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概述
為了提高勞動生產(chǎn)率，最大程度保證井下作業(yè)人員生命安全和國家財產(chǎn)免受損失，無人化、少人化煤礦采掘生產(chǎn)方式正在逐步推廣，采用實時、高效、可靠，高度集成化、智能化的煤礦生產(chǎn)管控系統(tǒng)已經(jīng)成為礦井生產(chǎn)建設(shè)的要求和趨勢。信息化技術(shù)應(yīng)用是實現(xiàn)這一要求的必備手段。如何提高信息共享度、管理水平、消滅信息孤島現(xiàn)象，MES系統(tǒng)的應(yīng)用可解決上述問題。MES在煤礦信息系統(tǒng)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了礦井安全生產(chǎn)執(zhí)行過程的人、環(huán)境、設(shè)備各關(guān)鍵因素的管控結(jié)合，實現(xiàn)了無人化的工作面采掘生產(chǎn)方式，從而為保障煤礦安全高效生產(chǎn)提供有力支撐。
1 系統(tǒng)介紹
煤礦行業(yè)的MES系統(tǒng)是以生產(chǎn)過程優(yōu)化運行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理為核心技術(shù)的功能模型，通過分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)對礦井自動化設(shè)備的實時數(shù)據(jù)采集、存儲管理與監(jiān)控，通過實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合形成煤礦生產(chǎn)的實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析上報，通過建設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、考核管理、設(shè)備管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)形成面向不同生產(chǎn)崗位的一體化信息系統(tǒng)(見圖1)。
煤礦行業(yè)采用框架設(shè)計，通過整個煤礦生產(chǎn)管理的綜合信息平臺，連接實時數(shù)據(jù)庫或非實時的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，采集DCS，PLC、智能儀表和觀測記錄中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)視、診斷和控制，實現(xiàn)全礦生產(chǎn)信息的充分共享和資源的優(yōu)化整合，從而為制定生產(chǎn)計劃與決策管理提供重要的依據(jù)。
應(yīng)用先進的SOA服務(wù)架構(gòu)，B／S結(jié)構(gòu)結(jié)合C，S結(jié)構(gòu)的設(shè)計，支持分布式部署、集成化管理，實現(xiàn)了開發(fā)平臺、運行平臺、管理平臺一體化的技術(shù)架構(gòu)，從而可以與企業(yè)門戶、ERP、0A等其他系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成，而且為不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了一個統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和平臺，實現(xiàn)對生產(chǎn)管理、調(diào)度管理、生產(chǎn)統(tǒng)計、設(shè)備管理、水文管理、一通三防、安全管理、考核管理、煤質(zhì)分析等生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)的在線查詢和優(yōu)化配置功能。
以煤礦行業(yè)設(shè)備管理子系統(tǒng)為例。煤礦現(xiàn)有兩個千萬噸級綜采低位放頂煤工作面和一個高效綜采工作面，各種大功率、大噸位重型裝備的不斷投入，對設(shè)備管理的精細化程度提出了更高的要求。設(shè)備管理包括設(shè)備臺賬、設(shè)備運行管理、設(shè)備預(yù)防性維護管理、設(shè)備檢查管理、突發(fā)性維修管理。設(shè)備管理模塊主要提供對關(guān)鍵設(shè)備運行狀況監(jiān)測、設(shè)備編碼維護、設(shè)備檢修計劃、設(shè)備異況信息、設(shè)備檢修維護信息的管理功能(見圖2)。
圖2 設(shè)備管理模塊的具體處理流程
2 系統(tǒng)主要功能
2．1 生產(chǎn)管理
生產(chǎn)監(jiān)視是管理者可以隨時隨地通過瀏覽器瀏覽查詢有關(guān)生產(chǎn)情況的各種實時及歷史數(shù)據(jù)，實時了解全公司各個生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)情況。部門生產(chǎn)管理是對相應(yīng)部門生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)進行監(jiān)測，對班組交接進行記錄，對部門的產(chǎn)能消耗進行統(tǒng)計。主要功能包括：交接班記錄、生產(chǎn)運行記錄、產(chǎn)能消耗統(tǒng)計。MES系統(tǒng)根據(jù)錄入和采集的相關(guān)基礎(chǔ)信息進行自動統(tǒng)計，生成各班組生產(chǎn)運行報表、各部門產(chǎn)能消耗報表，為生產(chǎn)部統(tǒng)計報表提供數(shù)據(jù)支撐。
