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神东:激活煤炭生产数据价值

发布时间:2024-05-16 点击量:330次

作者:尚军梅 来源:中国煤炭报

走进神东科技大厦一个会议室,记者看到,国家能源集团神东煤炭公司智能技术中心一名工作人员输入账号、密码,登录神东生产管控平台,该公司13个煤矿、11个洗选厂的主要生产环节实时数据,在电脑页面上“飞”入数据仓库。

5年前,就在同一个会议室,智能技术中心的几名初创人员还在为神东生产管控平台的架构问题,争论不休。如今,这个平台累计采集数据点位124.2万个,存储数据40.4TB、12万亿多条,日均入库数据144亿条。

截至今年2月,神东生产管控平台已实现井下40733台套生产设备联网,设备数据采集上传率达78.5%。

看着电脑屏幕上跳动的数据,神东煤炭公司党委委员、副总经理贺海涛很有感触:“特别是近两年,神东生产管控平台确实发挥出了大作用。”

作用大在哪儿?在贺海涛看来,主要有三个方面。

一是管理维度发生变化。过去煤矿管理主要考核设备故障率,现在考核有效开机率,有效开机率越高,设备检修时间越充分,检修越充分,设备可靠性越高,形成正循环。

二是远程监管。管理人员不用下井,在办公室里就能实时监控,有问题还能及时干预,保障了安全生产。

三是管理移动化。“平台+手机”,倒逼生产组织模式变革,生产管控从“一人盯一个点”到“一人一车一盘区”。

依托神东生产管控平台,神东煤炭公司月调度电话可减少3万多次、节省沟通时间217小时。

13个煤矿机电设备平均有效开机率从95%提升至98%,年降低电耗约1400万千瓦时,节约电费约1100万元。

92台变频胶带机每年节省56万多公里运输里程,减小胶带机磨损节约费用约600万元,年节约电费约5120万元。

现在,神东生产管控平台已成为一线员工的手头工具、各级管理人员的监管“望远镜”、决策层的“驾驶舱”。

一切从建设数据仓开始

时间回到2018年。当时,神东煤炭公司党委决定成立神东工业控制自动化项目组,开展神东生产管控平台自主研发工作。

“领导交代的任务是建设一个数据仓,把井下生产数据存储起来。”神东煤炭公司智能技术中心副主任郭宏伟说。

为此,神东煤炭公司成立了一支22人的研发团队,涉及计算机、采矿、安全等专业,成员平均有6年井下工作经验。

智能技术中心软件研发部经理张云亮,2010年来到神东煤炭公司后一直从事软件研发工作,是神东生产管控平台研发初期4名比较有技术基础的成员之一。

张云亮介绍,当时大家边学习边研发,2019年初,内部出现了分歧——是基于采、掘、机、运、通等系统去搭建模型,还是基于地理位置搭建模型?

“最终选的是后者。现在看来,这种模型比较好理解。”张云亮说。

2019年9月,他们建成煤炭行业首个全时全融合生产数据仓库,以中心区域5矿6井的生产数据采集为试点,实现现场标准、非标准和业务型生产数据采集、存储和规范管理。

“一般是我们先跟着厂家学,再培训各矿智能运维人员,让他们按照标准安装,根据实际情况调校、完成数据上传。”智能技术中心程序员赵志平说。

2020年9月,神东生产管控平台在13个煤矿上线,实现移动APP监测全覆盖,并以寸草塔二矿为试点开始矿井监视控制系统的探索。

“我们矿在2020年7月成立了智能运维队,专门负责数据采集和井下地面网络设施维护。”布尔台煤矿信息化主管杨清保说。

2021年,矿井监视控制系统开始在布尔台煤矿等7个煤矿推广应用,实现了设备远程控制、集成展示等,而数据采集、组态开发移交至各矿智能运维队。

此后,神东生产管控平台日趋完善。2022年,智能技术中心开发了能耗在线监测、综采态势感知等27个子系统,完成了洗选一体化管控平台架构设计和基础搭建。

2023年,智能技术中心开发了煤岩识别、洗选态势感知等15个子系统,以及危险区域禁入等7种模型训练。同年,神东洗选管控平台上线,神东煤炭洗选中心11个洗选厂21大类2900多台主要生产设备的基础数据实现实时上传。

“截至目前,我们采集点位26万多个,存储数据4000多亿条,每天还有几千万条的数据在持续上传。”神东煤炭洗选中心智能化主管王安佳说。

郭宏伟将神东生产管控平台誉为“从煤矿工人中走出来的软件”,一方面让软件贴近煤炭生产现场,另一方面让煤炭工人参与程序开发。

“在这个过程中,我们培养了一批既懂煤矿专业,又懂程序开发,并且紧贴现场的高素质复合型人才。”郭宏伟说。

截至目前,智能技术中心研发团队已增加至40多人,累计培养了13个智能运维团队。

煤炭生产数据基座日趋夯实

夯实数据基座,实现“从0到1”,布尔台煤矿智能运维队技术员王嘉楠及矿山数据分析班机电技术员张宇强、数据维护员王浩宇和贺鹏,干的就是这些基础性工作。300多台基站、交换机、服务器等设备、网络维护,采、掘、机、运、通等各大系统数据采集分析,都是智能运维队的工作。

