选煤厂智能化管理系统研究

王碧清 高赟 苗彦平 毛浩 郭艳雄

摘 要：为了利用信息化与智能化技术提高企业的管理水平，结合张家峁选煤厂的网络化与信息化平台以及运营与管理现状，根据企业管理与智能化管理的思想，研究并设计选煤厂的智能化管理系统的模型，包括管理功能划分、信息采集与存储、信息加工与分析、知识库、决策以综合评估等模块，并论述了模块之间的相互关系和管理操作流程，为选煤厂智能化管理系统的建设提供了依据。

关键词：选煤厂；智能化；管理模型；管理流程；系统设计

中图分类号：F 272

文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2018）02-0211-04

Abstract：In order to use information technology and intelligent technology to improve the management level of enterprises，this paper，based on the platform of Zhangjiamao Coal Preparation Plant network and information platform and operation and management status quo，designed the model of intelligent management system in accordance to the enterprise management and intelligent management.The model includes management function division，the information collection and storage，information processing and analysis，knowledge base，decision-making to assess the overall module and so on.And the relationship between modules and the management operation flow are discussed.It provides a basis for the construction of intelligent management system of coal preparation plant.

Key words：coal preparation plant；intellectualization；management model；management process；system design

0 引 言

工业发展已经走过了机械化、电气化、自动化和信息化等4个阶段，随着互联网、物联网、大数据以及人工智能等技术的发展与进步，人类社会已经进入了智能化的发展时代。为了提升国家的综合竞争力，德国于2011年提出了“工业4.0”，其基本内涵就是智能化[1-2]。为了推动创新驱动发展，增强工业的核心竞争力，我国于2015年提出了“中国制造2025”，其主攻方向是将智能化技术用于制造领域——智能制造[3]。在这样一个技术的发展过程中，煤炭企业在自动化与信息化的建设方面也取得了长足的进步[4]，正在由数字矿山、感知矿山向智慧矿山的方向发展[5]。然而，目前我国煤炭企业的管理架构都是基于传统的人工管理模式[6]，制约了煤炭企业向科学、高效、绿色以及智能化方向发展的进程。

张家峁矿业公司是年产10.0 Mt/a的大型现代化煤炭企业，目前已经建成了以井下千兆工业以太网、办公局域网和以3G无线传输网为一体的网络平台和企业信息化应用平台，从安全监测到生产过程控制已经基本实现了自动化与智能化。但是，在整个企业的管理方面，虽然用上了网络化与信息化的平台，但实质上仍然是以人为的方式进行管理，没有将由自动化和信息化等得到的生产与经营的运行数据应用到管理的分析与决策中，使企业不能根据市场对产品的需求变化对生产过程和生产效率进行科学分析与控制，严重影响了企业的经营效益。为此，文中以张家峁选煤厂为对象，依托公司网络化与信息化的应用平台，根据企业智能化管理的理念，研究并设计选煤厂的智能化管理系统，以实现安全、高效和优化的管理目标，提高企业的整体效益。

1 企业智能化管理理念

管理是指在特定的环境下通过计划、组织、激励、协调与控制等手段，对组织所拥有的人力、物力、财力、信息等资源进行有效的配置、建立秩序、营造氛围，以达成预定目标的实践过程。

企业管理就是结合企业的实际（产品、市场、生产条件与工艺、人力资源、物流、财力以及信息化平台等），如何规划企业的发展战略、制定生产计划、组织与协调生产流程、合理地调度资源（人力、财力、物力和信息等）以及优化企业运作模式，在保证安全生产的条件下实现企业效益的最大化。

智能管理是智能管理是人工智能与管理学科、知识工程与系统工程、计算机技术与通信技术、软件工程与信息工程等新兴学科的相互交叉、相互渗透而产生的新技术、新学科，它研究如何提高管理系统的智能水平及智能管理系统的设计理论、方法与实现技术[7]。

企业智能化管理就是综合运用网络化、信息化与人工智能技术，实现人机协同的管理模式[8]。利用机器采集、收集与存储企业生产与运作过程中的海量数据，根据管理控制指标对海量数据进行分析，利用数据挖掘与人工智能技术以及各管理环节的要求建立决策知识库，并与管理者的管理思维相结合，实现决策的实时性、全面性与科学性，达到优化决策的目的，使企业实现安全、高效运转。

2 张家峁选煤厂概况

张家峁选煤厂是原煤处理能力为10.0 Mt /a的矿井型选煤厂。目前可入洗3-1，4-2和5-2等3个煤层的原煤，是优质的动力、低温干馏、工业气化以及建材工业用煤。其生产系统有地面和洗选系统两部分组成。地面生产系统包括原煤仓、准备车间、地销煤仓、产品倉、快速装车站以及相关运输设备等，完成原煤的储存、破碎、筛分、定制化配煤、产品存储以及销售装车等；洗选系统包括块煤洗选车间（末煤不入洗）、浓缩车间、矸石仓以及相关运输设备等，完成块煤的入洗、筛分和转运等，精煤产品有洗大块、洗中块和洗籽煤等。采用重介浅槽洗选工艺，生产工艺有原煤破碎装车、选煤筛分破碎、三产品生产、四产品生产以及破碎与洗选同步等，同时还可根据市场需求对不同原煤进行配煤筛分和入洗等。

近几年，选煤厂以公司的网络化平台为基础，在自动化和信息化建设方面取得了很多成绩，目前已经建成了生产过程自动控制系统、安全生产监测监控系统以及办公网络化与自动化系统等。其中包括生产工艺过程与销售装车的自动化集中控制、关键设备工作状况实时检测、配电系统监测、生产环境（火情与粉尘）预警、视频监测与监控、在线检测与生产过程数据的集中存储以及生产管理与运营（煤质、设备维修、库房、运销、财务和人力资源等）数据的存储与管理等。但是，从管理层面而言，仅仅做到了相关数据的采集（收集）与存储，没有对这些数据进行分析，进而从中发现管理中的存在问题和挖掘企业的产能。

