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(jì)量數(shù)據(jù)等六大類(lèi)30項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過(guò)小小的傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析模型，生成一系列歷史數(shù)據(jù)。
"通過(guò)數(shù)據(jù)，我們可依據(jù)歷史趨勢(shì)對(duì)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(zhǎng)王誠(chéng)說(shuō)，"這種獲取數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的處理過(guò)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(shū)記、董事長(zhǎng)楊鵬在未來(lái)五年規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，形成一套既利當(dāng)前又惠長(zhǎng)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(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展能力。
近年來(lái)，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(shí)現(xiàn)對(duì)"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(shuō)對(duì)大數(shù)據(jù)的探索是一個(gè)求學(xué)的過(guò)程，神東目前還處在小學(xué)低年級(jí)階段。如果說(shuō)實(shí)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(xiě)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(lái)，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(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化處理，提高對(duì)數(shù)據(jù)的"加工能力"，通過(guò)"加工"實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的"增值"。"從這個(gè)角度來(lái)看，我們雖然做出了一些成績(jī)，但仍處于信息搜集和數(shù)據(jù)積累階段，未來(lái)要走的路還很長(zhǎng)，而且有必要堅(jiān)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(chéng)介紹，在上灣洗煤廠，以前也對(duì)各設(shè)備采集數(shù)據(jù)，但并沒(méi)有大數(shù)據(jù)的概念，只有實(shí)時(shí)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(chéng)把每一臺(tái)設(shè)備比喻為一個(gè)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(duì)于每一個(gè)個(gè)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(shí)其實(shí)已經(jīng)有點(diǎn)不舒服了。這時(shí)就需要開(kāi)一些藥，采取一些治療方式。
"和每個(gè)人都是差異性個(gè)體一樣，由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、所處環(huán)境不同，每臺(tái)設(shè)備也會(huì)呈現(xiàn)不同特征。"王誠(chéng)說(shuō)，"歷史數(shù)據(jù)就是讓每臺(tái)設(shè)備都像病人一樣有了病例。檢修人員在診斷時(shí)可以了解這臺(tái)數(shù)據(jù)的正常情況，并根據(jù)每臺(tái)設(shè)備的不同情況對(duì)癥下藥。"
2015年3月，李克強(qiáng)總理在全國(guó)兩會(huì)上首次提出"中國(guó)制造2025"計(jì)劃，與此同時(shí)，上灣洗煤廠的智能化洗煤廠建設(shè)提上日程。
經(jīng)過(guò)3年建設(shè)，如今，上灣洗煤廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)以MES為核心的智能控制和移動(dòng)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(dòng)采集轉(zhuǎn)變，由實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)向歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，形成了"儲(chǔ)量豐厚"的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。
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(gè)大立方體分散分布，118個(gè)小立方體擴(kuò)散式分布在不同的大立方體周?chē)瑯?gòu)成一個(gè)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(wàn)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?yàn)槠渖砩嫌泻芏嘟涌冢司?G無(wú)線通信系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、車(chē)輛定位系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、語(yǔ)音廣播系統(tǒng)、調(diào)度指揮系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)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(guò)萬(wàn)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(kāi)始建設(shè)，2015年投入使用。"以前也會(huì)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(gè)平臺(tái)上，其帶來(lái)的改變可想而知。"李飛說(shuō)。
"一網(wǎng)一站"投入使用后，對(duì)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(guò)定點(diǎn)設(shè)置的固定電話。現(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(duì)于調(diào)度者而言，"一網(wǎng)一站"更是發(fā)揮了大作用。通過(guò)智能視頻系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)皮帶可以監(jiān)測(cè)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(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，提醒調(diào)度員，崗位工也可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警即時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理問(wèn)題。通過(guò)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(duì)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(guò)"一網(wǎng)一站"建設(shè)，井下職工都有了自己的專(zhuān)屬"名片"。在李飛辦公室的電腦上進(jìn)入管理平臺(tái)，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(shí)移動(dòng)的藍(lán)色小點(diǎn)。李飛指著藍(lán)色小點(diǎn)告訴記者，每一個(gè)藍(lán)色的小點(diǎn)都代表了一個(gè)人。
點(diǎn)擊其中一個(gè)藍(lán)色小點(diǎn)，立即出現(xiàn)有個(gè)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(hào)、入井時(shí)間、入井時(shí)長(zhǎng)，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(shí)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(chē)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(xiǎn)救災(zāi)、人員車(chē)輛的定位、安全巡檢等業(yè)務(wù)的開(kāi)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(wú)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(wú)法適應(yīng)井下?lián)岆U(xiǎn)救災(zāi)的需要。
李飛告訴記者，未來(lái)這項(xiàng)功能不僅要在"人"上實(shí)現(xiàn)，還要在"設(shè)備"上實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)擊某臺(tái)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(duì)話。
