褚福南，張希武

（國能準能集團有限責任公司 生產(chǎn)指揮中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

近些年來，國家以及地方政府都出臺了諸多的方案和政策，來加快和推動煤炭行業(yè)的整體轉(zhuǎn)型、升級，從而實現(xiàn)煤炭傳統(tǒng)行業(yè)的新型發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展。伴隨著數(shù)字化、智能化升級在各個領(lǐng)域的不斷應用，煤炭行業(yè)同樣緊隨其中，海量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息、運營管理信息以及包括設(shè)備監(jiān)測、工業(yè)監(jiān)控在內(nèi)的安全管理信息等各種類型的數(shù)據(jù)，為煤炭企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。但目前這些數(shù)據(jù)價值的應用，多停留在基本的生產(chǎn)統(tǒng)計、基本分析以及企業(yè)展示等階段，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系未能得到充分的挖掘和使用，數(shù)據(jù)價值沒有得到有效釋放，在煤炭領(lǐng)域?qū)τ谏a(chǎn)企業(yè)、消費端客戶以及相關(guān)的科研人員未有起到務(wù)實有效的輔助決策支撐[1]。

為了滿足數(shù)據(jù)綜合分析和共享利用的需求，有國能準能集團煤炭板塊與其他輔助生產(chǎn)板塊之間通過建立數(shù)據(jù)標準化體系、搭建數(shù)據(jù)治理平臺和開發(fā)生產(chǎn)聯(lián)動大數(shù)據(jù)法分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)化、存儲與分析利用，提高了生產(chǎn)管理人員對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)把控能力。

1 數(shù)據(jù)標準化建設(shè)

數(shù)據(jù)標準化是企業(yè)從信息化走向數(shù)字化，邁向智能化的基石和保證。隨著信息化、數(shù)字化、智能化建設(shè)的逐步推進，各單位、各板塊就自身業(yè)務(wù)建立了諸多應用系統(tǒng)，但數(shù)出多門、標準不統(tǒng)一、質(zhì)量參差不齊、信息孤島[2]等問題日益突出，亟需構(gòu)建統(tǒng)一的標準化數(shù)據(jù)體系，對數(shù)據(jù)這項無形資產(chǎn)進行規(guī)范化管理，確保數(shù)據(jù)的標準、唯一、及時、準確和完整的特性，切實提升數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量以及管理能力，更好地服務(wù)于后續(xù)系統(tǒng)是升級、優(yōu)化、整合需求，擴大數(shù)據(jù)分析的領(lǐng)域、深入以及應用度，從而服務(wù)于各個管理層級人員對數(shù)據(jù)的使用需求。

1.1 企業(yè)數(shù)據(jù)分類

準能集團針對不同系統(tǒng)、不同板塊對業(yè)務(wù)的應用，將企業(yè)數(shù)據(jù)分為主數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、指標分析數(shù)據(jù)4 大類?？傮w業(yè)務(wù)架構(gòu)圖如圖1。

圖1 總體業(yè)務(wù)架構(gòu)圖

1）主數(shù)據(jù)。跨系統(tǒng)的實體類數(shù)據(jù)，是在業(yè)務(wù)流程中產(chǎn)生的相對靜止不變的數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)主數(shù)據(jù)、經(jīng)營主數(shù)據(jù)。主數(shù)據(jù)是企業(yè)運營的最為基礎(chǔ)、最為核心的重要數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)間的數(shù)據(jù)共享提供了有力支撐，保證了業(yè)務(wù)在不同應用系統(tǒng)當中的統(tǒng)一、標準；保障實時數(shù)據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的測點數(shù)據(jù)，確保了全局數(shù)據(jù)測點的唯一、準確；豐富了業(yè)務(wù)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)人員開展數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工作的推進方向和應用手段，進而提升企業(yè)對數(shù)據(jù)的分析能力和管理水平[3]。

