煤质信息管控系统在大型煤企的应用解析

郭清杰

淮北矿业股份有限公司 煤炭运销分公司, 安徽 淮北 235000)

国内大多数煤炭企业的煤质信息处理方式,受制于人为干扰、手写记录多、数据传递耗时长等因素,对工作效率和煤质信息管控、预测及产销结合造成严重影响。以淮北矿业股份有限公司为例,煤炭检验数据的采集依靠传统工作模式时,业务数据的流转靠人工完成,采制样与化验不能实现盲样管理;采制化全程数据均需手工录入,工作量大,容易出现人为错误;数据的统计分析比较困难,不能将原始记录、报出结果进行有效存储和详细统计等。近年来,随着信息技术的发展, 基于互联网、以实验室为中心、采用数据库技术和标准化管理的全链条质检信息管理系统在能源、冶金、化工等领域得到广泛的应用, 提升了行业实验室的整体业务能力[1-4]. 因此,淮北矿业集团借助信息化管控技术,对采掘、洗选加工、运销检测环节之间的煤质信息进行有效整合,建立了煤质信息管控系统。

1 基础条件

淮北矿业集团在各基层矿厂都设有质检机构,负责煤质采制化管理工作,具体为临涣、涡北、淮北等选煤厂和祁南、桃园、邹庄、朱庄、朱仙庄等矿以及集团本部的中心化验室。所有的煤质检验信息均通过人工录入运销管理系统,且各质检机构采制化作业环节均未接入任何网络系统。

2 煤质信息管控系统

煤质信息管控系统管控目标是完成淮北矿业集团1个中心化验室、3个中央选煤厂、5对矿井的煤质信息化管控工作,并链接运销管理系统,重点包括系统软件设计和增加硬件设施两个方面。

2.1 系统设计

因为集团总部与各基层质检机构之间需进行大量的通信,因此必须要有一个可靠、快速的网络平台。系统设计是以化验室专用网络为基础,将所有化验设备联网,化验结果自动采集、自动完成平行样判定、自动完成化验数据汇总,并自动生成化验原始报表及报告单。

为确保数据的唯一性和一致性,管控系统中本地数据实时发送到总部集中管理,系统所需的基础信息统一编码。系统建立了采制化设备管理报表,采样、制样、化验线下编码管理,各质检机构化验数据自动采集,信息分类检索、报表自动汇总报出,同时对接运销管理系统,实现煤质数据与业务数据的格式一致、准确对应,且实现手机APP移动管理。

2.2 硬件设施要求

硬件设施包括网络设备、服务器、计算机终端等和集团所有化验设备,硬件配置考虑业务的扩充性、方便及时排除故障、设备及网络要具有良好的互联协作性,且与本单位原有系统能够数据共享。

3 业务功能管理

系统围绕人、机、料、法、环和检测流程进行功能设计,参考ISO9000、ISO/IEC17025等标准及CNAS评审准则,监管化验流程,考量了化验体系和安全管理,目标是过程标准化整体管控[5-6].

3.1 编码管理

编码管理包括任务、采样、制样、化验、报告各环节的编码,以保证信息的安全。编码的历史追溯功能,可根据任务查询其相关的采制化过程编码交互记录。在数据传输安全方面,系统中所有在前端客户程序和后台应用服务器之间传送的数据都经过加密,确保消息内容不被窃取,实现压码校验,防止消息内容被篡改[7-8].

3.2 流程管理

系统提供任务管理、采样管理、制样管理、化验管理、报告管理等功能,其中化验项目根据需求进行模块化定制。

1) 任务管理主要涉及业务负责人登陆,可根据信息创建任务,选择任务所需要的检测流程,新建任务并审核,也可以向后续采制化环节下发任务。

2) 采样管理主要包含了采样任务接收、采样过程管理、样品提交、采样审批等。系统根据煤源信息的不同,配置不同的煤样种类,如混煤、精煤、矸石、煤泥、中煤、筛上物等样品,可通过与运销系统的软件接口,勾选关联商品煤业务数据,对采样单进行二维码加密,待后续确认接样人身份,样品、数据自动流转至制样模块。

3) 制样管理主要包含了样品接收、提交、确认等,系统对制成的试样分样管理,生成不同类型的试样及试样编号,制样审批完成后自动进入下一环节。

4) 化验管理主要包含试样接收、化验任务分配、过程管理、结果提交、结果审核,系统支持化验结果人工录入及设备自动化采集两种方式。系统内部根据经验公式对化验结果进行自动判断、修约、计算,化验留有人工纠错功能且留痕结果经审批完成后自动进入下一环节,化验管理业务流程见图1.

