王 浩 胡乃聯(lián) 李國清 侯 杰 強(qiáng)興邦

(1.北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院,北京 100083;2.金屬礦山高效開采與安全教育部重點(diǎn)實驗室,北京 100083)

地下礦山生產(chǎn)涉及多工序、多設(shè)備、多工種,是一 條復(fù)雜運(yùn)營鏈,所有人員、設(shè)備、物資均需要按照工班、工種分配具體生產(chǎn)任務(wù),并將其按照礦山整體需求統(tǒng)籌規(guī)劃協(xié)調(diào)[1]。在地下礦山調(diào)度管理過程中,受通訊、管理、設(shè)備等多方面影響,指令下達(dá)與數(shù)據(jù)上報的準(zhǔn)確性與時效性通常難以保證,井下調(diào)度中出現(xiàn)的問題不能及時得到解決[2-3]。因此,在礦山廣泛開展智能化建設(shè)的背景下,地下礦山調(diào)度亟需一種新的管理模式與管理工具,提高調(diào)度效率,保證井下高效有序生產(chǎn)[4-5]。

隨著新一代信息技術(shù)與礦山生產(chǎn)的深度融合,國內(nèi)外正在大力開展智能礦山研究與建設(shè)實踐,實現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)管理是智能礦山建設(shè)的重要組成部分[6-12]。短間隔控制(Short Interval Control,SIC)是一種在生產(chǎn)作業(yè)期間通過縮短調(diào)度間隔以推動改進(jìn)的生產(chǎn)管控方式。SIC將礦山傳統(tǒng)的8小時工班管控周期劃分為多個短時間周期,稱之為短間隔,在每個短間隔節(jié)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)度管控和調(diào)度優(yōu)化,以提高采礦生產(chǎn)效率,實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的定期、持續(xù)改進(jìn),是一種持續(xù)提高生產(chǎn)力的結(jié)構(gòu)化閉環(huán)循環(huán)管理過程。在生產(chǎn)作業(yè)期間通過快速有效的進(jìn)度跟蹤和數(shù)據(jù)分析,可及時發(fā)現(xiàn)并消除各種不利因素,從而提高生產(chǎn)效率,即通過分析現(xiàn)狀為未來生產(chǎn)提供指導(dǎo),這一思維是SIC理論形成的基礎(chǔ)。廣義來說,SIC理論可以幫助采礦生產(chǎn)作業(yè)過程實現(xiàn)有效的PDCA循環(huán)[13]。

SIC最早應(yīng)用于制造業(yè),在礦山領(lǐng)域的研究與應(yīng)用尚處于起步階段[14]。ADE等[15]將精益生產(chǎn)理念引入印度煤炭工業(yè),通過減少浪費(fèi)提高了生產(chǎn)效率。HOWES等[16]在切洛佩奇礦山進(jìn)行了SIC的應(yīng)用嘗試,結(jié)果表明,SIC能夠有效改善井下生產(chǎn)管理,但信息傳輸是實踐過程中的技術(shù)瓶頸。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步,ABB、Deswik、Hexagon、Sandivk、Mobilaris等礦業(yè)領(lǐng)域供應(yīng)商均提出了各自的SIC軟硬件解決方案,為SIC的進(jìn)一步應(yīng)用提供了可能[17-20]。金田公司通過實施SIC實現(xiàn)了產(chǎn)量增加35%的目標(biāo),力拓集團(tuán)的Kestrel礦在實施SIC 12周后實現(xiàn)了產(chǎn)量翻倍。全球礦業(yè)指導(dǎo)組(Global Mining Guidelines Group,GMG)于2019年6月發(fā)布了SIC實施指南,為地下礦山實施SIC提供了綱要[21]。盡管SIC能夠滿足地下礦山精細(xì)化管控需求,且在國外已有成功案例,但在國內(nèi)實施和推廣仍需解決以下問題:①SIC是一種高頻率的調(diào)度管控,與傳統(tǒng)礦山按班次調(diào)度決策模式有所差異,因此需要信息化手段與調(diào)度優(yōu)化模型的支持以完成快速決策;②井下無線網(wǎng)絡(luò)和智能終端的普及率較低,難以滿足SIC高頻率的信息傳輸需求;③現(xiàn)有調(diào)度管理通常采用層層下達(dá)與上報的模式,沒有形成快速反饋與響應(yīng)的業(yè)務(wù)理念,難以形成SIC的高頻率調(diào)度管理模式。本研究在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,將SIC管理方法與地下礦山生產(chǎn)調(diào)度過程相結(jié)合,建立面向智能化礦山的SIC調(diào)度管理模型,在此基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用,分析SIC對地下礦山調(diào)度管理的促進(jìn)作用。

