煤炭企業生產調度管理系統設計與應用

張紀鎖

(中煤西北能源有限公司,內蒙古 鄂爾多斯 017200)

生產調度業務是煤炭企業生產經營活動中的一項重大內容,各級調度部門是指揮中樞,承擔快速處理數據、匯總各類信息、生產指揮協調等工作。目前大部分煤炭企業采用傳統生產調度方式,使用電子表格制作報表或是簡單生產調度管理系統[1]。尤其是煤炭企業和所屬礦井沒有形成統一有機整體,數據分散存放,存在大量數據冗余，同時缺少分析功能。隨著信息網絡技術的發展,建成智慧化生產調度指揮中心是必然趨勢,生產調度管理系統是智慧生產調度指揮中心的重要組成部分。將信息以數字的形式進行采集、處理、傳輸和應用,建立高效可靠的生產調度體系,為調度指揮、管理決策提供充分的信息依據,及時掌握工作現場的生產動態,實現安全生產[2]。

本文從生產調度業務分級考慮,確保源頭采集數據及時準確,對數據存儲集中管理,采用JI-HI軟件平臺,開發一套集生產數據、調度信息、統計分析于一體的管理系統,充分發揮調度指揮時效性和精準性。

1 系統業務模型及架構

1.1 系統理論分析

生產調度管理系統統一解決區隊、礦井及上級公司生產數據、重點工程、檢修計劃、疏放水等調度業務信息的采集、共享等存在的問題。先將分散的數據集中采集,再進行分層次處理,形成各級用戶需要的報表及統計分析表。系統業務流程為各區隊錄入生產進尺、產量、故障及檢修等數據信息,礦井級調度人員負責審核,調度負責人審批后形成報表,然后將報表信息報送上級公司審核,上級公司匯總各礦井報表信息審核后完成公司級報表。系統用戶面向區隊級統計員、區隊負責人、礦井級和公司級調度人員、生產經營負責人等人員。

1.2 系統業務模型

系統模型按照二級業務應用架構進行設計,分為公司級和礦井級。公司級用戶可以通過圖表的方式直觀地看到統計分析數據,方便對各礦安全生產數據進行實時監控。礦井業務部門和區隊用戶通過本系統查看權限范圍內的數據信息,對數據進行統計分析,掌握生產動態[3]。

1.3 系統架構

經過對比多個煤礦生產調度管理系統優缺點,結合生產調度業務需求,采用五層結構設計。分別為信息展示層、應用層、數據存儲層、數據交換層及數據采集層[4-5]。系統主體架構如圖1所示。

圖1 系統主體架構Fig.1 System main architecture

1)信息展示層主要是與用戶直接交互,包括數據錄入和展示等。

2)應用層是系統核心部分,是系統管理各功能的部分,主要負責集中完成有關業務邏輯功能并將其組織到相應的分類中。

3)數據中心主要存儲各類基礎數據,采用SQL Server數據庫。

4)數據交換層主要功能是系統數據錄入、讀取、修改和刪除,與數據庫交互。

5)采集層通過采集服務組件完成數據采集、傳輸、加載和清理功能。

1.4 服務器拓撲結構

系統實行分布式計算數據集中存儲,在公司和各礦均安裝服務器,提高系統響應效率。服務器拓撲結構如圖2所示。

圖2 服務器拓撲結構Fig.2 Server topology

2 系統功能模塊

本系統將覆蓋基礎管理、系統管理、計劃管理、完成管理、領導帶值班管理、區隊填報、月計劃、年計劃、調度填報、領導帶值班、生產日報、領導交接班工作、重點工程填報、外排水填報等主要業務環節。系統功能圖如圖3所示。

圖3 系統功能圖Fig.3 System function diagram

2.1 礦級功能設計

1)首頁。主要包含通知公告、安全生產動態、調度指令、安全通報窗口,展示該礦相關生產情況。

2)基礎管理。主要維護基礎數據,包括部門、區隊、工作地點、工種、影響生產類型等信息維護。

3)調度管理。領導值帶班管理,每個月初按照日期和班次對當月值班領導進行排班,如有變化可以對帶班信息進行修改。調度交接班記錄,自動讀取當班生產數據形成記錄。調度督辦,調度向區隊下發任務,明確督辦事項、責任部門、整改期限以及查看區隊的整改進度。調度審核,調度審核當班區隊、銷售上報等信息,如果信息正確,則點同意,頁面顯示審核通過,不同意則顯示審核不通過并可填寫意見。調度上報公司審核,調度每日把生產日報、外排水日報、檢修日報、疏放水日報等報表批量提交到公司審核,公司核實報表數據,同意則審核狀態顯示審核通過,不同意則審核狀態顯示審核不通過,審核通過數據就歸檔且不能修改。月累計調整,對工作面、巷道填報錯誤時,進行累計推進度調整。

4)計劃管理。系統自動從采掘接續系統匯總獲取月度和年度生產作業計劃,并對掘進和采煤工作面進行自動分解。

5)區隊填報。區隊報工單,填報當班區隊各工作人員信息并由上報調度室審核。產量填報,錄入產量數據。綜采隊錄入機頭、機尾、平均推進度(根據機頭和機尾自動計算),實際刀數,實際產量。影響生產記錄,填報在生產過程中由于各種因素而影響生產的相關信息。

