论煤炭企业设备技术集成创新模式Word格式.docx
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全部选用世界上技术最先进、性能最优良、能力最强的采、掘、运、装设备，为整个生产系统能力的提高、系统组织的简化及稳定可靠运行奠定了基础。
全矿只装备了一个综采工作面，设备全部从国外引进。
综采工作面采煤机为美国JOY公司生产的大功率（1500kW）
6LS一5型双滚筒电牵引采煤机，生产能力为2800t/h，牵引速度为0-15m/s；
液压支架为德国D•B•T公司生产的WSl.7型高强度掩护式液压支架，支护高度为1.75m，初撑力617kN，采用PM4电液控制系统；
重型刮板输送机、转载机运输能力分别为2200t/h、2500t/h，刮板输送机、转载机采用集中联动控制，总功率达2030kV；
顺槽胶带输送机为美国FSW公司生产的B1200-2×
400-4.0型胶带输送机，运输能力为2500t/h，带速4m/s；
电器设备及泵站系统为BF公司生产的最新产品，总装机功率为4330kW。
整个综采工作面的生产能力可以达到2万t/d以上。
为实现快速掘进和矿井产量增长，保证综采工作面的正常接续和矿井生产的合理布局，矿井采用了连续采煤掘进技术，配备两个连采队，分别装备了1台连续采煤机、2-3台运煤车、1台锚杆机、1台铲车、1台给料破碎机和3部国产1063型胶带输送机。
连续采煤机为美国JOY公司生产的12CM-1OD型采煤机，装机功率为550kW，采高2.6-4.6m，一次截割宽度为3300mm，截割能力为8-23t/min；
运煤车为美国LONGAIRDOX公司生产的CH818型蓄电池运煤车，功率为26.1kW（35hp），蓄电池电压128V,充电时间为8-10h，运行速度120m/min，运量16t/车；
锚杆机为美国
LONGAIRDOX公司生产的HDDR-AC型双臂锚杆打眼机，转动扭矩305N•m，锚杆机紧固扭矩258N•m，打眼及锚杆安装速度为30套／h；
铲车功率为37.3kW（50hp），最大载重量4t，用于搬运物料和清理煤泥。
最高月进尺曾达到3272.9m，最高月采煤量为114437t，均为全国第一、世界一流水平。
为了与生产及准备（掘进）能力相配套，主运输系统采用两部长距离、大运量国产胶带运输机，全长5.78km，总装机功率为2240kW，最大运量2500t/h，采用先进的CST可调速软启动系统控制。
原煤仓容量为42000t，商品煤仓容量为65000t。
洗选设备主要采用计算机控制的KHD块煤跳汰机，处理能力550t/h；
计算机控制的加压过滤机，处理能力47.5t/h；
原煤分级采用香蕉筛，处理能力1000t/h；
破碎机采用MMD500型，处理能力400t/h;
快速装车系统采用计算机控制的KSS配煤称重装车系统，装车能力5300t/h。
辅助运输采用无轨胶轮运输车，车辆运行速度可达30km/h，运送人员、材料从地面到工作面只需要10min时间。
工作面搬家设备采用912X搬运车，4冲程直列6缸防爆柴油驱动，最大载重量25t；
630搬运车，之流串激励电动机驱动，最大载重量25t；
350P支架运输车，4冲程直列6缸防爆柴油驱动，最大载重量35t。
二、构建高效率的设备系统
神府东胜煤炭有限责任公司主要通过三种方式对各种先进设备进行集成，以构建出高效率的设备系统。
一是进行极限试验。
他们利用节假日其他企业休息，来自外部的各种干扰因素少，企业内各部门也都可以停止其他一切工作全力支持试验，人为构造一个相对理想的设备运行环境，按照事先设计的方案，对设备系统可能达到的最大生产能力和效率水平、薄弱环节及能力富余状况，以及运行中潜在的问题等进行测试，根据测试结果制定改进方案，从技术与组织上对设备系统进行优化。
极限试验过程既是对各种资源要素进行优选，使其“以适宜的结构形成一个有利于资源要素优势互补的有机整体”的过程，也是获得重要的技术参数、操作技能和经验知识的过程。
