智能識別

在神東煤炭集團(tuán)洗選中心上灣洗煤廠，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、變配電設(shè)備、計(jì)量數(shù)據(jù)等六大類30項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過小小的傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過分析模型，生成一系列歷史數(shù)據(jù)。

“通過數(shù)據(jù)，我們可依據(jù)歷史趨勢對目前或者即將發(fā)生的狀況作出判斷和決策。”上灣洗煤廠副廠長王誠說，“這種獲取數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理方式，一定程度上體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)架構(gòu)。”

神東煤炭集團(tuán)黨委書記、董事長楊鵬在未來五年規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)，要推進(jìn)云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等開發(fā)與應(yīng)用，形成一套既利當(dāng)前又惠長遠(yuǎn)、引領(lǐng)行業(yè)科技進(jìn)步的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提升企業(yè)核心競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。

近年來，神東人在大數(shù)據(jù)的道路上不斷摸索，位于大柳塔煤礦的區(qū)域生產(chǎn)控制指揮中心實(shí)現(xiàn)對“五礦六井”的數(shù)據(jù)采集，錦界煤礦用數(shù)字化記憶割煤解放了礦工的雙手，上灣煤礦的“一網(wǎng)一站”將該礦井下信息傳輸系統(tǒng)全部打通……

“如果說對大數(shù)據(jù)的探索是一個(gè)求學(xué)的過程，神東煤炭集團(tuán)目前還處在小學(xué)低年級階段。如果說實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)就是完成一篇作文，神東煤炭集團(tuán)現(xiàn)在還在學(xué)習(xí)如何寫好漢字。”神東煤炭集團(tuán)副總經(jīng)理王海軍形象地做出比喻。

在王海軍看來，大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不僅在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而且在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理，提高對數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。“從這個(gè)角度來看，我們雖然做出了一些成績，但仍處于信息搜集和數(shù)據(jù)積累階段，未來要走的路還很長，而且有必要堅(jiān)持走下去。”王海軍說。

邁出數(shù)據(jù)采集第一步

據(jù)王誠介紹，上灣洗煤廠以前也對各設(shè)備采集數(shù)據(jù)，但并沒有大數(shù)據(jù)的概念，只有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，缺乏歷史數(shù)據(jù)。

歷史數(shù)據(jù)有什么作用?王誠把每一臺設(shè)備比喻為一個(gè)病人。醫(yī)學(xué)規(guī)定成年人的正常腋下體溫在36攝氏度至37攝氏度之間。但對于每一個(gè)個(gè)體而言，有的人體溫在37攝氏度屬正常;有的人體溫在36攝氏度屬正常，37攝氏度時(shí)已經(jīng)有點(diǎn)不舒服了。這時(shí)就需要開一些藥，采取一些治療方式。

“和每個(gè)人都是差異性個(gè)體一樣，由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、所處環(huán)境不同，每臺設(shè)備也會(huì)呈現(xiàn)不同特征。”王誠說，“歷史數(shù)據(jù)就是讓每臺設(shè)備都像病人一樣有了病歷。檢修人員在診斷時(shí)可以了解這臺設(shè)備的正常情況，并根據(jù)每臺設(shè)備的不同情況對癥下藥。”

2015年3月，李克強(qiáng)總理在全國兩會(huì)上首次提出“中國制造2025”，與此同時(shí)，上灣洗煤廠的智能化洗煤廠建設(shè)提上日程。

經(jīng)過3年建設(shè)，如今，上灣洗煤廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)以MES為核心的智能控制和移動(dòng)集中控制。在數(shù)據(jù)采集方面，由人工數(shù)據(jù)采集向系統(tǒng)自動(dòng)采集轉(zhuǎn)變，由實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)向歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，形成了“儲(chǔ)量豐厚”的數(shù)據(jù)倉庫。

在神東煤炭集團(tuán)上灣煤礦機(jī)電信息組主管李飛的辦公室，《中國煤炭報(bào)》記者看到一張“一網(wǎng)一站”示意圖。10個(gè)大立方體分散分布，118個(gè)小立方體擴(kuò)散式分布在不同的大立方體周圍，構(gòu)成一個(gè)密集的信息網(wǎng)。

