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      煤礦設備檢修信息化建設及實踐

      2021-02-22 09:49:40李曉斌李雄懷高天強
      陜西煤炭 2021年1期
      關鍵詞:機電設備二維碼檢修

      李曉斌,李雄懷,高天強

      (神東煤炭集團信息管理中心,陜西 神木 719315)

      0 引言

      煤炭行業(yè)的機械化程度已經很高,采煤工作需要采煤機等大型設備,而井下環(huán)境惡劣,對設備的維護保養(yǎng)尤為重要。例如,采煤機必須進行日檢、周檢和月檢等。每臺設備的紙質檢修記錄有很多本,員工的填寫量很大,且紙質記錄在井下不易保存。為了減少員工的工作量、將設備檢修數(shù)據(jù)組織并利用起來,神東煤炭集團信息管理中心開發(fā)設備云檢修系統(tǒng),依托井下WiFi網絡和防爆手機等硬件基礎,用EOS開發(fā)平臺,實現(xiàn)了設備二維碼管理、檢修標準導入、設備班檢、日檢、周檢、月檢等功能。由以往紙質記錄變?yōu)楝F(xiàn)在的手機點選,極大減少了員工的工作量,而且數(shù)據(jù)電子化,更利于數(shù)據(jù)的保存與分析,最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)支撐決策。

      1 設備檢修工作存在的問題

      1.1 人工管理模式落后

      在相當長的時間內煤炭仍將是我國的主要能源,而目前我國煤炭工業(yè)無論是教學、科研體系,還是生產礦井的管理架構都是基于傳統(tǒng)的人工管理模式,無法適應信息化社會之于數(shù)字煤礦、智慧煤礦、少人或無人煤礦的具體需求,嚴重制約了煤炭工業(yè)的健康發(fā)展和向高科技型企業(yè)的轉型。隨著我國現(xiàn)代化進程的不斷加快,煤炭工業(yè)同樣面臨科學發(fā)展的問題。機電設備在礦下長久作業(yè),若無法對其進行良好的保存和保養(yǎng),會使得機電設備老化嚴重,加之相關技術人員未能全面了解機電設備的應用問題和防護措施,這將導致機電設備在應用或保養(yǎng)中會出現(xiàn)一些不必要的損失。而這些問題會將安全隱患埋下,如果未能妥善保管和維護機電設備,將會導致其故障頻發(fā),嚴重的會引發(fā)安全事故,制約煤礦企業(yè)的持續(xù)發(fā)展[1-2]。

      1.2 檢修工作量大

      煤礦設備的檢修在機電管理中至關重要,直接影響設備的使用壽命和人員安全。煤礦設備種類多樣,每臺設備的檢修流程都不盡相同。以綜采工作面為例,采煤機、運輸機、支架、破碎機、轉載機、膠帶機就需要6本檢修記錄,而重點部位還需要單獨的檢修記錄。以采煤機為例,日檢標準就有8個部位45個檢修項目,員工每天都要填寫一次檢修記錄,不僅工作量非常大,還留存了很多紙質記錄。

      1.3 紙質記錄不易保存

      礦井工作環(huán)境惡劣,工作面潮濕,煤塵飛揚,對于傳統(tǒng)的紙質記錄是嚴重的考驗,據(jù)不完全統(tǒng)計分析,井下紙質記錄留存時間一般為2~3年,而設備的使用壽命絕不止于2~3年。同時員工也可能為了應付檢查而突擊填寫記錄,存在記錄造假的情況,因此,紙質記錄并不能真實反映設備的檢修狀況。

      2 信息化建設

      神東煤炭集團現(xiàn)有機電設備資產210億,數(shù)量達到20萬臺,為減輕員工工作量,將設備檢修數(shù)據(jù)電子化,建立設備檢修檔案,通過與一線員工和機電管理部領導調研,吸收各礦現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)點,歷時7個月,由公司研發(fā)部門開發(fā)了設備云檢修系統(tǒng)。

      2.1 前期調研

      在該系統(tǒng)開發(fā)前,神東煤炭集團寸草塔二礦已經使用簡道云開發(fā)了一套檢修系統(tǒng)。在調研過程中總結簡道云檢修系統(tǒng)具有便于掌握,可以實現(xiàn)零編程開發(fā)、支持企業(yè)微信等多種平臺、能夠快速部署應用等優(yōu)點,但不支持私有化部署,所有開發(fā)的應用均在簡道云的服務器上,公司敏感數(shù)據(jù)存儲在公網上,不便于管理,有泄露的風險。由于簡道云平臺不支持私有化部署,無法保證業(yè)務數(shù)據(jù)的安全,最終選擇EOS為開發(fā)平臺。普元EOS是一款基于SOA架構的開發(fā)平臺,具有圖形化的邏輯構件,快速拖拉拽,方便易上手;運營能力集約化,穩(wěn)定高效運營、持續(xù)優(yōu)化支撐業(yè)務;將數(shù)據(jù)模型也進行圖形化。實體定義遵從SDO標準,開發(fā)平臺具有解讀實體的關聯(lián)關系的能力,也具有查詢實體這一快速功能替代視圖,同時系統(tǒng)也具有非持久化實體這一功能[3]。

