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煤炭行业两化融合示范项目—矿井生产过程信息管理系统
来源:2018中国国际煤化工展览暨论坛 - 分类:展会动态 - 责任编辑:管理员 - 发布于:2017-12-14 16:27:03

矿井生产过程信息管理系统

完成单位:山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司   

一、承担单位基本情况

晋煤集团是由山西省国资委控股,国开金融、中国信达持股的有限责任公司,是我国优质无烟煤重要的生产基地、全国最大的煤层气开发利用企业、最大的煤化工企业集团、最大的瓦斯发电企业和山西最具活力的煤机制造企业。现有69个子公司、10个分公司、1个托管企业,位列2016世界企业500强第384位、中国企业500强第93位。截至2016年底,企业总资产2294亿元,省内外在岗员工15万余人。

目前,围绕国家和山西省供给侧结构性改革和国企改革的战略布局,企业正着力强化改革牵引,加速产业优化升级,深入推进煤炭、化工主业优化升级,煤层气、电力、煤机特色产业扩容增效,不断激发内生活力、创新动力和资本运营能力,全力打造效率效益双一流企业,开创“六型晋煤”建设的新局面。

二、项目基本情况

1、相关背景、思路及目标

1)背景

近年来随着计算机和通信技术的快速发展,传统煤炭行业不断深入“两化融合”,以工业化带动信息化,以信息化促进工业化,取得了一定的成果。但是从目前建设的系统可以看出煤炭行业信息化自动化的建设模式主要有两种:一种是以生产安全为中心的实时监控系统(SCADA);另一种是以企业业务管理为核心的资源管理信息化系统。尽管煤矿目前有一些生产执行层上的功能子系统如调度系统等,但是系统间相互独立,“信息孤岛”现象较为明显。因此,打造基于煤矿生产安全特性的生产过程信息管理系统,对于提高煤矿高效安全生产有着重要的意义。

2)思路概要

矿井生产环境艰苦、安全系数要求严格,并且涉及的专业种类繁多,最大特性是基于计划不断平衡、基于结果不断修正。因此,矿井生产过程信息管理系统研发的重点在于如何在一个平台上完成生产信息的流通和传递,并能够快速跟踪生产结果,与计划对比分析,进而有效的指导矿井后续生产。

主要思路就是纵向角度打造生产信息闭环链条,从源头生产计划→计划分解→现场指令→结果反馈→计划修正分步进行开发完善,横向角度实现生产过程信息管理扁平化结构,使采煤、掘进、抽放、安装准备、煤质指标、注浆、质量标准化等各专业业务协同。因此,从整个生产闭环控制(纵向)和专业信息覆盖(横向)角度分析,矿井生产信息管理系统应该涵盖生产基础数据管理、生产计划管理、生产完成管理、生产调度管理、综合分析管理、图纸管理等。生产计划管理实现计划的层层分解、生产完成管理实现结果的统一汇总反馈、生产调度管理实现调度数据的展现,综合分析实现数据的对比分析,图纸管理实现图纸的版本及共享,保证矿井底图的唯一性。

3)目标

通过以上分析,本次项目研究目标主要是开发一套矿井生产信息管理系统,将生产基础信息、生产计划信息、生产完成信息、生产调度等信息有效连接起来,建立生产源头到生产过程、生产结果反馈的闭环管控链条,实现生产数据的快速传递,便于管理人员及时掌握采煤、掘进、抽放、零星、注浆、标准化等工程的计划进度和实际动态进度,通过动态数据与计划数据的对比分析,为后续生产计划、生产运行调整和优化提供数据支撑。

