在神東煤炭集團(tuán)洗選中心上灣洗煤廠，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、變配電設(shè)備、計量數(shù)據(jù)等六大類30項數(shù)據(jù)，通過小小的傳感器實現(xiàn)自動采集。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過分析模型，生成一系列歷史數(shù)據(jù)。
“通過數(shù)據(jù)，我們可依據(jù)歷史趨勢對目前或者即將發(fā)生的狀況作出判斷和決策。”上灣洗煤廠副廠長王誠說，“這種獲取數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的處理過程，一定程度上體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)。”
神東煤炭集團(tuán)黨委書記、董事長楊鵬在未來五年規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等開發(fā)與應(yīng)用，形成一套既利當(dāng)前又惠長遠(yuǎn)、引領(lǐng)行業(yè)科技進(jìn)步的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提升企業(yè)核心競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。
近年來，神東人在大數(shù)據(jù)的道路上不斷摸索，大柳塔煤礦區(qū)域生產(chǎn)控制指揮中心實現(xiàn)對“五礦六井”的數(shù)據(jù)采集，錦界煤礦用數(shù)字化記憶割煤解放了礦工的雙手，上灣煤礦的“一網(wǎng)一站”將該礦井下信息傳輸系統(tǒng)全部打通……
“如果說對大數(shù)據(jù)的探索是一個求學(xué)的過程，神東目前還處在小學(xué)低年級階段。如果說實現(xiàn)大數(shù)據(jù)就是完成一篇作文，神東集團(tuán)現(xiàn)在還在學(xué)習(xí)如何寫好漢字。”神東煤炭集團(tuán)副總經(jīng)理王海軍形象地做出比喻。
在王海軍看來，大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不僅在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而且在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理，提高對數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。“從這個角度來看，我們雖然做出了一些成績，但仍處于信息搜集和數(shù)據(jù)積累階段，未來要走的路還很長，而且有必要堅持走下去，做煤炭行業(yè)大數(shù)據(jù)的探路者”。
邁出數(shù)據(jù)采集第一步
據(jù)王誠介紹，在上灣洗煤廠，以前也對各設(shè)備采集數(shù)據(jù)，但并沒有大數(shù)據(jù)的概念，只有實時數(shù)據(jù)，缺乏歷史數(shù)據(jù)。
歷史數(shù)據(jù)有什么作用？王誠把每一臺設(shè)備比喻為一個病人。醫(yī)學(xué)規(guī)定成年人的正常腋下體溫在36℃-37℃之間。但對于每一個個體而言，有的人體溫在37℃是正常；有的人體溫在36℃是正常，37℃時其實已經(jīng)有點(diǎn)不舒服了。這時就需要開一些藥，采取一些治療方式。
“和每個人都是差異性個體一樣，由于運(yùn)轉(zhuǎn)時間、所處環(huán)境不同，每臺設(shè)備也會呈現(xiàn)不同特征。”王誠說，“歷史數(shù)據(jù)就是讓每臺設(shè)備都像病人一樣有了病例。檢修人員在診斷時可以了解這臺數(shù)據(jù)的正常情況，并根據(jù)每臺設(shè)備的不同情況對癥下藥。”
2015年3月，李克強(qiáng)總理在全國兩會上首次提出“中國制造2025”計劃，與此同時，上灣洗煤廠的智能化洗煤廠建設(shè)提上日程。
經(jīng)過3年建設(shè)，如今，上灣洗煤廠已經(jīng)實現(xiàn)以MES為核心的智能控制和移動集中控制。在數(shù)據(jù)采集方面，由人工數(shù)據(jù)采集向系統(tǒng)自動采集轉(zhuǎn)變，由實時采集數(shù)據(jù)向歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，形成了“儲量豐厚”的數(shù)據(jù)倉庫。
在神東上灣煤礦機(jī)電信息組主管李飛的辦公室，記者看到一張“一網(wǎng)一站”示意圖。10個大立方體分散分布，118個小立方體擴(kuò)散式分布在不同的大立方體周圍，構(gòu)成一個密集的信息網(wǎng)。
