（报告出品方/作者：安信证券，诸海滨）

1. 写在前面：华为发布“矿鸿操作系统”，引领智慧矿山行业发展

矿产是人类文明发展的重要资源，对于各类矿产资源的利用最早可以追溯至石器时代，早期 人类利用坚硬的石器作为工具来初步提升生产力，并在后续逐渐开发出了煤炭、铜、铁、金、 银等矿产资源利用方式。近代，人类对矿产资源的开采和建设主要经历了“机械化”、“自动 化”、“智慧化”三个阶段。

目前来看，我国煤矿智能化发展起步较晚，在过去，我国煤炭行业主要依靠生产要素的持续 大量投入来实现发展，属于粗放式的发展方式，这不仅造成了人力资源的极大浪费，而且也 对生态环境造成了严重破坏，与当今社会倡导的高质量可持续发展理念不甚相符。进入新时 期，煤炭行业需要融合工业物联网、人工智能、智能装备等新技术实现智能化转型，不断提 升本质安全、减员增效、节能降耗以适应社会经济发展的新常态。煤矿机械化是煤矿智慧化 的基础，只有通过对现有煤矿机械设备进行准确的数据分析和监测管控，才能实现有效的智 慧化升级。自 1978 年以来，我国大型煤矿机械化程度不断提升，由 1978 年的 32.5%提升 至 2020 年的 98.9%，几乎覆盖了我国主要的大型煤矿。

矿产资源开采是推动我国经济生产建设的支柱产业，是国家政府关注的重点领域，受到各级 政府部门的大力支持。同时，华为也积极布局矿山智能化行业，推出专注于的矿山智能化技 术的鸿蒙系统-“矿鸿”，为我国矿山数字化转型做出贡献。

2. 观察一：华为发布矿山鸿蒙操作系统，加速推进煤矿智能化

2021 年 9 月 14 日，华为和国家能源集团共同发布“矿鸿操作系统”，这是鸿蒙面向煤矿产 业而推出的物联网操作系统，目的在通过矿鸿，来助力煤矿产业的智能化、数字化转型。“矿 鸿操作系统”将从以下几个方面助力煤炭产业的数字化转型：一是共同打造煤矿工业互联网、 建设未来煤矿，有效解决“产业安全”问题；二是通过制定煤矿行业接口、协议标准，有效 推进行业适配；三是打磨煤矿工业物联网操作系统，实现工业控制体系的国产、安全可信；四是构建煤矿工业互联网生态体系，推进数字经济和能源经济的融合，实现煤炭行业高质量 发展。

一网 - 实现井下网络全域无线覆盖，构建智慧矿山信息承载高速公路：多种无线技术融合井 下“一张网”将多种无线技术，包括：e LTE、5G、WiFi6、NB-IoT 以及井下万兆工业环网， 按照不同的生产业务场景进行有效的融合。实现矿山生产无线化井下一张网方案充分利用了 e LTE 集群通讯和 5G、WiFi6 大带宽、低时延、高并发的优势，承载了煤矿井下语音通讯， 高清视频监控，物联网，远程自动化控制等智能场景化应用。

一朵云：针对当前煤矿企业主要使用服务器，虚拟机的现状，华为煤矿军团提出煤矿云架构 解决方案的理念。特别是应对虚拟机在扩容、演进能力、数据安全性和智能可升级能力上的 挑战，统筹规划一体化的云平台，涵盖集团、矿山以及远端容灾中心，通过云端协同、AI 能 力提升智能化能力。为煤矿企业的智能化打造面向未来演进的坚实基础。

一平台 - 形成智慧矿山数字平台基座，实现矿山应用使能、数据共享: 实现将 NewICT 能力 的服务聚合与开放，沉淀共性能力，避免各业务重复建设。基于统一建设的煤炭数据湖为各 应用提供数据服务，打破业务系统之间的数据孤岛。基于鲲鹏云底座，实现煤炭业务的全栈 国产化。数字平台是智慧矿山解决方案的核心，通过融合 NewICT 技术，包括 AI、大数据、 物联网、视频云、GIS、融合通信等平台能力，并基于 ROMA 将平台能力封装成各类服务， 为业务应用提供共性平台能力的支撑，将各类智慧应用从平台重复建设和繁复对接中解脱出 来，聚焦在业务实现即可；同时通过 WeLink 实现各类业务应用的统一入口，使能智慧应用 的建设。

