煤質(zhì)信息管控系統(tǒng)在大型煤企的應(yīng)用解析

郭清杰

淮北礦業(yè)股份有限公司 煤炭運(yùn)銷分公司, 安徽 淮北 235000)

國內(nèi)大多數(shù)煤炭企業(yè)的煤質(zhì)信息處理方式,受制于人為干擾、手寫記錄多、數(shù)據(jù)傳遞耗時(shí)長等因素,對(duì)工作效率和煤質(zhì)信息管控、預(yù)測及產(chǎn)銷結(jié)合造成嚴(yán)重影響。以淮北礦業(yè)股份有限公司為例,煤炭檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集依靠傳統(tǒng)工作模式時(shí),業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)靠人工完成,采制樣與化驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)盲樣管理;采制化全程數(shù)據(jù)均需手工錄入,工作量大,容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤;數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析比較困難,不能將原始記錄、報(bào)出結(jié)果進(jìn)行有效存儲(chǔ)和詳細(xì)統(tǒng)計(jì)等。近年來,隨著信息技術(shù)的發(fā)展, 基于互聯(lián)網(wǎng)、以實(shí)驗(yàn)室為中心、采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化管理的全鏈條質(zhì)檢信息管理系統(tǒng)在能源、冶金、化工等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用, 提升了行業(yè)實(shí)驗(yàn)室的整體業(yè)務(wù)能力[1-4]. 因此,淮北礦業(yè)集團(tuán)借助信息化管控技術(shù),對(duì)采掘、洗選加工、運(yùn)銷檢測環(huán)節(jié)之間的煤質(zhì)信息進(jìn)行有效整合,建立了煤質(zhì)信息管控系統(tǒng)。

1 基礎(chǔ)條件

淮北礦業(yè)集團(tuán)在各基層礦廠都設(shè)有質(zhì)檢機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)煤質(zhì)采制化管理工作,具體為臨渙、渦北、淮北等選煤廠和祁南、桃園、鄒莊、朱莊、朱仙莊等礦以及集團(tuán)本部的中心化驗(yàn)室。所有的煤質(zhì)檢驗(yàn)信息均通過人工錄入運(yùn)銷管理系統(tǒng),且各質(zhì)檢機(jī)構(gòu)采制化作業(yè)環(huán)節(jié)均未接入任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2 煤質(zhì)信息管控系統(tǒng)

煤質(zhì)信息管控系統(tǒng)管控目標(biāo)是完成淮北礦業(yè)集團(tuán)1個(gè)中心化驗(yàn)室、3個(gè)中央選煤廠、5對(duì)礦井的煤質(zhì)信息化管控工作,并鏈接運(yùn)銷管理系統(tǒng),重點(diǎn)包括系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和增加硬件設(shè)施兩個(gè)方面。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

因?yàn)榧瘓F(tuán)總部與各基層質(zhì)檢機(jī)構(gòu)之間需進(jìn)行大量的通信,因此必須要有一個(gè)可靠、快速的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以化驗(yàn)室專用網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),將所有化驗(yàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng),化驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)采集、自動(dòng)完成平行樣判定、自動(dòng)完成化驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總,并自動(dòng)生成化驗(yàn)原始報(bào)表及報(bào)告單。

為確保數(shù)據(jù)的唯一性和一致性,管控系統(tǒng)中本地?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到總部集中管理,系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)信息統(tǒng)一編碼。系統(tǒng)建立了采制化設(shè)備管理報(bào)表,采樣、制樣、化驗(yàn)線下編碼管理,各質(zhì)檢機(jī)構(gòu)化驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,信息分類檢索、報(bào)表自動(dòng)匯總報(bào)出,同時(shí)對(duì)接運(yùn)銷管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的格式一致、準(zhǔn)確對(duì)應(yīng),且實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP移動(dòng)管理。

2.2 硬件設(shè)施要求

硬件設(shè)施包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、計(jì)算機(jī)終端等和集團(tuán)所有化驗(yàn)設(shè)備,硬件配置考慮業(yè)務(wù)的擴(kuò)充性、方便及時(shí)排除故障、設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)要具有良好的互聯(lián)協(xié)作性,且與本單位原有系統(tǒng)能夠數(shù)據(jù)共享。

3 業(yè)務(wù)功能管理

系統(tǒng)圍繞人、機(jī)、料、法、環(huán)和檢測流程進(jìn)行功能設(shè)計(jì),參考ISO9000、ISO/IEC17025等標(biāo)準(zhǔn)及CNAS評(píng)審準(zhǔn)則,監(jiān)管化驗(yàn)流程,考量了化驗(yàn)體系和安全管理,目標(biāo)是過程標(biāo)準(zhǔn)化整體管控[5-6].