1 SIC整體流程與業(yè)務(wù)邊界

SIC是一種結(jié)構(gòu)化的管理框架,通過在短期間隔內(nèi)對生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控進(jìn)行反饋閉環(huán),及時采取修正措施使進(jìn)度偏離最小化,提高整體生產(chǎn)效率。SIC由一線生產(chǎn)人員在一定間隔時間內(nèi)對所執(zhí)行任務(wù)做出階段性總結(jié),與傳統(tǒng)的礦山調(diào)度管理方法相比,可以快速發(fā)現(xiàn)不利于生產(chǎn)的各項因素,為下一階段生產(chǎn)及時做出反應(yīng)和決策。SIC理念極大程度上契合了地下礦山精細(xì)化管理需求,但其本質(zhì)上仍然是礦山生產(chǎn)管理的一部分,因此實施SIC需要遵循礦山生產(chǎn)管理體系,即長期計劃、中期計劃、短期計劃、作業(yè)計劃和生產(chǎn)執(zhí)行。

地下礦山SIC管理的目的是增強(qiáng)井下班組生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)度的透明度,減小作業(yè)過程中不可控因素的影響,提高作業(yè)進(jìn)度與生產(chǎn)計劃的一致性,保證各作業(yè)環(huán)節(jié)的高效和接續(xù)性。地下礦山生產(chǎn)SIC業(yè)務(wù)的起點(diǎn)為作業(yè)計劃制定,終點(diǎn)為生產(chǎn)作業(yè)完成、反饋與分析。其主要業(yè)務(wù)流程為:①根據(jù)短期計劃和生產(chǎn)能力制定作業(yè)計劃;②班次開始前根據(jù)作業(yè)計劃與當(dāng)前生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行調(diào)度排產(chǎn);③在班次內(nèi)的各個短間隔節(jié)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)度檢查,上報作業(yè)情況,分析整體進(jìn)度并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整;④班次結(jié)束后進(jìn)行進(jìn)度檢查,分析當(dāng)前的計劃執(zhí)行情況與存在問題,提出改進(jìn)措施。

本研究將地下礦山生產(chǎn)SIC劃分為作業(yè)計劃制定、短間隔調(diào)度排產(chǎn)、短間隔檢查反饋和短間隔分析改進(jìn)4個子業(yè)務(wù)。地下礦山SIC主要流程和業(yè)務(wù)邊界如圖1所示。

圖1 地下礦山SIC主要流程和業(yè)務(wù)邊界Fig.1 SIC main process and business boundary in underground mines

2 地下礦山生產(chǎn)SIC業(yè)務(wù)建模

地下礦山SIC中涉及的業(yè)務(wù)主體包括計劃編制、調(diào)度管理、現(xiàn)場生產(chǎn)管理和生產(chǎn)作業(yè)。計劃編制主體負(fù)責(zé)短期計劃分解和作業(yè)計劃制定與發(fā)布,由生產(chǎn)技術(shù)部門的技術(shù)管理人員組成。調(diào)度管理主體負(fù)責(zé)調(diào)度排產(chǎn)、調(diào)度指令下達(dá)和生產(chǎn)調(diào)度統(tǒng)計分析工作,由地表調(diào)度中心的生產(chǎn)技術(shù)管理人員組成?，F(xiàn)場生產(chǎn)管理主體負(fù)責(zé)井下某一生產(chǎn)區(qū)域的生產(chǎn)和協(xié)調(diào)工作,礦山通常稱為帶班長、工段長等。生產(chǎn)作業(yè)主體負(fù)責(zé)執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)任務(wù),通常為一線作業(yè)人員與設(shè)備。

