礦山企業(yè)基于一張圖模式引發(fā)經(jīng)營(yíng)管控能力躍升的創(chuàng)新實(shí)踐

首鋼集團(tuán)有限公司礦業(yè)公司

首鋼集團(tuán)有限公司礦業(yè)公司（以下簡(jiǎn)稱“首鋼礦業(yè)公司”）位于河北省遷安市、遷西縣境內(nèi)，是首鋼重要的原料基地。自1959年建礦以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的生產(chǎn)建設(shè)，已發(fā)展成為以采礦、選礦為主業(yè)，兼營(yíng)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)、綠色物流運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)、礦山裝備制造、礦山技術(shù)服務(wù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)，集生產(chǎn)、科研、開(kāi)發(fā)為一體的特大型現(xiàn)代化礦山企業(yè)。公司擁有大石河鐵礦、水廠鐵礦、杏山鐵礦、唐首馬鐵礦、馬城鐵礦五個(gè)鐵礦生產(chǎn)基地。首鋼礦業(yè)公司秉承“首鋼為首”的創(chuàng)新基因，致力于數(shù)字礦山向智能礦山轉(zhuǎn)型，以“現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化、操控集約化、管理智慧化”為目標(biāo)，以一張圖理念為主線，推進(jìn)“智能采礦、智能選礦、智能運(yùn)輸、智慧管理”四大平臺(tái)建設(shè)，推進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。首鋼礦業(yè)公司現(xiàn)有在崗職工近8000人，年礦石生產(chǎn)能力4000萬(wàn)噸以上，年產(chǎn)精礦粉500萬(wàn)噸，全年銷售收入138億元，上繳利稅總額10億元。

一、研究背景

（一）建設(shè)智能礦山是行業(yè)變革發(fā)展的必然選擇

2016年《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020年）》明確提出加快建設(shè)數(shù)字化、智能化、信息化、自動(dòng)化礦山。2017年《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》要求礦山領(lǐng)域?qū)嵤皺C(jī)械化換人，自動(dòng)化減人”。2018年出臺(tái)智慧礦山信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，規(guī)定智慧礦山信息系統(tǒng)通用技術(shù)要求。隨著國(guó)家政策的導(dǎo)向，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，建設(shè)智能礦山，推進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量、高效益、安全、綠色發(fā)展已經(jīng)成為行業(yè)的共識(shí)，是礦山行業(yè)搶占發(fā)展制高點(diǎn)的必然趨勢(shì)。

（二）礦業(yè)公司第三次大發(fā)展提供了機(jī)遇

隨著馬城、馬礦、水廠等多個(gè)地采礦山的建設(shè)及綜合利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，礦業(yè)公司面臨著第三次大發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇，同時(shí)，新產(chǎn)業(yè)、新產(chǎn)線的投入面臨著2000多人的人員缺口。通過(guò)一張圖理念的創(chuàng)建，整合原有不同時(shí)期建設(shè)的獨(dú)立的自動(dòng)化系統(tǒng)，提升產(chǎn)線智能化水平，推進(jìn)操控集約化，為管理人員搭建現(xiàn)場(chǎng)化、一體化、可視化的管理平臺(tái)，釋放現(xiàn)有產(chǎn)線的人力資源；管控新建產(chǎn)線的工藝、設(shè)備配置，將現(xiàn)有成熟技術(shù)移植到新建產(chǎn)線，最大限度減少新產(chǎn)線的人員配置，是解決人力資源缺口的急迫需求。

（三）智能礦山建設(shè)的深入奠定了基礎(chǔ)

2019年，首鋼礦業(yè)公司打破專業(yè)之間、專業(yè)與廠礦之間的界限，在公司范圍內(nèi)成立智能采礦、智能選礦、智能運(yùn)輸三個(gè)智能礦山課題研究小組，系統(tǒng)的研究智能礦山標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)途徑，梳理現(xiàn)狀，2020年智能礦山建設(shè)寫入公司職代會(huì)，全面啟動(dòng)智能礦山建設(shè)。經(jīng)過(guò)兩年來(lái)的探索與實(shí)踐，智能礦山建設(shè)頂層設(shè)計(jì)及管理體系不斷完善。兩年來(lái)，實(shí)施項(xiàng)目近百項(xiàng)，不斷完善現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)施，推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化，以裴莊資源綜合利用產(chǎn)線為試點(diǎn)，以一張圖理念為指引，實(shí)施了工控一張圖操控系統(tǒng)和管理一張圖實(shí)時(shí)監(jiān)控分析系統(tǒng)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和管理效果，為一張圖理念的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

