挖掘2B行业价值潜能行业选择组织成立华为煤矿军团中兴矿山业务部三大运营商军团 2021年12月底，成立矿山业务部，中兴执行副总裁谢峻石挂帅，聚集包括行业专家、产品研发、市场销售、工程交付、商务采购等全链条人员，专攻矿山行业细分市场数据资料来源：华为官网、官方公众号，腾讯网，百家号，华金证券研究所整理方案架构采用分层解耦架构、基于华为云及矿鸿生态，打造端到端解决方案2021年6月，山西太原布局煤炭军团全球总部 7请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明u 华为构建以矿鸿、工业承载网、云基础设施、数字平台和智能应用为核心的工业互联网架构智能矿山，基于盘古大模型覆盖矿山采、掘、机、运、通等主业务开发和训练AI算法，目前已经在掘进、综采、运输等16大类256个矿山应用场景展开科研攻关，并取得阶段性成果。u 云边协同架构：集团侧高集群服务器进行训练开发，1000P算力性能；矿侧依托服务器+边缘小站，实时分析处理u 100亿参数预训练，短周期低成本开发：“手工作坊式”单场景训练”社会化工厂式”开发，训练周期从6月1月，分类精度58%81%资料来源：华为官网，华金证券研究所整理图表5 华为矿山AI大模型架构图 集群（1000P算力）性能相当于50万台高性能PC 集团+矿侧2级架构，云边协同 数据不出集团，分析不出矿山 定制化开发、作坊式开发“工厂式”小样本学习强，分类精度58%81%机器视觉+AI实现主运输皮带堆煤、跑偏监测图表6 华为矿山大模型边缘算力图谱梳理智能应用系统AI硬件梅安森 云鼎科技 龙软科技 科达自控 山源科技 华夏天信 华洋通信 阳光三极 精英数智 江苏三恒紫光股份拓维信息三旺通信卓易信息矿鸿OS系统AI煤流检测 全景视频拼接 智能选洗煤数字平台AI模块智能小站 AI服务器催化2：盘古大模型推动矿山AI开发从“作坊式”到“工厂式”升级 8请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明采用先进设备 融入知识经验 煤矿智能化系统环境过程信息生产工艺协调运营信息化综合自动化网络网络管理标准图表7 生产煤矿智能化改造技术路径图表8 新建矿井智能化建设技术路径工作面系统掘进面系统通风系统生产执行平台水处理系统水处理系统大数据分析平台智能生产应用服务及生产调度平台 智慧园区管控平台ERP子系统安防子系统数据治理平台底层控制平台趋势：智能化短期目标是实现AI、区块链、机器人等场景应用 矿井开拓设计、地质保障、采掘、运通等智能决策和自动协同运行,井下重点岗位机器人作业2025 2035 2050近期目标 中期目标 远期目标 初步构建AI、区块链、机器人等技术在矿山生产经营管理中的应用场景 井下生产作业全部实现机器人替代,矿产开采、运输、消费、监管全流程智能化u 智能矿山近期目标(2025)矿企基本实现数字化转型，中期（2035）建成智能感知、智能决策、自动执行的矿山智能化体系，远期（2050）矿产资源开采、运输、消费、监管实现全流程智能化运行u 生产煤矿智能化升级改造分为3个步骤进行，对具体业务系统进行技术与装备升级，逐步实现核心装备控制系统国产化；开展网络平台、数据中心等升级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；通过大数据、人工智能等建立相关业务智能工作流，再进行系统的整体集成,实现基于智能化综合管控平台的一体化智能协同管控u 新建矿井按照高起点、高标准、高水平标准,按照“基础系统全兼容业务系统全关联装备系统高可靠数据应用多场景”的思路分步分阶段开展智能化煤矿建设，涵盖信息基础设施、智能化生产系统、智能化安全管控系统、智能化综合管理系统等资料来源：智慧矿山技术体系研究与发展路径_王国法等，华金证券研究所整理 9请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明趋势1：AI应用深入采掘、运输、洗选核心环节，助力智能化走向纵深u 盘古矿山大模型可以使用在多个能源开采作业场景中，涵盖采煤、掘进、主运、辅运等9个专业21个应用场景，包括人员误入危险区域、关键岗位行为状态监护、煤矿限员AI监管分析、防冲卸压工程打钻深度监管等等。