2.1 作業(yè)計劃制定

作業(yè)計劃制定的目的是在短期計劃框架內(nèi)制定一份可完成生產(chǎn)目標(biāo)的時間進(jìn)度與資源分配方案。具體流程如圖2所示。

圖2 作業(yè)計劃制定業(yè)務(wù)流程Fig.2 Business process of weekly plan making

通過獲取地質(zhì)資源、設(shè)備、人力等相關(guān)數(shù)據(jù),保證作業(yè)計劃實施對象的可用性。根據(jù)作業(yè)工序和生產(chǎn)要素將短期計劃分解為生產(chǎn)任務(wù),確定任務(wù)間的約束關(guān)系,排布符合生產(chǎn)目標(biāo)且作業(yè)量均衡的作業(yè)計劃。在計劃分解過程中,可以利用優(yōu)化算法和仿真工具排除潛在的作業(yè)沖突,確保作業(yè)計劃的合理性。為保證現(xiàn)場實施的可行性,作業(yè)計劃需要同時得到計劃編制主體、調(diào)度管理主體和現(xiàn)場生產(chǎn)管理三方的共同認(rèn)可,并確定各項任務(wù)的預(yù)期完成時間和最遲完成時間。在完成所有編排、優(yōu)化和確認(rèn)工作后,作業(yè)計劃正式發(fā)布并用于指導(dǎo)調(diào)度生產(chǎn)。

2.2 短間隔調(diào)度排產(chǎn)

短間隔調(diào)度排產(chǎn)的目的是在作業(yè)計劃的框架內(nèi)制定一份任務(wù)分配與資源調(diào)配方案,將責(zé)任落實到生產(chǎn)作業(yè)主體,為現(xiàn)場作業(yè)提供指導(dǎo)。具體流程如圖3所示。

圖3 短間隔調(diào)度排產(chǎn)業(yè)務(wù)流程Fig.3 Business process of SIC scheduling plan making

在短間隔調(diào)度排產(chǎn)過程中,需要以作業(yè)計劃為指導(dǎo),針對上一班次生產(chǎn)作業(yè)結(jié)果加以分析改進(jìn),充分掌握當(dāng)前作業(yè)進(jìn)度和潛在風(fēng)險,在保證作業(yè)量平衡和效率達(dá)標(biāo)的前提下確定本班次的生產(chǎn)任務(wù)與目標(biāo)。通過確定人員、設(shè)備等生產(chǎn)要素的位置與狀態(tài),將作業(yè)任務(wù)排布至各生產(chǎn)作業(yè)主體,創(chuàng)建責(zé)任到人的任務(wù)清單。短間隔調(diào)度排產(chǎn)是一個動態(tài)過程,需要隨著反饋信息的上報滾動調(diào)整優(yōu)化,使作業(yè)偏差最小化。

2.3 短間隔檢查反饋

短間隔檢查反饋是SIC的核心,通過使檢查周期最小化,定時反饋任務(wù)進(jìn)度與生產(chǎn)狀況,及時糾正生產(chǎn)偏差,避免因突發(fā)事件、員工操作失誤等問題而產(chǎn)生任務(wù)延遲。具體流程如圖4所示。

圖4 短間隔檢查反饋業(yè)務(wù)流程Fig.4 Business process of SIC feedback checking

生產(chǎn)作業(yè)主體在作業(yè)現(xiàn)場通過移動終端及時將作業(yè)完成信息和事件與風(fēng)險信息上報。調(diào)度管理主體通過在SIC節(jié)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)度檢查,完成各作業(yè)任務(wù)的進(jìn)度、事件與風(fēng)險匯總。通過對滯后的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)整和重新排產(chǎn),完成任務(wù)清單的重新部署,指導(dǎo)下一間隔內(nèi)的現(xiàn)場生產(chǎn)作業(yè)。

2.4 短間隔分析改進(jìn)

短間隔分析改進(jìn)的目的是在班次結(jié)束后對本班次的作業(yè)進(jìn)度和SIC過程執(zhí)行效果進(jìn)行評估,對未來的計劃編制與SIC指令下達(dá)提供支持。具體流程如圖5所示。

圖5 生產(chǎn)分析改進(jìn)業(yè)務(wù)流程Fig.5 Business process of SIC analysis and improvement

班次結(jié)束后對當(dāng)前生產(chǎn)進(jìn)度、調(diào)度計劃等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過對比計劃與實際進(jìn)度,評估生產(chǎn)效率與決策合理性,形成包含任務(wù)完成情況、生產(chǎn)效率、設(shè)備狀態(tài)、隱患風(fēng)險、改進(jìn)措施等信息的分析報告。該報告為下一班次的調(diào)度排產(chǎn)和未來的作業(yè)計劃制定提供決策依據(jù),通過短周期的分析改進(jìn)對不斷變化的生產(chǎn)狀況做出快速響應(yīng)。

