煤矿信息化技术

煤煤矿矿信信息息化化技技术术第1章信息化建设概述煤矿信息化建设是一个多学科、多专业、复杂技术融合的综合应用领域，是一个庞大而复杂的系统工程。煤炭企业信息化建设相对电力和石油企业起步较晚，信息化建设过程缺乏统一的规划，已有系统的应用功能滞后，信息化对业务支持力度尚显薄弱。目前，应用系统的整体规划和建设是煤炭企业信息化建设的重点，且存在较多问题，具有较高难度。它不仅要面对设备、管理、人员，还要考虑复杂、恶劣的自然条件，这就决定了煤矿信息化建设必须包括生产、管理、市场、安全、地理等诸多信息系统。我国煤矿信息化存在的主要问题表现在：1、信息工作流程不规范。企业的工作流程大多是自然形成的，且同类企业之间的工作流程不一致，存在许多计算机系统难以处理的地方，给信息系统的开发、维护及推广造成困难。2、信息开发过程不规范。由于缺乏相应的信息系统开发标准，使信息化建设处于随意地私搭乱建的状态。3、信息系统不规范。没有统一的信息分类及代码等标准来协调信息系统的建设，形成了兼容性不足的信息“孤岛”。4、信息化工作相对滞后。企业对于信息化理念认识不足，资金投入不足。5、信息管理结构不健全，信息技术人员严重不足。6、缺乏研发能力。很多引进技术需通过消化吸收和与企业管理融合，继而在充分理解和吸收信息知识的基础上进行创新。1.1信息化建设历程与发展趋势煤炭工业信息化主要任务就是利用电子信息技术提升和再造煤炭企业，加快煤炭工业的技术创新、管理创新和体制创新，提高生产力水平和经济效益，确保安全生产，提高企业的市场竞争力，整体优化升级传统的煤炭工业。煤炭工业信息化经历了“七·五”起步、“八·五”巩固、“九·五”调整、“十·五”发展、“十一·五”整合的几个阶段。自2001年起，煤炭价格恢复性上涨，全行业基本扭转了亏损的局面，煤炭产销两旺。特别是进入2003年，煤炭价格一路攀升，煤炭行情呈供不应求之势。行业的发展也促进了行业信息化的大投入、大发展。煤炭行业信息化已同行业总体发展战略融为一体：其一是信息化已融入群体发展战略；其二应用现代电子信息技术提升煤炭综合生产力，实现高产高效安全生产模式；其三是信息化基础建设已具备一定规模。国有大型重点煤炭企业在信息化方面处于领先地位，代表了我国煤矿信息化取得的成效。1、装备现代化：大量自动化、精密化、数字化的大型技术装备的应用，提高了生产的准确度、安全和效率。2、系统自动化：应用电子信息技术在煤矿生产的采、掘、机、运、通、安全监测、地面洗选等各作业方面建立了自动化子系统，且近年来综合自动化集成方面也有普遍应用，实现了生产过程自动化。3、管理信息化：除了大力发展自动化技术应用外，在管理信息方面，各企业实施了ERP、生产指挥调度系统、地测信息系统、企业门户网站、办公自动化等应用系统，其中ERP/MIS系统包括了物资、财务、人力、销售、工程、技术等主要业务方面，成为煤炭工业企业运转的信息平台。面向国民经济建设主战场，围绕煤炭行业信息化的发展要求，将信息化技术与设计、生产、管理、安全相结合，整合资源，以信息技术支撑新兴的煤炭工业，深入广泛地开展煤炭行业信息化技术的推广应用，用高新技术改造煤炭的传统产业，提高煤炭企业的核心竞争力，提升煤炭行业的整体竞争力，是煤炭行业信息化长期而又艰巨的任务。1.2信息化支持企业核心战略伴随煤炭企业大集团战略的发展，企业信息化建设也要在集团整体发展战略的指挥棒下，寻找与之相适应的发展策略和建设模式。煤炭企业核心战略主要表现在以下3个方面：1、产业发展——以煤为主、相关延伸、多元发展。2、集团管控——加强战略规划，实施人、资、财、物垂直管理。3、业务运营——安全生产为本，提高营销水平。核心战略的实现无法靠传统手段，企业必须借助信息技术来支持这种战略，运用信息技术来获得生产技术的进步、效率的提高、成本的降低以及对市场的快速反应。煤炭企业的信息化战略应该关注以下4个方面：1、以整合集团信息资源为基础，实现企业信息纵横交互。2、以建设应用系统为核心，全面支持企业集中控管和专业应用。