2、基础条件、主要内容

矿井生产过程信息管理系统旨在提升矿井生产过程的信息化管控,项目立项前,矿井已建成了衔接计划管理系统、生产调度管理系统、设备点检系统、通风管理系统,这些系统作为本次项目实施的基础条件具有一定的参考性。具体建设内容包含以下模块:1、基础数据管理,实现对盘区、队组、设备、工作面、巷道、瓦斯抽放、地质构造等基础信息的维护,为生产信息流提供载体。2、生产计划管理,实现年计划-衔接计划-月计划-月度完成-生产结果反馈-计划调整的闭环控制;3、生产完成管理,主要针对月度计划中的数据,统计对应实际完成情况。4、生产调度管理,以矿井调度业务为核心,实现日常调度数据的记录以及调度报表填报功能;5、图纸档案,主要包括图纸管理及甘特图管理两个模块,实现对抽掘采衔接图等cad图纸的管理,能够在线打开、浏览,另一方面对衔接计划能够以甘特图的形式展示出来;6、综合分析,现生产信息、调度信息、队组信息等所有关联数据的整合,综合显示矿井整体生产情况;7、系统管理,完成权限划分、角色管理、用户管理、数据库管理以及版本控制功能。

3、项目建设完成情况、资金情况

项目资金150万元,项目需求调研、方案设计已完成,系统整体架构搭建完成,软件系统开发基本完成,现正进行系统调试运行,其中基础数据管理模块已初步实现,涉及盘区、队组、设备、工作面、巷道、瓦斯抽放、地质构造等基础信息的维护,生产计划、生产完成、生产调度模块完成了数据库设计且掌握了相关报表技术,报表合并、综合分析、图纸管理以及系统管理与实际生产对接,对生产相关模块调试成功后进行测试。

三、项目实施需解决的关键问题

1、关键技术

1)新架构模式。本次系统基于 ASP.NET MVC4.0 + WebAPI + EasyUI +Knockout 的架构设计开发,MVC框架具有耦合性低、重用性高、生命周期成本低、可维护性高、有利于软件工程化管理等优点,需要对该架构中的控件和组件、方法进行详细研究。

2)报表技术。本次系统涉及生产计划、生产完成及生产调度中的多张数据报表,而且很多报表相对复杂,由多个子表合并组成。因此,需要重点解决报表填报、整合、查询等相关问题。

3)数据库技术。本次系统中数据操作包括添加、修改、删除、处理、分析、理解、报表和打印等多种功能的数据管理和数据挖掘,通过数据库技术重点研究对数据的统一组织和管理,按照指定的结构建立相应的数据库和数据仓库。

4)衔接计划自动调整算法。通过施工规划的方法设计实现衔接计划表的自动生成,对计划表的中单月产量、进尺数据的人为调整引起的后续衔接面的变化由系统自动重新计算,计算公式以单进水平和产量变化倒退工程日期。

5)图形技术。为了更加直观显示,系统提供折线图、表格、柱状图等形式更加直观反映生产数据以及相关历史趋势,并且通过图形对比分析。

2、人员培训

系统建设完成后,对相关专业技术人员进行系统操作培训。业务科室重点培训数据填报端应用,审核部门重点培训系统汇总端应用,矿管理人员主要培训系统汇总端以及综合分析等模块的应用。确保矿井生产信息管理系统能够实现业务协同、信息共享,同时通过数据挖掘为矿井生产经营决策提供辅助支撑。

四、项目价值、优势和创新点

1、项目价值和优势

该项目的本质是实现生产过程信息和管理信息的集成,通过此应用,提高煤矿企业生产管理水平和管理效率,实现了企业生产管理的透明化、协同化。矿井生产信息管理系统的价值、优势主要体现在以下几个方面:

1)生产过程信息闭环管理。系统建设完成后,可以通过该系统对生产过程信息进行全面掌握和了解,从源头生产计划到最终结果反馈,生产业务流中的数据集成到一个数据库和平台当中,加强专业分工协作,更重要的是数据的传递、存储、分析都能够提高效率,为矿井动态生产做出及时有效的变化提供支撑。

2)计划编制快速完成。系统集成的衔接计划编制功能,利用计算机的高速计算特性,快速完成工作面的、巷道、瓦斯抽放区域的施工规划,通过施工规划快速生成底版衔接计划,然后开发衔接计划表灵活调整的强大工具,使衔接计划编制的效率大大提高,减轻技术人员的工作量,同时能够根据矿井生产结果快速调整。

