矿井MES系统解决方案

乔先生

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2023-03-07 10:20

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MES简介

MES（Manufacturing Execution System, MES）即执行制造系统。是来源于制造业的一个管理信息化概念。顾名思义，MES系统辅助工厂贯彻和执行生产计划，是以过程数学模型为核心，连接实时数据库或非实时的关系数据库，对生产过程进行实时监视、诊断和控制，完成单元整合和系统优化，在生产过程层（而不是管理层）进行物料平衡，安排生产计划，实施调度、排产及优化。

煤炭行业对MES 的应用需求

大型矿业集团具备自动化控制系统

大型矿业集团在过去的几年开始完善信息化系统，数据采集监控系统完成部分实施，ERP 逐步推广中，EAM 设备资产管理具备部分成功应用，关键的生产管理 MES 系统正处于规划阶段，整合上下层信息系统: 从SCADA 到 ERP建立集中生产管理体系

MES在煤矿生产中的作用

MES让自动化系统作用升华，及时将现场信息上报。将聚集在控网端综合自动化系统中大量生产数据信息经过加工处理后，按需定制，推送给管网端管理层用户，甚至集团公司业务部门和移动办公领导。

MES让您的管理意图得以贯彻，直至下达到设备层。生产计划、管理目标、技术工艺参数都可以通过MES系统编制下达到基层班队，甚至下达到综合自动化系统，管控作业。

MES作为一种生产模式, 把生产系统中的计划和进度安排、进度跟踪、物料流动、质量管理、设备运行状态监控及设备能耗、效率计算、各种KPI指标和计算机集成制造接口（CIM）等一体化去考虑，以最终实施煤炭生产自动化战略。

MES更是智能调度和科学管理中心。MES系统对基础数据提供各种专业智能分析，并按流程、职能组织数据共享与应用，推动生产管理规范化、精细化，是构建高产高效管理模式“助推器”。

矿井MES 系统功能和结构

FLT矿井 MES 解决方案功能组成

参照国际标准和国内煤炭行业的典型需求，矿井MES解决方案架构在生产管理平台并具备如下功能系统

共享功能组成

技术路线

MES系统是在法国Schneider的MES平台基础上，参照国际标准并结合冯家塔煤矿业务需求特点,利用现代化的自动控制技术、信息采集处理技术和信息化网络技术等，以矿井安全生产为前提，加强对矿生产现场管理，延用管理信息系统基础数据，同时实现对生产过程中生产、掘进、运输、通风、供排水、供电、洗选、装运等各环节信息的采集和控制，特别注重安全生产信息以及机电设备运行等方面的数据跟踪和信息分析，建立“管─控一体化”的煤矿综合自动化MES系统平台，使得采煤生产可视化、过程可追溯、管理可持续改进，从而提高整体安全生产管理能力，强化煤炭企业安全管理持续优化的能力。

　　Schneider的MES平台Ampla，建立在.NET Frameworks架构之上，是一个完整的SOA（面向服务的架构）的系统解决方案。该方案拥有大量在国际一流矿业企业的应用经验，是一套成熟的、专业面向矿业企业的平台系统。

MES平台Ampla 数据流概要

MES网络架构 - 集团生产管理中心

矿井综合自动化MES 平台介绍

系统目标

1、提高企业对生产全过程的监督与控制能力，及时发现生产过程中存在的问题；

2、提高企业生产效率，最大限度地帮助企业有效使用现有生产资源；

3、提高生产安全性。通过大量使用工业控制设备与系统，可以减少人工差错与干预，依靠技术手段提高安全性；

4、细化管理，降低企业生产成本。

5、MES系统为管理者提供良好的工具，来改进和优化管理，降低成本消耗

6、实现管控一体化。将企业业务管理网与各矿监测数据库相连，变原来的“安全、信息孤岛”为现在的“共享平台”，形成了动态管理与闭环监控模式

系统特点

1、实现面向对象设计、组件化构造的系统。应用软件包含众多标准化的商业组件，这些模块可完成多种预定义、组合、安装和运行

2、系统提供基于商业智能技术的统计分析与报表功能，挖掘生产运营信息，改进生产运作质量。包括计划与目标完成情况统计分析；节能降耗、成本费用统计分析；设备运维、故障、效能统计分析。并为矿井量身定做精细的能源管理模块，支持节能降耗管理。