李飛告訴《中國煤炭報(bào)》記者，這是“一網(wǎng)一站”的邏輯關(guān)系示意圖。大立方體代表了“一網(wǎng)”，即萬兆環(huán)網(wǎng)，小立方體代表了“一站”，即綜合分站。

綜合分站之所以“綜合”，是因?yàn)槠渖砩嫌泻芏嘟涌冢司?G無線通信系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、語音廣播系統(tǒng)、調(diào)度指揮系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)在內(nèi)的八大業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)統(tǒng)一接入綜合分站(“一站”)后，通過萬兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)(“一網(wǎng)”)承載及回傳。

“一網(wǎng)一站”于2014年開始建設(shè)，2015年投入使用。“以前也會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，但各分站相互獨(dú)立，形成信息孤島。綜合分站建立之后，所有數(shù)據(jù)集合到一個(gè)平臺上，其帶來的改變可想而知。”李飛說。

“一網(wǎng)一站”投入使用后，對于井下礦工而言，最大的改變就是“和地面聯(lián)系更方便了”。以前在井下如果想和井上聯(lián)系，需要通過定點(diǎn)設(shè)置的固定電話。現(xiàn)在，人人手里拿著經(jīng)煤安認(rèn)證的智能手機(jī)，不僅能通電話，還能下載APP、看班組微信群。

對于調(diào)度者而言，“一網(wǎng)一站”更是發(fā)揮了大作用。通過智能視頻系統(tǒng)，可以監(jiān)測皮帶落煤點(diǎn)的煤量。一旦即將出現(xiàn)超量或堆煤的狀況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，提醒調(diào)度員。崗位工也可通過現(xiàn)場的聲光報(bào)警及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理問題。

更有趣的是，通過“一網(wǎng)一站”建設(shè)，井下職工都有了自己的專屬“名片”。進(jìn)入管理平臺，可以清晰地看到井下的二維線路圖，線路圖上密集分布著隨時(shí)移動(dòng)的藍(lán)色小點(diǎn)。李飛指著藍(lán)色小點(diǎn)告訴《中國煤炭報(bào)》記者，每一個(gè)藍(lán)色的小點(diǎn)都代表了一個(gè)人。

點(diǎn)擊其中一個(gè)藍(lán)色小點(diǎn)，立即出現(xiàn)一個(gè)寫有個(gè)人信息的文本框，不僅清晰地記錄著該職工的姓名、工種、卡號、入井時(shí)間、入井時(shí)長，還明確標(biāo)注了該職工的當(dāng)前位置：距離21401輔運(yùn)59聯(lián)301米，并附有相應(yīng)的坐標(biāo)。

“一網(wǎng)一站”方案采用了Zigbee及飛行時(shí)間定位技術(shù)，將定位精度控制在10米以內(nèi)，做到了人員及車輛的精確定位，并且支持行走軌跡回放功能，有效支撐了井下?lián)岆U(xiǎn)救災(zāi)、人員車輛定位、安全巡檢等業(yè)務(wù)的開展。

據(jù)介紹，按照原有的定位系統(tǒng)，定位點(diǎn)覆蓋不足、盲區(qū)多，并且受RFID技術(shù)及方案的限制，只能做到區(qū)域定位，即只能知道井下人員所在的區(qū)域，而無法知道其在此區(qū)域內(nèi)的具體位置。如此精度只能滿足最基本的人員管理需求，無法適應(yīng)井下?lián)岆U(xiǎn)救災(zāi)的需要。

李飛告訴《中國煤炭報(bào)》記者，未來這項(xiàng)功能不僅要在“人”上實(shí)現(xiàn)，還要在“設(shè)備”上實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)擊某臺設(shè)備，就可查看設(shè)備的基本信息與維修記錄，甚至還可以與歷史故障的維修人員直接對話。

當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)該設(shè)想，目前還有一定難度。以變電所為例，一個(gè)變電所一排可擺放20多臺高壓柜，對于目前的定位精度控制在正負(fù)10米的定位系統(tǒng)而言，無法精確辨識每一臺設(shè)備的位置。

和分散式的站點(diǎn)相比，“一網(wǎng)一站”是井下控制器集中供電，供電要求高。如果不給分站安裝后備電源，檢修期間會(huì)沒有信號。

“一網(wǎng)一站”的優(yōu)越性在于其開放性上，未來的新系統(tǒng)，都可以接到“一網(wǎng)一站”上，借助既有的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)新的功能。“今年，我們計(jì)劃增加視頻調(diào)速系統(tǒng)。”李飛說。

