智能矿山-生产经营管理系统

 智能矿山生产经营管理系统

 

 

系统界面图—生产分析看板

 

一、系统简介

  智能矿山生产经营管理系统是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上，综合考虑矿山生产、管理、经营、安全、效益、环境和资源等各类因素，并运用计算机、网络、通信、虚拟仿真、自动控制及监测等技术对矿山各类信息资源进行全面、高效、有序管理的系统，改善企业经营管理模式，让经营管理更加公平、公正、安全、合理、高效。生产经验管理系统涵盖了矿山企业生产经营的全过程，通过对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、模型化、可视化、集成化和科学化管理，达到安全、高效、低耗生产的过程。

  产品经过近二十年持续改进，标准产品已涵盖智能化矿山建设要求中的所有系统，包括生产计划系统、生产技术系统、生产调度系统、经营管理系统、设备全生命周期管理系统、物资供应系统、仓储管理系统及BI分析平台等。产品采用统一接口规则，可和其他信息系统数据无缝对接，实现多系统数据的互联互通，为智能化矿山建设提供数据支撑。

 

二、 项目意义及必要性

（一）降低矿山劳动强度，提高工作效率

  通过智能矿山生产经营管理系统，可以了解整个矿山所涉及的信息过程，特别是矿山系统多体之间信息的联系和相互作用的规律。以计算机为工具建立的原始资料数据库和矿床模型，可随时在计算机上高效、便捷查寻。利用这些数据建立地质模型；进行不同矿种不同品位的资源管理和资源评估，也可以利用地质模型进行矿山设计、井下测量、安排生产进度、优化参数等功能。

  智能化矿山以开采生产计划编制为基础，依据实际的矿石开采量和矿石品质数据，调整计划目标和重新编制生产计划。针对实际生产过程中设备生产能力改变、突发故障等不确定情况，研究采矿设备调度优化方法，在无线网络的支持下，对现场开采生产进行监控并提出动态调整建议和措施，使得采矿生产满足计划要求以及采矿生产成本最小化，提高生产效益和社会效益。

（二）化解矿山风险隐患，增强安全体系

  智能矿山建设的目的，就是要通过将矿山各种信息系统、计算技术和工业控制的有机整合，最大限度合理调配各种资源，最优化地控制与调度各种装备与设备，实现矿山管理的科学性和生产的安全、 高效、 经济和矿产资源利用的最优化。

  智能矿山是对真实矿山整体及其相关现象的统一性认识与数字化再现，可以有效利用数字化的方式，对环境进行监测和监视。对生产空间的各种信息进行采集，建立各种分析模型。对采集的信息进行加工处理，化解开采过程中的高危险、高危害因素，预防可能发生的种灾害事故，做到重大事故的提前处理，把事故消灭在隐患之中。降低开采风险，降低工人劳动强度和保障生产人员的安全。通过智能矿山生产经营管理系统，提高矿山安全生产管理能力，进一步提升矿山技术管理水平，为安全生产决策提供技术保障，最终实现基于数字化、信息化和管理现代化的本质安全型矿井。

（三）合理开发资源，减少资源浪费和环境污染

  随着现在高品位的矿山、易采矿石越来越少，低品位矿石和埋藏深度大的矿石越来越多，越来越难采、难选。数字化矿山，一方面可以重新圈定矿体和计算储量，另一方面也可以为降低采矿成本提供有效的途径。智慧矿山生产调度管控系统后，可优化工业指标，根据不同产品的厂家对原料的要求，通过有目的、有计划地采矿，富矿石与中低品位矿石按一定比例配矿成为商品矿，也增加了中贫矿石的利用率。智能矿山有利于合理开发资源，充分利用中低品位矿石，综合利用多组分矿物资源，优化品位指标。同时，通过建立矿物模型，查明三维空间各矿物定量分布规律，通过定点采矿和按比例配矿，保持人选矿石中矿物含量有利配比，提高选矿回收率，降低选矿药剂的用量，减少资源浪费和环境污染。

 

三、相关国家、行业、地方标准、验收办法

（一）、GB/T 51272-2018 《煤炭工业智能化矿井设计标准》

     （1） 2.0.3 矿井信息管理平台mine information management platform 实现矿井安全、生产、经营管理信息化所需的硬件与软件的集合。