2．2 調(diào)度管理
根據(jù)裝置當前人力和物資及能源信息和現(xiàn)場數(shù)據(jù)反饋進行相應(yīng)的調(diào)度計劃；生產(chǎn)調(diào)度管理子系統(tǒng)涵蓋調(diào)度指令的制定、下達、執(zhí)行、反饋的工作流程，形成調(diào)度匯報程序，對調(diào)度指令進行電子化管理，跟蹤執(zhí)行情況。信息發(fā)布即將調(diào)度任務(wù)分配到各部門、班組。
2．3 生產(chǎn)統(tǒng)計
生產(chǎn)統(tǒng)計對生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)的匯總、整合，提供多對象、多周期的累積、對比，提供靈活多變的查詢。主要包括如下幾大類型：生產(chǎn)統(tǒng)計分析、產(chǎn)品及能耗統(tǒng)計、重要工藝參數(shù)報表、部門生產(chǎn)統(tǒng)計、公司級生產(chǎn)統(tǒng)計。
2．4 設(shè)備管理
設(shè)備管理系統(tǒng)的建立，使得企業(yè)可以不斷完善設(shè)備維護保養(yǎng)項目，逐步建立起良好的設(shè)備預(yù)防維修機制，提高設(shè)備的保障能力。通過規(guī)范設(shè)備故障維修管理，建立設(shè)備維修支持系統(tǒng)，提高設(shè)備維修水平。同時充分利用各種設(shè)備數(shù)據(jù)，對設(shè)備故障進行分類分析研究，提高設(shè)備的檢修效率，指導(dǎo)設(shè)備的采購，降低設(shè)備成本，進一步提高企業(yè)設(shè)備管理水平。
2．5 水文管理
提供對地測部門日常工作地質(zhì)臺賬記錄、圖紙的管理。臺賬管理提供對地質(zhì)臺賬的維護管理，圖紙管理提供對圖紙的查詢、瀏覽、審核流程、版本及權(quán)限控制等的管理。
2．6 一通三防
一通三防是煤礦安全管理的重點。一通三防管理子系統(tǒng)就是要建立各礦通風安全信息聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺，既對一通三防信息進行有效的管理，又實現(xiàn)對主要引起煤礦安全事故的瓦斯、火和煤塵的防治工作。包括：礦井通風管理、瓦斯防治管理、防滅火管理、粉塵防治管理，能夠為各級領(lǐng)導(dǎo)提供礦井通風安全方面的信息，強化通風安全管理，杜絕一通三防事故。
2．7 安全管理
安全管理子系統(tǒng)通過對生產(chǎn)現(xiàn)場的實時監(jiān)測(包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)、危險源監(jiān)控、火災(zāi)報警、視頻監(jiān)控、安全巡防、環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測)，實時了解各生產(chǎn)單位的生產(chǎn)情況，避免違規(guī)作業(yè)，確保安全生產(chǎn)。并通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)報警在調(diào)度中心和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的計算機中顯示、報警，通過應(yīng)急預(yù)案，指揮相關(guān)人員采取相應(yīng)的措施，從而保證設(shè)備、人身的安全。主要功能包括：監(jiān)視裝置運行、安全培訓(xùn)教育管理、安全生產(chǎn)檢查管理、安全事故管理、安防裝置臺賬、危險源監(jiān)測、安全應(yīng)急預(yù)案、安全聯(lián)動。
2．8 考核管理
根據(jù)各個部門的實際情況設(shè)置考核點、考核規(guī)則和考核標準，并根據(jù)已設(shè)置的考核點、考核規(guī)則、考核標準生成考核表，錄入考核表后生成考核結(jié)果，并實現(xiàn)考核結(jié)果的復(fù)核和審批。考核管理可實現(xiàn)分部門和分項目考核，并可以對考核歷史數(shù)據(jù)進行按項目、部門、考核點的分類統(tǒng)計。
2．9 煤質(zhì)分析
煤質(zhì)數(shù)據(jù)采樣、制樣、化驗、留樣等過程，生成煤質(zhì)化驗報告，統(tǒng)計分析報表等。
3 結(jié)論
MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)在各管理部門和區(qū)隊的全面使用，一方面通過現(xiàn)場信息分析生產(chǎn)環(huán)境、設(shè)備、工程動態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，不斷優(yōu)化生產(chǎn)管理；另一方面促進管理活動面向現(xiàn)場信息，及時響應(yīng)、高效率組織協(xié)調(diào)，以達到加強礦井安全生產(chǎn)執(zhí)行過程的人、環(huán)境、設(shè)備各關(guān)鍵因素管控結(jié)合的目的。實現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)運行管理信息化，大大提高了煤礦生產(chǎn)管理點多面廣的溝通效率，體現(xiàn)了煤礦多環(huán)節(jié)分散信息的集中共享，更重要的是改變傳統(tǒng)的管理思維方式，為礦井安全生產(chǎn)管理不斷優(yōu)化提供了有力的手在確保安全的情況下，實施精細化的生產(chǎn)過程管理，達到了節(jié)能降耗、降本增效的目的。