通过落实万物实时互联、数据驱动决策、软件定义矿山、平台统一支撑、产品服务增值、智能主导创新、组织重构协作“七大转变”，推动全面煤矿智能化的进程。资料来源：华为官网，华为智能矿山公众号，华金证券研究所整理图表9 华为盘古矿山大模型应用主运系统AI智能监测全时段智能检测，减少20%井下巡检人员，精确识别大块煤、锚杆等异常，皮带异物识别精度达98%。人工智能全景视频拼接将实时回传的上百路高清视频拼接为40米全景画面，边缘侧基于华为云Stack云边协同方案完成视频数据推理，给出操作建议，保障采煤机远程精准操控。AI掘进作业序列智能监测精准识别掘进作业规范，如钻眼深度、搅拌时间等，掘进动作规范识别准确率达95%，保障井下人员作业安全。防冲卸压工程打钻深度监管借助专用摄像仪对施工过程动态监管，实时上传视频并进行智能核验，发现孔深不足等状况时，及时进行声光告警，可降低80%的人工核验工作量。洗选煤、配煤智能应用通过山能厂矿实际数据进行建模，协助相关参数预测与控制，提升精煤回收率。预期调试稳定后，精煤回收率能提升0.1%-0.2%，配煤环节1-2天的人工耗时可缩短到1-2分钟。煤仓运行异常状态监控对煤仓状态进行实时监测与智能分析，从而提前预警预报煤仓事故，并联动控制系统停运给煤机及带式输送机，提醒值班人员及时处理，降低事故发生概率、缩短影响时间。10请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明趋势2：安全迫切性催生“机器换人”需求，安控和掘进类机器人提速u 受国家政策牵引、煤炭资源重要性凸显、“机器换人”迫切性需求拉动等多重因素影响，机器人日益成为中国煤矿行业重点技术发展方向。2021年，国内煤矿机器人销售额已达9.04亿元，国内煤矿机器人企业有368家，较2020年增加25.17%。u 煤矿机器人市场仍处于早期发展阶段，安控类和掘进类煤矿机器人发展较为迅速。2019年，国家煤矿安全监察局制定公布煤矿机器人重点研发目录，聚焦关键环节、危险岗位，重点研发应用5类38种煤矿机器人，并对每种机器人的功能提出了基本要求。2022年，国内现场应用的煤矿机器人达到31种、1000台套，约300辆无人驾驶车辆在30余处露天煤矿开展试验。2.512.973.193.163.842.0 2.5 3.0 3.5 4.0 2017 2018 2019 2020 202118420623729436801002003004005002017 2018 2019 2020 20213.634.374.796.119.040 2 4 6 8 10 2017 2018 2019 2020 2021图表11 中国煤矿机器人销售额(亿元)图表12 中国煤矿机器人企业数量/家 图表10 全球煤矿机器人销售额(亿美元)数据资料来源：中国机器人产业发展报告（2022-2023）,矿山安监局，光明网，华金证券研究所整理 11请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明一、2022年目录part01一、2022年一、产业需求及催化因素二、投资逻辑及市场空间三、价值拆解与竞争格局四、相关标的及投资建议 产业地位：煤炭的能源消费主体地位+能源安全“兜底保障”周期驱动：煤炭保供稳价，诱发行业进入新一轮扩产能周期 企业意愿：高盈利周期下，智能化投资意愿加强，智能矿山建设明显提速 技术红利：5G、AI、自动控制等新技术为矿山智能化转型提供关键引擎 市场潜能1：矿山智能化渗透率低，单矿井投资上亿，市场空间数千亿 市场潜能2：矿区无人驾驶+煤矿机器人，具备高速增长潜力 12请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明行业背景：国内矿产资源种类多总量大，能源矿产是国家经济运转的基础矿产 单位 储量煤炭 亿吨 2078.85石油 亿吨 36.89天然气 亿立方米 63392.7煤层气 亿立方米 5440.62页岩气 亿立方米 3659.68图表17 2021年中国主要能源矿产储量 根据国民经济行业分类（GB/T47542017）的定义，采矿业指对固体（如煤和矿物）、液体（如原油）或气体（如天然气）等自然产生的矿物的采掘，主要分类方式包括矿物形态、矿石种类及开采方式等。