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突破传统的生产管理方式

  
评论: 更新日期:2015年04月07日

           "信息化"是现代化矿井的实质。现代化矿井实质上是依赖对矿井地理、生产、安全、设备、管理和市场等方面的信息进行采集、传输、处理、应用和提升,达到信息增值的目的。其主要内容包括信息的采集(传感器与检测)、信息的传输(通信)、信息的处理(计算机)、信息的应用与集成(自动化)等等。信息是未来煤矿企业的重要战略资源,拥有全面、完整、准确的信息是企业提高生产能力,保证安全,提高管理水平、市场应变能力和竞争能力的重要保障。
            在这方面美国和澳大利亚的煤炭企业给我们做出了榜样。自80年代以来,他们在工作面采用计算机(技术)控制的大功率电牵引采煤机、电液控制的液压支架和具有软起动功能的刮板运输机。而在主煤流运输、矿井供电系统、通风、排水系统、矿井提升系统等方面,均采用计算机(技术)实现工况监测、故障诊断与自动控制,对井下环境安全的各种信息进行实时监测。而这些生产、安全、地理和设备的信息通过网络(通信线路)实时传送到地面调度中心,使得煤矿的安全、生产管理决策更便于优化,实现了电子生产;为减少设备及其零配件的库存量,进一步降低吨煤成本,他们注重供应链的管理,大力推进以计算机、网络和数据库为基础的电子供应链;面对市场竞争日益严峻,他们转为以市场的客户为中心,重视客户关系管理,实现自动配煤,满足用户对各种不同煤质的需要,推动电子商务。先进采煤国的煤炭企业正向管控一体化和产供销一条龙发展,实现企业信息化。
           "数字化"是信息的表达形式,而且是信息最高、最先进的表达形式。由于计算机技术、微电子技术,尤其是网络技术的飞速发展,许多煤矿的地理信息、生产信息、安全信息、设备工况信息从采集(传感器)开始,就实现了数字化、网络化。传感器在采集信息的同时,它可以对信息进行处理、自校正等等,不仅使被采集的信息更准确,而且可以在一根总线上挂许多个传感器,使信息传输系统更简便。而被采集的信息不会因传输距离和环境使精度受到影响。由于信息是以数字的形式进行采集、处理、传输和应用,因此,生产、安全、管理、市场等等信息可以在一个统一的平台上进行传输和交流,使所有的信息能得到更充分的应用,使所采集到的信息得到更大的增值。
           "自动化"(管控一体化)则是现代化矿井的基础和目的。众所周知,自动化是指机械设备或生产过程(煤矿包括环境安全)、管理过程(DA、BA)在没有人的直接参与,经过自动检测、信息传输、信息处理、分析判断、操纵控制,实现所要达到的目标。信息化(数字化)的信息绝大部分来自于各种生产、工况、安全的自动检测装置(传感器),这些是信息化(数字化)的基础。反之,由于实现了"信息化"(数字化),可以在地面对矿井的生产设备的工况进行监测和自动控制,可以实时、连续监测各种地理、安全信息,大大减少了井下作业的人数,这不仅可以提高效率,而且可以大大提高煤矿的安全水平。实现了管控一体化之后,把生产、安全和管理有机的融合在一起,在管理层可以实时采集到许多生产、安全的信息,也可以得到许多信息的变化趋势,为信息化或数字矿山奠定基础。在此基础上,利用一些先进的控制理论(如人工智能、专家分析等)建立煤矿安全生产所需的决策支持系统,实现矿井安全、生产和效益的多目标优化。
        三、数字矿山的目标
        (1)应用计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术、智能技术和煤矿生产工艺技术,实现企业的经营、生产决策、安全生产管理和设备控制等信息的有机集成。
        (2)通过应用软件,实现经营管理科学化,生产计划、生产安全调度、生产过程控
        制最优化。
        (3)保证煤矿生产安全,提高产量和质量,提高企业经济效益和竞争能力。
        (4)提高对客户多种要求的响应能力。
        "数字化矿井"最终表现为矿井的高度信息化、自动化、高效率、高安全和高效益。
        四、信息集成的七个方面
        前面我们分析过,数字化的核心实质是信息化,价值体现在综合自动化,因此作为数字化矿井的建设,需要从以下七个方面进行集成化考虑,以 实现从矿井勘探、矿井规划设计、矿井建设、煤矿生产过程、矿井安全、矿山经营决策的数字化、信息化和自动化。
        (1)矿产资源信息和矿山设计、矿井建设及开采过程的数字化、可视化。支撑技术为 GIS、AutoCAD、虚拟现实及数据库等。
        (2)煤矿生产过程监控、全矿井生产安全环境监测、生产过程信息综合利用等方面的网络化、自动化和智能化。支撑技术为统一的通讯传输网络、先进的监测与控制技术、信息处理技术、数据库、专家系统等。
