王碧清 高赟 苗彥平 毛浩 郭艷雄

摘 要：為了利用信息化與智能化技術(shù)提高企業(yè)的管理水平，結(jié)合張家峁選煤廠的網(wǎng)絡(luò)化與信息化平臺以及運(yùn)營與管理現(xiàn)狀，根據(jù)企業(yè)管理與智能化管理的思想，研究并設(shè)計(jì)選煤廠的智能化管理系統(tǒng)的模型，包括管理功能劃分、信息采集與存儲、信息加工與分析、知識庫、決策以綜合評估等模塊，并論述了模塊之間的相互關(guān)系和管理操作流程，為選煤廠智能化管理系統(tǒng)的建設(shè)提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：選煤廠；智能化；管理模型；管理流程；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號：F 272

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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

工業(yè)發(fā)展已經(jīng)走過了機(jī)械化、電氣化、自動化和信息化等4個階段，隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及人工智能等技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，人類社會已經(jīng)進(jìn)入了智能化的發(fā)展時代。為了提升國家的綜合競爭力，德國于2011年提出了“工業(yè)4.0”，其基本內(nèi)涵就是智能化[1-2]。為了推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，增強(qiáng)工業(yè)的核心競爭力，我國于2015年提出了“中國制造2025”，其主攻方向是將智能化技術(shù)用于制造領(lǐng)域——智能制造[3]。在這樣一個技術(shù)的發(fā)展過程中，煤炭企業(yè)在自動化與信息化的建設(shè)方面也取得了長足的進(jìn)步[4]，正在由數(shù)字礦山、感知礦山向智慧礦山的方向發(fā)展[5]。然而，目前我國煤炭企業(yè)的管理架構(gòu)都是基于傳統(tǒng)的人工管理模式[6]，制約了煤炭企業(yè)向科學(xué)、高效、綠色以及智能化方向發(fā)展的進(jìn)程。

張家峁礦業(yè)公司是年產(chǎn)10.0 Mt/a的大型現(xiàn)代化煤炭企業(yè)，目前已經(jīng)建成了以井下千兆工業(yè)以太網(wǎng)、辦公局域網(wǎng)和以3G無線傳輸網(wǎng)為一體的網(wǎng)絡(luò)平臺和企業(yè)信息化應(yīng)用平臺，從安全監(jiān)測到生產(chǎn)過程控制已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了自動化與智能化。但是，在整個企業(yè)的管理方面，雖然用上了網(wǎng)絡(luò)化與信息化的平臺，但實(shí)質(zhì)上仍然是以人為的方式進(jìn)行管理，沒有將由自動化和信息化等得到的生產(chǎn)與經(jīng)營的運(yùn)行數(shù)據(jù)應(yīng)用到管理的分析與決策中，使企業(yè)不能根據(jù)市場對產(chǎn)品的需求變化對生產(chǎn)過程和生產(chǎn)效率進(jìn)行科學(xué)分析與控制，嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)營效益。為此，文中以張家峁選煤廠為對象，依托公司網(wǎng)絡(luò)化與信息化的應(yīng)用平臺，根據(jù)企業(yè)智能化管理的理念，研究并設(shè)計(jì)選煤廠的智能化管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)安全、高效和優(yōu)化的管理目標(biāo)，提高企業(yè)的整體效益。

1 企業(yè)智能化管理理念

管理是指在特定的環(huán)境下通過計(jì)劃、組織、激勵、協(xié)調(diào)與控制等手段，對組織所擁有的人力、物力、財(cái)力、信息等資源進(jìn)行有效的配置、建立秩序、營造氛圍，以達(dá)成預(yù)定目標(biāo)的實(shí)踐過程。

企業(yè)管理就是結(jié)合企業(yè)的實(shí)際（產(chǎn)品、市場、生產(chǎn)條件與工藝、人力資源、物流、財(cái)力以及信息化平臺等），如何規(guī)劃企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、制定生產(chǎn)計(jì)劃、組織與協(xié)調(diào)生產(chǎn)流程、合理地調(diào)度資源（人力、財(cái)力、物力和信息等）以及優(yōu)化企業(yè)運(yùn)作模式，在保證安全生產(chǎn)的條件下實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。

智能管理是智能管理是人工智能與管理學(xué)科、知識工程與系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)、軟件工程與信息工程等新興學(xué)科的相互交叉、相互滲透而產(chǎn)生的新技術(shù)、新學(xué)科，它研究如何提高管理系統(tǒng)的智能水平及智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論、方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)[7]。