3 地下礦山生產(chǎn)SIC系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)搭建方式

SIC作為一種短周期、高頻率的管理模式,需要礦山信息化與智能化軟硬件作為實施載體。SIC系統(tǒng)主要包括基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)、管理端、移動終端、查詢端和工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺端等內(nèi)容,整體搭建方式如圖6所示。

圖6 SIC系統(tǒng)整體搭建方式Fig.6 Overall construction method for SIC system

(1)基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)。完善的網(wǎng)絡(luò)覆蓋是保證SIC系統(tǒng)流暢運(yùn)行的基礎(chǔ),包括高速工業(yè)環(huán)網(wǎng)、高覆蓋率的無線AP網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)防火墻。

(2)管理端。井下調(diào)度指令應(yīng)由地面調(diào)度中心統(tǒng)籌決策和下達(dá),管理端服務(wù)于地面調(diào)度中心,輔助完成數(shù)據(jù)的采集匯總、指令制定、指令下達(dá)、數(shù)據(jù)分析、計劃優(yōu)化等調(diào)度管理內(nèi)容,硬件包括調(diào)度大屏、調(diào)度電腦等。

(3)移動終端。移動終端負(fù)責(zé)接收調(diào)度指令和上報進(jìn)度與事件,是將調(diào)度管理延伸至生產(chǎn)一線的核心環(huán)節(jié),硬件包括鑿巖臺車、撬毛臺車、鏟運(yùn)機(jī)、卡車、錨桿臺車等無軌設(shè)備的車載移動端與手持移動終端。

(4)查詢端。通過廣域互聯(lián)網(wǎng)為所有授權(quán)用戶提供多終端查詢功能,保障相關(guān)人員及時自主獲取授權(quán)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù),需要部署完善的用戶授權(quán)體系和網(wǎng)絡(luò)防火墻,以保證數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全性。

(5)工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺端。利用工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺高性能計算和存儲的特點(diǎn)構(gòu)建SIC后臺計算和存儲服務(wù)平臺,完成SIC核心業(yè)務(wù)處理,包括算法庫、計算節(jié)點(diǎn)和存儲節(jié)點(diǎn),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)、存儲、統(tǒng)計和匯總,以及優(yōu)化模型的自學(xué)習(xí)等功能。同時,在工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺內(nèi)利用跨域數(shù)據(jù)融合技術(shù)實現(xiàn)地質(zhì)、設(shè)備、人力等跨域數(shù)據(jù)的交互,為SIC提供外部數(shù)據(jù)支持。

3.2 功能體系設(shè)計

根據(jù)地下礦山生產(chǎn)SIC業(yè)務(wù)流程,系統(tǒng)分為作業(yè)計劃制定模塊、短間隔調(diào)度排產(chǎn)模塊、短間隔檢查反饋模塊和短間隔分析改進(jìn)模塊,各個模塊下設(shè)多個子模塊。具體功能模塊設(shè)計如圖7所示。

圖7 SIC系統(tǒng)功能體系Fig.7 Functional setup of SIC system

(1)作業(yè)計劃制定模塊。用于根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀將短期計劃分解為作業(yè)計劃,以指導(dǎo)井下日常生產(chǎn)調(diào)度。短期生產(chǎn)計劃分解用于計劃編制管理人員將短期計劃分解為作業(yè)計劃;作業(yè)計劃仿真模型通過事件模擬法得出作業(yè)計劃的理論執(zhí)行情況,用于驗證作業(yè)計劃的可行性;作業(yè)計劃審核發(fā)布用于作業(yè)計劃的審批、流轉(zhuǎn)和發(fā)布。

(2)短間隔調(diào)度排產(chǎn)模塊。用于制定調(diào)度計劃并下達(dá)。作業(yè)進(jìn)度分析用于獲取當(dāng)前生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)度,分析任務(wù)執(zhí)行情況;調(diào)度目標(biāo)制定用于根據(jù)當(dāng)前進(jìn)度與作業(yè)計劃制定本班次的生產(chǎn)目標(biāo);調(diào)度排產(chǎn)優(yōu)化利用機(jī)器學(xué)習(xí)和優(yōu)化模型對本班次的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化,輔助得到最優(yōu)的人機(jī)調(diào)度編排;人機(jī)任務(wù)編排用于根據(jù)手工或自動優(yōu)化結(jié)果確定本班次的人機(jī)任務(wù)計劃;調(diào)度指令發(fā)布用于將調(diào)度計劃下發(fā)至一線相關(guān)作業(yè)人員。