      2.2 云檢修系統(tǒng)技術架構

      2.2.1 云檢修系統(tǒng)總體結構

      結構劃分:云檢修系統(tǒng)采用B/S(Browser/Server)架構,也被稱為瀏覽器/服務器體系結構,這種體系結構可以理解為是對C/S 體系結構的改變和促進。在B/S結構中,每個節(jié)點都分布在網絡上,這些網絡節(jié)點可以分為瀏覽器端、服務器端和中間件,通過它們之間的鏈接和交互來完成系統(tǒng)的功能任務。從邏輯上劃分為3個層次,在實際應用中多根據(jù)實際物理網絡進行不同的物理劃分。

      瀏覽器端:即用戶使用的瀏覽器,是用戶操作系統(tǒng)的接口,用戶通過瀏覽器界面向服務器端提出請求,并對服務器端返回的結果進行處理并展示,通過界面可以將系統(tǒng)的邏輯功能更好的表現(xiàn)出來。

      服務器端:提供數(shù)據(jù)服務,操作數(shù)據(jù),然后把結果返回中間層,結果顯示在系統(tǒng)界面上。

      中間件:運行在瀏覽器和服務器之間。該層主要完成系統(tǒng)邏輯,實現(xiàn)具體的功能,接受用戶的請求并把這些請求傳送給服務器,然后將服務器的結果返回給用戶,瀏覽器端和服務器端需要交互的信息是通過中間件完成的[4]。

      2.2.2 技術架構主要特點

      設備云檢修建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準規(guī)范進行傳輸。中心端Web程序取數(shù)由中間服務器完成,所有數(shù)據(jù)均取中間服務器,并對實時數(shù)據(jù)進行緩存處理,將數(shù)據(jù)存儲至專業(yè)的歷史數(shù)據(jù)庫中,提高了數(shù)據(jù)處理效率與頁面訪問速度[5]。礦端傳輸采用神東App作為記錄數(shù)據(jù)的收集平臺,用防爆手機實現(xiàn)記錄的快速填寫,用二維碼計劃和RFID技術實現(xiàn)了設備信息的快速讀?。豢梢詫崿F(xiàn)斷網續(xù)傳,App自動更新,用戶不需要重新下載安裝包,如果有新的發(fā)版,系統(tǒng)提示用戶是否升級。此外,提供以用戶待辦為驅動的工作方法,以用戶為中心,通過短信和企業(yè)微信多種方式提醒用戶按時完成工作任務,如沒有按時完成,在記錄中體現(xiàn),作為個人考核的依據(jù)[6]。

      2.2.3 主要技術方案

      實現(xiàn)記錄的數(shù)據(jù)緩存:實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,業(yè)務處理等數(shù)據(jù)的本地緩存,當無法訪問后臺時(例如無網絡),可將數(shù)據(jù)暫存本地,待有網絡時自動上傳[7]。

      掃碼:建立設備或地點的二維碼臺賬,用戶掃描設備或地點上的二維碼,選擇相應處理,采集數(shù)據(jù)或進入相應功能。設備信息由ERP設備管理模塊獲取,地理位置信息用戶添加[8]。

      定位:系統(tǒng)實現(xiàn)井下和地面的設備定位。通過人員定位接口,實現(xiàn)員工在井下或地面填寫記錄時,可記錄當時的所在位置,或發(fā)送位置信息給其他人[9]。

      推送:系統(tǒng)可將消息或待辦推送至企業(yè)微信或短信系統(tǒng)。實現(xiàn)消息通知,通過企業(yè)微信和短信接口,服務端以主動方式將信息送達客戶端,消息推送依次包含設備注冊,消息訂閱,服務端推送,終端接收4個過程[10-12]。

      2.3 設備二維碼管理

      2.3.1 二維碼應用方式

      設備身份識別是設備云檢修中機電類業(yè)務的基礎,“設備二維碼”是設備云檢修系統(tǒng)的基礎功能。實現(xiàn)了對神東公司現(xiàn)用的機電設備建立臺賬信息,數(shù)據(jù)來自于ERP系統(tǒng)的設備主數(shù)據(jù)。所有設備可以在系統(tǒng)中即時生成二維碼。實現(xiàn)了二維碼的圖片保存和打印功能。井下工作人員通過神東App掃描二維碼,可獲取設備基本信息,并可以完成設備的檢修[11]。設備二維碼應用場景描述如圖1所示。

