智能選煤廠建設探索與研究

胡文濤

（中平信息技術有限責任公司，河南 平頂山 467000）

0 引言

隨著移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等技術逐漸成熟并廣泛應用，信息化、智能化改造已逐步成為煤炭企業發展的必然趨勢[1]。中國平煤神馬集團提出了按照機械化換人、自動化減人、智能化無人的思路，以“集團大數據”“可視化礦山”和“可視化工廠”為基礎，圍繞“智慧企業”“智能礦山”和“智慧工廠”建設，通過打造生產、經營、管理、安全、環保等智慧化矩陣，打造“智慧平煤神馬”。通過“綠色、智能、技術”三大改造，推動產品向產業鏈、價值鏈高端邁進，使資源在產業鏈中耦合共生、聚變增值，不斷提高產品附加值，力爭通過3～5年調整，推動集團全部產業走上全球價值鏈中高端的智能化建設目標。

根據中國平煤神馬集團“以煤為本、相關多元”的發展戰略，選煤廠是“立足煤、延伸煤、超越煤，對接整合煤焦、尼龍產業優勢，打造了多條國內一流的特色煤基化工產業鏈”中重要的一個環節，也是集團智能化建設目標中“智慧工廠”建設的主要目標。

1 智能選煤廠建設探索與研究

智能化選煤廠是基于物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術，集成各類傳感器、自動控制器、傳輸網絡、軟件等，形成一套智慧體系，能夠主動感知、自動分析，依據深度學習的知識庫，形成最優決策模型、并對各環節實施自動調控，實現設計、生產、運營管理等環節安全、高效、經濟、綠色的智能化選煤廠。

1.1 智能選煤廠建設探索

智能選煤廠建設的研究已有很多，薛海峰對智能化選煤廠架構進行了探討，對未來將要實現的建設目標以及在建設過程中需要采取的措施進行了闡述，提出了一些適合選煤技術發展的建議[2]。王碧清等根據企業管理與智能化管理的思想，對選煤廠智能化管理系統的模型進行研究和設計[3]。為達到崗位無人化、少人化的目標，必須加快智能工廠技術研發和推廣，提高勞動生產率、減少作業人員。

1.2 智能選煤廠建設研究

選煤廠智能化建設從五個智能平臺進行建設：智能基礎設施平臺、智能生產管控平臺、智能綜合信息平臺、智能生活平臺、智能決策支持平臺，系統實施采用統一規劃、分期建設的方法（見圖1）。

1.2.1 基礎設施平臺

智能基礎設施平臺采用先進的信息辦公網絡、無線網絡傳輸、工業控制網、數據中心、智能調度室等技術奠定基礎，打造安全生產、經營管理的各個環節以實現管控的數字化、自動化、可視化、流程化，目標是建立高速暢通的信息通道。

智能工廠是自動化與信息化高度融合的綜合工程，為保證生產過程自動化安全可靠及辦公人員訪問生產系統查詢數據的高效便捷，必須采取有效措施對整個企業的工業網和辦公網進行安全控制，避免由于病毒、木馬、蠕蟲等感染造成的系統癱瘓風險，并有效規避由于人員誤操作造成的網絡故障。

1.2.2 生產管控平臺

智能生產管控平臺建設是生產自動化系統集成的核心內容，采用國外知名大公司的SCADA軟件，搭建統一的軟件監控平臺。在此平臺上通過人機界面（HMI）實時監測子系統設備工況，并對各子系統的I/O進行控制。通過已建成的工業控制網絡傳輸平臺，在調度指揮控制中心實現所有自動化子系統的數據采集、處理、存儲、發布，完成一個信息集中控制顯示的平臺，同時在企業信息管理網絡中通過Web可以看到安全、生產實時信息。

圖1 選煤廠智慧工廠建設示意圖

1.2.3 綜合信息平臺

在統一信息化管理平臺和一體化監控平臺的基礎上，結合集團應用系統與選煤廠的實際信息化需求，打造涵蓋安全、生產、經營、保障等各方面，實時、專業的安全生產經營管理系統和安全生產輔助決策支持系統。在創新方面，大力建設智能工廠、智能化實驗室等延伸應用，對數據進行最大可能的綜合利用；在云平臺的基礎上，打造移動辦公、移動智能工廠應用，保證信息在部門與部門之間、生產單位與管理部門之間的共享與傳遞。

1.2.4 智能生活平臺

智能生活平臺體現在對職工工作、生活的一卡通全面支持。持有工作卡的人員可以方便快速的考勤、通行、辦公、用車、就餐、洗浴等，享受一站式快捷服務，補貼、計費、免費服務都可以通過刷卡進行，不僅方便了職工的工作和生活，而且強化了安全管理。

1.2.5 決策支持平臺

智能工廠不僅體現在做好生產自動化和管理信息化的各個子系統上，還更多地體現在各子系統的良好運行、數據共享、協同工作、聯動反應、移動化應用和管理等方面。

安全生產輔助決策以云計算、物聯網、數據挖掘技術為支撐，以行業、集團、廠制定的各類安全生產規程、規范為知識依據，結合生產自動化、安全生產日常獲取的動態數據和歷史數據，基于動態三維地質模型和虛擬工廠平臺，對安全生產的各類信息進行展示、分析、推理，挖掘歷史數據中蘊含的模式和知識，診斷并概括現勢安全狀態，預測未來安全形勢，實現安全生產的動態診斷和輔助決策。

通過仿真技術平臺，整合全廠控制系統數據、消防安全數據、生產數據、物流數據、視頻數據、地理信息系統等數據接口，對三維模型進行深度開發，形成一整套數據可視化產品。利用GIS平臺進行災難逃生路線解算，并將相關解算結果在三維場景中進行展示。

2 技術展望

智能工廠建設過程實質上是信息網絡技術與制造技術融合，新業態、新模式不斷涌現的過程。隨著移動互聯、物聯網、云計算等信息技術創新體系的演進以及與傳統工業技術的融合創新，智能工廠將發展出全新的模式和業態。從新模式來看，在生產模式層面，智能工廠將實現由過去的 “人腦分析判斷+機器生產制造”方式轉變為“機器分析判斷+機器生產制造”的方式，在商業模式層面，智能工廠將催生網絡眾包、異地協同設計、大規模個性化定制、遠程診斷、精準供應鏈管理等新模式。從新業態來看，信息技術的升級應用，將會發展成為工業云服務、工業大數據、工業物聯網、全生命周期管理、總集成總承包等新業態。