選煤廠智能化系統(tǒng)目前沒有標(biāo)準(zhǔn)定義。根據(jù)現(xiàn)在國際上最領(lǐng)先的水平,該系統(tǒng)具有這些特點和功能:
基于云計算構(gòu)架具有故障預(yù)警
自適應(yīng)調(diào)節(jié)
機(jī)器學(xué)習(xí)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(數(shù)千傳感器+RFID+數(shù)據(jù)庫)
系統(tǒng)基于智慧礦業(yè)的管理理念和云計算技術(shù),結(jié)合選煤廠生產(chǎn)管理的實際需求,消除自動化系統(tǒng)的信息孤島,以解決生產(chǎn)與控制瓶頸,從而構(gòu)造“具有智慧的”選煤廠生產(chǎn)管理信息系統(tǒng),發(fā)揮自動化系統(tǒng)的最大優(yōu)勢,最終幫助選煤廠實現(xiàn)更為便捷、有效的運(yùn)營管理。
一 個 故 事
前述
約翰(John)是一位經(jīng)驗豐富的澳大利亞選煤廠生產(chǎn)管理人員,前幾天John到中國和HOT做訪問交流,會議期間,接到一個電話說公司位于澳大利亞新南威爾士州獵人谷的一個選煤廠出現(xiàn)了問題,需要John盡快解決。
棘手的問題
這位澳大利亞的選煤廠管理者身在中國,如何了解位于數(shù)十萬公里之外的選煤廠具體發(fā)生了什么問題?又怎么處理這些問題?
約翰接到電話后是怎么做的?
約翰掛掉電話后,直接用自己的電腦連接到會議室的 無線網(wǎng)絡(luò),通過一套復(fù)雜的安全機(jī)制后,遠(yuǎn)程接入到選煤廠的生產(chǎn)運(yùn)營管理系統(tǒng)。根據(jù)實時生產(chǎn)指標(biāo)曲線發(fā)現(xiàn)一分鐘前開始精煤灰分突然變高,約翰直接將設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控畫面調(diào)出來,很快就發(fā)現(xiàn)了問題所在,是第二段旋流器的懸浮液密度發(fā)生了變化。然后,約翰撥通電話指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)管理人員通過密度控制系統(tǒng)重新準(zhǔn)確設(shè)定分選密度(由于安全機(jī)制,無法遠(yuǎn)程控制該項功能)。接著,約翰的電腦實時顯示出精煤灰分恢復(fù)正常。問題獲得快速、有效的解決。
后續(xù)
會議輪到約翰介紹澳大利亞的選煤生產(chǎn)管理技術(shù)。
約翰直接用HOT公司會務(wù)提供的電腦打開了一個普通的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器,在里面輸入了一個網(wǎng)址,完成身份驗證和密碼驗證后,瀏覽器上出現(xiàn)了該礦業(yè)公司位于在澳大利亞、哥倫比亞、南非28個選煤廠的實時生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行畫面,有正在運(yùn)行的,也有停機(jī)檢修的(業(yè)內(nèi)朋友應(yīng)該知道是哪家礦業(yè)巨頭)。
“這只是一個開始……”約翰開始了他的介紹。約翰開始不斷的在設(shè)備故障自適應(yīng)調(diào)整畫面、生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)控畫面、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控畫面,以及系統(tǒng)的“引擎”數(shù)據(jù)實時共享的畫面中切換;并做著相應(yīng)的講解。HOT的海盜們已經(jīng)被這種遠(yuǎn)程實時管理位于萬里之外的大型選煤廠的技術(shù)吸引了。
約翰這個時候開啟了其中一個選煤廠的“三維實時導(dǎo)航巡檢維護(hù)系統(tǒng)”,整個選煤廠的細(xì)節(jié)一覽無余,主廠房內(nèi)的各個設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)營數(shù)據(jù),實時的生產(chǎn)指標(biāo)控制數(shù)據(jù),以及易損件及所有備品件的庫存、領(lǐng)用信息、剩余工作時間及采購提醒等信息都隨著導(dǎo)航模擬巡檢顯示在屏幕上;John的鼠標(biāo)停到其中一臺離心機(jī)上,上面顯示出了這些主要信息:品牌、序列號、RFID標(biāo)簽、出過哪些故障、以及集團(tuán)內(nèi)容,還有哪幾個選煤廠選用的同樣型號的離心機(jī)?