（四）數(shù)字化專業(yè)管理提出了需求

傳統(tǒng)的管理模式基于匯報(bào)和檢查，基層各級(jí)管理人員將生產(chǎn)、設(shè)備、能源、質(zhì)量、成本等報(bào)表通過(guò)電子、紙質(zhì)、信息系統(tǒng)等方式上報(bào)給上級(jí)專業(yè)，時(shí)間周期一般為日、周或月，上級(jí)專業(yè)對(duì)報(bào)表進(jìn)行分析，做出指導(dǎo)意見(jiàn)反饋廠礦，日常對(duì)廠礦進(jìn)行檢查。這種管理模式流程長(zhǎng)，人工錄入數(shù)據(jù)造成工作量大，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等各種問(wèn)題，管理人員不能及時(shí)掌握產(chǎn)線運(yùn)營(yíng)情況，無(wú)法做到及時(shí)管控。自動(dòng)采集生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)，集成專業(yè)管理平臺(tái)信息，搭建面向產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)化、一體化、可視化的管理環(huán)境，運(yùn)用數(shù)字化手段實(shí)時(shí)掌控產(chǎn)線生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)分析情況，智能預(yù)警、輔助分析，是提高產(chǎn)線生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平的有效手段和需求。

二、大型礦山企業(yè)基于一張圖模式引發(fā)經(jīng)營(yíng)管控能力躍升創(chuàng)新實(shí)踐的內(nèi)涵和主要做法

在礦業(yè)公司智能礦山建設(shè)過(guò)程中，以“無(wú)人工廠”為目標(biāo)、以裴莊建材產(chǎn)線為試點(diǎn)，探索智能產(chǎn)線建設(shè)。實(shí)踐中逐步形成、創(chuàng)建了一張圖管控理念。

一張圖管控理念的內(nèi)涵：搭建工控一張圖操控系統(tǒng)和管理一張圖監(jiān)控分析系統(tǒng)。工控一張圖是現(xiàn)場(chǎng)操控系統(tǒng)，目的是將產(chǎn)線所有設(shè)備集中到一張圖上，實(shí)現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)線一個(gè)指揮中心集中控制，引領(lǐng)推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)硬件升級(jí)改造，監(jiān)控人工調(diào)控頻次，總結(jié)操控點(diǎn)、操控規(guī)則、形成控制模型，推進(jìn)各產(chǎn)線“現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作、一鍵經(jīng)濟(jì)啟停、流程自主調(diào)控”，提升產(chǎn)線智能化運(yùn)行水平；管理一張圖是網(wǎng)絡(luò)版監(jiān)控分析系統(tǒng)，目的是深度融合產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及專業(yè)管理平臺(tái)信息，搭建網(wǎng)絡(luò)版可視化、現(xiàn)場(chǎng)化監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌控各產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)分析產(chǎn)量、設(shè)備、質(zhì)量、能源、銷售、成本等情況，推進(jìn)到工序流程的全要素動(dòng)態(tài)精益管控，提升產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)水平。主要做法包括：

（一）強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，規(guī)范一張圖建設(shè)

2022年，礦業(yè)公司在裴莊產(chǎn)線兩個(gè)一張圖建設(shè)取得較好效果的基礎(chǔ)上，為規(guī)范其它產(chǎn)線兩個(gè)一張圖推廣應(yīng)用，制定了《首鋼礦業(yè)公司“一張圖”建設(shè)規(guī)范》，明確了建設(shè)理念、建設(shè)目標(biāo)、頁(yè)面布局、數(shù)據(jù)采集的原則和展示模式、運(yùn)營(yíng)分析各模塊設(shè)置目的及規(guī)范。建設(shè)規(guī)范的發(fā)布為推動(dòng)礦業(yè)公司以“兩個(gè)一張圖”為載體進(jìn)行智能礦山建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

圖1 “一張圖”建設(shè)規(guī)范

（二）搭建工控一張圖操控系統(tǒng)，推進(jìn)無(wú)人產(chǎn)線

1.管控新建產(chǎn)線設(shè)施配置，實(shí)現(xiàn)集中操控

新建產(chǎn)線，在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，對(duì)照智能礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，確定“現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作、一鍵經(jīng)濟(jì)啟停、流程自主調(diào)控”的目標(biāo)，按此原則開(kāi)展自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線所有流程設(shè)備具備自動(dòng)化控制接口，每臺(tái)套設(shè)備均可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制，通過(guò)配置設(shè)備自保護(hù)、聯(lián)鎖啟停、運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)采集、自動(dòng)運(yùn)行等功能，生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)操作。裴莊產(chǎn)線建設(shè)過(guò)程中，打破傳統(tǒng)逆料流啟車，順料流停車的模式，以5個(gè)“緩沖倉(cāng)”為控制分界點(diǎn)，將整個(gè)產(chǎn)線劃分為6段獨(dú)立工序控制單元，并進(jìn)一步將6段獨(dú)立的單元控制程序進(jìn)行集成統(tǒng)一，即能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立單元單獨(dú)控制，又能實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)線一鍵經(jīng)濟(jì)啟停，同時(shí)將破碎、除塵、制砂樓、裝車站等多套單體設(shè)備進(jìn)行了集成控制，實(shí)現(xiàn)了整條產(chǎn)線的一鍵控制。