3.1 編碼管理

編碼管理包括任務(wù)、采樣、制樣、化驗(yàn)、報(bào)告各環(huán)節(jié)的編碼,以保證信息的安全。編碼的歷史追溯功能,可根據(jù)任務(wù)查詢其相關(guān)的采制化過程編碼交互記錄。在數(shù)據(jù)傳輸安全方面,系統(tǒng)中所有在前端客戶程序和后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器之間傳送的數(shù)據(jù)都經(jīng)過加密,確保消息內(nèi)容不被竊取,實(shí)現(xiàn)壓碼校驗(yàn),防止消息內(nèi)容被篡改[7-8].

3.2 流程管理

系統(tǒng)提供任務(wù)管理、采樣管理、制樣管理、化驗(yàn)管理、報(bào)告管理等功能,其中化驗(yàn)項(xiàng)目根據(jù)需求進(jìn)行模塊化定制。

1) 任務(wù)管理主要涉及業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人登陸,可根據(jù)信息創(chuàng)建任務(wù),選擇任務(wù)所需要的檢測流程,新建任務(wù)并審核,也可以向后續(xù)采制化環(huán)節(jié)下發(fā)任務(wù)。

2) 采樣管理主要包含了采樣任務(wù)接收、采樣過程管理、樣品提交、采樣審批等。系統(tǒng)根據(jù)煤源信息的不同,配置不同的煤樣種類,如混煤、精煤、矸石、煤泥、中煤、篩上物等樣品,可通過與運(yùn)銷系統(tǒng)的軟件接口,勾選關(guān)聯(lián)商品煤業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),對(duì)采樣單進(jìn)行二維碼加密,待后續(xù)確認(rèn)接樣人身份,樣品、數(shù)據(jù)自動(dòng)流轉(zhuǎn)至制樣模塊。

3) 制樣管理主要包含了樣品接收、提交、確認(rèn)等,系統(tǒng)對(duì)制成的試樣分樣管理,生成不同類型的試樣及試樣編號(hào),制樣審批完成后自動(dòng)進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。

4) 化驗(yàn)管理主要包含試樣接收、化驗(yàn)任務(wù)分配、過程管理、結(jié)果提交、結(jié)果審核,系統(tǒng)支持化驗(yàn)結(jié)果人工錄入及設(shè)備自動(dòng)化采集兩種方式。系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)判斷、修約、計(jì)算,化驗(yàn)留有人工糾錯(cuò)功能且留痕結(jié)果經(jīng)審批完成后自動(dòng)進(jìn)入下一環(huán)節(jié),化驗(yàn)管理業(yè)務(wù)流程見圖1.

圖1 化驗(yàn)管理流程示例圖

5) 報(bào)告管理主要包含了編制、審核、批準(zhǔn)、發(fā)布報(bào)告等,在線審核、電子簽章,根據(jù)需求開放報(bào)告遠(yuǎn)程查詢?cè)L問功能。

3.3 數(shù)據(jù)采集

當(dāng)采用人工采樣方式或機(jī)械化采樣設(shè)備不具備數(shù)據(jù)采集功能時(shí),要采用人工錄入方式將信息采集到系統(tǒng)中。對(duì)人工制樣,采用人工錄入或移動(dòng)終端掃碼錄入,將樣品制樣過程中的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)采集到系統(tǒng)中。智能制樣系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集具有專用采集接口,可與該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和通訊。

通過天平客戶端統(tǒng)一管理樣品稱重信息,在稱重過程中,天平上質(zhì)量數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,通過后臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)方法配置,系統(tǒng)自動(dòng)檢測天平上傳的數(shù)據(jù)信息是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求,也能提示是否需要進(jìn)行下次檢查性干燥、灼燒等。系統(tǒng)支持全水分、水分、灰分、揮發(fā)分、黏結(jié)指數(shù)等通過天平計(jì)算結(jié)果的化驗(yàn)項(xiàng)目。對(duì)于全硫、發(fā)熱量、灰熔融性等檢驗(yàn)項(xiàng)目,首先在儀器上修改接口配置,然后讀取天平上稱量的樣品數(shù)據(jù),選擇樣品編號(hào)后,將天平稱重的數(shù)據(jù)發(fā)送到儀器上開始做試驗(yàn)。

化驗(yàn)過程中存在的其他相關(guān)擁有數(shù)據(jù)通訊功能的設(shè)備儀器,利用化驗(yàn)儀器提供的數(shù)據(jù)串口,通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的接口服務(wù)將儀器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)自動(dòng)讀取到數(shù)據(jù)庫中,實(shí)現(xiàn)儀器數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集,稱重流程圖見圖2.