李飛告訴記者，這是“一網(wǎng)一站”的邏輯關(guān)系示意圖。大立方體代表了“一網(wǎng)”，即萬兆環(huán)網(wǎng)，小立方體代表了“一站”，即綜合分站。
綜合分站之所以“綜合”，是因為其身上有很多接口，包含了井下3G無線通信系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、語音廣播系統(tǒng)、調(diào)度指揮系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)在內(nèi)的八大業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)統(tǒng)一接入綜合分站（“一站”）后，通過萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)（“一網(wǎng)”）承載及回傳。
“一網(wǎng)一站”于2014年開始建設(shè)，2015年投入使用。“以前也會進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，但各分站相互獨(dú)立，形成信息孤島。綜合分站建立之后，所有數(shù)據(jù)集合到一個平臺上，其帶來的改變可想而知。”李飛說。
“一網(wǎng)一站”投入使用后，對于井下礦工而言，最大的改變就是和“地面聯(lián)系更方便了”。以前在井下如果想和井上聯(lián)系，需要通過定點(diǎn)設(shè)置的固定電話?，F(xiàn)在，人人手里拿著經(jīng)煤安認(rèn)證的智能手機(jī)，不僅能通電話，還能下載APP，看班組微信群。
對于調(diào)度者而言，“一網(wǎng)一站”更是發(fā)揮了大作用。通過智能視頻系統(tǒng)，監(jiān)測皮帶可以監(jiān)測皮帶露煤點(diǎn)煤量多少，一旦即將出現(xiàn)超量或堆煤的狀況，系統(tǒng)會自動發(fā)出警告，提醒調(diào)度員，崗位工也可通過現(xiàn)場的聲光報警即時發(fā)現(xiàn)、處理問題。通過區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)，在只有600平方米的區(qū)域中央生產(chǎn)控制指揮中心里，可以對區(qū)域內(nèi)621.8平方公里的煤炭生產(chǎn)進(jìn)行集中調(diào)度指揮。
更有趣的是，通過“一網(wǎng)一站”建設(shè)，井下職工都有了自己的專屬“名片”。在李飛辦公室的電腦上進(jìn)入管理平臺，可以清晰地看到井下的二維線路圖，線路圖上密集分布著隨時移動的藍(lán)色小點(diǎn)。李飛指著藍(lán)色小點(diǎn)告訴記者，每一個藍(lán)色的小點(diǎn)都代表了一個人。
點(diǎn)擊其中一個藍(lán)色小點(diǎn)，立即出現(xiàn)有個人信息的文本框，不僅清晰地記錄著該員工的姓名、工種、卡號、入井時間、入井時長，還明確標(biāo)注了該員工的當(dāng)前位置：距離21401輔運(yùn)59聯(lián)301米，并附有相應(yīng)的X軸與Y軸坐標(biāo)。
“一網(wǎng)一站”方案采用了Zigbee及飛行時間定位技術(shù)，將定位精度控制在10米以內(nèi)，做到了人員及車輛的精確定位，并且支持行走軌跡回放功能，有效支撐了井下?lián)岆U救災(zāi)、人員車輛的定位、安全巡檢等業(yè)務(wù)的開展。
據(jù)介紹，按照原有的定位系統(tǒng)，定位點(diǎn)覆蓋不足，盲區(qū)多，并且受限于RFID技術(shù)及方案的限制，只能做到區(qū)域定位，即只能知道井下人員所在的區(qū)域，而無法知道其在此區(qū)域內(nèi)的具體位置，如此精度只能滿足最基本的人員管理需求，無法適應(yīng)井下?lián)岆U救災(zāi)的需要。
李飛告訴記者，未來這項功能不僅要在“人”上實現(xiàn)，還要在“設(shè)備”上實現(xiàn)。點(diǎn)擊某臺設(shè)備，就可查看設(shè)備的履歷信息與維修記錄，甚至還可以與歷史故障的維修人員直接對話。
當(dāng)然，此項目前還有一定難度。以變電所為例，一個變電所以一排擺放20多臺高壓柜，對于目前的定位精度控制在正負(fù)10米的定位系統(tǒng)而言，無法精確辨識每一臺設(shè)備的位置。
和分散式的站點(diǎn)相比，“一網(wǎng)一站”是井下控制器集中供電，供電要求高。如果不給分站安裝后備電源，檢修時間會沒有信號。但一些有瓦斯電密鎖的工作面，不支持安裝后備電源。
“一網(wǎng)一站”的優(yōu)越性在于其開放性上，未來的新系統(tǒng)，都可以接到“一網(wǎng)一站”上，借助既有的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)新的功能。“今年我們計劃增加視頻調(diào)速系統(tǒng)。”李飛說。