2.整合原有分散系統(tǒng)，推進(jìn)操控集約化

按照“大流程”“大工序”理念，將相關(guān)、相近的上下道工序流程進(jìn)行整合，最大限度精干組織機(jī)構(gòu)、壓縮管理層級(jí)，重塑生產(chǎn)組織模式。搭建大石河水源、水廠選礦、大石河選礦、杏山鐵礦5套工控一張圖操控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)線所有設(shè)備在一張圖上集中操控，整合組織機(jī)構(gòu)和集控人員，向科學(xué)的組織模式要效率，向現(xiàn)場(chǎng)精細(xì)化管控要效率，促使全域生產(chǎn)效率提升。杏山鐵礦一張圖操控系統(tǒng)，整合主井、副井、破碎、通風(fēng)、排水、電機(jī)車運(yùn)輸、地面干選、建材產(chǎn)線、人員定位等子系統(tǒng)，可在一個(gè)界面上實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)杏山鐵礦的生產(chǎn)情況，并預(yù)留單體設(shè)備接口，具備運(yùn)行狀態(tài)、位置等信息后陸續(xù)接入到系統(tǒng)中，并可對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行控制，極大地方便了生產(chǎn)指揮（見(jiàn)圖2）。

圖2 杏山工控一張圖操控系統(tǒng)

3.實(shí)施一鍵啟停，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

系統(tǒng)整合后，打破原來(lái)車間、子系統(tǒng)中間的壁壘，從大工序的角度出發(fā)，研究各子系統(tǒng)間的控制邏輯，實(shí)施整個(gè)流程的一鍵經(jīng)濟(jì)啟停，改變傳統(tǒng)的順物料停車、逆物流啟車的控制模式，充分利用中間倉(cāng)、液位池等，實(shí)現(xiàn)全流程一鍵經(jīng)濟(jì)啟停。裴莊產(chǎn)線建設(shè)時(shí)，充分利用中間倉(cāng)料位，設(shè)置四個(gè)控制點(diǎn)。自動(dòng)控制倉(cāng)上、倉(cāng)下設(shè)備的啟停，開(kāi)機(jī)時(shí)判斷中間倉(cāng)倉(cāng)位，達(dá)到設(shè)定值時(shí)下道工序自動(dòng)開(kāi)機(jī)，避免設(shè)備空轉(zhuǎn)，停機(jī)時(shí)，相關(guān)設(shè)備物料出空后自動(dòng)停機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了流程的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4.應(yīng)用數(shù)學(xué)模型，推進(jìn)自主調(diào)控

自主調(diào)控能力是產(chǎn)線智能化水平高低的體現(xiàn)。生產(chǎn)中，隨著各種條件的變化，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)穩(wěn)定生產(chǎn)，如人工進(jìn)行干預(yù)、調(diào)節(jié)，一是造成人工工作量大，二是生產(chǎn)不穩(wěn)定。通過(guò)摸索控制點(diǎn)、總結(jié)控制規(guī)則，應(yīng)用數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，是提高產(chǎn)線穩(wěn)定生產(chǎn)、提升生產(chǎn)效率、降低人工工作量的必然選擇。大石河水源系統(tǒng)由張官營(yíng)、西里鋪兩個(gè)加壓泵站和42口深井組成，改造前由兩個(gè)加壓泵站的集控崗位進(jìn)行遠(yuǎn)程控制深井泵、加壓泵的啟停、倒泵等操作。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整合后，取消人為操作，實(shí)現(xiàn)了水源系統(tǒng)全自主經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。深井控制以蓄水池水位為控制目標(biāo)，自動(dòng)計(jì)算各個(gè)水泵供水能力，自動(dòng)輪換深井泵，實(shí)現(xiàn)用電峰期低水位運(yùn)行、用電谷期高水位運(yùn)行。加壓泵控制以管網(wǎng)末端壓力為控制目標(biāo)，自動(dòng)調(diào)整供水壓力，輪換加壓泵，徹底改變?nèi)斯げ倏啬Ｊ?，釋放人力資源，提高了供水系統(tǒng)的及時(shí)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性。

裴莊產(chǎn)線投入運(yùn)行之初，雖實(shí)現(xiàn)了一鍵經(jīng)濟(jì)啟停，但生產(chǎn)情況變化大，過(guò)程中人為調(diào)控較多，集控人員工作強(qiáng)度大。針對(duì)這一問(wèn)題，瞄準(zhǔn)人工調(diào)控內(nèi)容，開(kāi)發(fā)了人工調(diào)控統(tǒng)計(jì)報(bào)表，通過(guò)報(bào)表分析，按照重點(diǎn)突破的原則，一個(gè)模型一個(gè)模型的開(kāi)發(fā)、測(cè)試，到目前為止，兩條建材產(chǎn)線已有21個(gè)調(diào)控模型取得成功應(yīng)用。統(tǒng)計(jì)裴莊產(chǎn)線不同階段人工調(diào)控次數(shù)，即可明顯反應(yīng)控制模型的顯著效果。2021年2月22日12-16時(shí)4個(gè)小時(shí)內(nèi)，人工調(diào)控次數(shù)為160次；而2022年2月23日20點(diǎn)至24日16點(diǎn)，人工調(diào)控次數(shù)僅為2次。同時(shí)，開(kāi)發(fā)過(guò)程中還改變了以往只從單點(diǎn)考慮的控制模式，綜合考慮工序間的邏輯關(guān)系，多個(gè)復(fù)雜的控制模型應(yīng)用，均取得了較好的控制效果，促進(jìn)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