繼續(xù)點這個離心機(jī)的“歷史故障及處理”標(biāo)簽,直接連入內(nèi)部云網(wǎng)數(shù)據(jù)庫,顯示出來:這個型號的離心機(jī)在集團(tuán)內(nèi)部一共應(yīng)用了79臺,全部處于使用生命周期內(nèi)。這個型號的離心機(jī)故障出現(xiàn)時的原始傳感器數(shù)據(jù)記錄(振動數(shù)據(jù)、油溫數(shù)據(jù)等),以及如何解決的這些故障……
這個還沒完,屏幕上方的一行內(nèi)容震撼了我們“所有故障數(shù)據(jù)已連入生產(chǎn)云網(wǎng),數(shù)據(jù)調(diào)用中……”
約翰又在屏幕上實時查閱了最近的日報、周報、月報等產(chǎn)品報表,并解釋所有的這些報表都是在系統(tǒng)中自動生產(chǎn)的,節(jié)省了大量的人工輸入和數(shù)據(jù)處理的工作……這些都是“小兒科”了。
John選擇了一個離心機(jī)的故障處理流程的介紹,并告訴大家所有的問題,有的是系統(tǒng)自動記錄,有的需要人工記錄,記錄數(shù)據(jù)都會保存在這個云端的數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)會被所有的同型號離心機(jī)實時調(diào)用,在出現(xiàn)了類似的問題的時候可以給管理人員很好的參考,幫助管理人員更快更有效的處理相關(guān)的管理,甚至實現(xiàn)部分“故障自動處理”的機(jī)器學(xué)習(xí)和自適應(yīng)調(diào)整功能,從而在整體上實現(xiàn)了選煤廠的高效管理水平。
礦業(yè)智能化系統(tǒng)的發(fā)展概況
隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,帶動了很多行業(yè)的高速發(fā)展,并產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。其中,礦業(yè)生產(chǎn)管理水平已經(jīng)開始逐步向基于云計算理念的智能化階段過渡。
在礦業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的北美、澳洲等國家的礦業(yè)企業(yè)已經(jīng)大部分實現(xiàn)初級的智能化水平,即:遠(yuǎn)程Web監(jiān)控系統(tǒng)+云端生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)?;谶@兩個系統(tǒng),管理者能夠通過網(wǎng)絡(luò)隨時、隨地了解到采煤、選煤廠的實時生產(chǎn)情況、設(shè)備運(yùn)行狀況、可能出現(xiàn)的生產(chǎn)問題等。各類生產(chǎn)指標(biāo)管理的報表也是自動實時生成,方便礦業(yè)企業(yè)的管理者能夠更快的獲取生產(chǎn)管理所需的各類信息,從而有效的提高了礦業(yè)企業(yè)整體的運(yùn)營效率。不僅在澳洲和北美,在非洲的部分地區(qū)和南非洲,礦業(yè)智能化技術(shù)也開始逐步推廣。
選煤廠智能化的發(fā)展歷史
世界范圍內(nèi),選煤廠智能化技術(shù)的發(fā)展歷史如圖1所示。

圖1. 礦業(yè)企業(yè)的運(yùn)營也開始逐步變得更具“智慧”,智能化系統(tǒng)是實現(xiàn)智慧礦業(yè)的基礎(chǔ)。
從圖1可以看出,選煤廠的生產(chǎn)管理在最近20年的時間里經(jīng)歷了質(zhì)的飛躍。從最初的僅靠人工手動操作設(shè)備的初級階段發(fā)展到了生產(chǎn)管理的智能化階段。
1.在1990年之前,大部分選煤廠的生產(chǎn)管理都是主要依賴現(xiàn)場的人工手動操作,這是初級階段。
2.1990-2000年,受益于自動化技術(shù)的飛躍,選煤廠已經(jīng)逐步“實現(xiàn)集中控制”的自動化階段。即:核心設(shè)備實現(xiàn)自動化管理、配置有集中控制系統(tǒng)。但是,所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)(如:各類報表)仍然需要人工處理。
3.2000-2007年,這個期間互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和ERP系統(tǒng)開始在礦業(yè)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用。結(jié)合集中控制系統(tǒng),選煤廠開始進(jìn)入到信息化管理階段。信息系統(tǒng)配置完善的選煤廠能夠?qū)崿F(xiàn)各類報表自動生成、自動存儲、并方便管理者查詢。在一定程度上提升了選煤廠的生產(chǎn)管理水平。
4.2007年以后,借鑒IBM公司提出的“智慧地球”的理念,并基于云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),選煤廠的生產(chǎn)管理開始正式進(jìn)入到智能化階段。
這個階段的選煤廠實現(xiàn)了:
(1)生產(chǎn)信息能夠 實時、在線 的收集、分析、處理、傳輸、存儲;
?。?)各類生產(chǎn)報表自動生成;
?。?)實現(xiàn)遠(yuǎn)程Web監(jiān)控,極大的方便了管理者對選煤廠 進(jìn)行遠(yuǎn)程生產(chǎn)管理;
?。?)信息系統(tǒng)能夠?qū)ιa(chǎn)管理者 提供決策支持。比如:設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫結(jié)合決策支持系統(tǒng)能夠?qū)λ械脑O(shè)備使用狀況、備件的壽命、備件的供貨速度、備件庫存情況等因素進(jìn)行綜合分析,在合適的時間提醒管理者對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)以及備件采購。這樣可以既避免不必要的庫存,又能保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。從各個細(xì)節(jié)提升生產(chǎn)資金的使用效率和選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。
