煤矿设备检修信息化建设实践

摘要:煤矿的采煤效率依靠高度的机械化和自动化设备，机电设备维护是保证采煤效率和安全的重要工作。为解决煤矿井下设备检修记录填写时，纸质记录不易留存、数据不易统计分析、突击补填记录等问题，神东煤炭集团开展了煤矿设备检修信息化建设。在为各矿井配备井下WiFi或4G网络、为员工配备防爆手机的基础上，自主研发了设备云检修系统;依托于神东移动平台，实现了设备二维码管理、设备日检、设备班检、设备周检、设备月检、交接班记录、问题跟踪等功能。系统建成后，员工持防爆手机扫描设备二维码就可实现设备检修，可面对面用手机交接班或者远程交接班，设备问题持续跟踪并落实到个人。

关键词:煤矿设备;设备检修;信息化建设;云检修系统

引言

煤炭行业的机械化程度已经很高，采煤工作需要采煤机等大型设备，而井下环境恶劣，对设备的维护保养尤为重要。例如，采煤机必须进行日检、周检和月检等。每台设备的纸质检修记录有很多本，员工的填写量很大，且纸质记录在井下不易保存。为了减少员工的工作量、将设备检修数据组织并利用起来，神东煤炭集团信息管理中心开发设备云检修系统，依托井下WiFi网络和防爆手机等硬件基础，用EOS开发平台，实现了设备二维码管理、检修标准导入、设备班检、日检、周检、月检等功能。由以往纸质记录变为现在的手机点选，极大减少了员工的工作量，而且数据电子化，更利于数据的保存与分析，最终实现数据支撑决策。

1设备检修工作存在的问题

1．1人工管理模式落后

在相当长的时间内煤炭仍将是我国的主要能源，而目前我国煤炭工业无论是教学、科研体系，还是生产矿井的管理架构都是基于传统的人工管理模式，无法适应信息化社会之于数字煤矿、智慧煤矿、少人或无人煤矿的具体需求，严重制约了煤炭工业的健康发展和向高科技型企业的转型。随着我国现代化进程的不断加快，煤炭工业同样面临科学发展的问题。机电设备在矿下长久作业，若无法对其进行良好的保存和保养，会使得机电设备老化严重，加之相关技术人员未能全面了解机电设备的应用问题和防护措施，这将导致机电设备在应用或保养中会出现一些不必要的损失。而这些问题会将安全隐患埋下，如果未能妥善保管和维护机电设备，将会导致其故障频发，严重的会引发安全事故，制约煤矿企业的持续发展［1－2］。

1．2检修工作量大

煤矿设备的检修在机电管理中至关重要，直接影响设备的使用寿命和人员安全。煤矿设备种类多样，每台设备的检修流程都不尽相同。以综采工作面为例，采煤机、运输机、支架、破碎机、转载机、胶带机就需要6本检修记录，而重点部位还需要单独的检修记录。以采煤机为例，日检标准就有8个部位45个检修项目，员工每天都要填写一次检修记录，不仅工作量非常大，还留存了很多纸质记录。

1．3纸质记录不易保存

矿井工作环境恶劣，工作面潮湿，煤尘飞扬，对于传统的纸质记录是严重的考验，据不完全统计分析，井下纸质记录留存时间一般为2～3年，而设备的使用寿命绝不止于2～3年。同时员工也可能为了应付检查而突击填写记录，存在记录造假的情况，因此，纸质记录并不能真实反映设备的检修状况。

2信息化建设

神东煤炭集团现有机电设备资产210亿，数量达到20万台，为减轻员工工作量，将设备检修数据电子化，建立设备检修档案，通过与一线员工和机电管理部领导调研，吸收各矿现有系统的优点，历时7个月，由公司研发部门开发了设备云检修系统。

2．1前期调研

在该系统开发前，神东煤炭集团寸草塔二矿已经使用简道云开发了一套检修系统。在调研过程中总结简道云检修系统具有便于掌握，可以实现零编程开发、支持企业微信等多种平台、能够快速部署应用等优点，但不支持私有化部署，所有开发的应用均在简道云的服务器上，公司敏感数据存储在公网上，不便于管理，有泄露的风险。由于简道云平台不支持私有化部署，无法保证业务数据的安全，最终选择EOS为开发平台。普元EOS是一款基于SOA架构的开发平台，具有图形化的逻辑构件，快速拖拉拽，方便易上手;运营能力集约化，稳定高效运营、持续优化支撑业务;将数据模型也进行图形化。实体定义遵从SDO标准，开发平台具有解读实体的关联关系的能力，也具有查询实体这一快速功能替代视图，同时系统也具有非持久化实体这一功能［3］。

2．2云检修系统技术架构

2．2．1云检修系统总体结构结构划分:云检修系统采用B/S(Browser/Serv-er)架构，也被称为浏览器/服务器体系结构，这种体系结构可以理解为是对C/S体系结构的改变和促进。在B/S结构中，每个节点都分布在网络上，这些网络节点可以分为浏览器端、服务器端和中间件，通过它们之间的链接和交互来完成系统的功能任务。从逻辑上划分为3个层次，在实际应用中多根据实际物理网络进行不同的物理划分。浏览器端:即用户使用的浏览器，是用户操作系统的接口，用户通过浏览器界面向服务器端提出请求，并对服务器端返回的结果进行处理并展示，通过界面可以将系统的逻辑功能更好的表现出来。服务器端:提供数据服务，操作数据，然后把结果返回中间层，结果显示在系统界面上。中间件:运行在浏览器和服务器之间。该层主要完成系统逻辑，实现具体的功能，接受用户的请求并把这些请求传送给服务器，然后将服务器的结果返回给用户，浏览器端和服务器端需要交互的信息是通过中间件完成的［4］。