五中心 - 重构煤矿管理职能，推动矿山经营管理走向集约化、高效化智能化：全栈全场景人 工智能技术，助力井下生产无人化、少人化通过组织架构与管理架构的变革，将过去分散的 业务系统进行归一化组合，创新性地提出矿山“5 中心”的概念，从煤矿经营和管理的角度 助力智慧矿山的建设。一站式 AI 开发平台提供模型训练支持；安全可控 AI 昇腾芯提供充沛 算力；端、边、云领先架构，实现模型云端训练、本地推理，降低时延、节约带宽；边缘计 算人工智能服务器，华为软件定义摄像机提供矿井 AI 全场景覆盖。（报告来源：未来智库）

矿鸿操作系统的主要价值将体现在以下几个方面：万物互联：人机互联，机机互联，万物感知。井下设备搭载矿鸿操作系统后，不仅各种传感 器，矿灯，控制器可以互联互通，并可和手机、穿戴设备互联，实现周边环境实时感知，更 高精度的人员定位，对井下人员健康实时监测，提升井下人员作业安全；统一标准：打破信息孤岛，实现数据共享。矿鸿操作系统支持煤矿行业统一协议，灵活部署， 统一构建，实现不同厂商各个设备下的统一管理，允许工业设备在对时间要求苛刻的环境中 交换应用程序信息，在安全可靠的基础上有序控制、配臵和收集网络中的海量数据，并且高 速传输；

智能协作：分布式数据管理，资源动态交互。通过革命性的分布式软总线技术，为煤矿设 备智能协作提供业务基座；通过近场设备感知与互联、分布式数据库以及统一数据协议关键 技术，重新定义矿下设备交互方式，在提升作业人员安全的同时也提升作业效率；安全可信：保障数据安全，可靠。在矿鸿操作系统构建过程中，针对安全可信能力做了增 强，保障设备、应用、数据和服务安全。

3. 观察二：龙软科技、科达自控等发布三季报，营收+利润高增长

目前，智慧矿山产业中主要公司科达自控、梅安森、龙软科技和精准信息已发布三季度报告， 其中科达自控提供智慧矿山全层级的综合集成服务，梅安森致力于物联网技术在矿山安全监 测监控与预警领域的应用，龙软科技主要专注于煤矿基础地理信息系统与专业应用软件开发 与销售，精准信息深耕于煤矿顶板安全监控设备。

业绩来看，2021 年 1 月到 9 月，科达自控实现营收 1.35 亿元(+52.84%)，实现归母净利润 1118.35 万元（+3264.71%）；梅安森实现营收 1.84 亿元（+7.55%），实现归母净利润 1900.81 万元（+1.42%）；龙软科技实现营收 1.71 亿元（+40.55%），实现归母净利润 3817.63 万元 （+47.92%）；精准信息实现营收 4.84 亿元（+65.55%），实现归母净利润 13,522.31 万元 （+609.93%）。整体根据三季报数据来看，智慧矿山行业内公司业绩增长明显，行业发展趋 势良好。

研发投入来看，2021Q1-Q3，除精准信息外，科达自控、梅安森和龙软科技研发费用率均超 过 10%，精准信息由于营收规模较大，所以研发费用率较其余公司低的情况下依旧研发费用 于可比公司中最高，达 3684 万元。

盈利能力来看，2021 年第三季度精准信息和龙软科技毛利率水平较高，分别为 53.71%和 52.85%，净利率方面，两公司也均超过 20%。科达自控和梅安森单季度毛利率分别为 35.56% 和 43.42%。根据第三季度盈利能力水平来看，各公司均属于稳定盈利状态。