5.持續(xù)優(yōu)化完善，提升輔助工序智能化水平

主體設(shè)備及主工序?qū)崿F(xiàn)一張圖集中操控、自主調(diào)控的預(yù)期目標(biāo)后，即將目標(biāo)轉(zhuǎn)向輔助工序。對(duì)各產(chǎn)線人工作業(yè)環(huán)節(jié)按照工序、流程、崗位、作業(yè)頻次、作業(yè)時(shí)間等內(nèi)容進(jìn)行梳理，研究自動(dòng)化、信息化可替代措施，并提出解決方案，并逐步推進(jìn)落實(shí)，取得較好效果，有效釋放現(xiàn)場(chǎng)人員，提升智能化水平。水廠破碎站自動(dòng)監(jiān)翻，通過(guò)RFID車號(hào)識(shí)別、AI大塊識(shí)別、控制模型的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)破碎站翻卸指揮的自動(dòng)控制，取代人工指揮，同時(shí)采集車輛數(shù)據(jù)用于生產(chǎn)分析；針對(duì)日常人工巡檢內(nèi)容，通過(guò)加裝溫度、壓力、液位檢測(cè)方式，變定期檢測(cè)為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，由人工匯報(bào)變?yōu)樽詣?dòng)預(yù)警，大石河、水廠破碎、球磨系統(tǒng)的智能監(jiān)控項(xiàng)目均取得較好效果，減少崗位工作量；照明實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，既取消了現(xiàn)場(chǎng)人工操作，也起到了節(jié)能降耗的作用。

6.強(qiáng)化系統(tǒng)智能聯(lián)控，提升風(fēng)險(xiǎn)防控

智能礦山建設(shè)帶來(lái)的不僅僅是技術(shù)上的提升，更是管理理念的變化。隨著各個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)，改變傳統(tǒng)的各專業(yè)各管一攤的觀念，加強(qiáng)專業(yè)協(xié)同，通過(guò)系統(tǒng)聯(lián)控，用技術(shù)手段有效實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)。汽運(yùn)裝車以往一直由人工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝車、監(jiān)管、存在一定的廉政風(fēng)險(xiǎn)，不好管控。大石河磁滑輪甩尾放礦與智能計(jì)量系統(tǒng)聯(lián)控，實(shí)現(xiàn)過(guò)皮后發(fā)送信號(hào)給工控系統(tǒng)，未過(guò)空車不能放礦、放礦時(shí)間不能超過(guò)規(guī)定時(shí)間、裝車完成后發(fā)送信號(hào)給計(jì)量系統(tǒng)，超過(guò)規(guī)定時(shí)間不過(guò)重自動(dòng)報(bào)警等功能；其他自助裝車實(shí)現(xiàn)了客戶車輛自動(dòng)識(shí)別、定量自助裝車，規(guī)避非客戶裝車、錯(cuò)裝品種等風(fēng)險(xiǎn)；汽車自助裝車取消了人工現(xiàn)場(chǎng)操作，同時(shí)與門衛(wèi)管控系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)控，對(duì)超時(shí)未裝車、未過(guò)重、重車出廠等高風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)警，有效提高了風(fēng)險(xiǎn)防控能力。

（三）搭建管理一張圖監(jiān)控分析系統(tǒng)，推進(jìn)智慧管理

集成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及專業(yè)管理平臺(tái)信息，搭建了管理一張圖監(jiān)控分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掌控各產(chǎn)線生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、消耗、銷售、成本、人員等情況，營(yíng)造現(xiàn)場(chǎng)化、可視化管理環(huán)境，初步形成面向產(chǎn)線的運(yùn)營(yíng)分析能力，輔助生產(chǎn)決策，提升產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)管控水平，推進(jìn)管理智慧化。

1.實(shí)時(shí)掌控產(chǎn)線運(yùn)行狀況

大石河選礦、大石河水源、水廠選礦、杏山鐵礦、二馬產(chǎn)線、裴莊產(chǎn)線均搭建了網(wǎng)頁(yè)版實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)礦業(yè)內(nèi)網(wǎng)實(shí)時(shí)掌控產(chǎn)線全流程運(yùn)行情況。實(shí)時(shí)顯示產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、主要運(yùn)行參數(shù)（電流、頻率、流程量等），為生產(chǎn)、設(shè)備、安全等專業(yè)及領(lǐng)導(dǎo)人員提供可視化的管理環(huán)境，實(shí)時(shí)掌控生產(chǎn)情況（見(jiàn)圖3）。

