王德龍

摘? 要：模塊化技術(shù)及其應用范圍逐步擴展，取得顯著的經(jīng)濟效益。本文通過闡釋“模塊化”的本質(zhì)含義及特征，結(jié)合煤礦輔助運輸系統(tǒng)的特征，文章認為將模塊化理念引入煤礦輔助運輸系統(tǒng)領域具有顯著的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：模塊化;煤礦輔助運輸;效率;平臺化

“模塊化”這一概念最早是由赫爾伯特·西蒙在1962年提出。模塊化最初僅應用于技術(shù)設計領域[1]。其后很長時期內(nèi)“模塊化”的概念并沒有受到人們的重視，直到20世紀80年代IBM360電腦的設計和生產(chǎn)運用模塊化方法，取得了空前成功，才引起經(jīng)濟學界、管理學界的廣泛關(guān)注。如今，模塊化的思想已經(jīng)形成了巨大的沖擊力，越來越多的產(chǎn)業(yè)開始探索本產(chǎn)業(yè)的“模塊化之路”。不僅制造業(yè)顯現(xiàn)出模塊化的趨勢。服務業(yè)也出現(xiàn)了模塊化的浪潮。作為煤礦重要生產(chǎn)系統(tǒng)之一的輔助運輸系統(tǒng)，擔負著礦井除煤炭運輸以外，人員、材料、設備和矸石等各種運輸任務，是一個及其復雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，多生產(chǎn)要素投入，多運輸產(chǎn)品產(chǎn)出構(gòu)成了基本技術(shù)特征。它的高時效性要求各個作業(yè)環(huán)節(jié)必須緊密鏈接。在這樣一個生產(chǎn)過程相對復雜的系統(tǒng)中，能否組織形成模塊化的思維，構(gòu)建模塊化的運輸模式？

一、“模塊化”的定義及特征

模塊化可分為狹義模塊化與廣義模塊化，狹義模塊化指由模塊組合成的模塊化產(chǎn)品。廣義的模塊化是一切由典型的通用單元組合成的事物。隨著模塊化應用的發(fā)展，更多的學者將模塊化理論作為一種新的方法論。研究顯示：模塊化從最初作為一種產(chǎn)品設計方法，逐步向系統(tǒng)研究方法論角度轉(zhuǎn)變，模塊化提供了一種思想，借助這種思想，我們可以將其應用于許多領域的研究。

在模塊化系統(tǒng)中的模塊主要具有以下特征：第一，模塊是可組合的獨立單元。這里有兩個關(guān)鍵詞，一是獨立;另一個是可組合。模塊是系統(tǒng)的組成部分。模塊可以組合成新系統(tǒng)，也可以從系統(tǒng)中分離、拆卸和更換。不能從系統(tǒng)中分離出來的單元，不能算是真正的模塊。第二，模塊具有確定的功能?！澳K”并不是一個不能再細分的簡單生產(chǎn)環(huán)節(jié)。而是一種半獨立性的、半自律性的子系統(tǒng)。第三，模塊是一種“標準”的單元。第四，模塊具有能夠組合成系統(tǒng)的接口。

二、構(gòu)建“模塊化”的可行性

（一）構(gòu)建模塊化結(jié)構(gòu)將有助于提高煤礦輔助運輸系統(tǒng)的運輸效率。眾所周知，輔助運輸是礦井各生產(chǎn)系統(tǒng)中最為復雜的環(huán)節(jié)。而模塊化是解決復雜系統(tǒng)問題的一種行之有效的方法。煤礦輔助運輸系統(tǒng)是一個由機車、車輛、物料、人員等要素組成的一個龐大系統(tǒng)，具有開放性、非線性、隨機性及隨時間動態(tài)變化等基本特征。在煤礦輔助運輸系統(tǒng)內(nèi)部，單一作業(yè)模塊內(nèi)或多種作業(yè)間的關(guān)系復雜。組成較長的生產(chǎn)鏈條。按運輸方式分，煤礦輔助運輸系統(tǒng)可分為斜井提升運輸、立井提升運輸、平巷運輸與采區(qū)運輸，它們可全部或部分擔當整個運輸系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)、一道工序。既相互獨立，又相互關(guān)聯(lián)。為運輸人員、物料提供相應的服務。按運輸工具分，煤礦輔助運輸系統(tǒng)可分為軌道輔助運輸和無軌輔助運輸兩種。軌道輔助運輸以鋪設雙軌或懸吊單軌為主要特征，采用架線電力、防爆柴油機、蓄電池和鋼絲繩為牽引動力;而無軌輔助運輸則以膠輪或履帶為行走機構(gòu)，采用防爆柴油機、蓄電池等為牽引動力。采用何種運輸方式與運輸工具直接決定著煤礦輔助運輸系統(tǒng)的整體效率。

（二）構(gòu)建模塊化結(jié)構(gòu)將有助于提高煤礦輔助運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。與其他生產(chǎn)系統(tǒng)相比，煤礦輔助運輸系統(tǒng)具有特殊性，主要表現(xiàn)在：（1）運輸線路隨工作地點的伸縮或遷移而經(jīng)常變化;（2）運輸線路水平或傾斜互相交錯連接;（3）工作地點分散，運輸線路復雜，運輸環(huán)節(jié)多;（4）待運物料品種繁多，形狀各異;（5）井下巷道空間受限制，并有瓦斯和煤塵等爆炸性物質(zhì)，需用防爆凈化設備。煤礦輔助運輸系統(tǒng)的特殊性使得輔助運輸生產(chǎn)過程更需要擁有有效的協(xié)調(diào)機制，通過建立有效的協(xié)調(diào)機制，拉動機車、車輛、物料、人員等生產(chǎn)要素緊密有序銜接，減少整個系統(tǒng)中的無效環(huán)節(jié)、提高運輸效率[2]。