整合平臺打通數(shù)據(jù)孤島

“不同礦區(qū)的數(shù)據(jù)收集上來以后，接下來就是要思考如何將各礦的數(shù)據(jù)打通。每個(gè)礦的數(shù)據(jù)自己連成了一小片還不行，要把很多個(gè)一小片連成一大片。”王海軍說，“數(shù)據(jù)越多，預(yù)警、預(yù)測、預(yù)判的維數(shù)也就越高，為實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。”

在神東煤炭集團(tuán)區(qū)域生產(chǎn)控制指揮中心，集控員董哲接到了井下打來的電話——補(bǔ)連塔煤礦某移動(dòng)變壓器發(fā)生跳閘。查看數(shù)據(jù)排除了故障可能后，董哲點(diǎn)擊鼠標(biāo)，遠(yuǎn)程將電送上，前后用時(shí)不到10秒。

“以前如果發(fā)生移動(dòng)變壓器跳閘的情況，井下就會(huì)派人步行1個(gè)小時(shí)左右，到相應(yīng)的位置把電送上。”董哲說。

這種變化，還得歸功于區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)。于2017年6月建設(shè)完成的區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)，可對神東礦區(qū)的大柳塔煤礦、石圪臺煤礦、上灣煤礦、哈拉溝煤礦、補(bǔ)連塔煤礦“四礦五井”進(jìn)行集約化管理，為礦井生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

作為區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)最直觀的“中樞”——區(qū)域生產(chǎn)控制指揮中心，坐落在大柳塔煤礦，其管理覆蓋了四個(gè)礦井的采、掘、機(jī)、運(yùn)、通各專業(yè)及洗選、人員定位、工業(yè)電視等子系統(tǒng)。

600平方米的區(qū)域生產(chǎn)控制指揮中心大廳、碩大的電子顯示器、12組工作電腦，不到10位職工遠(yuǎn)程控制著50公里范圍內(nèi)的神東礦區(qū)，監(jiān)控主運(yùn)輸皮帶62條、變電所78個(gè)、主要供排水泵房27個(gè)、綜采工作面15個(gè)、連采工作面11個(gè)、監(jiān)測數(shù)據(jù)點(diǎn)位18萬余個(gè)。

區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)的優(yōu)勢不只是體現(xiàn)在數(shù)據(jù)收集上，還體現(xiàn)在數(shù)據(jù)分析對決策的影響上。神東煤炭集團(tuán)信息管理中心數(shù)據(jù)部，專門負(fù)責(zé)對于區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)中上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理與分析。

以前，大柳塔煤礦活雞兔井有3支綜采隊(duì)同時(shí)給12煤三盤區(qū)皮帶上煤。在這一過程中，3支隊(duì)伍為了完成任務(wù)就全速推進(jìn)，經(jīng)常把皮帶壓死。通過數(shù)據(jù)分析，工作人員發(fā)現(xiàn)，如果三盤區(qū)功率轉(zhuǎn)矩大于80%，工作人員可將配采隊(duì)的順槽膠帶機(jī)直接停止。這是通過數(shù)據(jù)分析影響判斷的成功案例。

除此之外，還可以通過數(shù)據(jù)分析進(jìn)行預(yù)測。通過對綜采主要設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，進(jìn)行智能關(guān)聯(lián)分析，可根據(jù)數(shù)據(jù)變化趨勢提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，提前組織檢修，避免造成故障、影響正常生產(chǎn)。

2017年年底，信息管理中心根據(jù)既有數(shù)據(jù)做出了神東煤炭集團(tuán)月度工效分析報(bào)告。該報(bào)告以大數(shù)據(jù)為原料，是經(jīng)過打破、篩選、重構(gòu)而成的一件新作品。全集團(tuán)入井總工時(shí)、各礦萬噸工時(shí)率、綜采百平方米推進(jìn)工時(shí)、掘進(jìn)進(jìn)尺米工時(shí)等13項(xiàng)數(shù)據(jù)及相關(guān)分析，在報(bào)告里一目了然。