圖2 稱重流程圖

試驗(yàn)數(shù)據(jù)一鍵采集,自動(dòng)從各種化驗(yàn)設(shè)備上采集化驗(yàn)結(jié)果,化驗(yàn)員只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)和天平發(fā)射按鍵,即可生成最終的化驗(yàn)結(jié)果,系統(tǒng)可自動(dòng)判別是否超差、然后匯總到負(fù)責(zé)人處,判別是否合格,確認(rèn)報(bào)出。

3.4 化驗(yàn)室資源管理

化驗(yàn)室資源有人員、設(shè)備、儀器、物料、方法、備品、環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等,對(duì)化驗(yàn)室人員的信息設(shè)立權(quán)限查詢,對(duì)檢驗(yàn)人員檢驗(yàn)業(yè)務(wù)權(quán)限進(jìn)行控制。設(shè)備儀器申購、物品采購、驗(yàn)收、檢定校準(zhǔn)、期間核查、報(bào)廢等,對(duì)應(yīng)自動(dòng)生成相關(guān)的記錄。系統(tǒng)提供檢測過程采、制、化等相關(guān)方法的管理,包括方法的驗(yàn)證與測試項(xiàng)目的關(guān)聯(lián)性等,確保測試方法有據(jù)可依。環(huán)境設(shè)施的管理,如溫度、濕度等,通過采集數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的記錄;標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的管理,包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)基本信息、標(biāo)準(zhǔn)值、使用情況、使用期限等,對(duì)應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相應(yīng)記錄。

3.5 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)支撐全功能運(yùn)行的字典管理,對(duì)所有操作及修改、刪除,具備日志記錄功能,依據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行配置。以發(fā)熱量和灰分等結(jié)果為觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置自動(dòng)報(bào)警,實(shí)時(shí)傳至管理人員,修改刪除功能只限管理人員。系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)輸入自動(dòng)校對(duì)、計(jì)算及換算、牌號(hào)確定、自動(dòng)形成化驗(yàn)單并支持打印及自定義流程,若中間需自定義某個(gè)環(huán)節(jié),由系統(tǒng)管理員設(shè)定。

3.6 統(tǒng)計(jì)分析

基于數(shù)據(jù)分析,通過報(bào)表、柱狀圖、餅圖、雷達(dá)圖等方式實(shí)現(xiàn),可根據(jù)實(shí)際需求實(shí)施數(shù)據(jù)分析計(jì)算,根據(jù)日計(jì)劃量、實(shí)際完成量分析每日工作完成情況。通過設(shè)定數(shù)據(jù)計(jì)算規(guī)則,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算,并通過相應(yīng)的方式導(dǎo)出。

3.7 手機(jī)移動(dòng)管理(APP)

系統(tǒng)運(yùn)行后,完全擺脫了紙張的依賴,使用4G網(wǎng)絡(luò)或WIFI功能均可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速共享、發(fā)布。樣品管理方面包括移動(dòng)采樣、樣品接收、樣品檢測進(jìn)度及狀態(tài)查詢,審批管理主要是移動(dòng)報(bào)告審核、移動(dòng)報(bào)告審批等,通過系統(tǒng)的審批流程配置,可采用移動(dòng)終端對(duì)檢測報(bào)告進(jìn)行審核和審批。系統(tǒng)完善數(shù)據(jù)查詢模塊以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋?quán)限管理體系,工作人員得到授權(quán)后,可通過移動(dòng)終端隨時(shí)隨地查詢已授權(quán)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過樣品編碼、樣品日期等條件查詢樣品受理情況、制樣情況、檢測人員、檢測進(jìn)度及檢測結(jié)果等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并可對(duì)檢測人員的工作量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。

4 效 果

煤質(zhì)信息管控系統(tǒng)在淮北礦業(yè)集團(tuán)使用以來,改變了原化驗(yàn)數(shù)據(jù)手工填報(bào)的情況,實(shí)現(xiàn)了化驗(yàn)自動(dòng)取數(shù)、計(jì)算、上傳,數(shù)據(jù)不落地。數(shù)據(jù)

5 結(jié) 語

煤質(zhì)信息管控系統(tǒng)采用目前主流的集成開發(fā)環(huán)境,融合了淮北礦區(qū)質(zhì)檢設(shè)備的基礎(chǔ)條件及目標(biāo)需求,以標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和編碼,數(shù)據(jù)格式兼容淮北礦業(yè)集團(tuán)原有的運(yùn)銷管理系統(tǒng),在樣品編碼、流程管控、數(shù)據(jù)采集、資源及手機(jī)移動(dòng)管理上體現(xiàn)出數(shù)據(jù)使用便捷安全、人機(jī)交互性好的特征,為煤質(zhì)信息管控尋到了新的途徑。