整合平臺 打通數(shù)據(jù)孤島
“不同礦區(qū)的數(shù)據(jù)收集上來以后，接下來就是要思考如何將各礦的數(shù)據(jù)打通。每個礦的數(shù)據(jù)自己連成了一小片還不行，要把很多個一小片連成一大片。”王海軍說，“數(shù)據(jù)越多，預(yù)警、預(yù)測、預(yù)判的維數(shù)也就越高，為實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。”
在大柳塔煤礦區(qū)域生產(chǎn)控制指揮中心，集控員董哲接到了井下打來的電話——補(bǔ)連塔煤礦井某移動變壓器發(fā)生跳閘。查看數(shù)據(jù)排除了故障可能后，董哲點(diǎn)擊鼠標(biāo)，遠(yuǎn)程將電送上，前后用時不超過10秒。
“以前如果發(fā)生移動變壓器的跳閘情況，井下就會派人步行1個小時左右，到相應(yīng)的位置把電送上?，F(xiàn)在，井下打個電話，地面點(diǎn)擊下鼠標(biāo)就可以了。”董哲說。
這種變化，還得歸功于區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)。于2017年6月建設(shè)完成的區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)，可對神東礦區(qū)的大柳塔煤礦、石圪臺煤礦、上灣煤礦、哈拉溝煤礦、補(bǔ)連塔煤礦“四礦五井”集約化管理，將各專業(yè)專家資源整合，為礦井生產(chǎn)提供技術(shù)支持。
作為區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)最直觀的“中樞”——中央生產(chǎn)指揮控制中心，坐落在大柳塔煤礦，其管理覆蓋了四個礦井采、掘、機(jī)、運(yùn)、通各專業(yè)及洗選、裝車、安全監(jiān)控、人員定位、工業(yè)電視等子系統(tǒng)。
明亮的中央生產(chǎn)指揮控制中心大廳，碩大的電子顯示器，12組工作電腦，三五名職工，遠(yuǎn)程控制著50公里范圍內(nèi)的神東礦區(qū)，監(jiān)控主運(yùn)輸皮帶62條，變電所78個，主要供排水泵房27個，綜采工作面15個，連采工作面11個，監(jiān)測數(shù)據(jù)點(diǎn)位18萬余個。
區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)的優(yōu)勢不只是體現(xiàn)在數(shù)據(jù)收集上，還體現(xiàn)在數(shù)據(jù)分析對決策的影響上。神東集團(tuán)信息管理中心數(shù)據(jù)部，專門負(fù)責(zé)對于區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)中上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理與分析。
以前，大柳塔礦活雞兔井有3支綜采隊同時給12煤三盤區(qū)皮帶上煤。在這一過程中，3支隊伍為了完成任務(wù)就全速推進(jìn)，經(jīng)常把皮帶過載壓死。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，如果三盤區(qū)功率轉(zhuǎn)矩大于80%，工作人員可將配采隊的順槽膠帶機(jī)直接停止。這是通過數(shù)據(jù)分析影響判斷的成功案例。
除此之外，還可以通過數(shù)據(jù)分析進(jìn)行預(yù)測。通過對綜采主要設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時監(jiān)測，進(jìn)行智能關(guān)聯(lián)分析，可根據(jù)數(shù)據(jù)變化趨勢提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，提前組織檢修，避免造成故障，影響正常生產(chǎn)。
2017年年底，信息管理中心根據(jù)既有數(shù)據(jù)作出了神東煤炭集團(tuán)月度工效分析報告。該報告以“大數(shù)據(jù)”為原料，是經(jīng)過打破、篩選、重構(gòu)而成的一件新作品。全公司入井總工時、各礦萬噸工時率、綜采百平方米推進(jìn)工時、掘進(jìn)進(jìn)尺米工時等13項數(shù)據(jù)及相關(guān)分析，在報告里一目了然。
“我們把這些分析結(jié)果下發(fā)到各礦，各礦通過分析維度和分析結(jié)果進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，找差距，以提升自己的管理水平，這樣就達(dá)到了大數(shù)據(jù)分析的目的。”信息管理中心數(shù)據(jù)部副經(jīng)理張鵬說。