4. 思考一：从信息化到数字化再到智能化，煤矿智能化行业怎么看？

4.1. 行业变迁：起步于 20 世纪 90 年代，目前处于局部智慧体阶段

在人工智能、5G 等新一代信息技术加速应用的背景下，依靠科技创新推进高质量发展，加 强智能化建设成为当前矿业发展的新趋势。矿业发达国家自上世纪 90 年代已开启矿山自动 化、智能化研究，比如芬兰、加拿大、瑞典等很多发达国家都比我国起步早，他们拥有很多 先进的技术、装备和成果等，提出了很多新的理念，值得学习与借鉴。目前，全球矿业正经 历着一场新的革命，大数据、人工智能、物联网等技术和矿山的结合日益密切。用“互联网 +矿业”模式打造智能矿山，向规模化、集约化、协同化方向发展，成为矿业行业发展的一 个重要方向。

智慧矿山是我国的一个新兴概念，其发展是建立在矿山自动化、信息化、数字化所取得成果 的基础上，讨论智慧矿山，必须与自动化矿山、信息化矿山、数字化矿山等概念结合起来进 行。中国智慧矿山的发展历程大致可分为以下 3 个阶段。（1）单机自动化阶段：时间大约为 20 世纪 90 年代，该阶段的典型特征：分类传感技术和 二维 GIS 平台得到应用、单机传输通道得以形成，实现了可编程控制、远程集控运行、报警 与闭锁。（2）综合自动化阶段：时间大约为 21 世纪初期，该阶段的典型特征：综合集成平台与 3DGIS 数字平台得到应用、高速网络通道形成，实现了初级数据处理、初级系统联动、信息综合发 布。（3）局部智慧体阶段：是当前中国矿山所处的阶段，该阶段的典型特征：BIM、大数据、云 计算技术得到应用，实现了局部闭环运行、多个系统联动及专业决策。

中国矿山信息化建设经过近 30 年的发展，许多技术、装备都取得了长足的进展。当前中国 智慧矿山的发展水平主要表现在以下 3 个方面。

1) 主流技术方面。在决策分析方面，具备煤矿行业特有算法的定制化软件已有应用；在管 控方面，工控组态软件、各种矿用定制软件、矿井 MES（制造企业生产过程执行管理系 统）已得到广泛使用；在展示方面，三维建模、动态实时展示等技术已逐步成为主流。2) 装备发展方面。在集成平台方面，已形成具备集成展示与存储的平台；在传输网络方面， 万兆工业以太环网已在煤矿得到应用，千兆网络更是得到广泛采用；在传感装备方面， 除了能满足常规的各类标准要求外，故障诊断等高端功能已开始得到应用。3) 应用情况方面。目前的应用主要偏重监测与控制，在矿井管理方面，已初步具备管控一 体化能力；在决策方面，智能决策、大数据分析刚刚起步。

4.2. 明辨概念：现代技术融入矿山开发，为解决效率问题、安全问题和效益问题

智慧矿山是基于现代智慧理念，将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互 联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术融合，形成矿山感知、互联、分析、自学习、预 测、决策、控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、 生产管理等全过程智能化运行。智慧矿山的技术内涵是将现代信息、控制技术与采矿技术融 合，在纷繁复杂的资源开采信息背后找出最高效、最安全、最环保的生产路径，对矿井系统 进行最佳的协同运行控制，并根据地质环境及生产要求变化自动创造全新的控制流程。

与数 字矿山相比，智慧矿山不仅仅是数据采集、数据处理和自动系统的集成，更多的是大数据、 人工智能技术的运用，需要智能化地响应生产过程中的各种变化和需求，做到智能决策支持、 安全生产和绿色开采。这里需要明确的是，智慧矿山并非是云计算、物联网、人工智能、大 数据等技术的简单堆积，而是如何采用这些技术手段解决煤矿开采中的效率问题、安全问题 和效益问题。