“我们要确保数据采集准确、网络传输稳定,还要建立模型把数字串‘翻译’成普通人能理解的语言,并以数据或画面显示在电脑等终端上。”王嘉楠说,比如“米”数的模型,采集到的是数据5,要建立模型把数据与单位关联起来,监控画面上才能显示“5米”。

“目前,我们已建立了440多种模型。”杨清保说。

在石圪台煤矿,智能运维队虽未分设班组,但同样承担了数据采集分析和通信网络维护工作。“设备采集点位的增加或减少,日常数据采集分析等,都由我们负责。”石圪台煤矿智能运维队负责人郭凯说。

在石圪台煤矿井下大巷,每500米到800米布置1台基站,顺槽或其他位置根据需要布置。“目前,我们井下布置了150台基站,基本上满足了数据采集需求。”石圪台煤矿智能化主管李新说。

这样的井下通信设施,神东煤炭公司每个矿井下都有,它们共同搭建了数据传输的“高速公路”。杨清保介绍,井下大部分设备都配有传感器或相应装置,但参数及数据点位要根据井下情况进行调整。

在这个过程中,遇到的一大难题是各设备厂家通信协议不统一。他们要对接厂家,向厂家核实每个点位的功能及数据代表的含义,“翻译”之后才能准确读取上传数据。如井下变电所设备保护器里设置“11”代表电流,采集的数据“11”对应的就是电流的点位,并实时呈现在监控画面上。

为了统一数据标准,神东煤炭公司编制了生产数据采集存储标准与管理规范、业务数据管理办法等制度文件,规范生产数据标准化管理流程,统一机电生产数据模型标准以及命名、采集、存储标准。

“针对协议不统一问题,2018年以来,我们做了大量工作,有的设备特别是新设备采购时,已将通信协议标准写进标书和采购合同。”张云亮说。

如今,神东生产管控平台采用分散式结构部署在神东煤炭公司中心侧及下属厂矿。各厂矿智能运维队侧重负责数据采集与通信维护,智能技术中心主要根据厂矿实际需求开发软件供其使用。

数据正在释放强大的生产力

布尔台煤矿机电二队主要负责井下12煤的几个变电所和一盘区、二盘区的水泵房运行。依托数据支撑,技术人员开发了远程控制程序。现在,工作人员坐在集控室,点点鼠标就能停送水、电。

变电所和水泵房实现无人值守。机电二队原来2个水泵房三班共8人,顺槽排水三班共12人,现在都已转岗。

机电二队管理人员李延军说,以前在井下水泵房一个班得人工巡查2遍,现在人不用下井,看数据就知道如何处置。

依托数据支撑,神东煤炭公司13个煤矿相关系统年减少人工里程约1.36万公里,主运输、供配电、供排水三大系统428个岗位实现无人值守,28个综采工作面实现机头看护工、马蒂尔司机、控制台司机三岗合一,员工在地面就能上岗。

类似场景,也发生在神东煤炭洗选中心11个洗选厂。以前,一个原煤洗选车间一般需2个固定岗位工,工人走出车间算违章。现在,原煤洗选车间设备和环境参数实时监测,无人值守,原来的工人已充实到检维修队伍中。

在布尔台煤矿调度室,除了井下实时生产数据,记者在电脑上还看到了布尔台洗煤厂煤仓的实时数据。“3号仓、4号仓装的是布尔台煤矿的煤,我们可以根据煤仓煤量及来车情况调整产量,防止煤仓顶仓或车等煤。”一位工作人员介绍。

在神东煤炭洗选中心集控室,记者看到一洗选厂煤泥压滤系统的实时画面,耙位显示84毫米,扭矩超5%。王安佳解释说,耙位和扭矩代表煤泥量,扭矩越大,说明煤泥越多,操控人员会根据煤泥量来调整压滤机的处理能力。

布尔台煤矿调度室工作人员说,他们时常关注综采设备的有效开机率:“开机率越高,说明有效生产时间越长,故障率越低,在管理上会有相应考核措施,若遇特殊情况也可先报备,会综合考量。”

依托神东生产管控平台提供的综采态势感知等数据分析应用,一图可监控13个煤矿28个综采智能工作面,11个洗选厂18套洗选分选系统,46个原煤仓、59个产品仓,18套装车系统生产情况,将生产指挥人员从繁重的电话沟通、大量工业视频监控工作中解放出来。

神东煤炭公司生产管理部通过矿压监测预警系统,实现所有综采工作面矿压数据自动上传存储、自动计算分析、周期性来压预警,为支架设备选型和矿压治理提供了大数据支撑;机电管理部通过综采智能工作面评价系统,使28个综采智能工作面整体干预率降低30%、自动化率提升10.06%。

“目前,我们正在依托神东煤炭公司西安研究院开发人工智能(AI),发展AI+大数据,推动数据价值不断释放,发展新质生产力,赋能企业数字化转型。”贺海涛表示。