中国矿产资源储量大、种类丰富，已发现矿产173种，其中，稀土、钨、锡、钼、锑、煤等资源储量均居世界前列，2019年，采矿业增加值达到2.37万亿元，同比增加5%，占GDP的比重达到2.39%，是支撑我国经济社会发展的重要产业数据资料来源：国民经济行业分类（GB/T47542017），中国矿产资源报告（2021），中国统计年鉴2021，wind，华金证券研究所整理 能源类矿产是国家经济运转的重要基础，2019年，中国平均每天能源消费量达到1335.6万吨标准煤，单位GDP能耗达到0.55吨标准煤/万元，但能源类矿产储量分布不均，呈“富煤、贫油、少气”的资源禀赋特征图表18 2020年中国主要能源矿储采比/年36.7018.1943.29煤炭 原油 天然气矿物形态固态矿液体矿气体矿矿石种类煤矿金属矿非金属矿石油和天然气开采方式露天矿井工矿黑金属矿有色金属矿图表13矿山的分类方式 图表14 中国矿产资源种类分布 图表15 中国采矿业增加值及占比1189.41206.31248.81292.91335.60.630.60.580.560.550.30.350.40.450.50.550.60.65110012001300140015001600170018002015 2016 2017 2018 2019平均每天能源消费量（万吨标准煤）单位GDP能耗（吨标准煤/万元）图表16 中国每天能源消费量及单位GDP能耗18515 21380 22592 23696 2.48%2.57%2.46%2.40%2%3%18000380002016 2017 2018 2019采矿业产值/亿元 占比GDP比重 13请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明原煤56%原油18%天然气9%水电、核电、风电17%产业地位1：煤炭在我国能源消费中占主体地位，是国家能源安全的重要保障图表19 中国能源消费结构和总量 图表21 煤炭占能源消费总量比重数据资料来源：国家统计局，华金证券研究所整理6 9.2%7 0.2%6 8.5%6 7.4%6 5.8%6 3.8%6 2.2%6 0.6%5 9.0%5 7.7%5 6.9%5 6.0%2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 2 0 2 1 国内能源消费结构不断优化，但煤炭依旧在中国能源消费中占据主导地位。据统计，我国煤炭占能源消费总量的比重已经由2010年的69.2%下降到2021年的56%，清洁能源消费占比不断提升，2021年，水电、核电、风电等可再生能源在我国能源消费中占比已达到17%，我国的能源消费结构实现进一步优化。但总体来看，1957年-2021年我国煤炭消费量整体呈上升趋势，煤炭在一次能源生产和消费结构中的占比长期超过55%，这决定了其在能源安全供应中的主体地位，承担着国家能源安全供应的“压舱石和稳定器”的作用01000200030004000500060001957 1970 1980 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012 2015 2018 2021百万吨标准煤煤 炭石 油天然气水电、核电、风电图表20 2021年中国能源消费结构52.4亿吨标准煤 14请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明0%10%20%30%40%山西内蒙古陕西新疆贵州安徽河南山东宁夏黑龙江云南河北甘肃辽宁四川青海江苏吉林湖南福建广西江西湖北产业地位2：产业升级成效显著，煤炭“兜底保障”根基更加稳固 煤炭供给体系质量不断提升，大型现代化煤矿成为全国煤炭生产的主体。