这些独特的技术参数、操作技能和经验知识，是构成企业特有技术资源和能力的重要内容，也是企业核心竞争力的重要组成部分。
二是根据在实践中获得的技术参数，结合世界采矿装备技术的新发展，不断进行设备改进与优化升级。
一方面通过与主要设备供应商建立战略协作关系，由设备供应商根据公司提供的技术参数对现有设备的主要部件进行再设计；
另一方面，通过对现有设备进行升级，及时将世界采矿装备新技术整合到企业设备系统中，使企业设备系统始终保持整体最优。
三是利用信息技术，通过使设备系统运行及监控适时化，提高各种设备及设备系统不同环节间协调运行的水平或集成度，具体措施就是实行矿井综合自动化。
以最早实行全方位综合自动化的大柳塔矿（2000年10月）为例，该矿选用罗克韦尔自动化工业控制产品和工业网络技术，构建起信息层、控制层和设备层高度集成的现代化全方位自动化体系。
具体包括以下几个系统：
带式运输系统自动化系统、井下电力三遥（遥测、信遥、遥控）系统、双沟通风机三遥系统、井下排供水三遥系统、生产调度及综合信息管理网、矿井工业电视系统、井下风门自动控制系统、综采工作面监测系统、主井带式输送机振动及轴温检测系统。
自动化体系具有以下6方面功能：
（1）适时运行参数监测；
（2）适时过程控制；
（3）历史数据查询；
（4）设备故障及模拟量超限报警；
（5）生产适时画面监测；
（6）生产计划优化。
据2000年10月于拉斯维加斯召开的世界采矿技术经验交流大会上得到的信息，神府东胜煤炭有限责任公司是目前世界上矿井综合自动化程度最高的企业之一。
这也是能够创造出矿井生产能力和效率世界先进水平的主要原因。
三、构建高效率的设备运行支持系统
神东公司在对企业内外技术资源及组织资源进行集成的基础上建立了三大设备运行支持系统：
企业资产管理系统（EAM），配件供应系统和设备维修系统。
EAM系统是以美国Datastream公司MP5i软件系统为基础，以设备综合管理为主要内容，以维修工单为核心的设备资产全寿命管理系统，用来管理公司内与生产有关的设备、配件、材料及相关的部门、人员、资金等。
该系统通过对设备、重要部件从购入开始直到报废为止全过程的数据信息进行记录、跟踪和转换，对设备的运行状况及时做出分析评价，自动生成维修工单，实现了对设备的预防性维修，并能够对维修工单中所需部件及材料进行预订、查询、分配、出库和入库管理，自动清点库存，动态调整配件安全库存，自动生成采购计划，进行采购报价和询价等，从而实现了设备生产能力的最大化。
配件供应系统包括三个方面：
一是利用MIS管理系统，优化引进配件计划管理。
通过统计分析编制消耗定额，再采用ABC管理法编制年度计划，并通过对在用设备进行状态调查，结合过去的大修经验，编制大修通用标准配件计划，从而使配件订购计划和库存达到了超前、准确和经济合理的要求。
二是在矿区建立保税库，储备大修件、索赔件和生产急用件三种类型的配件（其中大修通用标准配件100％进入了保税库，占总配件量的20%），并将在保税库储存一定比例的配件作为引进设备的条件，不仅保证了生产和大修用件之急需，而且由掌握设备配件消耗量和消耗品种的外方做储存计划，分解了配件供应压力，降低了采购成本，也减少了资金占用。
三是与国内先进专业厂家建立协作关系，通过系统化、规范化地整理研究进口设备的技术资料，有计划、规模化地对进口设备进行整机和配件的国产化，以缩短供应周期，缓解配件供应紧张的局面，降低供应成本。
设备维修系统是建立在充分利用国内外专业技术资源的基础上、多种维修形式并存的系统。
对本企业使用主力机型的公司（如JOY、DBT等公司）采取合作大修方式，双方签订以控制工期、质量、费用为主要内容的大修协议，针对每一台设备签订具体的大修合同。
外方负责按其大修工艺、标准对设备进行清洗、解体、检测、修复、装配全过程的技术支持、质量和工期控制等，并派一名负责大修的经理和相关专业人员现场指导和参加大修。