2．2．2技术架构主要特点设备云检修建立统一的数据标准规范进行传输。中心端Web程序取数由中间服务器完成，所有数据均取中间服务器，并对实时数据进行缓存处理，将数据存储至专业的历史数据库中，提高了数据处理效率与页面访问速度［5］。矿端传输采用神东App作为记录数据的收集平台，用防爆手机实现记录的快速填写，用二维码计划和RFID技术实现了设备信息的快速读取;可以实现断网续传，App自动更新，用户不需要重新下载安装包，如果有新的发版，系统提示用户是否升级。此外，提供以用户待办为驱动的工作方法，以用户为中心，通过短信和企业微信多种方式提醒用户按时完成工作任务，如没有按时完成，在记录中体现，作为个人考核的依据［6］。

2．2．3主要技术方案实现记录的数据缓存:实现数据采集，业务处理等数据的本地缓存，当无法访问后台时(例如无网络)，可将数据暂存本地，待有网络时自动上传［7］。扫码:建立设备或地点的二维码台账，用户扫描设备或地点上的二维码，选择相应处理，采集数据或进入相应功能。设备信息由ERP设备管理模块获取，地理位置信息用户添加［8］。定位:系统实现井下和地面的设备定位。通过人员定位接口，实现员工在井下或地面填写记录时，可记录当时的所在位置，或发送位置信息给其他人［9］。推送:系统可将消息或待办推送至企业微信或短信系统。实现消息通知，通过企业微信和短信接口，服务端以主动方式将信息送达客户端，消息推送依次包含设备注册，消息订阅，服务端推送，终端接收4个过程［10－12］。

2．3设备二维码管理

2．3．1二维码应用方式设备身份识别是设备云检修中机电类业务的基础，“设备二维码”是设备云检修系统的基础功能。实现了对神东公司现用的机电设备建立台账信息，数据来自于ERP系统的设备主数据。所有设备可以在系统中即时生成二维码。实现了二维码的图片保存和打印功能。井下工作人员通过神东App扫描二维码，可获取设备基本信息，并可以完成设备的检修［11］。设备二维码应用场景描述如图1所示。

2．3．2二维码信息设备二维码信息主要包括设备编号、设备名称、设备型号、分类、制造商、成本中心、使用单位、设备状态、用途等。设备购置单位可以上传设备图纸等信息，用户扫码可直接查看设备图纸，设备维修单位还可以上传设备维修信息，将设备维修记录和配件更换记录显示在设备信息里。

2．4检修标准及业务流程

2．4．1检修标准导入为了实现检修记录的点选，首先由公司机电主管部门制定设备的检修标准。检修标准包括检修部位、检修内容、检修标准、使用工具、检修标准赋值、检查周期、检查结果、检修工种、故障类型、对主机的影响，检查周期可选班、日、周、月，检修工种分为电工和钳工。选择对应的故障类型，可能对主机状态产生3种影响，分别是正常、不健康和异常，由系统管理员导入检修标准。

2．4．2检修业务流程云检修业务流程:根据原有检修业务流程，系统将检修计划分为班检、日检、周检、月检，每个检修项目都可调整检修周期，在检修标准导入中修改。班检项目为每班必检项目，日检项目为每日必检项目、周检项目为每周必检项目，且检修时要用App拍摄检修视频，月检项目为每月必检项目，也需要拍摄检修视频。根据检修标准的周期，系统会在手机上提醒设备包机人进行设备检修，设备包机人持防爆手机入井后，扫描设备二维码，选择日、周、月检类型，根据包机人工种，电工进入电工检修项目界面，钳工进入钳工设备检修界面，首先选择检查结果，有完好和不正常，选择不正常则需选择故障类型，根据故障类型，设备状态可自动更新，如果设备检修显示设备有问题，则当班队干会收到通知，由当班队干指派人员处理问题，如本班未处理完成，则问题自动进入本班交接班记录中，作为下一班的重点工作任务，如设备状态为异常，则应该停止生产，待设备为正常时再开始生产，图2为设备云检修的业务流程。云检修功能流程:根据设备云检修业务流程，制定设备云检修功能流程。根据检修标准填写设备检修记录，在是否正常上选择，正常则直接保存，如果不正常，需选择故障类型，系统更新设备状态并将设备问题推送当班队干，当班队干选择人员处理问题，如本班无法处理则自动进入下班交接班记录。机电管理人员可以通过云检修系统查询检修记录，公司级管理员可以查看全公司所属矿井的检修记录，矿管理员可查看本矿设备的检修记录，区队管理员可以查看本区队的设备检修记录。

3结语

机电设备检修记录是矿井一线产生最多的记录，是维护保养设备的重要证据，是设备使用的可靠依据，对于现代化矿井，设备是产煤的最大“功臣”，设备有好的状态，直接影响矿井安全和煤炭的产量。设备云检修系统的上线，首先加快了设备包机人的检修速度，减少了工作量，缩短了检修时间;其次提高了检修的有效性，纸质记录存在造假问题，而云检修系统通过扫码检修，包机人必须到达指定位置，并且重要检修内容需要拍摄视频，保证了每次检修的有效性，更有效地提高了设备使用寿命;最后，大量检修数据的积累，可以为设备建立从开始使用到报废的档案，通过大数据分析，找出制约设备使用寿命的关键因素，制定相应措施，从根本上提高设备的使用寿命。机电设备检修的信息化道路任重而道远，现有系统还存在很多不足，还需要在使用中不断优化系统，真正让信息化深入到底，改变煤矿企业落后的印象。

参考文献:

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作者：李晓斌 李雄怀 高天强 单位：神东煤炭集团信息管理中心