與此同時，“無人則安”的新模式，在區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，也顯示出優(yōu)勢。以大柳塔煤礦為例，該礦共有15個變電所、53個水泵房、600多臺分散的小水泵。區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)投入運(yùn)行前，需安排130多名崗位工進(jìn)行操作。如今，這些崗位已實現(xiàn)了無人值守和自動排水，只需調(diào)度員在地面調(diào)度室集中監(jiān)控，智能分析。
存在挑戰(zhàn) 期待更好解決
“一些懂大數(shù)據(jù)、懂計算機(jī)的人才，并不了解煤炭行業(yè)。咱們煤炭行業(yè)懂煤炭的人才，又極度缺乏大數(shù)據(jù)方面的經(jīng)驗。”王海軍說，“在產(chǎn)業(yè)人才問題上，僅有企業(yè)的力量是不夠的，需要國家層面進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化培訓(xùn)。”
對于大數(shù)據(jù)建設(shè)而言，除人才隊伍建設(shè)外，神東面臨的挑戰(zhàn)還有很多，小到最基礎(chǔ)的井下傳感器制作商缺乏，大到數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)缺失等。
傳感器作為大數(shù)據(jù)建設(shè)的“細(xì)胞”級單位，是收集數(shù)據(jù)最前端、最基礎(chǔ)的設(shè)備。但在煤炭行業(yè)中，并沒有太多企業(yè)有此方面需求，導(dǎo)致市場需求不足。外加井下傳感器需要特殊的煤炭行業(yè)安全驗證，制作商少之又少。不少特定的傳感器，如油樣傳感器等，在國內(nèi)并無廠家制作。
在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，國內(nèi)尚缺乏大型綜合分析軟件控制平臺。
“目前的大型分析控制平臺，好用的都是國外的。”王海軍說。神東集團(tuán)的區(qū)域控制系統(tǒng)所使用的，是德國PSI公司的軟件平臺。但是國內(nèi)也加速了平臺的開發(fā)應(yīng)用力度，未來一定會成為主流。
在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化問題上，目前煤炭行業(yè)缺乏數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。中國煤炭工業(yè)協(xié)會信息化分會副會長陳養(yǎng)才告訴記者，煤炭行業(yè)要實現(xiàn)大數(shù)據(jù)，最根本是要實現(xiàn)整個行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。“神東礦區(qū)條件優(yōu)越，基礎(chǔ)較好，但全國各礦區(qū)條件不同，科研攻關(guān)、投入等跟不上。從煤炭行業(yè)現(xiàn)狀來看，在全行業(yè)實現(xiàn)大數(shù)據(jù)尚缺乏基礎(chǔ)。”
“我們現(xiàn)在做的一些標(biāo)準(zhǔn)化工作，也是在為未來煤炭行業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)做鋪墊。”王海軍說。
礦井的數(shù)字化實現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)向上層的直接傳輸，一方面，防止了下層數(shù)據(jù)造假；另一方面，也對上層領(lǐng)導(dǎo)的數(shù)據(jù)分析與運(yùn)用能力提出了更高要求。
“大數(shù)據(jù)不僅難在技術(shù)方面，更難在文化、思維方式上的改變。大數(shù)據(jù)應(yīng)用之后，領(lǐng)導(dǎo)的觀念、職工的素質(zhì)、管理模式與管理流程都會發(fā)生顛覆式地改變。”陳養(yǎng)才說。
2017年12月，在中共中央政治局就實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略進(jìn)行第二次集體學(xué)習(xí)上，習(xí)近平總書記指出，善于獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運(yùn)用數(shù)據(jù)，是領(lǐng)導(dǎo)干部做好工作的基本功。
“如今提倡企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，無論是轉(zhuǎn)型成煤制油、煤制氣還是煤制烯烴，最基本的煤炭還是要挖的。”王海軍說，“煤炭如何挖？還是要在升級上下功夫。大數(shù)據(jù)的建立，從系統(tǒng)到平臺，從數(shù)據(jù)流到業(yè)務(wù)流，再到模型指導(dǎo)，將極大改變未來煤炭行業(yè)的發(fā)展方式。”