神府东胜煤炭有限责任公司按国外设备大修工艺流程提供维修设施、管理人员、技术人员和技术工人。
通过这种方式不仅有效地、动态地利用了国外生产厂家最先进的设备维修技术与工艺，保证了设备大修的技术水平和修理质量，降低了大修成本，而且获得了进口先进设备大修的工艺、技能及组织管理方法，培养出了高素质的维修队伍。
1996年
1997年
1998年
1999年
2000年
2001年
2002年
职工人数／人
439
389
477
473
493
原煤产量／万t
230.87
286.11
327.77
510.75
920.58
934.59
1085.81
原煤生产人员效率／（t/工）
12.31
15.08
19.64
41.54
92.33
114.22
117.81
回采工作面效率／（t/工）
60.37
63.68
127.43
250.02
487.35
576.57
595.31
掘进工作面效率／（m/工）
0.94
1.87
1.526
1.95
2.09
回采工作面单产／（t／个·
年）
4061424
8033457
7751962
8742730
为了更好地满足设备更新换代及生产规模扩大对设备维修不断增长的需求，公司还采取了与国内外专业公司合资办大修厂的方式，引进国内外先进维修和制造技术，更加有效地解决了设备更新换代快与自有维修及制造技术不能同步更新之间的矛盾。
对一些小公司生产的数量少规格型号多的设备，采用请外方专业技术人员现场指导大修的方式；
对机型落后、配件组织难本高的设备，则采取委托国内专业厂家进行国产化大修。
四、集成创新的效果
集成创新的效果可以从大柳塔矿历年效率主要指标的变化中体现出来。
大柳塔矿设备的配套集成创新是从1997年按规模化经营要求引进国外先进设备开始的，到1998年基本完成备引进配套工作。
1999年开始进行以提高设备系统集成度为主的技术创新，主要是进行了矿井综合自动化建设，11月1正式投入试运行。
从表1可以看出，大柳塔矿历年效率的变化可以分为三个阶段：
1998年以前由于仅仅是单项引进先进综设备，虽然也创造了国内高效率水平，但与国内先进煤矿处在同一层次上，离世界先进水平仍有较大差距。
1997年转变创新模式以后，效率水平开始大幅度提高。
1999年实行矿井综合自动化建设以后，效率水平更实现了飞跃式的提高。
在2000年10月于拉斯维加斯召开的世界采矿技术经验交流大会上，大柳塔矿年产水平（一井一面突破800万t）、综合自动化水平、直接工效率及全员工效等主要经济技术指标均被确认为世界第一。
大柳塔矿以设备配套集成为核心的技术创新取得成功以后，神东公司开始在其他各矿推广，并取得了显著效果。
技术集成创新引起的生产效率水平的极大提高导致了矿井生产能力的大幅度提升，从而产生了规模效益，完全抵消了高技术装备水平所要求的高投入，使企业整体效益成倍增长。
神东公司的吨煤直接成本仅为原中央财政煤炭企业平均水平的29.35%。
即使不考虑由于国家采用全新的、以银行贷款为主的投资模式，公司的负债率远高于其他企业这一主要成本因素，公司煤炭产品的完全成本仍然是全国最低的，仅为中央财政煤炭企业平均水平的57.56%。
五、结论
通过以上分析，可以得出以下几点结论。
1．技术创新是煤炭企业实现高效率、规模化生产的有效途径，但只有立足于世界煤炭生产技术发展的最高水平，才能彻改变我国煤炭工业的落后局面，取得世界一流的效率水平和效益水平。
2．生产的特殊性决定了煤炭企业技术创新的关键是通过集成创新建立最有效的生产系统。
实践证明，在广泛吸收国内外最先进技术资源基础上的集成创新，是到目前为止最适合煤炭企业生产特点的技术创新模式。
依据这种模式，神府东胜煤炭有限责任公司创造的效率水平和效益水平，是我国煤炭企业过去所采用过的任何创新模式都无法比拟的。
3．从神府东胜煤炭有限责任公司自身的实践来看，仅引进最先进的技术装备并使其配套，对企业效率水平和效益水平提高的作用是有限的。
在设备配套基础上的集成创新，才是提高企业效率水平和效益水平的关键。