6)排水管理。各礦完成當日外排水填報并上報。

7)銷售管理。銷售部門每日將銷售數據維護到銷售管理中,該模塊包括汽運銷售、汽運銷售煤種的基礎維護、汽運銷售中的煤種選項；鐵運銷售、鐵運銷售煤種、鐵運銷售煤種的基礎維護。

8)檢修管理。各區隊檢修信息在此維護,維護完后提交調度。

9)入選填報。洗選廠每日填報入選原煤,洗選出商品煤,矸石等數據,各商品煤錄入產品倉并進行維護。

10)重點工程。各礦針對近期重點工程進行填報并上報。

11)公司報表。各區隊或部門填報完數據后,自動生成報表，有生產日報、外排水日報、掘進月計劃表、回采月計劃表及檢修日報表等。

2.2 公司級功能設計

1)首頁。主要包含通知公告、安全生產動態、調度指令、安全通報窗口,展示各礦相關生產情況。

2)調度管理。公司值班安排,自動排出月度公司領導調度值班表,每日發送值班安排短信。調度人員每日審核各礦提報日報表,審通過后自動歸檔,生產公司日報表。公司會針對各個礦錄入重點工程信息。

3)計劃管理。公司調度每年初錄入公司制定的年計劃數據,其中分別包括各礦的集團年計劃、年奮斗計劃、礦年計劃。公司調度每月初錄入公司制定的公司月計劃。月分解計劃,實現一鍵分解月度計劃到日計劃,為月進度計劃控制提供支撐。

4)鐵運管理。鐵運站點維護,用于維護公司所有鐵運站點信息。鐵運發運年計劃和月計劃,用于錄入公司各鐵運站點的公司年計劃和月計劃列數、年發運量。

5)公司填報。鐵運日完成,調度人員按時錄入各鐵運站點的列數、發運量、備注信息。外購外銷月完成,用于公司調度月末填入公司外購外銷月實際完成量。

6)礦業報表。顯示各礦生產日報表。

7)統計分析。掘進月完成分析報表,用于公司查看月掘進各礦的完成情況。原煤生產完成分析表,用于公司查看當月各礦每日產量、工作面推進度、影響原因及產量欠量分析等。故障影響及產量影響統計表,用于查看各礦影響分類和影響產量。生產作業計劃預計完成情況分析,用于公司查看月度計劃預計完成情況。綜采周分析表,用于查看公司各礦的工作面的周分析數據。各礦產銷存統計圖,用于查看各礦某煤種產量、銷售量和庫存關系。

8)公司報表。掘進日、周、月報表,用于公司查看各礦掘進數據。生產運營調度日、月報表,用于公司查看各礦的商品煤、原煤掘進信息,以及工作面日、月數據。月度生產影響時間匯總表,用于統計各礦每個月各綜采面跟掘進區隊每天生產的影響原因。年度影響生產統計表,用于公司統計每年各礦的所有故障類型。外排水日、周報表,用于公司查看各礦的外排水水量、流向、水池儲量數據及周排水趨勢圖。重點工程日報表,用于查看各礦重點工程日完成情況和累計完成情況。檢修日報表,用于查看各礦日常檢修計劃,完成情況及時長。

2.3 系統管理功能設計

1)組織機構。用于增加、刪除本系統所涉及的所有部門。

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

3)角色管理。可以為多名用戶設置相同的權限,把擁有相同權限的人員歸為一類角色,定義好一種角色的權限,再將這一權限賦給用戶,不用頻繁為每一位用戶分配權限。

4)權限管理。管理員為用戶配置平臺的訪問權限,根據分配的權限訪問平臺內容。包括新增、修改、刪除，可以將權限賦予某一個用戶,也可以將權限賦予某一個角色。

5)日志管理。系統提供日志管理功能,可以查看跟蹤每個人的操作記錄。

3 系統實現

本系統采用J-HI快速開發平臺實現系統設計全部功能。J-HI平臺是一款JAVA WEB應用軟件快速開發開源平臺,可提供一套完善的業務基礎功能,包括用戶、部門、角色管理在內的權限分配機制、站內消息、定時服務等常用功能。J-HI產品的業務對象和業務流程設計器能以圖形化的方式直觀描述業務需求,快速生成代碼。J-HI是完全開放的完整應用,滿足了客戶的業務需求。

3.1 首頁圖形展示

使用echarts動態制作圖形展示?？梢粤鲿尺\行在 PC 和移動設備上,兼容當前絕大部分瀏覽器(IE8/9/10/11,Chrome,Firefox,Safari等),依賴輕量級Canvas類庫ZRender,提供直觀、生動、可交互、可高度個性化定制的數據可視化圖表。

3.2 重要功能代碼

月累計調整功能是系統設計重要內容,主要用來調整日累計的誤差,月累計調整分為綜采月累計和掘進月累計調整。部分代碼見附錄A。

4 結論

本系統于2019年4月投入運行,各功能模塊達到預期設計目標,解決了信息孤島、數據共享性差、工作效率低等問題。礦級管理系統能夠實現基礎數據錄入、臺帳管理、統計分析、報表管理、圖形管理等功能。公司級實現了各礦調度信息匯總分析、決策等功能。同時,提高了煤炭企業安全生產調度指揮和精益化管理水平,促進智慧調度生產指揮中心的建設和發展,對煤礦安全生產起到了重要作用,為安全生產提供了可靠依據。