李海生

（晉能控股裝備制造集團(tuán)華越機(jī)械有限公司， 山西 陽泉 045000）

引言

按照打造智能化、高端化現(xiàn)代煤機(jī)制造產(chǎn)業(yè)的要求，將互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與煤機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，基于安全生產(chǎn)運營管理平臺一張圖[1]研發(fā)與應(yīng)用成果，研發(fā)與實施煤機(jī)裝備全生命周期管理系統(tǒng)，以形成“技術(shù)一張圖、管理一張網(wǎng)、服務(wù)一條龍”[2]的新型管理模式。

1 研究目標(biāo)與內(nèi)容

1）研發(fā)煤機(jī)裝備全生命周期管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)資源匯聚共享、業(yè)務(wù)應(yīng)用有效協(xié)同[3]，實現(xiàn)華越公司煤機(jī)裝備高度一體化的集中管控，徹底改變傳統(tǒng)低效的管理服務(wù)模式。

2）對煤機(jī)裝備管控的全生命周期進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘分析[4]，為管理層、領(lǐng)導(dǎo)層提供決策支持服務(wù)。

2 關(guān)鍵技術(shù)研究

研究包括基于“管理一張網(wǎng)”的智能化設(shè)備共享管理、基于“技術(shù)一張圖”的智能化機(jī)電設(shè)備綜合展示、基于大數(shù)據(jù)的智能化設(shè)備運行監(jiān)測及動態(tài)診斷等。

模型研究包括設(shè)備智能匹配模型研究、基于GIS的煤機(jī)裝備“一張圖”數(shù)據(jù)存儲模型研究、設(shè)備狀態(tài)分析模型研究、全過程的設(shè)備動態(tài)跟蹤管理模型研究、面向多部門協(xié)作與信息共享業(yè)務(wù)驅(qū)動模型研究等。

2.1 基于“技術(shù)一張圖”的智能化機(jī)電設(shè)備綜合展示

基于一張圖技術(shù)實現(xiàn)重要設(shè)備的位置與綜合信息展示，在GIS 一張圖上分層疊加顯示各工廠、各礦井、各煤層的機(jī)電設(shè)備圖形、設(shè)備運行組態(tài)，按照不同的查詢條件在GIS 圖上逐級鉆取，采用從宏觀到微觀的展現(xiàn)方法，實現(xiàn)大型設(shè)備的全生命周期追溯，基于GIS 一張圖動態(tài)展現(xiàn)設(shè)備的設(shè)計、制造、銷售、安裝、使用、運行、維修、再制造等全生命周期的變遷過程及相關(guān)信息。

2.2 基于大數(shù)據(jù)的智能化設(shè)備運行監(jiān)測及動態(tài)診斷

利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)（如點檢系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)、綜合自動化系統(tǒng)等），實現(xiàn)對大型設(shè)備電機(jī)的開停、溫度、振動、噪聲、工作電流、電壓等參數(shù)的實時采集，實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的故障預(yù)測預(yù)判功能；同時結(jié)合設(shè)備屬性信息，對設(shè)備重要部件的維修、更換、保養(yǎng)提前預(yù)警，指導(dǎo)維修人員按時有序地完成對生產(chǎn)設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)，減少設(shè)備故障率，提高設(shè)備生產(chǎn)效率。

重要設(shè)備的故障動態(tài)診斷分析利用時間統(tǒng)計算法、關(guān)聯(lián)分析、評估預(yù)測等方法為維護(hù)人員提供豐富、專業(yè)的機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測和設(shè)備管理、運行狀態(tài)分析圖譜、維保分析預(yù)測、機(jī)電效能分析、評估預(yù)測等功能，相關(guān)人員通過該分析圖譜可方便地掌握機(jī)組運行狀態(tài)。

3 技術(shù)路線

煤機(jī)裝備全生命周期管理系統(tǒng)采用云計算、大數(shù)據(jù)設(shè)計理念，結(jié)合一張圖、一張網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，基于面向服務(wù)的體系架構(gòu)，實現(xiàn)煤機(jī)裝備的全生命周期管理。整個系統(tǒng)從下到上分為數(shù)據(jù)源層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、服務(wù)容器層、業(yè)務(wù)系統(tǒng)層和門戶平臺等。

4 軟件平臺和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)

軟件平臺研發(fā)包括煤機(jī)裝備全生命周期管理綜合門戶和信息服務(wù)平臺、基于一張圖的煤機(jī)裝備在線監(jiān)測及綜合自動化數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用平臺、基于大數(shù)據(jù)的煤機(jī)裝備動態(tài)分析和決策支持平臺、移動門戶平臺、信息交換共享平臺。信息交換共享平臺實現(xiàn)與安全生產(chǎn)運營管理平臺（OMS）、企業(yè)資源系統(tǒng)（ERP）[5]等其他系統(tǒng)的信息交換共享。