截止2022年底，全国煤矿数量为4400处以下，平均单井（矿）产能达到120万吨/年以上，其中，120万吨以上大型现代化煤矿1200处以上，数量约占25%，产量占全国的85%数据来源：北路智控招股说明书，国家能源局公告2019年第2号，中国煤炭工业协会，中国矿产资源报告(2021)，国家统计局，华金证券研究所整理1%3%4%3%13%44%32%超大型(1000万吨以上)超大型(5001000万吨)超大型(300500万吨)大型(200300万吨)大型(120200万吨)中型(30120万吨)小型(30万吨以下)图表24 中国煤矿规模等级分布年产120万吨及以上的煤矿数量1200+产量比重达85%年产千万吨级的大型煤矿数量 79处全国煤矿数量 4400处全国平均单井规模 120万吨/年图表23 2022年中国煤矿关键数据指标图表25 2021年全国各省煤矿产能占比 煤炭产能进一步向主产区及头部大型煤企不断集中。2021年，山西、内蒙古、陕西3省煤炭产量29.3亿吨，占全国产能的71.9%；前8家大型企业原煤产量20.3亿吨，占全国煤炭产量的49.1%，煤炭保障能力得到巩固57054383962551924679210111742298128664国家能源 晋能控股 山东能源 中煤能源 陕煤 山西焦煤 潞安化工 华能图表26 2021年前8大煤企煤矿产能/万吨图表22 中国煤矿数量变化/座10800786676945800530047004500 44002015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 15请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明周期驱动：煤炭保供稳价，诱发行业进入新一轮扩产能周期4 1.2 6-10%-5%0%5%10%15%20%0510152025303540452002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021原煤产量/亿吨 产量增速图表27 2002-2021中国原煤产量/亿吨20040060080010002010-6-292011-6-292012-7-42013-7-242014-7-302015-7-292016-7-272017-7-262018-8-12019-8-142020-8-122021-8-182022-8-24图表28 环渤海动力煤价格指数(元/吨)数据资料来源：国家统计局，国家发改委，wind，华金证券研究所整理 在国家能源保供及煤炭稳价的持续推进下，采矿业保持高速增长，煤炭产能持续扩大。2022年二季度，采矿业增加值同比增长8.4%，其中煤炭开采和洗选业增速超过两位数，均明显快于全部规模以上工业增长。煤炭价格方面，2020-2021年煤炭价格大幅提升，2022年稳价保供虽促使煤炭价格较去年小幅回落，但整体价格仍处于近10年高位水平，矿企获利空间依旧很大；煤炭产能方面，在国内供给偏紧及高利润牵引下，2021年煤炭产能高达41.26亿吨，比2020年增加5.7%，2022年1-8月，全国生产原煤29.3亿吨，同比增长11.0%，原煤产能持续扩大 16请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明企业意愿：高盈利周期下，智能化投资意愿加强，智能矿山建设明显提速 受行业投资规模扩大带动，行业智能化投资意愿加强，煤矿行业智能化明显提速。截止2022年底，全国煤矿智能化采掘工作面已达到1019个，比2021年增加206个，同比增加25.3%，智能化煤矿由242处增至572处，产能由8.5亿吨增至19.36亿吨；煤矿井下机器人从19种增加到31种，矿山专用操作系统、5G专网等前沿技术得到更广泛应用。182545875246 52753553.2103919961.1151.3%14.4%0.6%-32.6%1 9 2.4%1 0 5.3%-5-4-3-2-10123020004000600080001000012000140001600018000200002016201720182019202020212022年1-7月采矿业利润/亿元 同比图表29 2016-2021全国采矿业利润及增速 图表31 全国智能化采掘工作数量/个 新一轮盈利周期下，煤炭开采和洗选业固定资产投资额不断增加。