并且企业设备系统的集成度越高，效率水平和效益水平也越高。
4．煤炭企业以设备技术为主的集成创新，不仅包括对煤炭生产装备技术的集成，而且包括对其他一切可以利用的技术成果尤其是信息技术成果的集成，还包括对为设备系统高效、稳定运行提供技术支持的各种技术条件的集成。
分布式制造系统的设备维修管理
周
娟
张之敬
摘要
介绍设备维修信息管理系统的体系结构和重要功能模块及其实现，主要包括对维修信息的数据库管理，故障信息的获取、传送和修复后的信息核实以及维修信息的查询和统计，该系统对工厂设备的故障维修信息实现闭环的管理。
现代信息和网络技术的飞速发展，给机械制造业的各个领域带来了巨大的变革，使生产效率有了很大的提高，但无论自动化程度达到何种先进的水平，目前仍然无法保证设备的“无故障”生产，设备的维修也是不可避免的。
尤其是随着制造系统的高度自动化、智能化和设备功能的日趋复杂化，设备维修信息的管理是一项复杂而繁重的工作，只靠人工的管理是不可靠的，而且没有系统的管理也很难实现把数据转化为信息。
针对目前不少工厂设备维修信息管理状况，设计了该维修信息管理系统，不仅可以保证故障信息的实时传输和故障的及时维修，把维修费用降低而且可以对繁杂的维修数据进行系统的管理，提取特征信息。
该系统主要包括故障信息的实时监控、故障信息的传输以及相关的数据库管理。
一、系统的结构体系
该系统主要针对分布式制造系统中的维修问题，整个结构体系是基于工厂或企业内部局域网的，采用Client/Server结构模式，工厂的各个部门通过网络紧密相连，保证故障信息传输的实时性和维修操作的快速性，把生产的损失降到最低。
其中服务器分为应用服务器和数据库服务器即三层体系结构，三层体系结构中，客户（请求信息）、服务（处理请求）和数据（被操作）被物理地隔离。
这样的结构体系比较灵活，有利于系统扩展，而且具有更好的移植性，可以跨不同类型的平台工作。
服务器是整个畏统的核心，主要功能是处理网络命令、接受客户端的连接请求、方问数据库服务器返回客户端的查询信息等。
使用了多线程同步技术来确保为多个客户端同时提供服务的准确性[1]，并且提供了日志记录功能。
客户端主要有监控终端、维修部门和生产计划部门、采购部门、财会部门等，都可以从该系统的数据库中获取相关的信息，这样使得设备的维修部门不再孤立于生产链之外，而是与其他部门相互通讯，使企业真正成为一个闭环管理系统[2]。
同时为了保证整个系统的安全性和可靠性，系统设置了客户端的登陆权限，不同级别的用户界面功能不同。
监控终端的功能是实时的监控设备的故障状况，并且传送故障通知，接收故障回复信息，核实故障修复信息，维修记录输入数据库。
二、系统功能模块
该系统主要分为四个功能模块，分别为数据库管理、故障信息的获取和传送、故障修复后信息核实、信息查询和统计模块。
下面分别介绍这几个模块的功能。
1．数据库管理模块
设备的故障信息主要是设备发生故障的时间、地点、故障原因、现象、维修费用等，但是要对维修信息形成系统的管理，只管理故障信息是不够的，必须对设备的相关信息如传感器、重要的零配件等进行系统化的管理，只有这样才能形成一个较为完善的设备维修信息管理系统。
该功能模块独立于系统中的其他客户端模块，原因是系统采用的数据库管理系统本身就是C/S模式，把仅对数据库表的基本操作分离出来，不必通过应用服务器和其他客户端通讯，这样可减轻应用服务器的负荷，提高系统中其他客户端的访问速度。
该模块主要包括基本库的管理、动态库的管理、用户权限的管理和数据库系统的维护，功能模块如图1所示。
基本库提供一些静态的基本数据，这些数据在该系统中改动较少或者不变化，但又是该系统管理必不可少的基本信息，便于在查询模块中以不同的方式查询、统计等。
此外设备管理人员或操作人员的人事变动情况都要及时更新数据库，以确保库中保存的信息的准确性。
动态库中维修信息的管理子模块是核心，它记录历史发生的故障时间、部位，传感器检测到的信息，故障历时、现象、原因等一些重要数据。
