2023中国智能矿山行业研究报告

出品机构：甲子光年智库研究团队：翟惠宇 发布时间：2023.9 Part01使命：响应矿山行业的升级需求P02 目录 Part02探路：加速智能矿山的建设进程P11 Part03赋能：找寻智能矿山的破局路径P22 Part04展望：研判智能矿山的发展趋势P28 1.1最古老的行业 采矿业是现代经济发展的基础，是工业生产的能源与原材料来源。 矿山开采是农业之外人类经济生产活动中最古老的行业：通过开采各类矿产资源，提供大量工业生产所需要的原材料和资源，是社会其他经济生产活动得以顺利开展的基础和前提； 以煤矿开采为例：作为工业生产的重要能源来源，煤炭开采量的增长与全国GDP的增长密切相关，反映了煤炭等能源矿产在支持经济发展方面的重要作用。 固态矿 液体矿 矿石种类 金属矿 17.6 8.1 2.2 (8.1) 2019 2020 有色金属 开采方式 矿物形态 煤炭开采量增长率（%） GDP增长率（%） 气体矿 黑色金属 露天矿 井工矿 非金属矿 石油与天然气 煤矿 2017 多类型的矿产资源支持各行各业经济发展 Source：《国民经济行业分类（GB/T4754—2017）》，国家统计局。 采矿业与国民经济发展生产息息相关 2018 2021 2022 1.2探寻新路径 传统采矿行业需要找到新的发展破局路径。 过去一段较长时间里，农林牧渔业和采矿业的产业增加值指数长期处于较低水平，落后于其他行业； 生产效率低下是传统行业的普遍问题：盲目追求高速增长的时代已经结束，如何提高开采方式的精细化程度、改善生产效率、充分利用资源等问题已成为当前矿山生产的主要挑战； 为提升采矿业生产效率，行业需要找到适应现代化经济发展对采矿业升级新需求的发展路径。 国内部分主要产业增加值指数（2013-2020） 建筑业 采矿业农林牧渔业制造业信息传输、软件和信息技术服务业 采矿业的产业增速显著低于信息传输、软件和信息技术服务业，与制造业、建筑业等第二产业相比也处于不利地位； 即使与农林牧渔产业相比较，采矿业的产业增加值指数也仍然较低，这表明采矿业迫切需要寻找新的发展路径，以有效提升生产效率。 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Source：历年国家统计年鉴。 1.3发展的症结 多重因素现状挑战，迫使矿山业主急需找寻新的破局路径，提升企业经营效率。 采矿业过去的传统生产作业模式已经不适应当前社会经济发展的诉求，这其中既有内部原因的推动，也有外部因素的影响。 恶劣的工作环境降本增效诉求安全生产监管 内因外因 频发的安全事故短缺的技术人才 绿色环保要求 Source：网络公开资料。 1.3.1工作环境恶劣 矿山作业常部署于偏远地区，自然环境恶劣，从业者工作条件艰苦，任务繁重。 采矿业是全球经济生产活动的基础产业，从生产制造所需的资源到基础设施建设，从农业生产到科技发展，几乎所有行业都离不开矿业及其延伸的能源与金属行业产品； 一般而言，矿区的生产经营大多分布在距离城市较远、人迹罕至的山区、荒漠，生存环境恶劣，工作条件艰苦，且伴随着噪音、粉尘、安全风险等健康隐患，对年轻的劳动力而言是严峻的挑战。 自然环境恶劣 气候多变 通常位于山区、荒漠等地，自然环境恶劣 昼夜温差大 工况粉尘多，空气质量差易发生自然灾害 Source：甲子光年智库。 工作条件艰苦 井下作业环境狭小、潮湿、 闷热、粉尘多 设备噪音大 经常性接触有毒气体或放射性物质 容易发生职业病 24小时轮班制，加班情况严重 1.3.2安全事故频发 生产安全事故控制仍存在改善空间，引入新兴技术刻不容缓。 