4.3. 业务繁多：数字化煤矿基础上建立三平台+八系统

物联网、大数据及人工智能、云计算技术等关键技术解决系统架构和互通、数据处理决策及 高级计算问题，其研究及应用程度决定智慧煤矿的发展水平。智慧煤矿是在数字化煤矿基础 上提出来的，智慧煤矿与数字化煤矿的区别就在于它应用了物联网、大数据及人工智能、云 计算 3 项关键技术解决系统架构和互通、数据处理决策及高级计算问题。智慧煤矿在数字化 煤矿的 DCS、MES 和 ERP 3 层架构基础上，升级为基于云计算和物联网为核心的智慧决策 支持平台。3 项技术的研究及应用程度直接影响智慧煤矿的发展水平。物联网、大数据及人工智能、云计算技术支撑的智慧矿山

基于互联网+的物联网平台 基于互联网+的物联网是智慧煤矿的信息高速公路，将承担大数据的稳定、可靠传输任务， 起到了精确、及时上传下达的作用，决定了智慧煤矿系统整体的稳定性和可靠性。因此，智 慧煤矿的物联网平台必须具有精确定位、协同管控、综合管控与地理信息一体化的特点。目前的精确定位技术有 RFID 定位技术、Wifi 定位技术、蓝牙定位技术、ZigBee 定位技术和 超宽带定位技术等。每种定位技术各有优缺点，ZigBee 定位技术和超宽带定位技术以各自在 定位精度和时间分辨率方面的优势将会是未来井下无线定位的发展方向。

大数据处理及人工智能技术 智慧煤矿的核心技术之一便是大数据的挖掘与知识发现。大量传感器的应用必将产生海量的 数据，数据的规模效应给存储、管理及分析带来了极大的挑战。需要充分利用大数据处理技 术挖掘数据背后的规律和知识，为安全、生产、管理及决策提供及时有效的依据。例如，在 矿山安全管理领域，安全监控系统及其监测联网已经相当普遍，构建了完善的灾害监控和预 测预警体系，达到了对矿井瓦斯、水害、火灾、冲击地压等事故的防控。

云计算技术 智慧煤矿物联网使得物和物之间建立起连接，伴随着互联网覆盖范围的增大，整个信息网络 中的信源和信宿也越来越多；信源和信宿数目的增长，必然使网络中的信息越来越多，即在 网络中产生大数据;大数据处理技术广泛而深入的应用将数据所隐含的内在关系揭示的也越 清晰、越及时。而这些大数据内在价值的提取、利用则需要用超大规模、高可扩展的云计算 技术来支撑。特别是对煤矿井下环境、生产、灾害、人员活动高度耦合的大系统而言，数据 越多，系统模型维数也就更高，监测控制也就越准确。而高维的智慧煤矿模型需要计算能力 高且具有弹性的云计算技术。（报告来源：未来智库）

4.4. 政策推动：政策大力支持智慧矿山发展，重点省份出台政策支持智能开采

近年来，随着我国新型基础设施建设宏观战略规划的逐步推行，信息、融合、创新三大“新基 建”特征成为社会各级主体改革发展的重要体现。与此同时，国家政府围绕工业互联网、智慧 城市以及相关领域不断出台鼓励性产业政策和指引性法律法规，以推进智慧化、信息化、数 据化在各产业间融合提升。2021 年 3 月，我国正式向社会公众印发了《中华人民共和国国 民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》，提出重点部署建设现代化基 础设施体系，稳妥发展工业互联网，加快能源、市政等传统基础设施数字化改造。

4.5. 技术壁垒：子系统及接口数量+项目经验+安全认证数量+长效服务能力

智慧矿山作为工业互联网体系在现代矿业生产的垂直应用，要求行业内企业不仅要具备坚实 软硬件系统集成开发能力，同时还应具备对矿业生产的流程、环节、痛点的深刻认知。长期 以来，受下游市场旺盛需求以及生产事故安全隐患等因素影响，我国矿业生产企业对于生产 环境的安全性、机械设备可靠性、智慧系统的精确性、管理平台的时效性均有较高的要求， 这也决定了我国智慧矿山行业发展的综合性特征。随着物联网、5G、人工智能等新一代信息 科技的广泛普及并参与提升智慧矿山系统能效，我国智慧矿山行业已经进入高速发展的黄金 时期。

行业经过多年发展，形成了一套衡量行业内企业的核心竞争力的关键指标，其中主要包含：①企业系统平台所集成的子系统和数据接口的数量；②企业承接项目经验；③企业的产品、 系统获取煤矿安全认证数量；④企业长效的服务能力。