2）實時數(shù)據(jù)。涵蓋各業(yè)務(wù)板塊、各生產(chǎn)單元的監(jiān)控、監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。實時數(shù)據(jù)來源于底層生產(chǎn)設(shè)備上的各類控制器、傳感器等電子元器件的采集，根據(jù)生產(chǎn)實際需求在不同維度實現(xiàn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行提供底層的、基本的數(shù)據(jù)支持，通過深度建模及分析[4]，深層次挖掘?qū)崟r數(shù)據(jù)的應用價值。

3）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。是指企業(yè)生產(chǎn)運營過程中觸發(fā)的不同實踐、交易記錄等業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)。主要分布于各類業(yè)務(wù)應用系統(tǒng)中，作為主要的數(shù)據(jù)源，為指標分析數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持[5]。

4）指標分析數(shù)據(jù)。是企業(yè)生產(chǎn)組織決策、運營預計結(jié)算以及效益測算分析的主要依據(jù)。指標分析數(shù)據(jù)是在以上3 項數(shù)據(jù)（主數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)）的基礎(chǔ)上，通過建模、計算等方式模擬出企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營管理情況，通過各項指標對生產(chǎn)經(jīng)營決策提供幫助和提升[6]。

1.2 數(shù)據(jù)標準體系

準能集團數(shù)據(jù)標準化體系如圖2。

圖2 準能集團數(shù)據(jù)標準化體系

準能集團數(shù)據(jù)標準化體系建設(shè)基于準能集團當前的業(yè)務(wù)架構(gòu)體系，明確數(shù)據(jù)對象的基本定義、屬性、標準和使用等信息，健全配套的數(shù)據(jù)管理架構(gòu)，滿足準能集團智能化建設(shè)對數(shù)據(jù)標準性、統(tǒng)一性以及可擴展性的應用需求，推動準能集團在數(shù)據(jù)價值挖潛應用和數(shù)據(jù)管控能力的高質(zhì)量提升?；跍誓芗瘓F業(yè)務(wù)能力架構(gòu)，結(jié)合信息化管理相關(guān)制度和總體要求，從主數(shù)據(jù)、指標分析數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管控體系和參考引用規(guī)范等維度構(gòu)建相關(guān)準能集團數(shù)據(jù)標準體系。

1.3 指標分析體系

為了更加規(guī)范、準確、科學地分析企業(yè)的運營狀態(tài)，以準能集團當前總體業(yè)務(wù)架構(gòu)為基礎(chǔ)，以降本增效為主要抓手，以生產(chǎn)運營管理、企業(yè)經(jīng)營管理、外部環(huán)境等各業(yè)務(wù)能力為定位關(guān)鍵指標，構(gòu)建適用于企業(yè)自身業(yè)務(wù)特點的運營分析系統(tǒng)，為準能生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建，以及今后的智能化應用建設(shè)打好堅實基礎(chǔ)，通過挖掘數(shù)據(jù)價值創(chuàng)造力推動準能集團的高質(zhì)量發(fā)展。

2 數(shù)據(jù)治理平臺建設(shè)

數(shù)據(jù)治理平臺采集準能集團生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)及其他應用系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，打破信息壁壘，消除數(shù)據(jù)孤島，推動信息的共享，促進業(yè)務(wù)融合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能分析利用。準能集團數(shù)據(jù)治理平臺由數(shù)采系統(tǒng)、ODS（包含關(guān)系數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫）及數(shù)據(jù)訪問服務(wù)、數(shù)據(jù)倉庫（數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)集市）、BI 及大數(shù)據(jù)分析等部分構(gòu)成。

2.1 數(shù)據(jù)采集

1）關(guān)系數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)抽取轉(zhuǎn)換加載包括“業(yè)務(wù)系統(tǒng)到ODS”及“ODS 到數(shù)據(jù)倉庫”2 個環(huán)節(jié)，關(guān)系型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)治理平臺中的數(shù)據(jù)流。