（三）模塊化可以有效降低煤礦輔助運輸系統(tǒng)中的不確定性。煤礦輔助運輸系統(tǒng)在作業(yè)過程會遇到環(huán)境不確定性、生產(chǎn)系統(tǒng)復雜導致的不確定性等諸多不確定性。與生產(chǎn)系統(tǒng)復雜導致的不確定性不同，作業(yè)環(huán)境的不確定性往往是系統(tǒng)本身難以控制的。煤礦輔助運輸系統(tǒng)復雜導致的不確定性具體是指：在進行輔助運輸過程中，機車、車輛、物料、人員等多要素、多工種相互配合作業(yè)，每一工種作業(yè)又分解為若干操作，單一作業(yè)內(nèi)部或多種作業(yè)間的關(guān)系復雜，組成的生產(chǎn)鏈條較長，復雜的輔助運輸系統(tǒng)中任何一點產(chǎn)生的不確定性都有可能打亂原定計劃的運輸生產(chǎn)，對生產(chǎn)過程產(chǎn)生不利影響。

模塊化結(jié)構(gòu)在明晰各模塊在系統(tǒng)中的地位、作用和功能信息的基礎上，形成標準化的“接口”信息。這些標準化的“接口”實際上是系統(tǒng)對各模塊輸出數(shù)據(jù)的質(zhì)量、數(shù)量提出可量化的具體要求，有助于敦促各模塊主動消除模塊內(nèi)部生產(chǎn)過程中的不確定性。通過構(gòu)建模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，煤礦輔助運輸系統(tǒng)可以將系統(tǒng)風險分解到各個模塊中，從而降低了生產(chǎn)過程不確定性對系統(tǒng)整體的影響，將損害程度降到最低。在一定程度上可以緩解由于輔助運輸系統(tǒng)復雜性導致的不確定性。

（四）模塊化可以有效提高煤礦輔助運輸?shù)倪\行效費比。煤礦輔助運輸系統(tǒng)是個比較復雜的問題。一個大型礦井，既有綜采綜掘，也有日常的人員材料和矸石等的運輸，還有綜采設備的搬家，物料運輸量異常龐大;同時隨著近幾年煤礦開采裝備的升級改造，新投入設備的噸位及體積較以前都有大幅提高，尤其是“三超”（超長、超高、超寬）設備的運輸給輔助運輸系統(tǒng)的安全、高效運行帶來嚴峻挑戰(zhàn)：每件“三超”設備由于形狀各異，使用普通礦車是無法進行運輸?shù)?，只能針對每件“三超”設備對礦車進行相應改造，來滿足設備的運輸要求，而且在運輸過程中，由于改造礦車安全因素及支撐結(jié)構(gòu)的不確定性，導致“三超”設備在運輸過程中的運輸效率及安全性降低，影響到輔助運輸?shù)恼w效費比的提高。

要實現(xiàn)礦井輔助運輸系統(tǒng)的低成本、高效能安全運行，就必需通盤考慮，全面規(guī)劃，爭取從供料到用料地點盡量采用連續(xù)直達運輸，力求減少中途轉(zhuǎn)載和停頓。由于模塊具有不同的組合可以配置生成多樣化的滿足用戶需求的產(chǎn)品的特點，同時模塊又具有標準的幾何連接接口，基于模塊化理念的模塊化平臺設計可以有效解決輔助運輸系統(tǒng)中超量運輸及“三超”設備的運輸難題，通過對輔助運輸系統(tǒng)與運輸產(chǎn)品的全面規(guī)劃，將不同的運輸對象進行分類，并通過模塊化運輸平臺的配置，實現(xiàn)對不同運輸對象的全面覆蓋。模塊化運輸平臺設計不是面向單個的運輸對象，而是面向整個系統(tǒng)。它的設計模式可用下式表達：

專用運輸工具（車輛）=通用模塊平臺（不變部分）+準通用模塊（改型部分）+專用模塊（針對運輸對象的新設計部分） 模塊化運輸平臺產(chǎn)品設計是基于已建立的通用模塊系列，資源共享、繼承性強，可減少低層次的重復勞動;設備由通用模塊運輸平臺組成，設備構(gòu)成具有柔性，對變化的需求可作出快速反應;模塊運輸平臺可以經(jīng)反復使用、優(yōu)化，安全性強，可靠性高;模塊化運輸平臺的通用化、系列化程度高，可大幅提高輔助運輸系統(tǒng)的效費比，降低全流程運行成本。

總結(jié)：隨著我國煤礦生產(chǎn)技術(shù)裝備的改善和提高，煤礦采掘現(xiàn)代化程度有了迅猛的發(fā)展，我國煤礦的采掘現(xiàn)代化程度已經(jīng)比較高了，從目前形勢出發(fā)，我國煤礦要想進一步挖掘自身的潛力，降低成本，提高勞動效率。只有不斷提高輔助運輸系統(tǒng)的模塊化理念，這是大幅提高礦井全員效率，降低煤炭生產(chǎn)成本，增加企業(yè)經(jīng)濟效益的最好方式。

參考文獻：

[1] 青木呂彥，安藤晴焉.模塊時代：新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)[M].上海：上海遠東出版豐七，2003.

[2] 顧良豐，許慶瑞.產(chǎn)品模塊化與企業(yè)技術(shù)及其創(chuàng)新的戰(zhàn)略管理[J].研究與發(fā)展管理，2006（02）.