可以为故障诊断专家系统的自学习提供必要知识。
这部分的信息可以在客户端登陆并以不同的方式查询。
其次，零配件的管理是针对该故障维修中更换的重要的零配件的情况进行详细记录。
在该系统中对零配件的管理设计了一个专门的子系统，对其出库信息、入库信息和现有的库存量都进行详细的记录和特征显示，当现有的库存量大于设定的最大数量或者小于最小的设定量时，以不同的颜色进行警告显示，这样既可以保证生产的连续性、安全性，又不导致过多的积压而浪费资金。
维修人员还可以从其他的客户端界面中查询库存信息，便于维修人员的决策操作，尽量减少维修时间。
第三，维修计划是对设备进行定期检修而制定的计划，需要根据故障历史记录来制定合适的计划，这些信息都保存在数据库服务器中，维修人员可以从客户端登陆查询。
系统维护主要是针对该系统数据的维护，而整个数据库系统的维护由数据库管理员管理。
这里的备份和回复操作主要是在一些重要的操作之前、后进行的，防止工作人员的误操作行为而造成数据的丢失或数据结构的破坏。
对该数据库系统的基本操作有查询、添加、删除和修改，使该系统具有一定的灵活性，这里的查询只提供一些基本的功能，主要是为了便于添加、删除和修改，主要的查询功能在查询模块中介绍。
用户的权限管理是针对该系统的客户端的用户级别、用户名和密码进行验证，新用户的账号申请、密码维护和权限的分配。
这也是确保系统安全性的重要的一个环节。
2．故障信息的获取和传送
该模块主要提供和数据采集及分析模块的接口，使该系统具有可扩展性。
故障诊断模块对采集到的数据进行诊断，并将处理后的数据文件送到终端指定的目录或者数据库中，该文件中包含设备号、传感器号和采集的数据等必要信息，分为故障信号文件和正常的信号文件，对每一个故障都保存相关的前后几个周期的检测信号，以便于维修人员参考，快速诊断故障原因。
监控终端分为人工监控和自动监控两种方式，以人工监控为主，人工监控需要报告的故障信息包括设备和传感器编号、故障描述，有选择附带检测的数据文件，通过应用服务器为中介发送到维修部门；
自动监控是辅助的监控方式，主要是为了预防设备临时无人监控的情况下，无法及时报告故障信息而设计的，它是通过一个系统定时器来定时检测是否有新的故障数据，若有则自动传送到维修部门并显示故障信号图。
故障信息通过应用服务器向相关部门传送，具有不同权限的部门，对故障的处理的功能不同，只有维修部门才有权限分析并回复故障信息，采取决策操作；
同时应用服务器向数据库服务器中记录该故障的一部分信息。
3．故障修复后信息核实
当终端的故障信息在网络传输的过程中，服务器已经向数据库中记录了该条故障的一部分相关信息，如设备和传感器编号、故障的发生时间和现象描述等。
在终端接收到的故障回复信息中包括了决策人员、采取的维修方式、回复时间、故障编号。
维修操作完成后要对维修信息进行核实，包括设备的故障原因、处理结果、故障历时、维修费用、操作人员和该故障相关的检测数据文件，这样才完成一条完整的维修记录。
故障记录分两步写人数据库主要是为了减轻网络数据传输的负荷，也保证数据在传输过程中的安全，以保证维修信息的闭环管理。
工作流程如图2所示。
4．信息查询模块
信息查询功能主要是在各个客户端，为不同级别的用户提供相应的信息，包括设备的基本信息和故障信息、传感器信息、人员信息和车间信息。
每一类信息的查询又可以根据用户的需要采取多种方式，如设备的故障历史查询分为按设备名称、按故障时间、维修费用或维修周期多种方式查询。
该模块也包括信息统计功能，主要有按车间统计设备的相关信息，如某车间的设备总数、设备资产总值、不同类别设备的数量；
维修信息的统计，包括按某个车间或某台设备在一定时期的故障频率、故障停机时间、维修总费用及月平均费用等。
这些信息主要是为企业中的其他部门提供信息，如生产计划部门在制定生产能力需求计划时，需要从该系统中获
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