3 选煤厂智能化管理系统设计

为了实现选煤厂的智能化管理，就要从企业的战略发展规划出发，通盘考虑影响企业发展的各个环节和因素，构建企业的智能化管理模型。智能化管理模型的核心是如何利用网络化、信息化与人工智能技术对生产经营过程中的信息与数据进行加工和分析，从而提取用于决策和评估的知识，并结合管理专家的管理知识对生产经营过程进行控制，再对企业的综合运行效果进行评估以及控制过程进行调整，以达到效益最大化的目的。

根据企业智能化管理的理念，结合公司的原煤品质、市场需求、生产环境、人力资源、生产工艺、自动化与监测系统、网络化和信息化平台以及选煤厂的发展规划和经营指标等，所设计的选煤厂智能化管理系统模型框图如图1所示。

智能化管理系统首先在企业战略目标的前提下，将企业的规划、计划以及企业在运作过程中所收集到的离线信息储存在信息库中，同时通过监测监控（含视频）系统所采集到的实时在线信息也储存到信息库中，然后根据不同的目的和功能对信息库中的信息进行加工与分析，将分析所得结果与结论存入知识库中，管理专家或管理人员的经验知识等存入管理专家知识库中，决策系统根据企业的运转信息以及决策规则制定企业的生产计划、人力与生产执行调度、产品质量、成本控制、设备维修以及财务运作等方面的控制与管理，并根据企业规划、经营与运营指标以及实际运营结果对管理和运营策略及模式进行综合评价，对管理与运营过程中所存在的问题进行调整（知识库修正，决策规则、企业战略、企业文化、经营与运营指标以及人力资源等进行优化），另外也可以通过专家对信息加工与分析的目的和功能进行调整。

在管理模型的基础上，根据选煤厂战略规划、经营目标、煤炭生产、销售、生产与人力调度、运作与生产工艺流程、成本分析以及管理与生产效率等的相互关系，其智能化管理的流程如图2所示。在管理过程中，首先制定企业的战略发展规划，规划包括市场目标、创新目标、盈利目标和社会目标等4个方面；然后根据战略规划制定经营目标，并结合市场与自身的产品制定销售计划；在销售计划的基础上制定经营管理目标，包括产品优化、原煤生产计划、生产工艺与控制、产品质量监测与控制、人员调度、设备健康状况监测与评估、设备保养与维修、能源消耗分析、生产成本与效率分析、安全生产管理与评估、库房管理、销售计划执行以及产品储运与物流管理等；随着市场变化和技术进步，企业在管理、生产技术与工艺等方面都要不断地进行改革和创新；根据经营与运营的结果分析企业的盈利，在追求利益最大化的同时还要考虑企业的社会责任；最后要根据企业的战略目标对各个管理环节进行综合评估与分析，找出问题、修正目标，使企业实现高效、安全运转，达到效益最大化的目的。

根据智能化管理系统模型，张家峁选煤厂管理架构已经实现了智能化，即自動化办公、网络化信息传输以及生产过程的自动化控制等，而智能化管理的核心是如何根据企业的战略目标充分利用信息化与网络化平台，将管理与生产的各个环节有机的组织起来，建立以大数据[9]与人工智能为基础的分析、决策与评估体系，这些是应该进一步研究和实践的目标。

4 结 论

利用智能化技术优化管理模式和提高管理水平是煤炭企业普遍面临的重大课题。以张家峁选煤厂为例，通过对其生产经营现状、运作程序以及管理目标的综合分析，结合现有的网络化与信息化应用平台，根据智能化管理理念，设计出选煤厂智能化管理系统的模型，其特点是反馈闭环模式。在模型的基础上设计出智能化管理系统的流程图，设计研究的目的是充分利用现有的智能化信息平台，逐步实现管理的智能化。管理智能化的进一步研究需要海量数据分析、智能决策（决策模型），让数据说话，为选煤厂的智能化建设提供了依据。其目的是使企业从生产经营管理、生产过程控制、安全生产和成本控制等多方面实现智能控制与智能决策，可以提高决策质量和经营管理水平，实现安全生产和减少用工，在适应市场的条件下使企业的效益最大化。

参考文献：

[1] 王德显.德国工业.4.0战略对中国工业发展的启示[J].税务与经济，2016（01）：9-15.

[2] 廖光继，易树平，周 佳，等.工业4.0环境下的人因与工效学[J].技术与创新管理，2016，37（03）：270-275.

[3] 周 济.智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J].中国机械工程，2015，26（17）：2273-2284.

[4] 孙继平.煤矿自动化与信息化技术回顾与展望[J].工矿自动化，2010，37（03）：26-30.

[5] 谭章禄，陈 晓.煤炭企业信息化建设现状及发展对策探讨[J].工矿自动化，2016，42（07）：63-65.

[6] 毛善君.“高科技煤矿”信息化建设的战略思考及关键技术[J].煤炭学报，2014，39（08）：1572-1583.

[7] 龙 腾.智能企业与机遇管理[J].商场现代化，2008（08）：109-110.

[8] 任宗强，刘 冉.人机交互模式下企业知识管理平台研究[J].技术与创新管理，2017，38（05）：526-529.

[9]余义勇，段云龙.大数据时代下企业管理模式创新研究[J].技术与创新管理，2016，37（03）：302-307.

（责任编辑：张 江）