煤礦智能開采技術在應用過程中，存在設備互聯(lián)互通能力低、通信線纜維護量大、通信協(xié)議不統(tǒng)一、核心控制器件芯片及操作系統(tǒng)國產化率低等問題，數(shù)據(jù)交互及設備控制是智能采掘的核心技術。
中國煤礦機械裝備有限責任公司基于國產化操作系統(tǒng)的硬件適配和應用開發(fā)等底層工作，構建了國產化操作系統(tǒng)的采掘工作面成套設備協(xié)同控制體系，解決了綜采工作面設備間直接數(shù)據(jù)交互的便捷性和穩(wěn)定性問題，優(yōu)化基于國產化操作系統(tǒng)的綜采工作面智能控制技術解決方案，研發(fā)出基于國產化操作系統(tǒng)礦用工控機、刮板輸送機、電液控制裝置等采掘成套產品，實現(xiàn)煤機裝備自主可控。
全棧自主可控智能化采掘裝備與控制系統(tǒng)支撐了煤炭行業(yè)成套裝備全棧國產化裝備的性能提升和技術發(fā)展，主要包括4個方面的研究內容。
（1）構建基于物聯(lián)網體系架構的智能開采新體系，解決基于物聯(lián)網體系架構的設備主動發(fā)現(xiàn)、主動連接、主動交互。
（2）開發(fā)基于國產芯片、操作系統(tǒng)的礦用防爆主機、支架電液控制器、刮板機電液監(jiān)控器等多類新產品。
（3）開發(fā)基于國產操作系統(tǒng)的集中控制系統(tǒng)、支架電液控制系統(tǒng)、刮板機電液監(jiān)控系統(tǒng)等應用軟件，建立設備交互標準。
（4）形成基于山西亞美大寧能源有限公司晉城市大寧煤礦（簡稱大寧煤礦）綜采工作面的系統(tǒng)化解決方案，并完成井下工業(yè)性試驗，各項功能滿足井下實際工況要求。
構建綜采工作面成套裝備物聯(lián)網體系
全棧自主可控智能化采掘裝備與控制系統(tǒng)構建了基于ARM架構國產化芯片適配礦鴻操作系統(tǒng)的綜采工作面物聯(lián)網體系架構，突破了以集控為中心的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交互方式，解決了單機設備間自主交互的系統(tǒng)結構設計問題，實現(xiàn)了綜采工作面成套設備基于統(tǒng)一物聯(lián)通信協(xié)議的互聯(lián)、互通和協(xié)同控制功能。
通過國產操作系統(tǒng)的物聯(lián)網體系架構，首次構建綜采工作面成套裝備物聯(lián)網體系架構，在物聯(lián)網體系架構基礎上，建立統(tǒng)一的礦用設備通信協(xié)議的設備模型和交互方式，解決了國產操作系統(tǒng)下采掘各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)獲取、決策控制方式、與集中控制系統(tǒng)交互等難題，基于物聯(lián)網體系架構系統(tǒng)交互方式。
研發(fā)出國產操作系統(tǒng)的系列硬件產品
研發(fā)了基于國產芯片的PLC、工控機、礦用集控主機及綜采工作面刮板輸送機、液壓支架、采煤機、供電供液系統(tǒng)等成套監(jiān)控裝置，搭載礦鴻操作系統(tǒng)，構建了基于礦鴻操作系統(tǒng)的綜采工作面成套控制系統(tǒng)。
在硬件產品研發(fā)過程中，芯片選型和操作系統(tǒng)適配方面，采用基于ARM架構下標準指令集和自有指令集混合設計、應用的方式，完成了綜采工作面成套裝備硬件核心芯片選型、主板設計、接口設計、礦用產品設計工作，解決了高精度用戶態(tài)時鐘問題。依托硬件提供高精度時鐘，操作系統(tǒng)實現(xiàn)，高精度計時功能，可準確計算任務執(zhí)行的時間，為實現(xiàn)精準控制提供了基礎保障，解決了資源時空分區(qū)問題。
多任務CPU、內存、存儲資源使用同系統(tǒng)服務進行隔離，預留關鍵任務資源，解決了指令交互過程中的關鍵路徑保障問題，優(yōu)化實時任務指令序列，確保任務處理指令數(shù)和IPC通信時延，解決了硬件產品與國產操作系統(tǒng)適配性和應用場景適配性。硬件設備滿足國產操作系統(tǒng)的使用要求和相關產品，在不同工況連續(xù)工作的使用要求，基于國產化操作系統(tǒng)的硬件產。
研制出綜采工作面成套裝備礦鴻應用系統(tǒng)
基于鴻蒙OS開發(fā)環(huán)境，開發(fā)了刮板輸送機等綜采工作面成套裝備礦鴻應用系統(tǒng)及控制程序，各系統(tǒng)軟件在物聯(lián)網體系架構下實現(xiàn)設備分布式控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)主動上傳、設備獨立交互、遠近實時感控、協(xié)同運行。
在軟件產品開發(fā)過程中，受國產操作系統(tǒng)生態(tài)薄弱等因素影響，各類功能都從零開始獨立開發(fā)，研發(fā)了全新硬件設備和操作系統(tǒng)基礎的單機軟件監(jiān)控及集中控制系統(tǒng)，解決了基于物聯(lián)網體系架構的集中控制系統(tǒng)與各子系統(tǒng)功能融合問題，國產操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境軟件界面。
構建了工作面有線、WiFi6及5G混合組網
構建了基于礦鴻操作系統(tǒng)的工作面有線、WiFi6及5G混合組網，攻克了綜采工作面單機設備對網絡質量主動識別、網絡鏈路自動切換、移動設備近場連接的技術難題，實現(xiàn)了綜采工作面各設備多鏈路、大帶寬、低時延、廣連接，為工作面設備數(shù)據(jù)傳輸提供保障，工作面有線、WiFi6及5G混合組網方式。
開發(fā)了礦鴻操作系統(tǒng)管理平臺
礦鴻操作系統(tǒng)管理平臺實現(xiàn)了用戶和權限管理、設備管理、授權管理、日志管理、安全憑據(jù)管理等功能，解決了設備遠程在線升級的技術難題，提高了系統(tǒng)、應用軟件更新的高效性、便捷性、安全性和可靠性，礦鴻操作系統(tǒng)管理平臺界面。
研發(fā)了礦鴻手持移動駕駛艙
研發(fā)了基于礦鴻操作系統(tǒng)應用套件的礦用手持移動駕駛艙，實現(xiàn)了物聯(lián)網體系架構的無感近場連接，具備對多類設備的移動集中監(jiān)控功能，在任意時間、任意地點，對入網設備進行可視化遠程監(jiān)控，實現(xiàn)一人多崗，移動集控功能，礦鴻操作系統(tǒng)的礦用手持移動駕駛艙。
全棧自主可控智能化采掘裝備與控制系統(tǒng)已在大寧煤礦進行工程示范及井下工業(yè)性試驗，在207工作面部署了整套適配國產礦鴻操作系統(tǒng)的成套智能化煤機設備，包括采煤機、液壓支架、刮板輸送機等設備及控制系統(tǒng)。通過軟總線、標準礦鴻數(shù)據(jù)通信協(xié)議等技術，實現(xiàn)煤機設備間互聯(lián)互通、相互協(xié)作，智能化運行，大寧煤礦現(xiàn)場應用界面。