3)有效跟踪实际生产结果。系统集成生产完成管理功能,提供各专业部门对当月实际完成情况填报,由系统自动汇总,方便及时跟踪生产过程,并提供相关管理人员查看。

4)报表嵌套相关公式。系统中报表均按照矿井生产实际使用设计,同时嵌套了相关计算公式,技术人员只需要输入基础数据,提高数据计算的时效性和准确性。

5)快速完成计划与完成数据对比分析。系统能够对计划数据和实际完成数据进行按月度提取,并根据月度计划数据与实际完成数据,分析当月超亏情况、各月累计超亏情况,为全年生产指标能否完成提供一个趋势性判断。

6)系统安全可靠,具备可扩展性。本次系统采用MVC架构,具有耦合性低、重用性高、生命周期成本低、可维护性高、有利于软件工程化管理。

2、创新点

1)高效统一的闭环管理平台体系,实现生产计划-生产执行- -生产结果-计划调整的闭环控制,打通煤矿底层现场与上层管理的信息壁垒,促进煤矿生产过程优化和资源配置,完成以矿井生产各环节为单位的生产过程信息化管理。

2)集中汇总综合分析,将生产过程中的产量情况、进尺情况、对比盈亏情况、人员情况、生产事故分析、影响因素分类、历史趋势分析等综合信息通过图表的形式集中显示,为领导提供生产资源统一集成,实现辅助分析决策。

3)衔接计划调整算法优化,根据施工规划信息自动生成衔接计划基础表,系统内嵌关于产量调整与工程结束时间的精确算法,当对某个工程中某月产量进行调整时,系统自动推算本次调整所引起的后续衔接工程的产量,并对数据进行自动移动接续。

五、项目实际应用情况及效果分析

本次项目是以矿井实际生产过程业务流为基础进行开发,功能逻辑、报表设计、嵌套公式均以矿井实际应用为标准。预计产生的效果主要是能够打造生产过程闭环信息管控平台,促进各专业精细化、透明化分工协作,及时将生产计划分解到生产作业现场,同时又能够对生产结果有效跟踪,改变传统手工报表或依靠独立子系统的业务模式,建立矿井生产综合数据,通过业务模式的信息化转变,减轻业务人员的工作量,提升对矿井生产过程的管控,为生产经营决策提供一定的数据支撑。

六、项目的应用成果、推广价值

本系统着重针对目前煤矿生产过程信息管理,面向生产数据流的双向传递,提出了全新的解决方案,具有非常高的推广价值和应用价值,主要表现在:

1、解决了数据来源问题,生产数据涉及专业多、来源方式不固定,往往通过电话、短信、邮件等方式传递,数据格式不规范、数据时效不高等问题。而本项目的研制开发彻底解决了这一问题,通过设计全面丰富的数据接口和数据管理子模块。

2、信息共享、提高了工作效率,以往传统手工模式的方式记录跟踪生产过程,时效性和便捷性都较系统软件滞后,尤其表现在数据的存储、传递环节,系统能够实现分类填报、自动汇总,大大提高了数据传递效率。此外系统中嵌套了公式及相关算法,能够对计划、完成等数据进行计算,也可以大幅减轻技术人员统计的工作量。

3、增强综合分析功能。由于本系统集成了基础、计划、完成等数据,因此,通过对数据提取、统计分析,可以实时对比计划以及执行结果情况,并以图、表、线等方式提供给领导,为领导调整生产计划提供决策依据。

综上,本项目具有较高的推广和应用价值。

七、项目经验总结及下一步计划

系统建设完成后下一步工作计划主要包括两个部分:第一,系统的完善工作,对于试运行中出现的问题及时解决,提高系统的操作性。第二,考虑将生产过程中的成本控制、人员考核纳入到该系统中。第三,考虑生产信息系统如何与其它系统进行对接,如底层的监测监控类系统、上层的经营管理系统。

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