(3)短間隔檢查反饋模塊。用于在SIC節(jié)點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)進(jìn)度檢查和調(diào)度調(diào)整。調(diào)度指令接收用于接收調(diào)度中心下發(fā)的調(diào)度指令,作業(yè)進(jìn)度上報用于上報當(dāng)前的作業(yè)進(jìn)度,事件與風(fēng)險上報用于上報當(dāng)前作業(yè)發(fā)生的意外事件或潛在風(fēng)險,個人進(jìn)度查詢用于查詢當(dāng)前作業(yè)人員待完成和已完成任務(wù)的情況,作業(yè)情況評估用于查詢和評估當(dāng)前井下整體生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)度情況,調(diào)度調(diào)整用于根據(jù)當(dāng)前狀況優(yōu)化調(diào)整調(diào)度排產(chǎn)。

(4)短間隔分析改進(jìn)模塊。用于評估和分析本班次的作業(yè)進(jìn)度和作業(yè)情況,并將結(jié)果發(fā)布。作業(yè)進(jìn)度匯總用于統(tǒng)計匯總本班次的作業(yè)進(jìn)度;調(diào)度排產(chǎn)效果分析用于分析本班次調(diào)度排產(chǎn)的執(zhí)行效果和優(yōu)缺點(diǎn);調(diào)度排產(chǎn)優(yōu)化自學(xué)習(xí)用于將調(diào)度排產(chǎn)效果的分析結(jié)果返回優(yōu)化模型,通過機(jī)器學(xué)習(xí)的自學(xué)習(xí)功能完成優(yōu)化模型更新;作業(yè)進(jìn)度發(fā)布用于將作業(yè)進(jìn)度正式發(fā)布;作業(yè)進(jìn)度授權(quán)查詢、調(diào)度日報授權(quán)查詢和作業(yè)進(jìn)度可視化分析用于授權(quán)用戶的數(shù)據(jù)查詢并利用甘特圖、三維模型、統(tǒng)計圖表等可視化方法進(jìn)行作業(yè)進(jìn)度分析。

3.3 系統(tǒng)實現(xiàn)

地下礦山SIC系統(tǒng)涉及井下和地面多地點(diǎn)管理和多業(yè)務(wù)處理與優(yōu)化,因此采用管理端、移動終端、Web查詢端和工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺端跨平臺多技術(shù)融合的方式開發(fā)實現(xiàn)。

管理端是井下生產(chǎn)調(diào)度指揮的中樞,安全性是管理端的首要考慮因素,因此采用C/S架構(gòu),部署于調(diào)度中心的SIC管理專用主機(jī)中,從物理層面和管理層面保證了管理端的安全性,管理端界面如圖8所示。

圖8 SIC系統(tǒng)管理端界面Fig.8 Management terminal interface of SIC system

移動終端是將SIC延伸至生產(chǎn)一線的關(guān)鍵環(huán)節(jié),應(yīng)首先考慮其易用性和便攜性,采用Android/IOS雙平臺開發(fā),采用扁平化設(shè)計,簡化用戶輸入,同時采用本地/云端雙存儲,確保井下無網(wǎng)環(huán)境中使用,移動終端界面如圖9所示。

圖9 SIC系統(tǒng)移動終端界面Fig.9 Mobile terminal interface of SIC system

Web查詢端用于授權(quán)用戶的數(shù)據(jù)查詢和分布式數(shù)據(jù)分析,采用B/S架構(gòu)開發(fā),普通用戶僅需網(wǎng)絡(luò)連接和瀏覽器即可獲取服務(wù),Web查詢端界面如圖10所示。

圖10 SIC系統(tǒng)Web查詢端界面Fig.10 Web terminal interface of SIC system

工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺端的模型方法使用python語言開發(fā),部署在云端計算服務(wù)器,通過被動調(diào)用或定時主動執(zhí)行的方式提供及時準(zhǔn)確的優(yōu)化結(jié)果。

3.4 應(yīng)用效果

國內(nèi)某大型地下金屬礦山自2018年起逐步對裝備、網(wǎng)絡(luò)等軟硬件設(shè)施進(jìn)行智能化改造,并于2019年起逐步在生產(chǎn)調(diào)度管理中實施SIC管理并將系統(tǒng)投入應(yīng)用。截至2020年底,該礦山在作業(yè)效率、成本、物耗和經(jīng)濟(jì)效益等方面得到了較大提升,技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)對比如表1所示。