?。?)開放的數(shù)據(jù)源和豐富的生產(chǎn)管理經(jīng)驗調(diào)用。這是基于云計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的。
集團(tuán)公司內(nèi)所有的選煤廠可以通過云計算技術(shù)搭建一個開放的數(shù)據(jù)源平臺,選煤廠內(nèi)的幾個主要數(shù)據(jù)庫,如:設(shè)備故障處理數(shù)據(jù)庫、設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫、節(jié)能減排經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫等將互聯(lián)互通。這樣就充分的利用了各個選煤廠的管理經(jīng)驗,實現(xiàn)了無縫、實時的生產(chǎn)管理經(jīng)驗調(diào)用。
因為一個單獨(dú)的選煤廠總是會遇到各種各樣新的生產(chǎn)管理問題,但是這樣的問題很有可能就是其他選煤廠之前曾經(jīng)遇到的。在生產(chǎn)時,各個選煤廠之間的這些數(shù)據(jù)庫的相互調(diào)用,當(dāng)某個選煤廠的決策支持系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了一個可疑的數(shù)據(jù)波動,并在其他選煤廠的數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)了這個波動可能導(dǎo)致的生產(chǎn)問題后,將及時提醒這個選煤廠的管理者主動的去避免這個生產(chǎn)問題。故障處理也就有被動處理變?yōu)榱酥鲃宇A(yù)防。通過這樣的技術(shù),選煤廠的生產(chǎn)管理變得更加便捷,極大的提升了選煤廠的生產(chǎn)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。
中國選煤廠生產(chǎn)信息管理所處的階段
2000年后,受益于幾個主要總包公司在中國地區(qū)的技術(shù)導(dǎo)入。中國大部分新建的大中型選煤廠都已經(jīng)實現(xiàn)了自動化和集中控制。其中神華集團(tuán)、大同煤業(yè)集團(tuán)等大型煤炭企業(yè)的部分選煤廠已經(jīng)實現(xiàn)了信息化管理階段。受限于理念的差異和技術(shù)保護(hù)等原因,目前為止,中國地區(qū)內(nèi)還沒有一個選煤廠實現(xiàn)了智能化。
二、智能化系統(tǒng)的優(yōu)勢
(1)系統(tǒng)基于“云計算架構(gòu)”Cloud Computing Infrastructure各個選煤廠項目之間擁有一條廣闊的信息通道和交互平臺,能夠相互調(diào)用和借鑒管理經(jīng)驗(關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)及數(shù)據(jù)除外),從而幫助管理人員更好、更快速的解決生產(chǎn)過程中可能遇到的各類問題。
(2)在線、實時Online,RealTime---選煤廠所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程同步,實時更新,方便管理人員隨時、隨地查看了解最新生產(chǎn)狀況。查看方式便捷,如:互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)上網(wǎng)、手機(jī)短信等查看。
?。?)信息集成Information Integration把選煤廠所有數(shù)據(jù)集成整合后,進(jìn)行分類統(tǒng)計,以方便用戶查看的各種報表方式呈現(xiàn)給用戶,讓用戶可以方便快捷的了解任何選煤廠數(shù)據(jù)相關(guān)信息。
?。?)決策支持Decision Support System, DSS 為用戶提供以前生產(chǎn)數(shù)據(jù)的各種分析結(jié)果,并可以根據(jù)分析結(jié)果對設(shè)備、人員、工藝、生產(chǎn)效率等進(jìn)行評價,對以后產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)測等,從而大大的方便用戶對選煤廠相關(guān)問題的后續(xù)決策,為選煤廠的發(fā)展方向提供大量的數(shù)據(jù)支持和依據(jù)。
?。?)主動匯報In Time Report–重要的、緊急的信息主動及時通過短信發(fā)送給相關(guān)負(fù)責(zé)人,以便快速決策處理,同時還可以對不同級別的用戶發(fā)送不同的相關(guān)信息。
?。?)信息安全I(xiàn)nformation Safety多層結(jié)構(gòu),多層防護(hù),多級用戶權(quán)限管理,多級加密認(rèn)證,確保數(shù)據(jù)信息安全保密,無泄漏可能。
?。?)功能模塊化、系統(tǒng)一體化Modularized System, Easier Management方便用戶選擇使用,模塊可獨(dú)立運(yùn)行,互不干擾,同時整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)一體化,數(shù)據(jù)后臺相互聯(lián)通,實現(xiàn)模塊之間無縫連接。
?。?)多樣化的可視操作—智能化系統(tǒng)能夠很容易的搭建在各類可視化操作平臺上,除了電腦、筆記本外,還可以通過手機(jī)(iPhone)和iPad等工具對選煤廠進(jìn)行實時的遠(yuǎn)程管理。