圖3 裴莊網(wǎng)頁(yè)版實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

2.色標(biāo)引領(lǐng)現(xiàn)場(chǎng)硬件改造

整合各分散控制系統(tǒng)，形成一張圖操控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備在一張圖上的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。不同顏色表示設(shè)備的不同狀態(tài)，如綠色表示運(yùn)行、紅色表示停止、半黃色標(biāo)色可監(jiān)控狀態(tài)但不能控制、黃色表示既不能監(jiān)控狀態(tài)也不能控制。使各級(jí)管理人員對(duì)設(shè)備現(xiàn)狀一目了然，進(jìn)而通過(guò)必要性、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性分析，確定是否進(jìn)行改造升級(jí)。如水廠老廠實(shí)時(shí)監(jiān)控分析系統(tǒng)中，紅色框部分的磁選機(jī)及分級(jí)機(jī)，半黃色表示可采集運(yùn)行、電流等信號(hào)，但不可遠(yuǎn)程控制，為現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制；藍(lán)色框部分的精選機(jī)，既不可控制也不未采集運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.趨勢(shì)分析提升生產(chǎn)管控

實(shí)時(shí)畫面顯示的是當(dāng)前狀態(tài)，而通過(guò)一段時(shí)間的曲線變化及趨勢(shì)能更好的看出設(shè)備或生產(chǎn)的情況，也更有利于設(shè)備管理。各個(gè)產(chǎn)線的實(shí)時(shí)監(jiān)控分析系統(tǒng)的界面上，可以點(diǎn)擊某一重要設(shè)備或數(shù)據(jù)，則會(huì)彈出二級(jí)畫面，展示的一段時(shí)間內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行、電流趨勢(shì)等。

4.一張圖調(diào)度引領(lǐng)智能運(yùn)輸

2020年，運(yùn)輸部遷安地區(qū)運(yùn)輸總量突破5000萬(wàn)噸，相比“十三五”初的2500萬(wàn)噸/年，增幅達(dá)100%，面對(duì)高運(yùn)量、快節(jié)奏的生產(chǎn)形勢(shì)，生產(chǎn)組織各環(huán)節(jié)的不適應(yīng)性日益突出，運(yùn)輸體系面臨四個(gè)不夠用的問(wèn)題：一是人不夠用，二是車不夠用，三是線路不夠用，四是調(diào)度崗位腦子不夠用。

為解決上述問(wèn)題，全面解放思想，打破固有的國(guó)鐵勞動(dòng)作業(yè)方式束縛，對(duì)標(biāo)一流企業(yè)，完成運(yùn)輸一張圖調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)，一期項(xiàng)目2021年8月份完成，實(shí)現(xiàn)了四大目標(biāo)：

一是在冶金企業(yè)率先實(shí)現(xiàn)“單乘制”。通過(guò)一系列創(chuàng)新舉措，司乘人員由3人減至2人，再減至1人，實(shí)現(xiàn)了鐵路運(yùn)輸由行業(yè)傳統(tǒng)的“三乘制”向“聯(lián)乘制”再向“單乘制”的突破性變革，累計(jì)釋放人力116人（見(jiàn)圖4）。

圖4 “百里礦區(qū)”運(yùn)輸一張圖調(diào)度平臺(tái)

二是調(diào)度指令直達(dá)機(jī)車。系統(tǒng)內(nèi)下達(dá)調(diào)度指令后，可直接在機(jī)車界面直觀顯示，為一級(jí)調(diào)度創(chuàng)造了條件。

三是搭建可視化、一體化、實(shí)時(shí)化運(yùn)營(yíng)管控平臺(tái)。在一張圖內(nèi)，實(shí)時(shí)掌控所有機(jī)車的位置、運(yùn)行狀態(tài)、任務(wù)、所掛車輛、物料以及站場(chǎng)、道岔、信號(hào)、道口等信息。

四是實(shí)現(xiàn)運(yùn)行能力智慧分析?？蓪?shí)時(shí)掌控分析鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)出車輛、在礦車輛、運(yùn)量、運(yùn)行里程、設(shè)備狀況、能源消耗、成本等情況。

5.運(yùn)營(yíng)分析推進(jìn)智慧管理

結(jié)合各產(chǎn)線實(shí)際情況，運(yùn)營(yíng)分析包括生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、能耗、銷售、成本等模塊。通過(guò)日、月、年的數(shù)據(jù)分析，掌握產(chǎn)線生產(chǎn)、設(shè)備、能耗等變化情況，及時(shí)作出決策