以煤矿开采生产为例，通过多年的政策、监管、技术、组织体系等多方面优化，煤矿生产安全受到高度重视，生产事故的发生频率在过去10年得到明显控制，事故数量与伤亡人数持续下降； 然而，近三年的事故数量降幅已不明显，为打破当前安全事故控制的瓶颈，须引入新技术和新体系进行智能化变革，向“零事故发生率”继续前 进。 矿山易发生安全事故的主要原因 作业强度大管理不规范防护设施确实 应急救援准备不足技术装备落后 作业环境恶劣 监管不到位 煤矿事故发生得到有效控制，但顽疾难除，需要更完善的生产安全体系 1049 重大煤矿事故（起）死亡人数（人） 931 729 831 598538 503 219 224 170 123 91 168 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 249 375333316 228178245 Source：国家矿山安全监察局。 1.3.3劳动力短缺 工作环境极为艰苦，加之劳动力人口预计会继续减少，采矿业将面临严峻的招工难题。 艰苦的工作条件与繁重的工作任务，导致年轻劳动力不愿进入采矿行业，目前近60%矿山工人为40岁以上人群； 随着国家人口出生率下降，未来可进入采矿行业的劳动力将进一步减少，招工难题将愈发严峻； 在劳动力危机严重影响采矿业发展之前，通过技术手段推动矿山作业少人化、无人化，将是促进采矿行业可持续发展的重要手段。 7.43 5.96.71 采矿业从业人员数量持续下降 行业人才断档 矿山行业的招工难，要更甚于全社会人口自然增长率的降低 经验丰富的熟练工与高管团队老化，平均年龄显著高于社会劳动力平均年龄 恶劣的工作环境，导致有技术积淀的中低层管理人员自发离开矿业 虽然薪酬水平尚可，但工作内容繁琐，工作压力大，工作时间长，并不符合“Z世代”年轻人优先考虑职业的标准 30岁及以下 31-40岁 41-50岁 51岁以上 从业人数（万人）人口自然增长率（‰） 6.53 4.93 5.58 3.783.32 1.45 0.34 631636596546491455414368352345 2012201320142015201620172018201920202021 Source：国家统计局，从业人数选取“采矿业城镇单位从业人员数量”。 1.3.4企业追求降本 重资产属性与高成本投入，矿业企业经营压力大，降本增效的需求更加迫切。 采矿业作为资产密集型产业，需要大量资本投入，导致企业承受巨大经营压力。因此，降低成本、提高效率的需求变得越发迫切； 从成本控制的角度来看，采矿业的经营压力远大于其他行业：不仅资本投入巨大，还受政策变化较大影响，此外安全生产与环保标准极其严格，再加上逆全球化和经济下行的双重压力，降低成本和提升效率已经成为采矿企业的当务之急。 过去三年疫情与全球经济下行对需求的负面影响 经济下行压力 劳动力成本 能源成本 开采难度加大，开采成本 更高 成本上涨压力 过去五年，采矿业主要企业的利润增速持续下降 34.70% 20.30% -12.10% 8.90% 矿产品价格在2018年后再度回落 影响企业收入水平 价格波动压力 越来越严格的安全监管与环保监管 需要企业更多成本投入达到生产标准 安全环保压力 -6.50% 20182019202020212022 Source：部分主要矿业上市企业年报。 1.4矿山诞生智能化需求 智能矿山是未来矿山建设的关键途径，有望妥善解决当下采矿行业面临的各种难题。 恶劣的工作环境频发的安全事故 安全生产监管绿色环保要求 短缺的技术人才 降本增效诉求 矿山生产作业：少人/无人化 逐步提升矿山数字化水平打造更高水平智能化矿山 无人化作业将彻底解决矿山工况恶劣、劳动力短缺、事故人员伤亡的问题 矿山生产经营：数字化/智能化 生产要素数字化，生产调度、安全监管、经营决策智能化，智能化是实现高效、安全、绿色低碳矿山的有力工具 Source：甲子光年智库。 