 （2） 4.1.1智能化矿井总体架构应包括矿井监控及自动化平台和矿井信息管理平台。

【条文说明】4.1.1本条规定了智能化矿井构架的基本组成。矿井监控及自动化平台应能实现矿井生产系统、安全系统、辅助系统等的监测、控制，并应满足矿井信息管理层对其数据采集、计划及管理的需要；矿井信息管理平台应能处理生产操作和生产管理数据，形成统一的数据集成平台，进行动态调度与计划，并实现矿井生产的综合指挥和决策支持。

3. 4.1.3矿井信息管理平台应能处理生产操作和生产管理数据，形成统一的数据集成平台，进行动态调度与计划，并实现矿井生产的综合指挥和决策支持。

  【条文说明】4.1.3本条是对矿井信息管理平台基本功能的要求。主要包括矿井信息管理平台的硬件和软件，通过各种业务应用模块，对矿井监控及自动化平台所监控与采集的数据和矿井管理的数据进行分析和处理，得出分析结果及解决方案。

（4）4.4.3矿井信息管理平台软件应包括一站式门户管理、矿井安全管理系统、矿井生产管理系统、矿井经营管理系统和决策支持等软件。

（5）6.3 矿井生产管理系统

          6.3.1 矿井生产管理系统应包括生产计划及调度管理、生产技术管理、机电设备管理等系统。

          6.3.2 矿井生产管理系统的功能应符合下列规定：

          生产计划及调度管理系统应具有生产计划及日常调度管理功能，可根据企业ERP数据实现生产计划排产；

         机电设备管理系统应具有健康状况的远程在线诊断功能，应具有定期自动运维管理及配件库存识别功能；

          生产技术管理系统应具有规程措施编制、技术资料、专业图纸设计、采掘生产衔接跟踪、工程进度跟踪、生产与技术指标等无纸化管理功能。

（6）6.4 矿井经营管理系统

       6.4.1 矿井经营管理系统应包括办公自动化管理、企业ERP等系统，各系统之间应能交互数据。

       6.4.2 办公自动化系统应具有无纸化流程办公、任务消息提醒、邮件提醒等功能。

      6.4.3 企业ERP应包括财务管理、成本管理、合同管理、运销管理、物资供应管理、仓储管理等系统，且应提供规范化数据接口。

（7 ）6.5 决策支持系统

      6.5.1 矿井决策支持系统应能够对生产系统和管理系统数据进行融合，且应能建立分析模型。

      6.5.2 决策支持系统应具备以下功能：

     应建立矿井重点作业区域安全等级评价模型，综合分析评价作业区域的安全状况，宜建立风险评价体系，分析预测作业区域事故发生的可能性；

     宜建立动态排产模型，有效分析ERP中的经营数据，结合生产管理数据制定合理的排产方案，对矿井生产和运输物流环节进行合理调度；

    应建立大型设备运维及管理模型，合理调整设备检修及大型耗能设备运转时间，对主要生产环节设备健康状况、负荷率、故障停机率、能源消耗等指标进行分析；

     应建立精细化成本核算模型，有效分析队组在生产过程中各类消耗，实现降低生产成本，提升企业盈利能力的目标；

    在事故发生后，应能够结合具体应急预案自动提供救援人员、救援物资、救援装备、事故现场环境、逃生路线等信息，能够对现场事态发展进行跟踪管理。

  【条文说明】6.5.2作业区域安全等级评价模型主要实现对矿井重点作业区域安全等级评价，可通过对影响作业区域的环境安全因素进行综合评价，分析作业区域的安全状况；风险评价模型可对导致作业区域产生事故的风险因素进行综合评价，预测事故发生的可能性。

  时间调度模型主要实现合理调整设备检修及大型耗电设备运转时间，实现节能降耗；大型设备运维及管理模型实现对主要生产环节（采煤机、刮板机、转载机、顺槽皮带、主运皮带、装载机、提升机等）设备的健康状况、负荷率、故障停机率、能源消耗等指标进行分析，优化设备运转效率。