3、以完善基础设施为重点，打造坚强的煤炭安全生产管理平台。4、以加强人才队伍建设为保障，提升信息化应用绩效。1.2.1企业集团管控模式企业面对如此众多的业务和组织单元，如何建立起有效的管控模式，确保战略目标和经营计划的实现，是集团管理需要考虑的核心问题。集团管控模式如图1-1-1所示。对于煤矿企业集团来说，资产经营和计划管控是其集团管控的基本方面。作为资源型企业，对资源开采利用的有效规划与计划是其经营管理的核心。煤炭企业集团需要建立以计划管控为核心的集团经营管控体系，体现以计划为驱动，对人、财、物集团核心资源高效管理机制。1.2.2企业整体信息化需求模型企业整体信息化是指：企业利用现代信息技术，通过信息资源的深入开发和广泛利用，不断提高生产、经营、管理、决策、服务的效率和水平，进而提高企业经济效益和企业竞争力的过程。也就是要实现企业生产过程的自动化、管理方式的网络化、决策支持的智能化和商务运营的电子化。1.2.2.1包含内容企业整体信息化包含3个方同的内容。1、产品设计和制造信息化，包括利用信息技术改造生产制造过程，用信息技术创新、改造传统产品和优化提高产品的设计开发能力；2、企业管理信息化，是用信息技术改造、优化企业的生产、管理、服务等流程，提高企业经济效益和竞争力；3、提供企业信息化的信息技术装备、产品和服务，要有一批先进、适用的信息技术装备、产品和服务商作为支撑，以帮助企业完成信息化的任务。管理模式功能和人员配置财务控制模式战略控制模式运营控制模式·财务/资产·集团规划/SUB战略·监控/投资管理·收购、兼并·公关·财务/资产·集团规划/SUB战略·监控/投资管理·收购、兼并·公关·人才培养·法律·审计·集团营销·现金管理·人才培养·法律·审计·集团营销·R&D·采购/物流·销售网络·人事管理·监控实施与资源协调·财务预算和控制·集团战略的实施和控制·子公司/分支机构运作的管理和控制·业务运营经营单元战略业务单元/利润中心决策中心下属公司角色·财务/资产·集团规划/SUB战略·监控/投资管理·收购、兼并·战略制定·公关·人才培养·法律·审计·营销·现金管理＋总部组织机构的管理价值模式价值指导模式升值提升模式价值倍增模式集权集权与分权相结合分权权限模式核心功能集团下属公司图1-1-1集团管控模式图1.2.2.2基本任务一般来说，企业整体信息化的基本任务包括：1、企业基本管理和业务信息的集成化，包括跨公司、跨部门数据的充分共享；2、文件的电子化，利用计算机来代替传统的手工操作，提高工作效率与准确性；3、强化企业内部控制，实现在线业务审批和监控，规避或降低内部营运风险；4、通过对业务数据的提取和分析，支持企业的绩效考核和决策功能；5、建立企业对外信息平台和交互渠道，通过企业间的在线合作，降低自身的经营成本，增强市场竞争力。1.2.2.3信息化建模从信息化的要求出发，结合煤炭行业实际，对煤炭行业企业实行企业建模，确定管理的层次架构。管理层次架构在企业信息化建模领域被称之为企业集成模型。根据煤炭企业的管理实际和计算机集成制造（CIM）理念，将煤炭企业划分为决策层、计划层、执行层、控制层4个管理层级如图1-1-2所示。决策层主要负责企业战略目标的制定、职能战略的决策；计划层主要负责业务域的职能规分与分析；执行层和控制层都属于具体的业务运作体系，其中执行层主要负责具机会挑战计划指导规范约束市场环境战略目标路线方针宏观决策决策层计划层执行层控制层设备计划标准规范调度指令标准规范操作指令竞争力贡献信号信息绩效图1-1-2煤炭企业管理层级划分体职能事务管理与操作；控制层是针对高度自动化系统代替人工进行业务操作和管理而提出。具体到各业务域，管理层级的划分情况可能会有所差异。例如，生产制造包含控制层（又称为设备控制层、设备操作层、操作层），市场营销最低为执行层，无对应的控制层概念。各管理层级对信息化有如下要求。决策层：提供使企业决策者把握企业运营全局的手段，能够将决策者的企业战略目标分解成各部门的日常工作目标，具有与各级人员直接沟通的信息渠道。