企業(yè)智能化管理就是綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化、信息化與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同的管理模式[8]。利用機(jī)器采集、收集與存儲企業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)作過程中的海量數(shù)據(jù)，根據(jù)管理控制指標(biāo)對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用數(shù)據(jù)挖掘與人工智能技術(shù)以及各管理環(huán)節(jié)的要求建立決策知識庫，并與管理者的管理思維相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)決策的實(shí)時性、全面性與科學(xué)性，達(dá)到優(yōu)化決策的目的，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 張家峁選煤廠概況

張家峁選煤廠是原煤處理能力為10.0 Mt /a的礦井型選煤廠。目前可入洗3-1，4-2和5-2等3個煤層的原煤，是優(yōu)質(zhì)的動力、低溫干餾、工業(yè)氣化以及建材工業(yè)用煤。其生產(chǎn)系統(tǒng)有地面和洗選系統(tǒng)兩部分組成。地面生產(chǎn)系統(tǒng)包括原煤倉、準(zhǔn)備車間、地銷煤倉、產(chǎn)品倉、快速裝車站以及相關(guān)運(yùn)輸設(shè)備等，完成原煤的儲存、破碎、篩分、定制化配煤、產(chǎn)品存儲以及銷售裝車等；洗選系統(tǒng)包括塊煤洗選車間（末煤不入洗）、濃縮車間、矸石倉以及相關(guān)運(yùn)輸設(shè)備等，完成塊煤的入洗、篩分和轉(zhuǎn)運(yùn)等，精煤產(chǎn)品有洗大塊、洗中塊和洗籽煤等。采用重介淺槽洗選工藝，生產(chǎn)工藝有原煤破碎裝車、選煤篩分破碎、三產(chǎn)品生產(chǎn)、四產(chǎn)品生產(chǎn)以及破碎與洗選同步等，同時還可根據(jù)市場需求對不同原煤進(jìn)行配煤篩分和入洗等。

近幾年，選煤廠以公司的網(wǎng)絡(luò)化平臺為基礎(chǔ)，在自動化和信息化建設(shè)方面取得了很多成績，目前已經(jīng)建成了生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)、安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)以及辦公網(wǎng)絡(luò)化與自動化系統(tǒng)等。其中包括生產(chǎn)工藝過程與銷售裝車的自動化集中控制、關(guān)鍵設(shè)備工作狀況實(shí)時檢測、配電系統(tǒng)監(jiān)測、生產(chǎn)環(huán)境（火情與粉塵）預(yù)警、視頻監(jiān)測與監(jiān)控、在線檢測與生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的集中存儲以及生產(chǎn)管理與運(yùn)營（煤質(zhì)、設(shè)備維修、庫房、運(yùn)銷、財(cái)務(wù)和人力資源等）數(shù)據(jù)的存儲與管理等。但是，從管理層面而言，僅僅做到了相關(guān)數(shù)據(jù)的采集（收集）與存儲，沒有對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而從中發(fā)現(xiàn)管理中的存在問題和挖掘企業(yè)的產(chǎn)能。

3 選煤廠智能化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)選煤廠的智能化管理，就要從企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃出發(fā)，通盤考慮影響企業(yè)發(fā)展的各個環(huán)節(jié)和因素，構(gòu)建企業(yè)的智能化管理模型。智能化管理模型的核心是如何利用網(wǎng)絡(luò)化、信息化與人工智能技術(shù)對生產(chǎn)經(jīng)營過程中的信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和分析，從而提取用于決策和評估的知識，并結(jié)合管理專家的管理知識對生產(chǎn)經(jīng)營過程進(jìn)行控制，再對企業(yè)的綜合運(yùn)行效果進(jìn)行評估以及控制過程進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到效益最大化的目的。

根據(jù)企業(yè)智能化管理的理念，結(jié)合公司的原煤品質(zhì)、市場需求、生產(chǎn)環(huán)境、人力資源、生產(chǎn)工藝、自動化與監(jiān)測系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化和信息化平臺以及選煤廠的發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)營指標(biāo)等，所設(shè)計(jì)的選煤廠智能化管理系統(tǒng)模型框圖如圖1所示。

