浅谈数字化矿山建设

浅谈数字化矿山建设

--漳村煤矿综合自动化与信息管理的数字化矿山研究与应用

发表时间：2009-1-6 矫林岳 徐卓强 来源：万方数据

关键字：综合自动化 信息管理 数字化矿山 PCS MES ERP

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本文建立了综合自动化与信息管理数字化矿山体系结构，阐述了三层架构的概念；论述了数字化矿山体系三层架构以及一些支撑关键技术在漳村矿的具体研究与应用；提出了许多新思路及新观点，并对漳村矿的数字化矿山建设加以综述与总结。

1.3 煤矿安全生产管理调度执行系统(MES层)

制造执行系统(MES)。位于整个煤矿企业运营中管理与控制的结合部，是ERP和PCS之间的信息纽带。本层主要以实现生产调度管理层的运营优化及生产调度为目标。MES执行由ERP制定的计划，并根据实时生产信息调整生产作出调度，并将有关资源利用和生产情况的准确信息实时地提供给ERP系统。MES还能将生产目标及生产规范自动转化为过程设定值，对PCS有关工艺参数的调整进行干预。

结合漳村煤矿生产管理模式及工艺特点，煤矿安全生产管理调度执行系统(CS-MES层)开发以下功能模块：基础信息管理、生产计划管理、生产组织管理、生产调度管理、设备管理、工程数据管理、生产信息查询、报表管理、技术文档归档管理、信息报警管理与其他井下安全检测系统集成等。

该层次以数据仓库(DataWarehouse)技术为基础，以联机分析处理(OLAP)和数据采掘(DataMining)工具为手段，并通过计算机技术及建立的关系与实时数据库，构建了三维虚拟数字化矿井信息管理平台。该平台以矿井安全生产综合管理三维可视化信息系统为主体，主要围绕矿井的生产过程(采、掘工作面的推进)引起生产环境(地质条件、生产系统)变化的特点，针对静态平面图形和数据图表难以反映矿井地质条件、生产条件、工作场所在时间、空间上变化而造成生产动态信息反馈严重滞后的问题，采用了先进的三维可视化技术，开发和集成了三维动画、多媒体、数据库及数据实时动态显示等系统功能，将矿井复杂的井巷工程、生产与安全系统、地质地测等综合动态信息通过三维立体图逼真地表现出来，使矿井各级生产部门、监察部门能直观、快速、全面地了解矿井生产状况和相关信息，为矿井生产管理、生产调度、安全监察部门的监督检查提供决策依据。矿井安全生产综合管理三维可视化信息系统是漳村矿综合自动化建设的一大亮点，该系统的投入，使漳村矿进入“数字化矿井”迈出了关键一步。

1.4 漳村矿ERP／MIS层

企业资源计划系统(ERP)。整个综合自动化与信息管理数字化矿山中信息的汇集点，统管系统，以企业级别的全局运营优化为目标。接收、综合企业内、外部各类资源信息，并对此做出快速而准确的决策，建立企业当前运营目标，实时监控企业当前运营状况，并对MES发出指令。

ERP／MIS系统总体目标是建立一个能体现出现代管理思想的模式体系，实施战略导向的企业管理，覆盖企业主要生产经营管理业务，高效、敏捷、信息共享并具有良好开放性，全面提高企业信息处理

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能力，以此提高企业整体管理水平。并通过企业信息门户达到与客户、供应商之间的协同商务，提供企业本身以及供应链的整体效率，从而全面推进企业进步，实现效益增长。系统包括市场运营分析、客户管理、合同管理、计划管理、调度管理、发运管理、煤矿管理、煤质管理、人力资源管理、综合查询管理、决策支持系统、财务管理、物资管理、OA系统、基础数据管理、系统管理等子系统，覆盖了企业主要生产经营管理业务。

在这个层次里，企业信息网络是企业实现信息化的基础。漳村矿采用国际先进的网络设备建设企业信息管理网络平台，网络使用流行的三层网络拓扑结构，以漳村矿行政办公楼信息数据中心为核心层，选煤厂办公楼、联合建筑、单身公寓为汇聚层，职工培训中心、食堂、救护队、35 K变电所、综采设备维修车间等作为网络的接人层。将生产调度、运销管理、机电设备管理、办公自动化、人力资源等信息管理系统，集成到统一平台上，实现对企业生产、安全、经营、运销等全方位的管理。以此保证生产过程数据、企业管理信息数据共享，消除管理、生产、安全之间的信息孤岛，为漳村煤矿实现“管控一体化”打下基础。企业信息网与互联网连接，实现了企业与企业之间、企业与用户之间的连接。

2 结 语

1) 漳村煤矿数字化矿山建设针对安全高效现代化矿井建设的需求，研究了综合自动化数字矿山建设的结构体系及其支撑关键技术，包括煤矿企业PCS过程数据检测技术、煤矿企业PCS生产过程建模技术、基于MES技术及原理的煤矿安全生产调度管理系统、基于可靠性的设备维护及连续生产保证系统技术、煤矿企业ERP/MIS管理技术、综合自动化低成本集成技术以及矿井安全生产三维可视化平台建设相关技术等。以此为基础，设计了煤矿综合自动化PCS , MES及ERP/MIS一体化解决方案，实现了煤矿的生产过程监控及实时管理自动化目标。

2) 漳村矿数字化矿山建设的创新特色主要具有：①通过自主开发和集成创新，系统地建立了实用的煤矿企业综合自动化与信息管理数字化矿山体系结构；②在煤矿企业MES中引人RCM系统，结合PCS的故障诊断与异常检测，开发出漳村煤矿连续生产保证子系统；③将三维虚拟技术与煤矿安全生产调度管理系统(MES )结合，实现了自动化系统与矿井安全生产三维可视化信息平台集成；④在煤矿综合自动化工业控制网络设计及应用中，引入ProfiNet网络，实现了“数据、视频、语音”三网合一；⑤在国产采煤机开发应用了自动调整滚筒高度记忆割煤智能化技术，实现了综采工作面采煤机仿形割煤智能控制。

3) 通过漳村矿数字化矿山建设的成功实施及应用，提高了矿井生产自动化程度和综合管理水平，实现了矿井减员提效增安的目标，取得了显著的经济效益和社会效益：①生产管理部门对生产信息的把握更快、更准确，对生产的调度和指挥也更为及时、正确；②矿井安全生产综合管理三维可视化信息系统以及综合自动化程度的实施，提高了监控手段，提高生产管理效率，增加了企业效益；③矿并生产自动化系统及安全管理监控系统等基层自动化系统应用，井下一、二线工作人员大大减少，减轻了安全管理人员的负担，漳村矿截至目前已实现安全生产达10年。

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总之，漳村煤矿数字化矿山的成功建设与运用，改变煤矿员工的生产条件，树立企业新形象；提高煤矿的社会地位，树立了煤矿行业员工的新形象；促进了本安型矿井的建设；为企业的决策提供了准确的各类依据改进决策方法，提高决策质量；提高了员工的整体素质，促进了企业职工的和谐；提高安全生产管理水平，保障职工人身安全；减少岗位用工，提高了企业效益；提高了掌握全矿的生产和安全信息的能力，进一步实现了漳村煤矿的数字化矿山建设，为煤炭企业的数字化矿山建设探索走出了新路子。