（1）流程量分析。流程量模塊自動(dòng)采集實(shí)時(shí)輸入量、輸出量，以及各產(chǎn)品的當(dāng)班、當(dāng)日產(chǎn)量及產(chǎn)率信息，對(duì)比當(dāng)日的計(jì)劃產(chǎn)量、產(chǎn)率情況，統(tǒng)計(jì)當(dāng)日、當(dāng)月、本年的產(chǎn)量及產(chǎn)率數(shù)據(jù)信息。二級(jí)頁(yè)面提供對(duì)應(yīng)產(chǎn)品產(chǎn)量明細(xì)記錄及曲線圖，可以按照時(shí)間段查詢所選產(chǎn)品的產(chǎn)量明細(xì)。流程量分析實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)線輸入、產(chǎn)品輸出的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)設(shè)置產(chǎn)品產(chǎn)率指標(biāo)，根據(jù)不同產(chǎn)品的價(jià)值，有針對(duì)性的組織生產(chǎn)，提高高價(jià)值產(chǎn)品產(chǎn)率，降低低價(jià)值產(chǎn)品產(chǎn)率，進(jìn)而提高產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

（2）小時(shí)管控。實(shí)時(shí)顯示裴莊產(chǎn)線小時(shí)管控?cái)?shù)據(jù)及日志，數(shù)據(jù)全部為自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)工控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。小時(shí)管控分析替代現(xiàn)有的人工表格統(tǒng)計(jì)工作，減輕基層崗位工作量，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控產(chǎn)線各工序小時(shí)作業(yè)時(shí)間、工序量等指標(biāo)，為實(shí)時(shí)管控各產(chǎn)線生產(chǎn)是否均衡穩(wěn)定提供數(shù)據(jù)支撐。

（3）銷售數(shù)據(jù)分析。實(shí)時(shí)顯示裴莊產(chǎn)線各產(chǎn)品當(dāng)日過(guò)磅量、本月累計(jì)過(guò)磅量、本月累計(jì)生產(chǎn)量、庫(kù)存變化情況，數(shù)據(jù)來(lái)源于智能計(jì)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)品產(chǎn)銷存數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析。

（4）質(zhì)量數(shù)據(jù)分析。質(zhì)量報(bào)表含質(zhì)量完成、質(zhì)檢數(shù)據(jù)、篩網(wǎng)跟蹤、工序管控四個(gè)子模塊。實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、查詢功能，包括各產(chǎn)線不同產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、產(chǎn)品合格率等數(shù)據(jù)，具備智能預(yù)警功能，對(duì)于未達(dá)標(biāo)的檢驗(yàn)項(xiàng)目能夠預(yù)警提醒。

（5）能耗數(shù)據(jù)分析。能耗數(shù)據(jù)模塊下設(shè)三個(gè)子菜單：能源消耗、電量消耗、柴油消耗，為能耗精準(zhǔn)管控提供依據(jù)。

能源消耗頁(yè)面按照電耗、油耗進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，每個(gè)分類均細(xì)分了用量、單耗、單價(jià)、費(fèi)用及成本，統(tǒng)計(jì)了當(dāng)日、當(dāng)月及上月、本年數(shù)據(jù)信息，為能耗精準(zhǔn)管控提供依據(jù)。

電量消耗下設(shè)4個(gè)功能頁(yè)面，可以查詢用電主報(bào)表、用電日?qǐng)?bào)表、用電班報(bào)表、用電小時(shí)報(bào)表；

柴油消耗下設(shè)4個(gè)功能頁(yè)面，可以查詢柴油消耗主報(bào)表、裝載機(jī)柴油小時(shí)消耗、礦車柴油小時(shí)消耗、推雜機(jī)柴油小時(shí)消耗。

（6）設(shè)備數(shù)據(jù)分析。設(shè)備數(shù)據(jù)分析模塊包含設(shè)備數(shù)據(jù)分析和備件跟蹤兩個(gè)子模塊。

設(shè)備數(shù)據(jù)分析能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各類重點(diǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、臺(tái)效、作業(yè)率、負(fù)荷率等指標(biāo)的當(dāng)日數(shù)據(jù)、當(dāng)月數(shù)據(jù)、上月數(shù)據(jù)、本年數(shù)據(jù)等；自動(dòng)提取設(shè)備健康系統(tǒng)數(shù)據(jù)，直觀展示設(shè)備的健康狀態(tài)，把設(shè)備健康狀態(tài)分為4類健康、亞健康、隱患、嚴(yán)重隱患，系統(tǒng)能夠自動(dòng)感知設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)隱患，系統(tǒng)自動(dòng)向相關(guān)崗位的手機(jī)端推送消息，實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警。

設(shè)備關(guān)鍵備件壽命跟蹤查詢功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵備件的壽命進(jìn)行跟蹤，如皮帶壽命、破碎機(jī)襯板壽命跟蹤。