图1 化验管理流程示例图

5) 报告管理主要包含了编制、审核、批准、发布报告等,在线审核、电子签章,根据需求开放报告远程查询访问功能。

3.3 数据采集

当采用人工采样方式或机械化采样设备不具备数据采集功能时,要采用人工录入方式将信息采集到系统中。对人工制样,采用人工录入或移动终端扫码录入,将样品制样过程中的相关信息和数据采集到系统中。智能制样系统数据采集具有专用采集接口,可与该系统实现数据交互和通讯。

通过天平客户端统一管理样品称重信息,在称重过程中,天平上质量数据发送到系统中,实现数据共享,通过后台的标准方法配置,系统自动检测天平上传的数据信息是否符合标准要求,也能提示是否需要进行下次检查性干燥、灼烧等。系统支持全水分、水分、灰分、挥发分、黏结指数等通过天平计算结果的化验项目。对于全硫、发热量、灰熔融性等检验项目,首先在仪器上修改接口配置,然后读取天平上称量的样品数据,选择样品编号后,将天平称重的数据发送到仪器上开始做试验。

化验过程中存在的其他相关拥有数据通讯功能的设备仪器,利用化验仪器提供的数据串口,通过设计相应的接口服务将仪器产生的数据自动读取到数据库中,实现仪器数据的自动采集,称重流程图见图2.

图2 称重流程图

试验数据一键采集,自动从各种化验设备上采集化验结果,化验员只需点击鼠标和天平发射按键,即可生成最终的化验结果,系统可自动判别是否超差、然后汇总到负责人处,判别是否合格,确认报出。

3.4 化验室资源管理

化验室资源有人员、设备、仪器、物料、方法、备品、环境、标准物质等,对化验室人员的信息设立权限查询,对检验人员检验业务权限进行控制。设备仪器申购、物品采购、验收、检定校准、期间核查、报废等,对应自动生成相关的记录。系统提供检测过程采、制、化等相关方法的管理,包括方法的验证与测试项目的关联性等,确保测试方法有据可依。环境设施的管理,如温度、湿度等,通过采集数据生成相应的记录;标准物质的管理,包括标准物质基本信息、标准值、使用情况、使用期限等,对应生成标准物质相应记录。

3.5 系统管理

系统支撑全功能运行的字典管理,对所有操作及修改、删除,具备日志记录功能,依据业务特点进行配置。以发热量和灰分等结果为触发点设置自动报警,实时传至管理人员,修改删除功能只限管理人员。系统支持数据输入自动校对、计算及换算、牌号确定、自动形成化验单并支持打印及自定义流程,若中间需自定义某个环节,由系统管理员设定。

3.6 统计分析

基于数据分析,通过报表、柱状图、饼图、雷达图等方式实现,可根据实际需求实施数据分析计算,根据日计划量、实际完成量分析每日工作完成情况。通过设定数据计算规则,实现数据自动计算,并通过相应的方式导出。

3.7 手机移动管理(APP)

系统运行后,完全摆脱了纸张的依赖,使用4G网络或WIFI功能均可实现数据的快速共享、发布。样品管理方面包括移动采样、样品接收、样品检测进度及状态查询,审批管理主要是移动报告审核、移动报告审批等,通过系统的审批流程配置,可采用移动终端对检测报告进行审核和审批。系统完善数据查询模块以及严谨的权限管理体系,工作人员得到授权后,可通过移动终端随时随地查询已授权的实验数据,通过样品编码、样品日期等条件查询样品受理情况、制样情况、检测人员、检测进度及检测结果等实验数据,并可对检测人员的工作量进行实时统计。

4 效 果

煤质信息管控系统在淮北矿业集团使用以来,改变了原化验数据手工填报的情况,实现了化验自动取数、计算、上传,数据不落地。数据

5 结 语

煤质信息管控系统采用目前主流的集成开发环境,融合了淮北矿区质检设备的基础条件及目标需求,以标准、规范的方式进行设计和编码,数据格式兼容淮北矿业集团原有的运销管理系统,在样品编码、流程管控、数据采集、资源及手机移动管理上体现出数据使用便捷安全、人机交互性好的特征,为煤质信息管控寻到了新的途径。