      圖1 設備二維碼管理用戶場景

      2.3.2 二維碼信息

      設備二維碼信息主要包括設備編號、設備名稱、設備型號、分類、制造商、成本中心、使用單位、設備狀態(tài)、用途等。設備購置單位可以上傳設備圖紙等信息,用戶掃碼可直接查看設備圖紙,設備維修單位還可以上傳設備維修信息,將設備維修記錄和配件更換記錄顯示在設備信息里。

      2.4 檢修標準及業(yè)務流程

      2.4.1 檢修標準導入

      為了實現(xiàn)檢修記錄的點選,首先由公司機電主管部門制定設備的檢修標準。檢修標準包括檢修部位、檢修內容、檢修標準、使用工具、檢修標準賦值、檢查周期、檢查結果、檢修工種、故障類型、對主機的影響,檢查周期可選班、日、周、月,檢修工種分為電工和鉗工。選擇對應的故障類型,可能對主機狀態(tài)產生3種影響,分別是正常、不健康和異常,由系統(tǒng)管理員導入檢修標準。

      2.4.2 檢修業(yè)務流程

      云檢修業(yè)務流程:根據(jù)原有檢修業(yè)務流程,系統(tǒng)將檢修計劃分為班檢、日檢、周檢、月檢,每個檢修項目都可調整檢修周期,在檢修標準導入中修改。班檢項目為每班必檢項目,日檢項目為每日必檢項目、周檢項目為每周必檢項目,且檢修時要用App拍攝檢修視頻,月檢項目為每月必檢項目,也需要拍攝檢修視頻。根據(jù)檢修標準的周期,系統(tǒng)會在手機上提醒設備包機人進行設備檢修,設備包機人持防爆手機入井后,掃描設備二維碼,選擇日、周、月檢類型,根據(jù)包機人工種,電工進入電工檢修項目界面,鉗工進入鉗工設備檢修界面,首先選擇檢查結果,有完好和不正常,選擇不正常則需選擇故障類型,根據(jù)故障類型,設備狀態(tài)可自動更新,如果設備檢修顯示設備有問題,則當班隊干會收到通知,由當班隊干指派人員處理問題,如本班未處理完成,則問題自動進入本班交接班記錄中,作為下一班的重點工作任務,如設備狀態(tài)為異常,則應該停止生產,待設備為正常時再開始生產,圖2為設備云檢修的業(yè)務流程。

      圖2 設備云檢修業(yè)務流程

      云檢修功能流程:根據(jù)設備云檢修業(yè)務流程,制定設備云檢修功能流程。根據(jù)檢修標準填寫設備檢修記錄,在是否正常上選擇,正常則直接保存,如果不正常,需選擇故障類型,系統(tǒng)更新設備狀態(tài)并將設備問題推送當班隊干,當班隊干選擇人員處理問題,如本班無法處理則自動進入下班交接班記錄。機電管理人員可以通過云檢修系統(tǒng)查詢檢修記錄,公司級管理員可以查看全公司所屬礦井的檢修記錄,礦管理員可查看本礦設備的檢修記錄,區(qū)隊管理員可以查看本區(qū)隊的設備檢修記錄。

      3 結語

      機電設備檢修記錄是礦井一線產生最多的記錄,是維護保養(yǎng)設備的重要證據(jù),是設備使用的可靠依據(jù),對于現(xiàn)代化礦井,設備是產煤的最大“功臣”,設備有好的狀態(tài),直接影響礦井安全和煤炭的產量。設備云檢修系統(tǒng)的上線,首先加快了設備包機人的檢修速度,減少了工作量,縮短了檢修時間;其次提高了檢修的有效性,紙質記錄存在造假問題,而云檢修系統(tǒng)通過掃碼檢修,包機人必須到達指定位置,并且重要檢修內容需要拍攝視頻,保證了每次檢修的有效性,更有效地提高了設備使用壽命;最后,大量檢修數(shù)據(jù)的積累,可以為設備建立從開始使用到報廢的檔案,通過大數(shù)據(jù)分析,找出制約設備使用壽命的關鍵因素,制定相應措施,從根本上提高設備的使用壽命。機電設備檢修的信息化道路任重而道遠,現(xiàn)有系統(tǒng)還存在很多不足,還需要在使用中不斷優(yōu)化系統(tǒng),真正讓信息化深入到底,改變煤礦企業(yè)落后的印象。

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