MES 生產執行系統在大同煤礦集團公司塔山礦的應用

丁穩峰

為了提高勞動生產率，最大程度保證井下作業人員生命安全和國家財產免受損失，無人化、少人化煤礦采掘生產方式正在逐步推廣，采用實時、高效、可靠，高度集成化、智能化的煤礦生產管控系統已經成為礦井生產建設的要求和趨勢[1]。信息化技術應用是實現這一要求的必備手段。如何提高信息共享度、管理水平、消滅“信息孤島”現象，MES 系統的應用可解決上述問題。

1 系統介紹

塔山礦的MES 系統是以生產過程優化運行、優化控制與優化管理為核心技術的功能模型，通過分布式實時數據庫系統實現對礦井自動化設備的實時數據采集、存儲管理與監控，通過實時數據庫系統與關系數據庫系統的數據整合形成煤礦生產的實時數據統計分析上報，通過建設安全生產監控系統、生產調度系統、考核管理、設備管理系統等子系統形成面向不同生產崗位的一體化信息系統（見圖1）。

圖1 系統體系結構

塔山礦采用框架設計，通過整個煤礦生產管理的綜合信息平臺，連接實時數據庫或非實時的關系數據庫，采集DCS/PLC、智能儀表和觀測記錄中的生產數據[2]，對生產過程進行實時監視、診斷和控制，實現全礦生產信息的充分共享和資源的優化整合，從而為制定生產計劃與決策管理提供重要的依據[3]。

應用先進的SOA 服務架構，B/S 結構結合C/S 結構的設計，支持分布式部署、集成化管理，實現了開發平臺、運行平臺、管理平臺一體化的技術架構[4]，從而可以與企業門戶、ERP、OA 等其他系統實現無縫集成，而且為不同業務系統提供了一個統一的技術架構和平臺，實現對生產管理、調度管理、生產統計、設備管理、水文管理、一通三防、安全管理、考核管理、煤質分析等生產運行數據的在線查詢和優化配置功能。

以塔山礦設備管理子系統為例。塔山煤礦現有兩個千萬噸級綜采低位放頂煤工作面和一個高效綜采工作面，各種大功率、大噸位重型裝備的不斷投入，對設備管理的精細化程度提出了更高的要求。設備管理包括設備臺賬、設備運行管理、設備預防性維護管理、設備檢查管理、突發性維修管理。設備管理模塊主要提供對關鍵設備運行狀況監測、設備編碼維護、設備檢修計劃、設備異況信息、設備檢修維護信息的管理功能（見第11 頁圖2）。

2 系統主要功能

2.1 生產管理

生產監視是管理者可以隨時隨地通過瀏覽器瀏覽查詢有關生產情況的各種實時及歷史數據，實時了解全公司各個生產裝置的生產情況。

圖2 設備管理模塊的具體處理流程

部門生產管理是對相應部門生產技術參數進行監測，對班組交接進行記錄，對部門的產能消耗進行統計。主要功能包括：交接班記錄、生產運行記錄、產能消耗統計。

MES 系統根據錄入和采集的相關基礎信息進行自動統計，生成各班組生產運行報表、各部門產能消耗報表，為生產部統計報表提供數據支撐。

2.2 調度管理

根據裝置當前人力和物資及能源信息和現場數據反饋進行相應的調度計劃；生產調度管理子系統涵蓋調度指令的制定、下達、執行、反饋的工作流程，形成調度匯報程序，對調度指令進行電子化管理，跟蹤執行情況。信息發布即將調度任務分配到各部門、班組。

2.3 生產統計

生產統計對生產運行數據的匯總、整合，提供多對象、多周期的累積、對比，提供靈活多變的查詢。主要包括如下幾大類型：生產統計分析、產品及能耗統計、重要工藝參數報表、部門生產統計、公司級生產統計。

2.4 設備管理

設備管理系統的建立，使得企業可以不斷完善設備維護保養項目，逐步建立起良好的設備預防維修機制，提高設備的保障能力。通過規范設備故障維修管理，建立設備維修支持系統，提高設備維修水平。同時充分利用各種設備數據，對設備故障進行分類分析研究，提高設備的檢修效率，指導設備的采購，降低設備成本，進一步提高企業設備管理水平。

2.5 水文管理

提供對地測部門日常工作地質臺賬記錄、圖紙的管理。臺賬管理提供對地質臺賬的維護管理，圖紙管理提供對圖紙的查詢、瀏覽、審核流程、版本及權限控制等的管理。

2.6 一通三防

一通三防是煤礦安全管理的重點。一通三防管理子系統就是要建立各礦通風安全信息聯網系統平臺，既對一通三防信息進行有效的管理，又實現對主要引起煤礦安全事故的瓦斯、火和煤塵的防治工作。包括：礦井通風管理、瓦斯防治管理、防滅火管理、粉塵防治管理，能夠為各級領導提供礦井通風安全方面的信息，強化通風安全管理，杜絕一通三防事故。

2.7 安全管理

安全管理子系統通過對生產現場的實時監測（包括生產數據、危險源監控、火災報警、視頻監控、安全巡防、環保數據監測），實時了解各生產單位的生產情況，避免違規作業，確保安全生產。并通過生產數據報警在調度中心和相關領導的計算機中顯示、報警，通過應急預案，指揮相關人員采取相應的措施，從而保證設備、人身的安全。主要功能包括：監視裝置運行、安全培訓教育管理、安全生產檢查管理、安全事故管理、安防裝置臺賬、危險源監測、安全應急預案、安全聯動。

2.8 考核管理

根據各個部門的實際情況設置考核點、考核規則和考核標準，并根據已設置的考核點、考核規則、考核標準生成考核表，錄入考核表后生成考核結果，并實現考核結果的復核和審批。考核管理可實現分部門和分項目考核，并可以對考核歷史數據進行按項目、部門、考核點的分類統計。

2.9 煤質分析

煤質數據采樣、制樣、化驗、留樣等過程，生成煤質化驗報告，統計分析報表等。

3 結論

MES 生產執行系統在塔山礦各管理部門和區隊的全面使用，一方面通過現場信息分析生產環境、設備、工程動態，及時發現問題，不斷優化生產管理；另一方面促進管理活動面向現場信息，及時響應、高效率組織協調，以達到加強礦井安全生產執行過程的“人、環境、設備”各關鍵因素管控結合的目的。實現了煤礦生產運行管理信息化，大大提高了煤礦生產管理點多面廣的溝通效率，體現了煤礦多環節分散信息的集中共享，更重要的是改變傳統的管理思維方式，為礦井安全生產管理不斷優化提供了有力的手段，在確保安全的情況下，實施精細化的生產過程管理，達到了節能降耗、降本增效的目的。

[1]李輝，王征.煤礦引入生產執行系統（MES）的必要性[J].中國煤炭，2006（4）：29-31 .

[2]王隆太，吉衛喜.制造系統工程[M].北京：機械工業出版，2008.

[3]鄭稱德、陳曦.企業資源計劃[M].北京：清華大學出版社，2010.

[4]王志新，金壽松.制造執行系統MES 及應用[M].北京：中國電力出版社.2006.