计划层：需要为煤矿企业本部各管理部门，尤其是工程、采购、制造和物流、财务、人力资源等部门的管理提供信息系统，在各业务域的管理职能域间的内部资源规划、计划、协调的基础上，实现管理职能域之间的协调，实现业务域之间的资源规划、计划和流程设定上的协同和衔接，促进煤炭企业整个公司层面的资源合理规划和利用，综合利用各种科学的经营规划方法和管理手段实现内部价值链、供需链的优化。执行层：根据计划层下达的资源规划、计划、流程规范和管理标准，为煤炭企业工程、采购等部门运作人员及公司层面生产调度指挥人员、各生产点和物流体系的管理者提供相应的高效运作和精细管理的信息支撑手段。对生产制造和仓储物流等存在控制层业务域而言，执行层的信息应用功能要特别体现在对控制层业务（生产过程、仓储、物流）的调度指挥和优化指导上，兼有生产和管理的信息元素和业务特征。控制层：为下属矿井单位提供自动化的生产调度及指挥手段，为物流仓库提供调度与监控手段。提高生产效率和产品质量，降低成本，实现生产过程高度自动化和信息化。作为资源型和资产密集型企业，无论是成本战略还是资产资本战略，其以物资为龙头、人财物为核心的经营管控，始终是其经营管理的核心内容。在业务功能模型中，有关经营计划、物资采购、成本核算、设备管理、财务管理、人力资源等内容将是煤炭企业在集团核心业务信息化建设上关注的核心内容之一。1.3企业信息化目标1.3.1总体目标根据行业特点、煤炭企业自身特点和战略发展需求，煤炭企业信息化总体目标可归纳为：采用先进的信息技术，构建功能强大、运行稳定的信息基础设施，开发支撑业务单元和资源有效协同动运作的信息应用系统，实现企业的价值链优化、管控一体化、资源集约经营，为提升企业资产经营能力提供科学决策支持，为实现企业的发展战略提供信息技术支持。在总体目标下，煤炭企业集团信息化建设愿景是“数字企业”，矿井建设愿景为“数字矿井”。“数字企业”其内涵是对企业信息资源进行总体规划和充分利用；其外延表现为其核心价值链业务执行自动化、管理信息化、决策智能化，全面提高企业运营效率、经营效益和核心竞争能力。“数字企业”模型如图1-1-3所示。“数字矿井”其内涵表现为对自动化技术和信息技术的充分利用，改变生产作业与生产管理，改善安全生产管理时效，提高生产效率、安全保障，促进高产高效矿井建设；其外延表现为生产过程自动化、综合自动化和生产执行系统建设，全面高矿井生产过程安全性、可视化、实时性、可靠性和生产力。“数字矿井”提出了煤矿矿井信息化建设的愿景。“数字矿井”模型如图1-1-4所示。1.3.2现实目标煤矿信息化的现实建设目标为：1、应用计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术、智能技术和煤矿生产工艺技术，实现企业的经营、生产决策、安全生产管理和设备控制等信息的有机集成；图1-1-3“数字企业”模型图数字企业数字化管理自动化生产和物流智能决策集团/矿井管井信息系统、OA、……信息门户WebGIS、过程监视画面、网络视频、生产报表、MES信息发布、……MES设备管理(设备实时监控、设备效能分析、设备状态检测及故障诊断)、生产安全管理、能源管理、生产调度、紧急救援、统计分析、……一体化监控平台综合集控功能预案报警联动系统、地理信息系统、大屏幕显示系统、紧急电话处理系统、……单元集控功能电力调度子系统、原煤子系统(采煤工作面自动化系统、井下原煤输送带运输系统、装卸载及主提升系统)、辅助运输子系统(井下轨道运输系统、副井提升系统、地面排风系统)、选煤外运子系统(选煤厂集控系统、储煤厂集控系统、快速装车系统)、通风及安全子系统(安全监控系统、通风机电控系统、瓦斯抽放系统、注氮系统、井下降温系统、井下排水系统)、辅助子系统(压风系统、锅炉房系统、日用消防水系统、矿井水处理系统、地面消防系统)、人员安全检测子系统、……管控服务器（SCADA/HMIServer）综合自动化数据通讯系统（工业骨干网络、