表1 某礦山實施SIC技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)對比Table 1 Comparison of technical and economic parameters of SIC in a mine

SIC的應(yīng)用有助于縮短井下調(diào)度管理周期、提高井下生產(chǎn)透明性、發(fā)揮礦山生產(chǎn)潛能,其應(yīng)用效果總結(jié)如下:

(1)信息透明。SIC有助于及時采集井下人員、設(shè)備的作業(yè)信息以及井下各項生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測信息,以便對生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。

(2)柔性調(diào)度。SIC有效縮短了井下調(diào)度管控周期,可以快速調(diào)整作業(yè)順序、重新部署作業(yè)任務(wù),保障生產(chǎn)秩序,實現(xiàn)了井下的快速調(diào)度和快速響應(yīng)。

(3)精益生產(chǎn)。井下生產(chǎn)涉及大量人力、設(shè)備、物資和地質(zhì)資源,SIC有助于科學(xué)合理地利用井下資源,減少閑置和沖突,提高生產(chǎn)效率,實現(xiàn)精益生產(chǎn)。

(4)科學(xué)決策。SIC利用優(yōu)化算法等智能化決策手段,在生產(chǎn)計劃框架內(nèi)及時準(zhǔn)確制定和下達(dá)生產(chǎn)調(diào)度指令,提高了決策過程的科學(xué)性。

4 結(jié) 論

SIC作為一種精細(xì)化、敏捷化的礦山生產(chǎn)調(diào)度方式,雖然已在國外先進(jìn)礦山得到成熟應(yīng)用,但是由于生產(chǎn)管理模式存在差異,SIC在我國礦山的推進(jìn)仍需要與礦山的生產(chǎn)管控特征全面融合。本研究引入SIC理念對地下礦山的生產(chǎn)調(diào)度體系加以改進(jìn)和變革,構(gòu)建了地下礦山生產(chǎn)SIC模型并在某大型地下礦山進(jìn)行了應(yīng)用,對于提高地下礦山調(diào)度效率和調(diào)度透明度,實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)精細(xì)化、智能化管控起到了推動作用。主要得到如下結(jié)論:

(1)調(diào)度模式與SIC理念的融合是實現(xiàn)礦山生產(chǎn)調(diào)度SIC管理的關(guān)鍵。本研究所提出的新型短周期生產(chǎn)調(diào)度控制理念,通過縮短調(diào)度管控周期、提高響應(yīng)速度,從而形成“近實時”的生產(chǎn)反饋體系,有助于解決生產(chǎn)調(diào)度的透明性與可控性這一礦山普遍關(guān)注的問題。

(2)生產(chǎn)過程自動化、無人化和少人化是SIC實施的前提和重要基礎(chǔ)。智能裝備的應(yīng)用提高了調(diào)度管理的可控性和可預(yù)測性,為SIC管理在感知、控制、反饋等方面提供了高性能的作業(yè)主體。

(3)多終端融合的跨平臺運(yùn)行體系是SIC管理的核心架構(gòu)和應(yīng)用方式。以手持、車載等方式為代表的移動終端是實現(xiàn)調(diào)度信息在空間維度延伸至作業(yè)面、時間維度壓縮至“近實時”的重要手段,是基于SIC生產(chǎn)調(diào)度得以實際發(fā)揮作用的重要保障。

(4)SIC是推進(jìn)礦山智能化生產(chǎn)管控的一種新思路,能夠縮短監(jiān)控周期并對生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控進(jìn)行反饋閉環(huán),及時采取修正措施使進(jìn)度偏離最小化,提高整體生產(chǎn)效率,在礦山調(diào)度過程的信息透明、柔性調(diào)度、精益生產(chǎn)和科學(xué)決策等方面發(fā)揮效益,是推進(jìn)礦山智能化建設(shè)的一種有效手段。

在礦山生產(chǎn)調(diào)度過程中實現(xiàn)SIC管理能夠有效提高生產(chǎn)信息在內(nèi)容上的精確把握程度與時效上的精準(zhǔn)控制水平,但需要優(yōu)化算法輔助以快速完成調(diào)度決策,后續(xù)的研究重點(diǎn)為調(diào)度決策支持過程,擴(kuò)充和完善調(diào)度算法,形成面向礦山生產(chǎn)SIC的快速決策模型庫。