智能化管理系統(tǒng)首先在企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的前提下，將企業(yè)的規(guī)劃、計(jì)劃以及企業(yè)在運(yùn)作過程中所收集到的離線信息儲存在信息庫中，同時通過監(jiān)測監(jiān)控（含視頻）系統(tǒng)所采集到的實(shí)時在線信息也儲存到信息庫中，然后根據(jù)不同的目的和功能對信息庫中的信息進(jìn)行加工與分析，將分析所得結(jié)果與結(jié)論存入知識庫中，管理專家或管理人員的經(jīng)驗(yàn)知識等存入管理專家知識庫中，決策系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)信息以及決策規(guī)則制定企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃、人力與生產(chǎn)執(zhí)行調(diào)度、產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制、設(shè)備維修以及財(cái)務(wù)運(yùn)作等方面的控制與管理，并根據(jù)企業(yè)規(guī)劃、經(jīng)營與運(yùn)營指標(biāo)以及實(shí)際運(yùn)營結(jié)果對管理和運(yùn)營策略及模式進(jìn)行綜合評價，對管理與運(yùn)營過程中所存在的問題進(jìn)行調(diào)整（知識庫修正，決策規(guī)則、企業(yè)戰(zhàn)略、企業(yè)文化、經(jīng)營與運(yùn)營指標(biāo)以及人力資源等進(jìn)行優(yōu)化），另外也可以通過專家對信息加工與分析的目的和功能進(jìn)行調(diào)整。

在管理模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)選煤廠戰(zhàn)略規(guī)劃、經(jīng)營目標(biāo)、煤炭生產(chǎn)、銷售、生產(chǎn)與人力調(diào)度、運(yùn)作與生產(chǎn)工藝流程、成本分析以及管理與生產(chǎn)效率等的相互關(guān)系，其智能化管理的流程如圖2所示。在管理過程中，首先制定企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃包括市場目標(biāo)、創(chuàng)新目標(biāo)、盈利目標(biāo)和社會目標(biāo)等4個方面；然后根據(jù)戰(zhàn)略規(guī)劃制定經(jīng)營目標(biāo)，并結(jié)合市場與自身的產(chǎn)品制定銷售計(jì)劃；在銷售計(jì)劃的基礎(chǔ)上制定經(jīng)營管理目標(biāo)，包括產(chǎn)品優(yōu)化、原煤生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)工藝與控制、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測與控制、人員調(diào)度、設(shè)備健康狀況監(jiān)測與評估、設(shè)備保養(yǎng)與維修、能源消耗分析、生產(chǎn)成本與效率分析、安全生產(chǎn)管理與評估、庫房管理、銷售計(jì)劃執(zhí)行以及產(chǎn)品儲運(yùn)與物流管理等；隨著市場變化和技術(shù)進(jìn)步，企業(yè)在管理、生產(chǎn)技術(shù)與工藝等方面都要不斷地進(jìn)行改革和創(chuàng)新；根據(jù)經(jīng)營與運(yùn)營的結(jié)果分析企業(yè)的盈利，在追求利益最大化的同時還要考慮企業(yè)的社會責(zé)任；最后要根據(jù)企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)對各個管理環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合評估與分析，找出問題、修正目標(biāo)，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到效益最大化的目的。

根據(jù)智能化管理系統(tǒng)模型，張家峁選煤廠管理架構(gòu)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化，即自動化辦公、網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸以及生產(chǎn)過程的自動化控制等，而智能化管理的核心是如何根據(jù)企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)充分利用信息化與網(wǎng)絡(luò)化平臺，將管理與生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)有機(jī)的組織起來，建立以大數(shù)據(jù)[9]與人工智能為基礎(chǔ)的分析、決策與評估體系，這些是應(yīng)該進(jìn)一步研究和實(shí)踐的目標(biāo)。

4 結(jié) 論

利用智能化技術(shù)優(yōu)化管理模式和提高管理水平是煤炭企業(yè)普遍面臨的重大課題。以張家峁選煤廠為例，通過對其生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀、運(yùn)作程序以及管理目標(biāo)的綜合分析，結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)化與信息化應(yīng)用平臺，根據(jù)智能化管理理念，設(shè)計(jì)出選煤廠智能化管理系統(tǒng)的模型，其特點(diǎn)是反饋閉環(huán)模式。在模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出智能化管理系統(tǒng)的流程圖，設(shè)計(jì)研究的目的是充分利用現(xiàn)有的智能化信息平臺，逐步實(shí)現(xiàn)管理的智能化。管理智能化的進(jìn)一步研究需要海量數(shù)據(jù)分析、智能決策（決策模型），讓數(shù)據(jù)說話，為選煤廠的智能化建設(shè)提供了依據(jù)。其目的是使企業(yè)從生產(chǎn)經(jīng)營管理、生產(chǎn)過程控制、安全生產(chǎn)和成本控制等多方面實(shí)現(xiàn)智能控制與智能決策，可以提高決策質(zhì)量和經(jīng)營管理水平，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和減少用工，在適應(yīng)市場的條件下使企業(yè)的效益最大化。

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（責(zé)任編輯：張 江）