4.1 制造與服務(wù)主業(yè)務(wù)流程

陽煤煤機(jī)裝備全生命周期系統(tǒng)是把集團(tuán)各部門涉及設(shè)備全生命周期的主要數(shù)據(jù)進(jìn)行信息整合，通過對數(shù)據(jù)從不同維度的統(tǒng)計分析評估設(shè)備全生命周期的運行狀況，為領(lǐng)導(dǎo)層決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)基于煤機(jī)裝備管理的主業(yè)務(wù)流程，如下頁圖1 所示。

圖1 全生命周期管理業(yè)務(wù)流程

煤機(jī)裝備全生命周期管理主要業(yè)務(wù)流程描述如下：

1）市場調(diào)研或售后服務(wù)了解用戶對煤機(jī)裝備工作參數(shù)和主要性能的需求。通過客戶的產(chǎn)品或服務(wù)的訂單需求，掌握技術(shù)條件和要求。所有需求信息及時反饋給研發(fā)設(shè)計部門，進(jìn)行煤機(jī)裝備的設(shè)計和改造換代。

2）基于產(chǎn)品設(shè)計，通過嚴(yán)格的質(zhì)量和進(jìn)度控制完成生產(chǎn)制造任務(wù)后進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)。銷售環(huán)節(jié)是整個流程中最重要的部分，它將使用單位的采購、修理和安裝計劃，傳達(dá)到煤機(jī)裝備4S 中心，進(jìn)行各項生產(chǎn)任務(wù)的組織和實施。

3）安裝環(huán)節(jié)是煤機(jī)裝備使用的始點，煤機(jī)裝備安裝質(zhì)量的好壞，不僅關(guān)系著礦井的采掘接替，而且對煤機(jī)裝備的使用壽命也有影響。拆安工程的中間是設(shè)備的使用過程，通過可靠的運行、維護(hù)、配件保障能保證設(shè)備的連續(xù)高效運行，給煤礦的安全生產(chǎn)提供助力。

4）工作面回采完成后進(jìn)行設(shè)備拆除工程，然后經(jīng)過對設(shè)備的詳細(xì)檢查，制訂設(shè)備再制造計劃，通過維修和再制造的過程，使設(shè)備的使用性能達(dá)到或接近出廠時狀態(tài)，完成設(shè)備的再制造之后，進(jìn)行下一個周期的使用，直到設(shè)備的報廢，至此整個煤機(jī)裝備的全生命周期管理結(jié)束。

4.2 系統(tǒng)架構(gòu)體系設(shè)計

基于業(yè)務(wù)流程需求和系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)路線，系統(tǒng)功能架構(gòu)體系如圖2 所示。建立綜合門戶平臺，具有用戶和權(quán)限管理功能及系統(tǒng)運行監(jiān)控功能，并集成各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并基于大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綜合展示，為管理層和領(lǐng)導(dǎo)層提供決策支持。

圖2 系統(tǒng)功能總體架構(gòu)

5 應(yīng)用成效

基于云計算、大數(shù)據(jù)、一張圖、一張網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)解決了一張圖設(shè)備展示、運行監(jiān)測、設(shè)備信息共享等智能化、流程化管理的關(guān)鍵技術(shù)，對煤機(jī)裝備全生命周期中客戶需求、研發(fā)設(shè)計、制造、銷售、安裝、運行、維保、拆除、再制造全過程管理，實現(xiàn)部門內(nèi)業(yè)務(wù)信息化和部門間信息共享與協(xié)同，并通過大數(shù)據(jù)分析和集中管控，領(lǐng)導(dǎo)層和管理層隨時隨地查詢制造與服務(wù)信息，查詢礦井采掘工作面設(shè)備日檢情況，隨時掌握制造進(jìn)度和跟蹤服務(wù)問題處理情況，指導(dǎo)日常工作。

6 結(jié)語

1）固化和提升煤機(jī)裝備4S 中心對設(shè)備的管理模式，徹底扭轉(zhuǎn)信息化水平低下、設(shè)備管理手段落后的不利局面，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

2）通過信息集成和業(yè)務(wù)協(xié)同，提高工程技術(shù)人員和管理人員工作效率，提高管理效益。

3）項目的成功實施為全面推進(jìn)裝備制造業(yè)服務(wù)轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展，提供信息化支撐手段。

4）項目研究成果和應(yīng)用經(jīng)驗在煤機(jī)裝備制造業(yè)乃至整個裝備制造業(yè)具有非常好的推廣應(yīng)用價值，帶來良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。