 

（二）、自然资源部  DZ/T 0376-2021 智能矿山建设规范

1. 其中11.4 监控调度与协同管理：

  （1）11.4.2 应建设采矿、选矿调度指挥系统，统一调度、指挥、监控人员及设备；并根据应用需要配置计划和调度优化功能，实现高效生产和协同作业。

  （2）11.4.3 应建设矿山采矿、选矿生产执行管理系统，实现生产、设备、质量、技术、安全等生产相关过程的信息化综合管理，实现矿山大数据在线采集、自动统计、图形化展现和实时分析。

  （3）11.4.6 集成监控平台、调度指挥系统、生产执行系统、经营管理系统及其他相关信息化系统在数据录入、修改、查询、导出、统计、分析及预警等功能方面宜建立统一操作标准和展现标准，应利用企业数据中心和数据服务系统实现数据和功能融合。

         2.  11.5 决策分析

 （1）11.5.1 决策分析系统应具有高度开放性、兼容性、扩展性，并具有大数据综合集成能力，实现与生产调度、管理系统嵌入式集成和融合。

 （2）11.5.2 系统应具有大数据统计和分析功能，可用于矿产资源、生产、设备、质量、能源、安全、环境保护、节能减排、财务、物资、人力等生产经营数据的统计分析。

 

（三）自然资源部：《非金属行业绿色矿山建设规范》等9项行业标准、《绿色矿山评价指标》

 

 

其中：9 科技创新与数子化矿山

      9.1.2 建设数字化矿山，实现矿山企业生产、经营和管理信息化。 

      9.3.2 建立数字化资源储量模型与经济模型，进行矿产资源储量动态管理和经济评价，实现地质矿产资源储量利用的精准化管理。

      9.3.5 宜采用计算机和智能控制等技术建设智能化矿山，实现信息化和工业化的深度融合。

 

（四）、国家能源局 国家矿山安全监察局《煤矿智能化建设指南（2021年版）》

  其中经营管理系统要求：

  建立统一的智能化经营管理平台，支持煤矿各业务应用的全面一体化集成，打通管理孤岛、数据孤岛；构建“人财物一体、产运销一体、业务全面互联互通”的智能化经营管理平台，覆盖煤矿的管理决策、财务、生产、人力、物资、机电、计划预算、安环、调度、项目管理等领域；建设数字化决策体系，实现经营数据、生产数据、绩效数据、管理分析数据等实时展现，为经营决策提供参考、经营管理提供依据、生产提供数据、绩效提供指导；建设煤矿设备全生命周期管理系统，整合设备台账管理、设备运行数据、设备维护记录等，针对特定设备提供专家运维建议和超前预测，实现设备的全生命周期管理；强化运销体系智能化管理，构建完整运销体系，实现一体化集中运销；利用移动应用、条码技术，提高业务效率，降低人工成本，实现矿山管理的智能化。

 

（五）、工业和信息化部 国家发展改革委 自然资源部《有色金属行业智能工厂（矿山）建设指南（试行）》

  其中生产经营管理要求：

　　采用业务驱动和数字驱动相结合的管理理念，围绕设备、能耗、化验、计量、物流等矿山核心业务主线，建设集成、智能、协同的生产经营管理系统。

　　（1）设备维护

　　建设设备远程智能监控和预测性维护系统，提升设备处理能力并保证设备安全，降低系统维护工作量，减少生产故障导致的停车时间。针对矿山生产装备、生产流程操作以及生产管理等多级监测、控制以及决策优化系统，鼓励有条件的矿山实现故障诊断定位、分析以及纠偏。

　　（2）能耗管理

　　建设由能耗计量装置、数据传输系统及监控平台组成的矿山能耗实时监测系统，实现矿山固定设施及大型作业装备等的实时能源消耗监测、能耗统计、故障分析、数据追溯。鼓励有条件的矿山采用具有无线抄表功能的智能化能耗监测方案，降低系统部署及运维成本。鼓励企业建设矿山能耗优化调度系统，以企业能源实时成本、产能指标、生产计划为决策依据，建立矿山能耗优化模型，动态调节矿山大型用电耗能设施、装置的作业计划，降低矿山整体能耗水平，优化生产能耗成本。

