煤矿行业生产自动化MES系统解决方案

为了提高劳动生产率，最大程度保证井下作业人员生命安全和国家财产免受损失，无人化、少人化煤矿采掘生产方式正在逐步推广，采用实时、高效、可靠，高度集成化、智能化的煤矿生产管控系统已经成为矿井生产建设的要求和趋势。信息化技术应用是实现这一要求的必备手段。如何提高信息共享度、管理水平、消灭“信息孤岛”现象，MES系统的应用可解决上述问题。MES在煤矿信息系统中的应用，实现了矿井安全生产执行过程的“人、环境、设备”各关键因素的管控结合，实现了无人化的工作面采掘生产方式，从而为保障煤矿安全高效生产提供有力支撑。

1 系统介绍
煤矿行业的MES系统是以生产过程优化运行、优化控制与优化管理为核心技术的功能模型，通过分布式实时数据库系统实现对矿井自动化设备的实时数据采集、存储管理与监控，通过实时数据库系统与关系数据库系统的数据整合形成煤矿生产的实时数据统计分析上报，通过建设安全生产监控系统、生产调度系统、考核管理、设备管理系统等子系统形成面向不同生产岗位的一体化信息系统(见图1)。

煤矿行业采用框架设计，通过整个煤矿生产管理的综合信息平台，连接实时数据库或非实时的关系数据库，采集DCS，PLC、智能仪表和观测记录中的生产数据，对生产过程进行实时监视、诊断和控制，实现全矿生产信息的充分共享和资源的优化整合，从而为制定生产计划与决策管理提供重要的依据。

应用先进的SOA服务架构，B／S结构结合C，S结构的设计，支持分布式部署、集成化管理，实现了开发平台、运行平台、管理平台一体化的技术架构，从而可以与企业门户、ERP、0A等其他系统实现无缝集成，而且为不同业务系统提供了一个统一的技术架构和平台，实现对生产管理、调度管理、生产统计、设备管理、水文管理、一通三防、安全管理、考核管理、煤质分析等生产运行数据的在线查询和优化配置功能。

以煤矿行业设备管理子系统为例。煤矿现有两个千万吨级综采低位放顶煤工作面和一个高效综采工作面，各种大功率、大吨位重型装备的不断投入，对设备管理的精细化程度提出了更高的要求。设备管理包括设备台账、设备运行管理、设备预防性维护管理、设备检查管理、突发性维修管理。设备管理模块主要提供对关键设备运行状况监测、设备编码维护、设备检修计划、设备异况信息、设备检修维护信息的管理功能。

2 系统主要功能
2．1 生产管理
生产监视是管理者可以随时随地通过浏览器浏览查询有关生产情况的各种实时及历史数据，实时了解全公司各个生产装置的生产情况。部门生产管理是对相应部门生产技术参数进行监测，对班组交接进行记录，对部门的产能消耗进行统计。主要功能包括：交接班记录、生产运行记录、产能消耗统计。MES系统根据录入和采集的相关基础信息进行自动统计，生成各班组生产运行报表、各部门产能消耗报表，为生产部统计报表提供数据支撑。

2．2 调度管理
根据装置当前人力和物资及能源信息和现场数据反馈进行相应的调度计划；生产调度管理子系统涵盖调度指令的制定、下达、执行、反馈的工作流程，形成调度汇报程序，对调度指令进行电子化管理，跟踪执行情况。信息发布即将调度任务分配到各部门、班组。

2．3 生产统计
生产统计对生产运行数据的汇总、整合，提供多对象、多周期的累积、对比，提供灵活多变的查询。主要包括如下几大类型：生产统计分析、产品及能耗统计、重要工艺参数报表、部门生产统计、公司级生产统计。

2．4 设备管理
设备管理系统的建立，使得企业可以不断完善设备维护保养项目，逐步建立起良好的设备预防维修机制，提高设备的保障能力。通过规范设备故障维修管理，建立设备维修支持系统，提高设备维修水平。同时充分利用各种设备数据，对设备故障进行分类分析研究，提高设备的检修效率，指导设备的采购，降低设备成本，进一步提高企业设备管理水平。

2．5 水文管理
提供对地测部门日常工作地质台账记录、图纸的管理。台账管理提供对地质台账的维护管理，图纸管理提供对图纸的查询、浏览、审核流程、版本及权限控制等的管理。

2．6 一通三防
一通三防是煤矿安全管理的重点。一通三防管理子系统就是要建立各矿通风安全信息联网系统平台，既对一通三防信息进行有效的管理，又实现对主要引起煤矿安全事故的瓦斯、火和煤尘的防治工作。包括：矿井通风管理、瓦斯防治管理、防灭火管理、粉尘防治管理，能够为各级领导提供矿井通风安全方面的信息，强化通风安全管理，杜绝一通三防事故。

2．7 安全管理
安全管理子系统通过对生产现场的实时监测(包括生产数据、危险源监控、火灾报警、视频监控、安全巡防、环保数据监测)，实时了解各生产单位的生产情况，避免违规作业，确保安全生产。并通过生产数据报警在调度中心和相关领导的计算机中显示、报警，通过应急预案，指挥相关人员采取相应的措施，从而保证设备、人身的安全。主要功能包括：监视装置运行、安全培训教育管理、安全生产检查管理、安全事故管理、安防装置台账、危险源监测、安全应急预案、安全联动。

2．8 考核管理
根据各个部门的实际情况设置考核点、考核规则和考核标准，并根据已设置的考核点、考核规则、考核标准生成考核表，录入考核表后生成考核结果，并实现考核结果的复核和审批。考核管理可实现分部门和分项目考核，并可以对考核历史数据进行按项目、部门、考核点的分类统计。

2．9 煤质分析
煤质数据采样、制样、化验、留样等过程，生成煤质化验报告，统计分析报表等。

3 结论
MES生产执行系统在各管理部门和区队的全面使用，一方面通过现场信息分析生产环境、设备、工程动态，及时发现问题，不断优化生产管理；另一方面促进管理活动面向现场信息，及时响应、高效率组织协调，以达到加强矿井安全生产执行过程的“人、环境、设备”各关键因素管控结合的目的。实现了煤矿生产运行管理信息化，大大提高了煤矿生产管理点多面广的沟通效率，体现了煤矿多环节分散信息的集中共享，更重要的是改变传统的管理思维方式，为矿井安全生产管理不断优化提供了有力的手在确保安全的情况下，实施精细化的生产过程管理，达到了节能降耗、降本增效的目的。