Part01使命：响应矿山行业的升级需求P02 目录 Part02探路：加速智能矿山的建设进程P11 Part03赋能：找寻智能矿山的破局路径P22 Part04展望：研判智能矿山的发展趋势P28 2.1矿山需要数字化变革 外部环境变化和内部经营挑战共同推动采矿行业数字化转型。 在下游行业均在进行数字化变革的大环境下，作为原材料和能源的供应者，采矿业也必须紧跟产业数字化的步伐； 外部环境的变化（环境压力、商品价格、供应链风险）与内部的经营挑战（劳动力短缺、技术应用和竞争），共同驱动着矿业公司积极进行数字革命，大力推进智能化建设，以应对未来的各种经济挑战。 数字化变革分布图（按行业） 在亚太经济增长结构中，约50%的经济贡献来自于制造、采矿、TMT、金融等行业； 这些行业在过去2-3年中面临更多来自外部环境社会以及内部运营等多方面的变革力量，而这种双重变革力正在推动采矿行业加速数字化转型建设： 外部因素：环境/环保压力、市场价格波动、供应链中断 （逆全球化）… 内部威胁：技能/劳动力短缺、新技术应用与竞争… 虽然面临着双重变革力的同时推动，但国内采矿行业在应对变革的问题上，准备并不充分，仍然面临许多发展挑战。 Source：Delloite,CloudImperative–AsiaPacific’sunmissableopportunity. 2.2数字化水平落后 采矿业的数字化进程已经开启，但整体水平相对落后。 采矿、农林牧渔等行业的数字化程度明显落后于其他行业，在过往二十年间一直是国内经济数字化建设的短板，这主要是由于行业自身的传统生产经营模式和管理理念，导致数字经济产业难以与其进行有效融合； 虽然采矿业的数字化进程已有抬头趋势，但当前的数字化程度仍不足10%； 矿山数字基础设施建设、传感器设备等基础设施已经初步具备，为未来软件厂商的进入提供了广阔的发展空间。 国内细分行业数字化程度的变动趋势：采矿业基本垫底国内外采矿业产业结构对比借鉴 美国 采矿技术最先进国家 露天采矿装备大型化、自动化、智能化程度领先 大数据、云计算、物联网等先进信息技术被广泛应用在矿业生产与管理中 加拿大 矿业大国+矿业强国 极限、恶劣采矿环境与深井采矿技术领先 澳大利亚 采矿软件与专业技术双重领先 强大的设计与采矿控制软件能够覆盖生产全流程 大幅提升项目经济性，降本增效 提升矿业的产业集中度（持续进行中） 促进科技创新，优化技术结构（产业数字化） 提高矿产品附加值，鼓励矿业海外投资（走出去） 借鉴 采矿业数字化程度低：比较各行业的数字化水平，采矿业仅比农林牧渔业略高； 加速趋势出现：随着矿山作业数字化的价值开始显现，采矿业数字化水平在2018年 后开始加速 Source：刘波等《中国产业数字化程度的测算与分析》，李海婷《国外矿业产业结构现状及其借鉴》。 2.3.1驱动因素：政策 政策监管对安全生产高要求，加快推进矿山智能化标准体系规范。 时间 部门 政策文件 关键内容 2020年2月 发改委、能源局、应急部、煤矿安监局等八部委 《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》 将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程智能化运行。 2020年4月 工信部、发改委、自然资源部 《有色金属行业智能工厂（矿山）建设指南（试行）》 推动5G新技术与有色矿山的融合创新；应用大数据、人工智能、边缘计算等技术提升信息系统学习与认知的能力，利用AR/VR等技术形成人机混合增强智能。 2021年4月 自然资源部 《智能矿山建设规范》（报批稿） 对金属、非金属矿山、煤矿等矿产资源确立了智能矿山建设的一般原则，规定了在地质与测量、矿产资源储量、矿产资源开采、选矿、资源节约与综合利用、生态环境保护、智能协同管控等方面实现智能化做了