“我們把這些分析結(jié)果下發(fā)到各礦，各礦通過分析結(jié)果進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋也罹啵蕴嵘约旱墓芾硭剑@樣就達(dá)到了大數(shù)據(jù)分析的目的。”信息管理中心數(shù)據(jù)部副經(jīng)理張鵬說。

與此同時(shí)，“無人則安”的新模式，在區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，也顯示出優(yōu)勢。以大柳塔煤礦為例，該礦共有15個(gè)變電所、53個(gè)水泵房、600多臺分散的小水泵。區(qū)域煤礦集中控制系統(tǒng)投入運(yùn)行前，需安排130多名崗位工進(jìn)行操作。如今，這些崗位已實(shí)現(xiàn)了無人值守和自動(dòng)排水，只需調(diào)度員在地面調(diào)度室集中監(jiān)控、智能分析。

培養(yǎng)人才是個(gè)慢功夫

和崗位工減少相對應(yīng)的，是企業(yè)對高素質(zhì)人才需求的增加。數(shù)據(jù)傳上來了，怎么處理、怎么分析、怎么應(yīng)用?

在神東煤炭集團(tuán)，有這樣一支年輕的隊(duì)伍——組建于2017年2月，共10名成員。成員年齡最大的33歲，最小的29歲。他們曾在井下從事采煤、機(jī)電檢修等不同一線工種，如今卻有著共同的崗位——神東生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目部研究員。

面對大數(shù)據(jù)探索缺乏人才的現(xiàn)狀，2017年，神東煤炭集團(tuán)實(shí)行內(nèi)部招聘，從報(bào)名的100多名煤炭業(yè)務(wù)骨干中，擇優(yōu)選取了10名，并于2017年2月組成生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，計(jì)劃從零開始，將煤炭業(yè)務(wù)骨干培養(yǎng)成技術(shù)專家。

在信息中心的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目部，《中國煤炭報(bào)》記者見到了該部門負(fù)責(zé)人白明亮。本科畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)(徐州)電氣工程專業(yè)的白明亮，于2007年來到神東煤炭集團(tuán)石圪臺煤礦，從最基礎(chǔ)的井下工作干起，一干就是10年。2017年2月前還是石圪臺煤礦綜采3隊(duì)黨支部書記的他，如今已是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目部的成員。

“其實(shí)大家都是零基礎(chǔ)，去年一年的時(shí)間都以學(xué)習(xí)為主。”清瘦的白明亮眸子里充滿了求知欲，“你們記者跑過很多地方，應(yīng)該知道哪些企業(yè)這方面做得好，和我們說說，我們也想學(xué)習(xí)一下。”

在白明亮的辦公桌對面，坐著另一位團(tuán)隊(duì)成員肖淵。肖淵桌上放著一本厚厚的《Python數(shù)據(jù)科學(xué)指南》，電腦里正播放著Python教學(xué)視頻。“我以前是學(xué)采礦的，利用辦公的空閑時(shí)間，自學(xué)了一下編程語言。”肖淵取下一只耳麥，認(rèn)真地說。

“團(tuán)隊(duì)剛成立，主要任務(wù)就是多學(xué)習(xí)，先了解神東煤炭集團(tuán)現(xiàn)有的165個(gè)信息系統(tǒng)，了解公司業(yè)務(wù)架構(gòu)。”王海軍說。在他看來，培養(yǎng)人才不是短平快的政績工程，必須踏踏實(shí)實(shí)下慢功夫。

1年的時(shí)間，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目部通過采購、圖書館借閱等方式，學(xué)習(xí)相關(guān)書籍60多本，累計(jì)收集并學(xué)習(xí)相關(guān)科技論文261篇，考察學(xué)習(xí)3次，實(shí)行內(nèi)部調(diào)研11次，參與內(nèi)部培訓(xùn)10次。

2017年，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目部從神東煤炭集團(tuán)各系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)項(xiàng)2萬多項(xiàng)，并在國家級核心期刊發(fā)表了《基于大數(shù)據(jù)分析的煤礦綜采生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用》等3篇文章。目前，已完成了前期數(shù)據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研，進(jìn)入數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)階段。今年，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目部計(jì)劃重點(diǎn)實(shí)施團(tuán)隊(duì)建設(shè)、數(shù)據(jù)治理、共享平臺建設(shè)，并在有條件的基礎(chǔ)上適當(dāng)考慮簡單的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。