3、对于关键生产绩效指标监控分析和考评信息，系统可以主动推送，使各阶管理人员及时了解矿井各区队生产绩效。

4、系统提供丰富的诸如仪表盘、图表等生动形象的KPI分析展现形式，让您对矿井生产各类绩效指标一目了然，打造真正的管理驾驶仓。

5、系统秉承以人为本的设计风格，按照客户的日常业务处理设计直观的可视化图形操作界面。

矿井MES系统平台体系实现

数据采集层：是完成对煤矿各生产和安全系统实现原始数据的采集，同时构架数据存储与支撑平台，由实时、历史数据库存储煤矿各生产和安全系统过程数据；建立关系数据库，关系数据库的数据来源有实时、历史数据库（数据经过精度降低、过滤）与煤矿各生产和安全系统设备一些设备初始资料数据（人工建立）。

数据处理层：通过数据平台与应用支撑平台的建设，对关系数据库数据进行信息处理、信息挖掘、信息分析、故障诊断和建立专家系统来实现：

数据表示层：综合自动化信息管理平台由Web服务器以IE的界面向企业网进行发布，矿级领导和相关人员可在办公室和在出差的情况下通过身份认证机制远程登陆Web服务器，实时在线了解矿井生产和安全状况，并且数据处理层实现的功能都能以IE界面实现调用。

FLT矿井MES系统平台是基于MES原理和体系结构，以经济指标为目标，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，通过对OPC Server数据与Historian数据进行处理分析，建设安全生产监控系统、生产绩效分析系统、生产过程管理系统等形成面向不同生产岗位的一体化信息系统。

MES 平台 - 基础数据

MES 平台 – 数据建模

过程信息统计分析功能

在矿井MES管理平台上以仪表盘的形式或者报表的形式汇总全矿各生产系统设备运行工况信息并进行分析，如：排水系统各水泵电机电流情况、各水泵流量情况、排水泵轴温以及压力监控情况，排水泵累计运行时间情况等；各生产班皮带机不同时间段煤量统计等情况。

固定设备性能检测及分析

系统采用开放的、易于二次开发和维护的网络计算平台软件.NET在网上进行计算和分析。数据来源于数据库，计算结果（包括中间值）通过标准接口程序自动进入数据库中。该计算平台包括：采煤机、刮板机等、主巷道皮带等主要设备运行信息监控、在线查询、计算调度、系统设置等功能

设备运行功耗与效率统计分析：

实时监控矿井生产设备，如：皮带机、风机、电机的运行参数(电流、电压、开停等)和经济性能指标，将计算结果以仪表板、趋势图、棒图和表格等形式显示，使运行和管理人员对整个矿井生产设备的运行状况全面掌握；

设备停机分析：

1、故障原因库定义 ( 故障原因故障类别故障结果 )

2、故障原因表与特定设备定义建立对应关系

3、实时停机事件捕获 ( 根据设备状态发出警告提示 )

4、停机报警

设备管理 - 实时 OEE 计算

设备运转时间统计与寿命管理

通过对矿井生产设备重要部件关键参数的在线计算确定设备寿命损耗情况和老化状态，及时正确的制定检修维护计划，实现状态管理的目的；对矿井生产设备运行过程中参数偏离基准值或设备投停所造成的产能损失进行实时分析，找出矿井产量损失的地点、大小、分布情况和原因，可以使运行人员有目的地调整参数，使矿井产量运行指标逐渐逼近或达到设计值（或最佳值）。