　　（3）化验管理

　　建设实验室化验分析管理系统(LIMS)，实现对有色金属复杂矿物成分、矿石品位等指标化验过程的在线实时监测与管理，对实验室化验数据和信息进行收集、分析、报告和管理，实现业务流程、样品记录、人员、仪器设备、标物标液、化学试剂、标准方法等方面的集成管理。

　　（4）物流管理

　　建设称重计量无人化管理与智慧物流系统，针对原料采购、成品销售及厂内物资倒运、物资调拨过程进行计量管理，实现地磅无人化管理和物流跟踪功能，对称重计量数据进行自动采集、实时监控，实现数据的查询、统计、汇总、共享，解决计量数据的真实性、性、准确性和实时性问题。结合定位系统，实现对车辆进出场实时定位，实现材料物资称重、化验质检管理、在途跟踪以及相关订单信息的综合管理。

 

（六）、国家能源局《智能化示范煤矿验收管理办法（试行）》

其中第一部分 智能化井工煤矿 建设条件 I 类煤矿评价指标：智能化园区与经营管理系统

 

 

（七）、地方标准：山西省煤矿智能化建设指导手册 （2021 年版）

 

 

 

  其中3.5 智能综合管控平台，3.5.3 集中控制中心

  初级智能化：实现一体化生产计划协同编制、多层级多业务协同调度、生产综合监控、设备全生命周期管理。

  中级智能化：在初级的基础上增加生产、运营、成本、经营、绩效等方面的模型算法,基于 GIS 平台的生产运营信息动态可视化,智能化分析和自助化服务应用。

  高级智能化：在中级的基础上实现高效协同和自主优化,持续提升系统自发现、自决策和自处理问题的功能,采用智能化生产新型管理模式及业务流程。

 

（八）、浙江省自然资源厅 《浙江省智能化绿色矿山建设要求（试用）》

 

  其中6 智控化建设

  6.1 建立管理决策平台。在资源管理、生产计划、生产调度、生产监管、监测监控、统计分析等方面，实现不同维度的数据画像的自动统计、分析，为经营管理提供决策服务，为监管部门提供基础支持。

  6.3 建立生产管理系统。实现可提供计划执行与修正、资源合理利用、产量与质量统计分析、平衡工况的优化调度、异常工况的动态调度、辅助生产调度决策等功能一体化，做到生产管理精准化。

 

 

• 四、矿山生产管理系统

 

  生产管理信息系统主要以生产和经营为指导、以设计为基础、以预算为标准、以市场化管理为手段，实现煤矿生产经营提前有设计、事先有预算、事中有跟踪、事后有结算的全程管理。是以煤矿各类工程的生命周期为主线，每个工程生命周期包含设计、预算、施工、验收、结算这几个关键阶段，对每个关键阶段进行标准化、流程化管理。工程生命周期线如同串糖葫芦的竹签，贯穿了整个煤矿安全、生产、经营管理的各个环节，而各个环节又环环相扣，紧密相连。

  4.1 系统特点

  （1）实现矿井生产计划的滚动编制，自动计算产量、进尺，判断采掘平衡关系，汇总生成集团生产计划；

 

      （2）以生产接续计划为基础，辅助编制设备、材料、人员等相关计划；

 

  （3）动态跟踪计划执行，以图形、图表的形式分析计划完成情况，生成相关的计划报表。

 

  4.2 系统功能

 

矿山生产管理系统界面

 

 

五、矿山经营管理系统

 

  企业经营管理，是对企业整个生产经营过程进行有效的计划、组织、控制、协调及最终的决策。煤矿精益管理信息系统，切实结合管理实质，从人、财、物、供、销等管理方向，建立标准流程、规范业务数据、辅助完善管理制度，在企业经营管理活动中，实现事前预算、事中预控、事后结算的效果，达到利益最大、流程最简、效率最高的目的。

 

    5.1 运销精益管理系统

 

 

    5.2 矿山物资精益管理系统

 

 

5.3 矿山设备精益管理系统

图-生产衔接计划管理

 

图-经营结算管理

 

图-成本分析看板