煤炭企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張紀(jì)鎖

(中煤西北能源有限公司,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017200)

生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)是煤炭企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的一項(xiàng)重大內(nèi)容,各級(jí)調(diào)度部門是指揮中樞,承擔(dān)快速處理數(shù)據(jù)、匯總各類信息、生產(chǎn)指揮協(xié)調(diào)等工作。目前大部分煤炭企業(yè)采用傳統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度方式,使用電子表格制作報(bào)表或是簡(jiǎn)單生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)[1]。尤其是煤炭企業(yè)和所屬礦井沒有形成統(tǒng)一有機(jī)整體,數(shù)據(jù)分散存放,存在大量數(shù)據(jù)冗余，同時(shí)缺少分析功能。隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,建成智慧化生產(chǎn)調(diào)度指揮中心是必然趨勢(shì),生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)是智慧生產(chǎn)調(diào)度指揮中心的重要組成部分。將信息以數(shù)字的形式進(jìn)行采集、處理、傳輸和應(yīng)用,建立高效可靠的生產(chǎn)調(diào)度體系,為調(diào)度指揮、管理決策提供充分的信息依據(jù),及時(shí)掌握工作現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài),實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)[2]。

本文從生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)分級(jí)考慮,確保源頭采集數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確,對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集中管理,采用JI-HI軟件平臺(tái),開發(fā)一套集生產(chǎn)數(shù)據(jù)、調(diào)度信息、統(tǒng)計(jì)分析于一體的管理系統(tǒng),充分發(fā)揮調(diào)度指揮時(shí)效性和精準(zhǔn)性。

1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型及架構(gòu)

1.1 系統(tǒng)理論分析

生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)統(tǒng)一解決區(qū)隊(duì)、礦井及上級(jí)公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)、重點(diǎn)工程、檢修計(jì)劃、疏放水等調(diào)度業(yè)務(wù)信息的采集、共享等存在的問題。先將分散的數(shù)據(jù)集中采集,再進(jìn)行分層次處理,形成各級(jí)用戶需要的報(bào)表及統(tǒng)計(jì)分析表。系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程為各區(qū)隊(duì)錄入生產(chǎn)進(jìn)尺、產(chǎn)量、故障及檢修等數(shù)據(jù)信息,礦井級(jí)調(diào)度人員負(fù)責(zé)審核,調(diào)度負(fù)責(zé)人審批后形成報(bào)表,然后將報(bào)表信息報(bào)送上級(jí)公司審核,上級(jí)公司匯總各礦井報(bào)表信息審核后完成公司級(jí)報(bào)表。系統(tǒng)用戶面向區(qū)隊(duì)級(jí)統(tǒng)計(jì)員、區(qū)隊(duì)負(fù)責(zé)人、礦井級(jí)和公司級(jí)調(diào)度人員、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)負(fù)責(zé)人等人員。

1.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型

系統(tǒng)模型按照二級(jí)業(yè)務(wù)應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),分為公司級(jí)和礦井級(jí)。公司級(jí)用戶可以通過圖表的方式直觀地看到統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù),方便對(duì)各礦安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。礦井業(yè)務(wù)部門和區(qū)隊(duì)用戶通過本系統(tǒng)查看權(quán)限范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)信息,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)[3]。

1.3 系統(tǒng)架構(gòu)

經(jīng)過對(duì)比多個(gè)煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)需求,采用五層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。分別為信息展示層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)交換層及數(shù)據(jù)采集層[4-5]。系統(tǒng)主體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)主體架構(gòu)Fig.1 System main architecture

1)信息展示層主要是與用戶直接交互,包括數(shù)據(jù)錄入和展示等。

2)應(yīng)用層是系統(tǒng)核心部分,是系統(tǒng)管理各功能的部分,主要負(fù)責(zé)集中完成有關(guān)業(yè)務(wù)邏輯功能并將其組織到相應(yīng)的分類中。

3)數(shù)據(jù)中心主要存儲(chǔ)各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù),采用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。

4)數(shù)據(jù)交換層主要功能是系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入、讀取、修改和刪除,與數(shù)據(jù)庫(kù)交互。