2021年，受国内复杂形势冲击，全国采矿业利润暴涨192.4%，高盈利带动下，煤炭行业固定资产投资由降转增，同比增长11.1%，2022年1-7月，煤炭行业固定资产投资继续保持增长，同比增长28.2%，投资规模总额已达到2012-2013年水平图表30 煤炭开采和洗选业固定资产投资及增速52795174468240083038266428223657 3631403451727.7%-2.0%-9.5%-14.4%-24.2%-12.3%5.9%29.6%-0.7%1 1.1%2 8.2%-100.0%-80.0%-60.0%-40.0%-20.0%0.0%20.0%40.0%0100020003000400050006000700080009000100002012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022.8投资额/亿元 增速数据资料来源：国家统计局，华经产业研究院，中国煤炭工业协会，人民日报，华金证券研究所整理 17请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明技术红利：5G、AI、自动控制等新技术为矿山智能化转型提供关键引擎 当前，矿山的智能化建设面临数据多源异构、IT/OT技术融合难度大、数据采集执行分散等技术性难题，5G、云计算、大数据、AI、自动控制、工业互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术的深度融合，为防范化解矿山安全风险提供了重要技术支撑，推动矿山加速向智能感知、泛在连接、实时分析、精准控制的智能矿山迈进数据资料来源：5G应用创新发展白皮书，华金证券研究所整理装备/应用架构特征ICT设施机械化 自动化 数字化 智能化 装备机械化 控制电气化 人工决策/执行 多机联动 机电一体化 仪器/仪表自动化 PLC 远程集控 数据集中化 专业应用系统(ERP，MES，生产调度指挥系统等)安全生产监控(瓦斯监控、人员定位、设备状态监控等)无人化作业 智能分析、智能决策 智能操控 主动预防 预测性维护 灵活扩展系统、垂直网络、数据智能决策、智能操控现场总线、工业以太网 工业以太网、WiFi/4G/5G超千兆业环网、WiFi6/5G/云/AI/V2X单机：人+机械 系统：人+机器组合 网络：管理信息化AI：管理及生产智能化、控制协同化、决策在线化机械化换人综采自动化生 产 系 统 皮带运输自动化皮 带 运 输 系 统 地面集控中心 集 中 化 展 示 业 务 软 件 智 能 化 演 进 透 明 无 人 矿 采 掘 装 备 机械化采掘机械化运输运 输 设 备 典型应用图表32 煤矿智能化演进方向 18请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明2021E 2025F 2035F市场潜能1：矿山智能化渗透率低，平台、网络、基础设施市场高速增长 智能矿山市场渗透率低：根据新华社数据，目前全国煤矿智能化采掘工作面已经达到1300余个，有智能化工作面的煤矿达到694处（全国煤矿总数4400处），渗透率15.8%，智能化建设投资总规模接近2000亿元，已完成投资超过1000亿元。“十四五”期间智能矿山将以大型化、集中化、少人化迎来高速增长：智慧矿山市场规模以年均超10%的高速持续增长，其中集成平台、网络服务、基础设施三方面将增大信息化投入，到2025年总市场约为670亿，2035年将达到1200亿数据资料来源：新华社，中国移动矿山行业数智化转型咨询服务白皮书，华金证券研究所整理图表33 国内煤矿智能化规模预测/亿元 图表34 国内非煤矿智能化市场规模预测/亿元2021E 2025F 2035F79.253.036.2168.4423861.6CAGR：12.4%+11.4%+12.8%+13.5%集成平台网络服务基础设施CAGR50.241.021.1112.3246.5408.5CAGR：9.7%+8.0%+10.3%+11.7%集成平台网络服务基础设施CAGR集成平台：基于工业互联网大数据的创新平台、智慧生产系统及应用 