2）實時數(shù)據(jù)采集。實時數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)源系統(tǒng)建設(shè)情況密切相關(guān)，利用自開發(fā)數(shù)采模塊實現(xiàn)?？刹捎萌缦陆涌诜绞剑孩貽PC 方式；②中間數(shù)據(jù)庫方式；③實時數(shù)據(jù)文件方式；④API 接口方式。實際操作過程中，根據(jù)具體情況選取合適的接口方案。

2.2 數(shù)據(jù)存儲

利用DW 數(shù)據(jù)倉庫對露天礦數(shù)據(jù)進行存儲，DW數(shù)據(jù)倉庫對集團各個業(yè)務(wù)部門，業(yè)務(wù)系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)集中、持久化存儲，完成對不同來源的數(shù)據(jù)進行分類、存儲、查詢。DW 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)原則上均來自O(shè)DS，通過ETL 將ODS 或業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)抽取到DW 庫。

數(shù)據(jù)倉庫DW 庫，面向主題，按照一定的主題域進行組織；將原有分散的數(shù)據(jù)抽取、清理，經(jīng)過加工、匯總和整理，消除不同源數(shù)據(jù)中的不一致性，保證數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)的信息是一致的全局信息[7]。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換采用ETL 工具，將業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過抽取、清洗轉(zhuǎn)換之后加載到數(shù)據(jù)倉庫，目的是將企業(yè)不同系統(tǒng)、不同標準、不同質(zhì)量的數(shù)據(jù)進行匯總、整理[8]。1 個轉(zhuǎn)換就是1 個ETL 的過程，而作業(yè)則是多個轉(zhuǎn)換的集合，在作業(yè)中可以通過配置對轉(zhuǎn)換或作業(yè)進行定時任務(wù)調(diào)度。數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)流設(shè)計如圖3。

圖3 數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)流設(shè)計

數(shù)據(jù)倉庫功能劃分如下：

1）ODS 數(shù)據(jù)庫。存放近源數(shù)據(jù)，原則和源數(shù)據(jù)庫一致，源系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)需遵循主數(shù)據(jù)標準，存放到ODS 數(shù)據(jù)庫中。

2）DW 數(shù)據(jù)庫。面向主題的，按照一定的主題域進行組織；將原有分散的數(shù)據(jù)抽取、清理，經(jīng)過加工、匯總和整理，消除不同源數(shù)據(jù)中的不一致性，保證數(shù)據(jù)倉庫內(nèi)的信息是一致的全局信息。

3）DM 數(shù)據(jù)集市。按照專業(yè)的分析需求對數(shù)據(jù)進行再組織，便于分析展現(xiàn)。

4）數(shù)據(jù)管理。管理數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)目錄，分為主題管理，維度管理。

5）ETL 執(zhí)行日志。數(shù)據(jù)抽取任務(wù)執(zhí)行過程中的日志信息。

3 生產(chǎn)聯(lián)動大數(shù)據(jù)分析

生產(chǎn)聯(lián)動大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)標準化和數(shù)據(jù)治理平臺的建設(shè)成果，分業(yè)務(wù)、分主題對各業(yè)務(wù)領(lǐng)域生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行報表統(tǒng)計、圖表可視化以及聯(lián)動分析，深入挖掘業(yè)務(wù)表象后的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，解析數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

準能生產(chǎn)聯(lián)動大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對主要生產(chǎn)經(jīng)營單位，即黑岱溝露天礦、哈爾烏素露天礦、選煤廠、煤炭經(jīng)銷公司、矸電公司進行了生產(chǎn)聯(lián)動大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合生產(chǎn)的實際完成情況，針對剝離、采煤、洗選、裝車各環(huán)節(jié)的存在的問題從能力釋放、協(xié)同配合、內(nèi)外部制約因素等不同角度進行深入分析，重點對異常數(shù)據(jù)逐層進行數(shù)據(jù)鉆取，找到生產(chǎn)運營過程當中存在的問題，進而提出解決方案，提升生產(chǎn)運營效率。