5)采集層通過采集服務(wù)組件完成數(shù)據(jù)采集、傳輸、加載和清理功能。

1.4 服務(wù)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

系統(tǒng)實(shí)行分布式計(jì)算數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ),在公司和各礦均安裝服務(wù)器,提高系統(tǒng)響應(yīng)效率。服務(wù)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 服務(wù)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.2 Server topology

2 系統(tǒng)功能模塊

本系統(tǒng)將覆蓋基礎(chǔ)管理、系統(tǒng)管理、計(jì)劃管理、完成管理、領(lǐng)導(dǎo)帶值班管理、區(qū)隊(duì)填報(bào)、月計(jì)劃、年計(jì)劃、調(diào)度填報(bào)、領(lǐng)導(dǎo)帶值班、生產(chǎn)日?qǐng)?bào)、領(lǐng)導(dǎo)交接班工作、重點(diǎn)工程填報(bào)、外排水填報(bào)等主要業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。系統(tǒng)功能圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能圖Fig.3 System function diagram

2.1 礦級(jí)功能設(shè)計(jì)

1)首頁(yè)。主要包含通知公告、安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、調(diào)度指令、安全通報(bào)窗口,展示該礦相關(guān)生產(chǎn)情況。

2)基礎(chǔ)管理。主要維護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),包括部門、區(qū)隊(duì)、工作地點(diǎn)、工種、影響生產(chǎn)類型等信息維護(hù)。

3)調(diào)度管理。領(lǐng)導(dǎo)值帶班管理,每個(gè)月初按照日期和班次對(duì)當(dāng)月值班領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行排班,如有變化可以對(duì)帶班信息進(jìn)行修改。調(diào)度交接班記錄,自動(dòng)讀取當(dāng)班生產(chǎn)數(shù)據(jù)形成記錄。調(diào)度督辦,調(diào)度向區(qū)隊(duì)下發(fā)任務(wù),明確督辦事項(xiàng)、責(zé)任部門、整改期限以及查看區(qū)隊(duì)的整改進(jìn)度。調(diào)度審核,調(diào)度審核當(dāng)班區(qū)隊(duì)、銷售上報(bào)等信息,如果信息正確,則點(diǎn)同意,頁(yè)面顯示審核通過,不同意則顯示審核不通過并可填寫意見。調(diào)度上報(bào)公司審核,調(diào)度每日把生產(chǎn)日?qǐng)?bào)、外排水日?qǐng)?bào)、檢修日?qǐng)?bào)、疏放水日?qǐng)?bào)等報(bào)表批量提交到公司審核,公司核實(shí)報(bào)表數(shù)據(jù),同意則審核狀態(tài)顯示審核通過,不同意則審核狀態(tài)顯示審核不通過,審核通過數(shù)據(jù)就歸檔且不能修改。月累計(jì)調(diào)整,對(duì)工作面、巷道填報(bào)錯(cuò)誤時(shí),進(jìn)行累計(jì)推進(jìn)度調(diào)整。

4)計(jì)劃管理。系統(tǒng)自動(dòng)從采掘接續(xù)系統(tǒng)匯總獲取月度和年度生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃,并對(duì)掘進(jìn)和采煤工作面進(jìn)行自動(dòng)分解。

5)區(qū)隊(duì)填報(bào)。區(qū)隊(duì)報(bào)工單,填報(bào)當(dāng)班區(qū)隊(duì)各工作人員信息并由上報(bào)調(diào)度室審核。產(chǎn)量填報(bào),錄入產(chǎn)量數(shù)據(jù)。綜采隊(duì)錄入機(jī)頭、機(jī)尾、平均推進(jìn)度(根據(jù)機(jī)頭和機(jī)尾自動(dòng)計(jì)算),實(shí)際刀數(shù),實(shí)際產(chǎn)量。影響生產(chǎn)記錄,填報(bào)在生產(chǎn)過程中由于各種因素而影響生產(chǎn)的相關(guān)信息。