4.6. 发展意义：煤炭智能化能够提升利润 7%-12%，提升投资回报率 2%-3%

从全球来看，信息化、数据化、智能化属性已经成为未来全球工业生产方向的共识，为“工业 互联网”概念的正式提出奠定了基础。

国内方面，煤炭是我国的主体能源，为保障国家能源供给和能源安全做出了巨大贡献。在未 来较长时期内，煤炭在我国一次能源供应保障中的地位和作用难以改变。但由于我国煤炭开 采主要是地下作业，生产环境恶劣多变，并受地质条件及瓦斯、水、火、冲击地压等多种自 然灾害的威胁，煤矿安全生产面临极大挑战。同时，我国人口老龄化趋势加快，劳动力资源 明显减少，也给煤矿未来发展带来巨大影响。随着科技的进步，物联网、大数据、云计算、 5G、人工智能等技术得到快速发展，并已成为新一轮科技革命及产业升级的重要着力点。

采 用新一代智能化技术来改造煤矿传统生产方式，改善煤矿生产环境条件，减少井下作业人员， 构建安全、高效、绿色的无人或少人化智能矿山，已经成为煤炭企业转型升级发展的重要举 措。煤矿智能化建设是煤炭企业高质量发展的必然选择，其最终目标是打造无线全覆盖与智 能控制、无人值守、无人员伤亡的“三无”煤矿，通过无线全覆盖与智能控制的技术基础和手 段，达到无人值守的技术结果及无人员伤亡的愿景，实现绿色、安全、高效的最终目标。智 能化正在成为煤炭行业公认的未来发展趋势，必将带来前所未有的革命性变化。根据麦肯锡 的相关调研，煤炭企业全面释放智能化潜力能够将利润提升 7%-12%，将投资回报率提升 2%-3%。

5. 思考二：空间和成长角度，如何看智慧矿山行业未来发展？

5.1. 市场规模：2020 年我国煤矿智能化市场规模约为 560 亿元

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。并 且，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。

2020 年， 煤炭消费量占能源消费总量的 56.8%，比上年下降 0.9%；天然气、水电、核电、风电等清 洁能源消费量占能源消费总量的 24.3%，上升 1.0%。从 2012-2020 年能源消费结构数据看， 煤炭消费占比呈下降趋势，2018 年跌入 60%以下，但短期内仍是我国主要能源来源。清洁 能源消费占能源消费总量的比重从 2012 年的 14.5%上升到 2020 年的 24.3%，增幅接近一 倍。总体看，我国能源构成中，煤炭处于主体性地位，石油和天然气对外依存度高，清洁能 源消费占比在持续提升。

煤矿机械化是煤矿智慧化的基础，只有通过对现有煤矿机械设备进行准确的数据分析和监测 管控，才能实现有效的智慧化升级。在国家政策的推动下，近年来，我国煤矿机械化、智能 化建设也取得不少进展。自 2010 年以来，我国煤矿采煤机械化程度逐步提高，据 2020 年 1 月全国煤矿安全生产工作会议的统计数据显示，截止至 2019 年末，全国煤矿采煤机械化程 度已达到 78.5%，相比于 2010 年 65%明显升高；2030 年，根据《能源技术革命创新行动 计划(2016-2030 年)》，实现智能化开采，重点煤矿区基本实现工作面无人化、顺槽集中控制， 全国煤矿采煤机械化程度达到 95%以上，掘进机械化程度达到 80%以上。不难看出，在国 家政策的引导和市场的驱动下，未来我国煤机行业智能化需求潜力巨大。