（7）成本數(shù)據(jù)分析。成本數(shù)據(jù)模塊分為按工序分析、按要素分析2個(gè)模塊。按工序分析展示原料環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)、銷售環(huán)節(jié)等不同工序的成本計(jì)劃、日成本、月累成本、上月成本、年累成本及對(duì)比計(jì)劃完成情況。按要素分析展示分專業(yè)的成本情況及對(duì)比計(jì)劃完成情況。通過(guò)成本分析可實(shí)時(shí)掌控各產(chǎn)線當(dāng)日成本、月累成本、上月成本、本年成本等數(shù)據(jù)；按成本的構(gòu)成要素對(duì)成本進(jìn)行劃分，包括電費(fèi)、柴油費(fèi)、備件費(fèi)、材料費(fèi)、人工費(fèi)及其他費(fèi)用等，實(shí)現(xiàn)成本的按要素分析。為進(jìn)一步支撐成本管控及要素打開(kāi)分析，成本報(bào)表增加了穿透查詢功能。

（8）生產(chǎn)報(bào)表。生產(chǎn)報(bào)表板塊分為裴莊生產(chǎn)日?qǐng)?bào)、裴莊生產(chǎn)銷售日動(dòng)態(tài)、產(chǎn)線班組對(duì)標(biāo)三個(gè)子模塊。

裴莊生產(chǎn)日?qǐng)?bào)：反映產(chǎn)線一天的生產(chǎn)情況，在裴莊產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮重要作用，不僅為崗位提供生產(chǎn)指標(biāo)的反饋，更能為管理層精準(zhǔn)決策支持提供依據(jù)。

生產(chǎn)銷售日動(dòng)態(tài)：顯示生產(chǎn)計(jì)劃、完成、銷售計(jì)劃、銷售完成、后期日均銷售計(jì)劃、自用及外排、累計(jì)盈虧、庫(kù)存等數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)銷售發(fā)貨提供參考。

產(chǎn)線班組對(duì)標(biāo)：裴莊產(chǎn)線班組掛鉤指標(biāo)過(guò)去一直靠車間職能手工統(tǒng)計(jì)，工作量大、效率低、易出錯(cuò)，并且時(shí)效性差，不能夠?qū)崟r(shí)顯示各班組指標(biāo)完成情況從而形成良性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。產(chǎn)線班組對(duì)標(biāo)功能上線后，工效掛鉤日常使用的處理量、能源消耗、質(zhì)量指標(biāo)等指標(biāo)均可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢及匯總統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)橫向四班對(duì)標(biāo)，縱向區(qū)域崗位對(duì)標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)多勞多得的經(jīng)營(yíng)理念。

6.數(shù)據(jù)分析推進(jìn)提質(zhì)提效

（1）東排即時(shí)啟停，顛覆傳統(tǒng)模式。水廠鐵礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)原來(lái)采用傳統(tǒng)的逆物流啟車模式，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)東西排系統(tǒng)設(shè)備作業(yè)率差別較大，無(wú)效轉(zhuǎn)車時(shí)間長(zhǎng)問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，水廠鐵礦深入剖析原因，認(rèn)識(shí)到除三段控制可能導(dǎo)致人為聯(lián)系不緊密外，傳統(tǒng)的逆物流啟動(dòng)模式，也是造成無(wú)效轉(zhuǎn)車時(shí)間長(zhǎng)的重要原因：東西排啟動(dòng)時(shí)先啟動(dòng)排巖機(jī)、再逆物流啟動(dòng)各條皮帶、最后啟動(dòng)破碎機(jī)，破碎機(jī)作業(yè)時(shí)，排巖機(jī)已至少空轉(zhuǎn)215秒；因?yàn)榱鞒涕L(zhǎng)，破碎機(jī)受料1560秒后，物流才可達(dá)到排巖機(jī)，此間排巖機(jī)又至少空轉(zhuǎn)了1560秒。為解決此問(wèn)題，大膽提出改變傳統(tǒng)啟車方式，確定試驗(yàn)開(kāi)發(fā)“即時(shí)啟動(dòng)”程序，方案改變了破碎站、皮帶系統(tǒng)、排巖機(jī)三個(gè)點(diǎn)位、三段控制的模式，實(shí)現(xiàn)從破碎機(jī)到排巖機(jī)的一體化控制、一鍵啟停。即物流到達(dá)某設(shè)備前、該設(shè)備即時(shí)啟車，進(jìn)而減少各設(shè)備的空轉(zhuǎn)時(shí)間。經(jīng)評(píng)估，該方案實(shí)施后，一是可實(shí)現(xiàn)在指揮中心一鍵啟停整個(gè)東排系統(tǒng)，取消分散控制室，為減員增效創(chuàng)造條件。二是采用“即時(shí)啟動(dòng)”方式替代逆物流啟車方式，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)，按初步方案保守測(cè)算，每次啟動(dòng)可節(jié)電約686KWh，年可節(jié)電約686*每天2次*330天=41萬(wàn)KWh。三是取消破碎機(jī)、皮帶系統(tǒng)、排巖機(jī)啟停期間的崗位聯(lián)系，消除聯(lián)系環(huán)節(jié)空轉(zhuǎn)時(shí)間。此外，還將為后期排巖機(jī)取消現(xiàn)場(chǎng)操作、改為指揮中心集中操作奠定基礎(chǔ)。即時(shí)啟停已經(jīng)在東排成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備在物料到達(dá)前1分鐘完成啟動(dòng)，顛覆了逆物流啟動(dòng)的傳統(tǒng)模式；同時(shí)實(shí)現(xiàn)在指揮中心一鍵啟停，為取消分散控制室、崗位合并創(chuàng)造了條件。