6)排水管理。各礦完成當(dāng)日外排水填報(bào)并上報(bào)。

7)銷售管理。銷售部門每日將銷售數(shù)據(jù)維護(hù)到銷售管理中,該模塊包括汽運(yùn)銷售、汽運(yùn)銷售煤種的基礎(chǔ)維護(hù)、汽運(yùn)銷售中的煤種選項(xiàng)；鐵運(yùn)銷售、鐵運(yùn)銷售煤種、鐵運(yùn)銷售煤種的基礎(chǔ)維護(hù)。

8)檢修管理。各區(qū)隊(duì)檢修信息在此維護(hù),維護(hù)完后提交調(diào)度。

9)入選填報(bào)。洗選廠每日填報(bào)入選原煤,洗選出商品煤,矸石等數(shù)據(jù),各商品煤錄入產(chǎn)品倉(cāng)并進(jìn)行維護(hù)。

10)重點(diǎn)工程。各礦針對(duì)近期重點(diǎn)工程進(jìn)行填報(bào)并上報(bào)。

11)公司報(bào)表。各區(qū)隊(duì)或部門填報(bào)完數(shù)據(jù)后,自動(dòng)生成報(bào)表，有生產(chǎn)日?qǐng)?bào)、外排水日?qǐng)?bào)、掘進(jìn)月計(jì)劃表、回采月計(jì)劃表及檢修日?qǐng)?bào)表等。

2.2 公司級(jí)功能設(shè)計(jì)

1)首頁(yè)。主要包含通知公告、安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、調(diào)度指令、安全通報(bào)窗口,展示各礦相關(guān)生產(chǎn)情況。

2)調(diào)度管理。公司值班安排,自動(dòng)排出月度公司領(lǐng)導(dǎo)調(diào)度值班表,每日發(fā)送值班安排短信。調(diào)度人員每日審核各礦提報(bào)日?qǐng)?bào)表,審?fù)ㄟ^后自動(dòng)歸檔,生產(chǎn)公司日?qǐng)?bào)表。公司會(huì)針對(duì)各個(gè)礦錄入重點(diǎn)工程信息。

3)計(jì)劃管理。公司調(diào)度每年初錄入公司制定的年計(jì)劃數(shù)據(jù),其中分別包括各礦的集團(tuán)年計(jì)劃、年奮斗計(jì)劃、礦年計(jì)劃。公司調(diào)度每月初錄入公司制定的公司月計(jì)劃。月分解計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)一鍵分解月度計(jì)劃到日計(jì)劃,為月進(jìn)度計(jì)劃控制提供支撐。

4)鐵運(yùn)管理。鐵運(yùn)站點(diǎn)維護(hù),用于維護(hù)公司所有鐵運(yùn)站點(diǎn)信息。鐵運(yùn)發(fā)運(yùn)年計(jì)劃和月計(jì)劃,用于錄入公司各鐵運(yùn)站點(diǎn)的公司年計(jì)劃和月計(jì)劃列數(shù)、年發(fā)運(yùn)量。

5)公司填報(bào)。鐵運(yùn)日完成,調(diào)度人員按時(shí)錄入各鐵運(yùn)站點(diǎn)的列數(shù)、發(fā)運(yùn)量、備注信息。外購(gòu)?fù)怃N月完成,用于公司調(diào)度月末填入公司外購(gòu)?fù)怃N月實(shí)際完成量。

6)礦業(yè)報(bào)表。顯示各礦生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表。

7)統(tǒng)計(jì)分析。掘進(jìn)月完成分析報(bào)表,用于公司查看月掘進(jìn)各礦的完成情況。原煤生產(chǎn)完成分析表,用于公司查看當(dāng)月各礦每日產(chǎn)量、工作面推進(jìn)度、影響原因及產(chǎn)量欠量分析等。故障影響及產(chǎn)量影響統(tǒng)計(jì)表,用于查看各礦影響分類和影響產(chǎn)量。生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃預(yù)計(jì)完成情況分析,用于公司查看月度計(jì)劃預(yù)計(jì)完成情況。綜采周分析表,用于查看公司各礦的工作面的周分析數(shù)據(jù)。各礦產(chǎn)銷存統(tǒng)計(jì)圖,用于查看各礦某煤種產(chǎn)量、銷售量和庫(kù)存關(guān)系。