5.2. 发展趋势：需求增长+政策重视，专精技术引领方向

专精发展+协同共需+数据确权与安全，助力行业可持续发展

细分为王，行业领域专精发展将成为市场焦点 随着工业互联网产业全面赋能效应的逐渐提升，行业内表现出较为明显的精细化发展态势。一方面，随着社会经济生产以及国际化协作的不断提升，各类新兴产业经济接连涌现，不断 刺激我国工业互联网产业发展推陈出新，突破边缘产业桎梏；另一方面，跨行业的技术融合 也不断催生出整合型的工业互联网管理平台，在结合企业实际使用场景的同时，实现各行业 技术、管理平台优势互补，从而进一步推动了各细分领域的繁荣发展。与此同时，行业内快 速化、定制化、模块化的工业装备、平台、软件系统开发能力愈发成熟，是推动精细化发展 成熟落地的坚实保障。

6. 思考三：差异化角度，行业内优质公司发展如何看？

6.1. 发展历程：行业内优质公司专注智慧矿山产业

15-20 年左右 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。智慧矿山行业内主要优质公司有科达自控、梅安森、精英数智、龙软科技、 精准信息和北路智控。（报告来源：未来智库）

6.2. 业务情况：科达自控为整体方案提供商，其余公司为部分环节供应商

科达自控主要业务为智慧矿山全层级的综合集成服务；梅安森致力于物联网技术在矿山安全 监测监控与预警领域的应用；精英数智主要业务为安全生产风险监测；龙软科技主要专注于 煤矿基础地理信息系统与专业应用软件开发与销售；精准信息深耕于煤矿顶板安全监控设备；北路智控专业从事智能矿山相关信息系统。

随开展广泛应用，下游市场需求规模持续提升，行业规模总体持续增长，市场发展活力维持 在较高水平。与此同时，国家层面持续推进的供给侧改革较为明显的改变了行业下游市场的 “小、散、弱”发展局面，专业向大型矿企、工厂实现集约化转型，这也直接加速了本行业 优胜劣汰的竞争速率。

6.3. 商业模式：下游市场广，涵盖矿山、市政、军工等领域

科达自控采用目前的经营模式是结合公司所处行业特点、行业产业链上下游发展情况和 主要经营情况等因素综合考量后确定的，公司根据自身多年经营管理经验，结合行业特 点，形成了现有的采购模式、生产模式、销售模式等。影响公司经营模式的关键因素为 国家法律法规和产业政策的变化、行业竞争状况及上下游行业的发展情况、公司的研发 服务水平、公司的经营规模等。

梅安森结合发展战略，不断探索“围绕同一技术链，产业互联网化，运维智能化”的业务 模式，通过对业务的深度重组，以业务链为核心，形成了以运维及数据服务为核心的销 售模式，以直销为主，经销为辅；同时公司进一步优化组织架构，逐渐向“子公司+管理 中心（职能管理和共用平台的业务单位）”的经营管理模式转变，从战略层面进一步明确 发展路线图。

6.4. 技术角度：技术均自主研发，科达自控研发人员占比优于行业均值

科达自控核心技术均为自主研发，开发的矿山安全生产协同控制与信息联动平台技术、大型 设备智能调节控制技术、工业控制软件开发技术、多源异构数据对象存储管理技术等核心技 术使得公司产品在市场中拥有较强的市场竞争优势。公司一直致力于推动智慧矿山建设实现 无人值守，并通过提供软硬件一体化产品及服务，产品已覆盖矿山生产的采、掘、运、提、 排、通、选等各个关键环节。

6.5. 业绩情况：精准信息营收较高，科达自控 2021H1 毛利率 40.89%

规模体量：精准信息规模较大，北路智控近两年营收增速均 45%左右 营收方面，精准信息营收规模大于其余公司，北路智控近两年营收增速最快。精准信息营收 规模明显大于可比公司，2020 及 2021H1 营收规模为 5.37 亿元、2.71 亿元；科达自控 2017-2020 三年营收 CAGR 达 20.88%；梅安森 2020 年至 2021H1 营收分别为 2.85 亿元和 1.14 亿元；精英数智 2018-2019 营收规模分别为 2.11 亿元和 2.53 亿元；龙软科技 2016-2021H1 营收规模保持稳定增长，2020 年至 2021H1 营收分别为 1.98 亿元和 0.98 亿 元；北路智控 2020 年营收规模创新高，达 4.36 亿元，2019 年和 2020 年营收增速分别为 43.87%和 47.24%，增速于可比公司中最高。