當(dāng)然，此項(xiàng)目前還有一定難度。以變電所為例，一個(gè)變電所以一排擺放20多臺(tái)高壓柜，對(duì)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(wú)法精確辨識(shí)每一臺(tái)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(shí)間會(huì)沒(méi)有信號(hào)。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(kāi)放性上，未來(lái)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(shí)現(xiàn)新的功能。"今年我們計(jì)劃增加視頻調(diào)速系統(tǒng)。"李飛說(shuō)。
整合平臺(tái) 打通數(shù)據(jù)孤島
"不同礦區(qū)的數(shù)據(jù)收集上來(lái)以后，接下來(lái)就是要思考如何將各礦的數(shù)據(jù)打通。每個(gè)礦的數(shù)據(jù)自己連成了一小片還不行，要把很多個(gè)一小片連成一大片。"王海軍說(shuō)，"數(shù)據(jù)越多，預(yù)警、預(yù)測(cè)、預(yù)判的維數(shù)也就越高，為實(shí)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(lái)的電話--補(bǔ)連塔煤礦井某移動(dòng)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(shí)不超過(guò)10秒。
"以前如果發(fā)生移動(dòng)變壓器的跳閘情況，井下就會(huì)派人步行1個(gè)小時(shí)左右，到相應(yīng)的位置把電送上。現(xiàn)在，井下打個(gè)電話，地面點(diǎn)擊下鼠標(biāo)就可以了。"董哲說(shuō)。
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(duì)神東礦區(qū)的大柳塔煤礦、石圪臺(tái)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(zhuān)業(yè)專(zhuān)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(gè)礦井采、掘、機(jī)、運(yùn)、通各專(zhuān)業(yè)及洗選、裝車(chē)、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(gè)，主要供排水泵房27個(gè)，綜采工作面15個(gè)，連采工作面11個(gè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)位18萬(wàn)余個(gè)。
區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)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(duì)決策的影響上。神東集團(tuán)信息管理中心數(shù)據(jù)部，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)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(duì)同時(shí)給12煤三盤(pán)區(qū)皮帶上煤。在這一過(guò)程中，3支隊(duì)伍為了完成任務(wù)就全速推進(jìn)，經(jīng)常把皮帶過(guò)載壓死。通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，如果三盤(pán)區(qū)功率轉(zhuǎn)矩大于80%，工作人員可將配采隊(duì)的順槽膠帶機(jī)直接停止。這是通過(guò)數(shù)據(jù)分析影響判斷的成功案例。
除此之外，還可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)對(duì)綜采主要設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行智能關(guān)聯(lián)分析，可根據(jù)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)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(bào)告。該報(bào)告以"大數(shù)據(jù)"為原料，是經(jīng)過(guò)打破、篩選、重構(gòu)而成的一件新作品。全公司入井總工時(shí)、各礦萬(wàn)噸工時(shí)率、綜采百平方米推進(jìn)工時(shí)、掘進(jìn)進(jìn)尺米工時(shí)等13項(xiàng)數(shù)據(jù)及相關(guān)分析，在報(bào)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(guò)分析維度和分析結(jié)果進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋也罹啵蕴嵘约旱墓芾硭剑@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(shuō)。
與此同時(shí)，"無(wú)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(lái)，也顯示出優(yōu)勢(shì)。以大柳塔煤礦為例，該礦共有15個(gè)變電所、53個(gè)水泵房、600多臺(tái)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(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守和自動(dòng)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(jì)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(yàn)。"王海軍說(shuō)，"在產(chǎn)業(yè)人才問(wèn)題上，僅有企業(yè)的力量是不夠的，需要國(guó)家層面進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化培訓(xùn)。"
對(duì)于大數(shù)據(jù)建設(shè)而言，除人才隊(duì)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(jí)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(méi)有太多企業(yè)有此方面需求，導(dǎo)致市場(chǎng)需求不足。外加井下傳感器需要特殊的煤炭行業(yè)安全驗(yàn)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(guó)內(nèi)并無(wú)廠家制作。
在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)尚缺乏大型綜合分析軟件控制平臺(tái)。
"目前的大型分析控制平臺(tái)，好用的都是國(guó)外的。"王海軍說(shuō)。神東集團(tuán)的區(qū)域控制系統(tǒng)所使用的，是德國(guó)PSI公司的軟件平臺(tái)。但是國(guó)內(nèi)也加速了平臺(tái)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用力度，未來(lái)一定會(huì)成為主流。
在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題上，目前煤炭行業(yè)缺乏數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)信息化分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)陳養(yǎng)才告訴記者，煤炭行業(yè)要實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)，最根本是要實(shí)現(xiàn)整個(gè)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(guó)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(lái)看，在全行業(yè)實(shí)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(lái)煤炭行業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)做鋪墊。"王海軍說(shuō)。
礦井的數(shù)字化實(shí)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(duì)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(huì)發(fā)生顛覆式地改變。"陳養(yǎng)才說(shuō)。
2017年12月，在中共中央政治局就實(shí)施國(guó)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(shū)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(jí)，無(wú)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(shuō)，"煤炭如何挖?還是要在升級(jí)上下功夫。大數(shù)據(jù)的建立，從系統(tǒng)到平臺(tái)，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(lái)煤炭行業(yè)的發(fā)展方式。"