8)公司報(bào)表。掘進(jìn)日、周、月報(bào)表,用于公司查看各礦掘進(jìn)數(shù)據(jù)。生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)調(diào)度日、月報(bào)表,用于公司查看各礦的商品煤、原煤掘進(jìn)信息,以及工作面日、月數(shù)據(jù)。月度生產(chǎn)影響時(shí)間匯總表,用于統(tǒng)計(jì)各礦每個(gè)月各綜采面跟掘進(jìn)區(qū)隊(duì)每天生產(chǎn)的影響原因。年度影響生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)表,用于公司統(tǒng)計(jì)每年各礦的所有故障類型。外排水日、周報(bào)表,用于公司查看各礦的外排水水量、流向、水池儲(chǔ)量數(shù)據(jù)及周排水趨勢(shì)圖。重點(diǎn)工程日?qǐng)?bào)表,用于查看各礦重點(diǎn)工程日完成情況和累計(jì)完成情況。檢修日?qǐng)?bào)表,用于查看各礦日常檢修計(jì)劃,完成情況及時(shí)長(zhǎng)。

2.3 系統(tǒng)管理功能設(shè)計(jì)

1)組織機(jī)構(gòu)。用于增加、刪除本系統(tǒng)所涉及的所有部門。

2)用戶管理。用于增加、修改、刪除各個(gè)部門的人員信息,并設(shè)置登陸系統(tǒng)所使用的用戶名和密碼。

3)角色管理?？梢詾槎嗝脩粼O(shè)置相同的權(quán)限,把擁有相同權(quán)限的人員歸為一類角色,定義好一種角色的權(quán)限,再將這一權(quán)限賦給用戶,不用頻繁為每一位用戶分配權(quán)限。

4)權(quán)限管理。管理員為用戶配置平臺(tái)的訪問權(quán)限,根據(jù)分配的權(quán)限訪問平臺(tái)內(nèi)容。包括新增、修改、刪除，可以將權(quán)限賦予某一個(gè)用戶,也可以將權(quán)限賦予某一個(gè)角色。

5)日志管理。系統(tǒng)提供日志管理功能,可以查看跟蹤每個(gè)人的操作記錄。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用J-HI快速開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全部功能。J-HI平臺(tái)是一款JAVA WEB應(yīng)用軟件快速開發(fā)開源平臺(tái),可提供一套完善的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)功能,包括用戶、部門、角色管理在內(nèi)的權(quán)限分配機(jī)制、站內(nèi)消息、定時(shí)服務(wù)等常用功能。J-HI產(chǎn)品的業(yè)務(wù)對(duì)象和業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)器能以圖形化的方式直觀描述業(yè)務(wù)需求,快速生成代碼。J-HI是完全開放的完整應(yīng)用,滿足了客戶的業(yè)務(wù)需求。

3.1 首頁(yè)圖形展示

使用echarts動(dòng)態(tài)制作圖形展示?？梢粤鲿尺\(yùn)行在 PC 和移動(dòng)設(shè)備上,兼容當(dāng)前絕大部分瀏覽器(IE8/9/10/11,Chrome,Firefox,Safari等),依賴輕量級(jí)Canvas類庫(kù)ZRender,提供直觀、生動(dòng)、可交互、可高度個(gè)性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表。

3.2 重要功能代碼

月累計(jì)調(diào)整功能是系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要內(nèi)容,主要用來調(diào)整日累計(jì)的誤差,月累計(jì)調(diào)整分為綜采月累計(jì)和掘進(jìn)月累計(jì)調(diào)整。部分代碼見附錄A。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)于2019年4月投入運(yùn)行,各功能模塊達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo),解決了信息孤島、數(shù)據(jù)共享性差、工作效率低等問題。礦級(jí)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入、臺(tái)帳管理、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表管理、圖形管理等功能。公司級(jí)實(shí)現(xiàn)了各礦調(diào)度信息匯總分析、決策等功能。同時(shí),提高了煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)調(diào)度指揮和精益化管理水平,促進(jìn)智慧調(diào)度生產(chǎn)指揮中心的建設(shè)和發(fā)展,對(duì)煤礦安全生產(chǎn)起到了重要作用,為安全生產(chǎn)提供了可靠依據(jù)。