        (3)各种检测仪器仪表、自动化设备在恶劣生产环境中的安全可靠应用与设备间的关联联动信息共享。支撑技术为各种传感与测量技术、计算机与通信技术、大规模半导体集成电路等。
        (4)图像监视和传输的数字化、网络。支撑技术为数字视频、宽带网络技术和图像识别技术等。
        (5)煤炭企业管理信息化及电子商务系统。支撑技术为网络技术、数据库、现代企业管理等。
        (6)基于信息融合技术渗透到生产、安全与经营各个层面的决策支持系统。支撑
        技术为现代信息处理与融合技术、智能专家系统、现代企业管理等。
        (7)矿区信息网络系统建设等。
        以上各个方面的内容相互交错、相辅相成,构成了较为完整的煤矿企业信息化和管控一体化。
        五、信息化矿山的架构
         以煤炭生产各个环节的过程监测及自动化控制产生的信息作为信息源,通过现场总线方式自动导入到全集成自动化监测监控平台;利用网络将现场控制、监测层的各个子系统、工业电视系统、调度通讯系统、矿井环境与生产监控系统有机地汇接在一起,进行加工处理,形成集数据、图像、语音为一体的全矿井安全、生产指挥调度监视监控系统;利用统一的数据中心,将生产现场的各种信息源及信息在数据库中集成化整合,支撑各个管理层面对生产业务数据的不同需求,为经营管理决策提供数据依据,形成企业的专家分析系统及决策支持系统。
            信息时代是伴随着网络技术、数据库技术的发展而来临的,而信息时代的矿井自动化也必然是网络环境下的自动化。
        目前工业控制网络已经成熟,完全可以在煤矿建立一个统一、开放的网络平台,即可做到一个矿井的安全、生产、管理等环节数字、控制、语音、视频等信息一网打尽(三网合一)。
          六、"数字矿山"在中国的实施
            随着信息技术、计算机技术、自动化技术和网络技术的飞速发展,我国矿山信息化、自动化有了很大的进步,例如许多集团公司和矿建立了局域网、网络带宽、结构都比较先进;许多软件已在网上运行,个别矿山已在实施 ERP;地理信息系统(MGIS)在许多矿井和矿区得到初步应用;而煤矿的主要机电设备都可以实现计算机控制,以计算机和网络技术为核心的工业现场总线,已用于煤矿安全监测和机电设备的控制,有许多安全、生产、设备工况的信息能通过网络以数字的形式传送到地面,少数矿井已实现在地面调度中心集中控制井下大部分设备,应该说实现"数字矿山"已经有一个好的开端。
           但"数字矿山"或矿山信息化改造是一项多学科集成复杂、长期不断发展的工作。作者认为中国"数字矿山"的起步工作应注意以下几点:
        1.煤矿的生产不同于其它行业,它与地理条件、安全因素、开采工艺、机电设备、管理模式、组织结构、市场需求等都有密切的关系。因此,要实现矿山"数字化",必须多学科、多部门协同作战。笔者认为目前"数字矿山"多数文章都有一定的片面性,大多是从本学科的角度出发去看问题。
        2.目前我国矿山信息化的发展形式喜人,但许多研究工作落后于生产需要。因为第一种原因,我国学者还未能提出"数字矿山"的正确、完整的模式,许多研究水平较低,不适应"数字矿山"的要求。有的研究还停留在理论阶段,离实际应用相差甚远。因为技术不成熟,用于生产后不是促进生产,而是影响生产,进而影响信息化建设的过程。
        3."自动化"是"信息化"和"数字化"的目的和基础。要实现煤矿信息化和数字矿山,首先要把自动化搞上去,把基础打好。没有各种传感器的数字化、网络化实时采集到各种信息,没有综合自动化的网络平台将信息传输到调度指挥中心,信息化和数字化便是无源之本。没有各种信息的加工、利用和提升,反馈去控制生产、安全、管理各个系统,实现其自动化、信息化、数字化就失去了意义。
        4.少数矿区的领导者、管理者和工程技术人员,对信息化建设的重要性还认识不足,对用信息技术改造传统煤炭工业积极性不高,满足于当前的生产和管理模式,意识不到只要参与市场竞争,就离不开信息化的支持。信息化是煤炭工业继续发展的强劲动力。
        5.由于煤炭工业部的撤消,煤炭工业信息化处于群龙无首的状态。目前迫切需要国家有关部门(科技部?国家安全生产管理局?……)召集各方面的专家制订我国"数字矿山"研究和实施的总体规划,避免重复投资、低水平重复建设。
        6."数字矿山"是一个美好的设想,"数字矿山"是矿山未来发展的方向,"数字矿山"是需要经过几代人的努力才能实现的目标。而信息化、自动化是"数字矿山"最现实、最踏实的基础。让我们从基础做起,为中国"数字矿山"添砖增瓦。
 

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