“大數(shù)據(jù)建設(shè)，人才是第一保障。沒有人，什么事也做不成。”王海軍說，“未來，我們還計(jì)劃組建第二個(gè)團(tuán)隊(duì)，尋找數(shù)據(jù)分析工程師，購買專業(yè)數(shù)據(jù)分析軟件，成立數(shù)據(jù)分析專家隊(duì)伍。”

存在挑戰(zhàn)期待更好解決

“一些懂大數(shù)據(jù)、懂計(jì)算機(jī)的人才，并不了解煤炭行業(yè)。咱們煤炭行業(yè)懂煤炭的人才，又極度缺乏大數(shù)據(jù)方面的經(jīng)驗(yàn)。”王海軍說，“在產(chǎn)業(yè)人才問題上，僅有企業(yè)的力量是不夠的，需要國家層面進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化培訓(xùn)。”

對于大數(shù)據(jù)建設(shè)而言，除人才隊(duì)伍建設(shè)外，神東煤炭集團(tuán)面臨的挑戰(zhàn)還有很多，小到最基礎(chǔ)的井下傳感器制作商缺乏，大到數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)缺失等。

傳感器作為大數(shù)據(jù)建設(shè)的“細(xì)胞”級單位，是收集數(shù)據(jù)最前端、最基礎(chǔ)的設(shè)備。但在煤炭行業(yè)中，并沒有太多企業(yè)有此方面需求，導(dǎo)致市場需求不足。外加井下傳感器需要特殊的煤炭行業(yè)安全驗(yàn)證，制作商少之又少。不少特定的傳感器，如油樣傳感器等，在國內(nèi)鮮有廠家制作。

在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，國內(nèi)尚缺乏大型綜合分析軟件控制平臺。

目前神東煤炭集團(tuán)區(qū)域控制系統(tǒng)所使用的，是德國PSI公司的軟件平臺。“目前的大型綜合分析軟件控制平臺，好用的都是國外的。”王海軍說，“國內(nèi)正在加大平臺的開發(fā)應(yīng)用力度，未來國內(nèi)平臺有望成為主流。”王海軍說。

在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化問題上，目前煤炭行業(yè)缺乏數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)信息化分會(huì)副會(huì)長陳養(yǎng)才告訴《中國煤炭報(bào)》記者，煤炭行業(yè)要實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)，最根本是要實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。“神東礦區(qū)條件優(yōu)越，基礎(chǔ)較好，但全國各礦區(qū)條件不同，科研攻關(guān)、投入等跟不上。從煤炭行業(yè)現(xiàn)狀來看，在全行業(yè)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)尚缺乏基礎(chǔ)。”陳養(yǎng)才說。

“我們現(xiàn)在做的一些標(biāo)準(zhǔn)化工作，也是在為未來煤炭行業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)做鋪墊。”王海軍說。

礦井的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)向上層的直接傳輸，一方面，防止了下層數(shù)據(jù)造假;另一方面，也對上層領(lǐng)導(dǎo)的數(shù)據(jù)分析與運(yùn)用能力提出了更高要求。

“大數(shù)據(jù)不僅難在技術(shù)方面，更難在文化、思維方式的改變上。大數(shù)據(jù)應(yīng)用之后，領(lǐng)導(dǎo)的觀念、職工的素質(zhì)、管理模式與管理流程都要發(fā)生顛覆式改變。”陳養(yǎng)才說。

2017年12月，在中共中央政治局就實(shí)施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略進(jìn)行第二次集體學(xué)習(xí)時(shí)，習(xí)近平總書記指出，善于獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運(yùn)用數(shù)據(jù)，是領(lǐng)導(dǎo)干部做好工作的基本功。

“如今提倡企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，無論是轉(zhuǎn)型成煤制油、煤制氣還是煤制烯烴，最基本的煤炭還是要挖的。”王海軍說，“煤炭如何挖?還是要在升級上下功夫。大數(shù)據(jù)的建立，從系統(tǒng)到平臺，從數(shù)據(jù)流到業(yè)務(wù)流，再到模型指導(dǎo)，將極大改變未來煤炭行業(yè)的發(fā)展方式。”