网络服务：矿区公用、专用网络部署及信息安全建设 基础设施：主要包括新型仪器仪表的应用、产线的自动化改造等主要应用主要应用地质储量管理系统 信息综合服务平台 集成安全管理平台视频监控人员定位 微震监测边坡监测自动提运 自动充填自动选矿 远程遥控应用与软件系统平台 地理信息系统 煤矿远控、调度大脑 融合通信平台综采面监控人员定位 微震监测坡道监测无人采掘 能耗管理无人巡检 无人矿卡应用与软件系统平台 19请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 根据山西省煤矿智能化建设指导手册（2021）中智能化煤矿投资参考，对井工煤矿智能化规模按照如下模型做初步估算：模型假设说明：本模型假设所有煤矿只有1个采区，即1个综采工作面；本模型对指导手册中各项的投资规模取范围平均数计算；本模型已剔除了4700处煤矿中露天矿井和最新取消产能的矿井；2025年本模型只计算120万吨以上大型煤矿的智能化规模，其他类型煤矿不计算在内，2035年本模型计算全部煤矿的智能化规模；本模型假设煤矿智能化改造全部按照初级、中级、高级三类建设分别进行了估算，实际规模在估算范围内波动市场总规模 生产矿井数 投资规模（改造）建设矿井数 投资规模（新建）智能化系统投资规模/万元初级 中级 高级信息基础设施 1740 3210 6905地质保障系统 90 215 335智能掘进系统 887.5 2450 5020智能综采系统 1585 2102.5 4280主运输系统 1165 1985 3035辅助运输系统 425 830 1310通风系统 355 675 537.5排水系统 130 180 260压风系统 30 50 70供电系统 175 180 323瓦斯抽放泵站抽采系统 80 165 360安全管控系统 580 957.5 1610经营管理系统 150 250 900投资规模（新建）7200 13755 25202.5投资规模（改造）4340 8950 17660图表35 煤矿智能化建设投资估算（一个采区，取平均值）生产77%建设23%图表36 煤矿类型分布 图表37 煤矿产能分布大型(120万吨以上)24%中小型（120吨以下）76%42920068664035167677832025 2035全初级 全中级 全高级图表38 煤矿智能化建设累计市场空间估算/亿元市场潜能2：单矿井智能化投资上亿，煤矿智能化市场达数千亿数据资料来源：山西省煤矿智能化建设指导手册（2021），国家能源局公告2019年第2号，华金证券研究所整理 20请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明市场潜能2：信息设施、综采、掘进价值占比超60%，25年空间超千亿12.1%8.5%8.4%6.7%6.1%5.4%4.5%4.1%3.8%2.9%2.9%2.8%2.7%2.6%2.5%2.3%2.0%1.9%1.7%1.5%1.4%1.4%1.4%1.3%1.2%1.2%1.1%0.9%0.8%0.8%0.6%0.6%0.6%0.5%0.3%0.3%0.3%带式输送机智能监控系统掘进智能管控系统智能综合管控平台数据中心支护系统综合保障系统运输系统支护智能控制系统掘进机智能控制系统割煤系统风门风窗自动控制装置工业环网5G通讯网络无线通信系统生产经营管理及决策支持系统无极绳牵引车自动化运输系统变电所无人值守系统立井提升智能监控系统灾害综合防治系统火灾监测系统视频AI分析提升绞车控制系统瓦斯抽采智能监测管理系统架空乘人装置集控系统瓦斯抽放泵站无人值守系统探放水智能监测管理系统局部通风机自动控制系统人员精准定位系统排水泵房无人值守系统地测空间信息管理系统辅助运输管理系统三维地理信息管理系统主要通风机无人值守系统固定排水点自动排水系统空压机无人值守系统入井人员装备通风网络解算系统 根据山西省煤矿智能化建设指导手册（2021）中智能化煤矿投资参考，对各个子系统的市场规模测算：单系统市场规模 系统平均单价 煤矿总数量 