3.2 煤炭板塊生產(chǎn)聯(lián)動大數(shù)據(jù)分析

以黑岱溝露天煤礦生產(chǎn)聯(lián)動大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)為例，主要包括破碎機運行情況、設(shè)備維修情況、電鏟躲炮時長、月度卡車燃油單耗、日度生產(chǎn)情況、周檢修計劃、日度胎壓報警時長、工作量分析、設(shè)備分析、工作效率分析10 個主題。

1）生產(chǎn)情況分析。黑岱溝露天礦生產(chǎn)完成情況主要包含商品煤、原料煤、剝離合計、自營剝離和外委剝離這5 個項目。根據(jù)生產(chǎn)計劃量與完成量在日、月、年3 個時間層面，以表格形式展現(xiàn)，對黑岱溝露天礦生產(chǎn)完成量、進度超欠、完成比例情況及分析規(guī)劃，從中對生產(chǎn)進度進行推算規(guī)劃，時刻把握良好生產(chǎn)計劃的推進。

2）破碎站運行情況。針對5 個黑岱溝露天礦破碎站進行運行情況分析，以條形統(tǒng)計圖的形式對破碎站的作業(yè)、點檢和停用情況進行分析呈現(xiàn)。

3）設(shè)備維修情況。對電鏟、卡車2 種主要設(shè)備的報單次數(shù)、維修次數(shù)和超2 h 次數(shù)進行統(tǒng)計分析。報單次數(shù)和維修次數(shù)反映設(shè)備的良好程度，若報單次數(shù)超過一定次數(shù)，則表示設(shè)備損壞嚴重，不具備正常工作能力。而超2 h 次數(shù)反應設(shè)備損壞的嚴重程度，判斷其是否可以繼續(xù)參加工作，以保證其生產(chǎn)過程的安全性。以此對設(shè)備的工作能力和安全程度進行預測評估。

4）設(shè)備分析。以餅圖的形式顯示了采裝設(shè)備、運輸設(shè)備的內(nèi)障、外障、作業(yè)的占比情況，通過點擊可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的向下鉆取，通過子頁面可以查看各個電鏟在該時間區(qū)間的產(chǎn)量完成升序排名情況，以問題為導向，通過點擊對產(chǎn)量最少的電鏟進行深入詳細的分析，調(diào)取到該電鏟不同時間節(jié)點的作業(yè)檢修分布、產(chǎn)量柱狀圖以及配套的詳細作業(yè)列表，通過對比分析查找出產(chǎn)量降低的原因。

4 結(jié)語

國能準能集團生產(chǎn)經(jīng)營各項業(yè)務(wù)通過數(shù)據(jù)標準化建設(shè)和數(shù)據(jù)治理平臺建設(shè)，奠定了數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范管理的制度基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，使得各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全面、準確地進行分類存儲和聯(lián)動分析。利用數(shù)據(jù)治理平臺對原有分散系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行抽取、清理和存儲，提高數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價值與可用度，為企業(yè)決策分析奠定基礎(chǔ)，并且根據(jù)煤礦生產(chǎn)情況分析上下級單位之間的配合關(guān)系、自身條件以及影響因素，對生產(chǎn)情況以及相關(guān)數(shù)據(jù)建立各部分數(shù)據(jù)分析主題，使得煤炭智能化的進一步推進，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的應用處理分析水平得到進一步提高。

生產(chǎn)聯(lián)動大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對標準化、規(guī)范化的生產(chǎn)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的進行聯(lián)動分析，幫助集團及時掌握企業(yè)的實時生產(chǎn)運營狀態(tài)，及時調(diào)整生產(chǎn)計劃，做出合理的策略參考以及決策依據(jù)，確保企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。