（2）專業(yè)管理應(yīng)用數(shù)據(jù)解決問(wèn)題能力不斷增強(qiáng)。技術(shù)專業(yè)圍繞穩(wěn)定裴莊干砂質(zhì)量，針對(duì)石粉含量合格率低的突出問(wèn)題，研究工藝控制規(guī)則，年初提出制砂系統(tǒng)恒料量控制模型：依據(jù)質(zhì)量結(jié)果設(shè)置19、20#皮帶給料量，自主調(diào)控皮帶給料速度，穩(wěn)定給料量在設(shè)定值。經(jīng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及參數(shù)摸索，裴莊干砂質(zhì)量合格率有了質(zhì)的提升。生產(chǎn)專業(yè)運(yùn)用一張圖系統(tǒng)中翻卸車明細(xì)數(shù)據(jù)，查找生產(chǎn)組織潛力，提高翻卸效率，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)線高效運(yùn)行，裴莊等產(chǎn)線小時(shí)翻卸車數(shù)穩(wěn)定提升。

四、取得的成效

（一）經(jīng)濟(jì)效益明顯

一是減少人員配置，降低運(yùn)營(yíng)成本。一張圖操控系統(tǒng)的搭建，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化，取消了現(xiàn)場(chǎng)操作崗位配置，減少了巡檢工作量及點(diǎn)檢人員，也提高本質(zhì)安全水平；實(shí)現(xiàn)了操控集約化，一個(gè)集控中心集中操控，進(jìn)一步壓減集控人員；推進(jìn)流程自主調(diào)控，不斷減少集控人員工作量。實(shí)施水廠鐵礦無(wú)人選廠、破碎站自動(dòng)監(jiān)翻、破碎智能監(jiān)測(cè)、大石河水源自主經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、杏山主副井合并等項(xiàng)目，合并主控室，實(shí)現(xiàn)大區(qū)域集成控制的模式，推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化和操控集約化，累計(jì)釋放現(xiàn)場(chǎng)人員230人，減員效益為3852.5萬(wàn)元。

二是提升效率，降低消耗。隨著流程自主調(diào)控、智能聯(lián)控的不斷推進(jìn)，產(chǎn)線智能化水平提升，人工判斷、干預(yù)減少，產(chǎn)線運(yùn)行效率、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性持續(xù)提升。實(shí)施裴莊、二馬智能化提升、水廠無(wú)人選廠等項(xiàng)目，提高生產(chǎn)效率，降低材料、能源等消耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益512.6萬(wàn)元。

（二）管理效果顯著

一是提升產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管控能力。一張圖監(jiān)控分析系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)管理平臺(tái)在產(chǎn)線的集成，搭建了一體化、可視化、現(xiàn)場(chǎng)化管控平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌控產(chǎn)線生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、能耗、成本等情況，提高了產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的管控能力。

二是提升專業(yè)管理人員數(shù)字化思維能力。管控平臺(tái)的搭建，改變傳統(tǒng)匯報(bào)、報(bào)表等專業(yè)管理方式，更加客觀、真實(shí)地展現(xiàn)生產(chǎn)情況，促使專業(yè)管理人員通過(guò)數(shù)據(jù)去分析、判斷，并作出決策，提升了專業(yè)管理人員的數(shù)字化思維能力，有助于管理人員打破傳統(tǒng)思維、提升創(chuàng)新能力。

三是兩個(gè)一張圖的建設(shè)助推精益管理。兩個(gè)一張圖建設(shè)，提升了礦業(yè)公司智能礦山建設(shè)水平，促進(jìn)了管理能力的提升。助力裴莊建材產(chǎn)線榮獲北京市建筑砂石綠色基地稱號(hào)，助力礦業(yè)公司評(píng)為全國(guó)國(guó)有重點(diǎn)200家標(biāo)桿企業(yè)之一。

（三）為行業(yè)智能化建設(shè)提供借鑒

兩個(gè)一張圖是推進(jìn)智能礦山建設(shè)的重要手段，可以有效推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化、操控集約化、管理智慧化，已在首鋼股份公司、唐首馬礦進(jìn)行了推廣應(yīng)用，在礦山行業(yè)推廣的具有較大的推廣價(jià)值，對(duì)其他流程產(chǎn)線也具有較高的借鑒價(jià)值。