井工矿占比模型假设说明：本模型假设所有煤矿只有1个采区，即1个综采工作面；本模型对指导手册中各项的投资规模取范围平均数计算；本模型根据最新4400煤矿数量和井工矿占比92%计算得到；2025年本模型只计算120万吨以上大型煤矿的智能化规模，其他类型煤矿不计算在内，2035年本模型计算全部煤矿的智能化规模；本模型假设煤矿智能化改造单系统费用采用初级、中级、高级平均数作为估算，实际规模在估算范围内波动195 715 149 546 145 533 2025年空间估算/亿元 2035年空间估算/亿元带式输送机智能监控系统 掘进智能管控系统智能综合管控平台437 1601 310 1136 308 1128 2025年 2035年信息基础设施 智能综采系统 智能掘进系统 主运输系统 安全管控系统辅助运输系统 通风系统 经营管理系统 供电系统 地质保障系统瓦斯抽放泵站抽采系统 排水系统 压风系统信息基础设施25.2%智能综采系统17.9%智能掘进系统17.8%主运输系统13.1%安全管控系统6.7%辅助运输系统5.4%通风系统5%经营管理系统3%供电系统2.0%地质保障系统1.4%瓦斯抽放泵站抽采系统1%排水系统1%压风系统0.3%图表39 智能煤矿10大建设内容2025及2035累计市场空间测算/亿图表40 单个智能煤矿10大建设内容价值量占比图表41 价值量最高的3子系统市场空间测算 图表42 智能煤矿各个子系统价值量占比数据资料来源：山西省煤矿智能化建设指导手册（2021），华金证券研究所整理 21请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明市场潜能3：矿区无人驾驶已在多矿区验证落地，具备高速增长潜力数据资料来源：腾讯网，智能矿山在线公众号，甲子光年智库，华金证券研究所整理1.15 1.513.559.8828.1881.46238.0431%135%178%185%189%192%0%50%100%150%200%250%0501001502002502019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E矿区无人驾驶市场规模/亿元 增速图表44 矿区无人驾驶市场规模/亿元封闭：不涉及路权，外界干扰少载货：不涉及人员安全，立法容易矿山无人驾驶场景线路固定：点对点，路径规划简单低速：10-30km/h，易于控制及制动乘用车无人驾驶场景开放：涉及路权，突发状况多线路自由：路径规划算法复杂高速：30-100km/h，制动时间短载人：涉及人员安全，立法较难图表43 矿山无人驾驶场景和乘用车无人驾驶场景对比 矿区无人驾驶相较于乘用车无人驾驶场景，因其处于封闭区域、线路简单固定、低速可控及货运为主的特性，更容易实现规模复制落地，目前已在全国神华宝日希勒煤矿、西沟矿、白云鄂博矿等多个矿区落地验证，覆盖煤矿、砂石矿、金属矿等多种类型；2021年矿区无人驾驶行业规模达到3.55亿，增长率达到135%，预计到2025年市场空间可达238亿元，复合增长率达到186%22请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明市场潜能4：煤矿机器人潜能释放，2027年巡检+掘进市场规模达35亿 在煤矿机器人重点研发目录中规划的种机器人，其中有31种机器人已在煤矿现场实现了应用，占81.58；5种机器人正在由相关企业组织研发攻关，占13.16；由于应用场景复杂和技术大度大，仍有2种机器人研发尚属空白，占5.26%。根据中国机器人产业发展报告（2022-2023），预计到2027年，中国煤矿巡检机器人需求量为902台，对应煤矿巡检机器人市场规模为7.59亿元；煤矿掘进机器人需求量为692台，对应销售额为27.6亿元2.04.06.19.815.319.127.6100.00%52.50%60.66%56.12%24.84%44.50%2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E中国市场煤矿掘进机器人销售额预测(左轴,亿元)增长率(右轴)图表47 中国市场煤矿掘进机器人销售额潜力测算资料来源：中国煤炭工业协会，煤矿机器人技术新进展及新方向_葛世荣等，中国机器人产业发展报告（2022-2023），华金证券研究所整理图表45 5类38种煤矿机器人研发应用