杭成寶

(神華北電勝利能源有限公司，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026015)

0 引 言

“兩化融合”即工業(yè)化和信息技術(shù)化相互融合，帶動(dòng)新的工業(yè)模式邁向數(shù)字化。煤礦生產(chǎn)與信息化技術(shù)融合實(shí)現(xiàn)了增安、降本、提效的目的，全國(guó)百萬(wàn)噸煤礦死亡率從2009年的0.892降至2019年的0.083，為安全管控、成本管控、效益管控提供支撐。隨著我國(guó)“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略的不斷深化，我國(guó)煤炭工業(yè)已經(jīng)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，2020年新冠肺炎疫情加速了我國(guó)企業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行智能化轉(zhuǎn)型[1]，推動(dòng)了煤礦數(shù)字化和智能化的發(fā)展步伐，我國(guó)能源行業(yè)正式提出進(jìn)入能源5.0平行化時(shí)代[2]。

早在2006年，數(shù)字化礦山就被學(xué)者提出[3]，并就數(shù)字化礦山體系結(jié)構(gòu)模型[4]、煤礦數(shù)字化礦山發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)[5]、四層全域模型[6]、煤礦數(shù)字化礦山架構(gòu)[7]、數(shù)字化礦山存在的問(wèn)題等開(kāi)展了探討與展望[8-9]，對(duì)數(shù)字化礦山異構(gòu)數(shù)據(jù)[10]、數(shù)字化維修VR仿真[11]及其他新技術(shù)新裝備開(kāi)始應(yīng)用及研究[12]，初步建立了露天礦數(shù)字化平臺(tái)[13]，此階段的數(shù)字化只作為一種技術(shù)服務(wù)于礦山工藝。5G、F5G、BIM、區(qū)塊鏈、AR、AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、虛擬化等新技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了煤礦工藝由數(shù)字化向智能化發(fā)展，煤礦數(shù)字化與煤礦智能化并非獨(dú)立存在，2019年，王國(guó)法等[14-15]明確了二者的內(nèi)涵和關(guān)聯(lián)關(guān)系，并就核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、開(kāi)采工藝、煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系等展開(kāi)研究分析，2020年，基于“戰(zhàn)略+運(yùn)營(yíng)”提出企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型[16]，并就數(shù)字化轉(zhuǎn)型機(jī)制、3階段轉(zhuǎn)型框架等展開(kāi)研究[17]。

企業(yè)數(shù)字化、煤礦智能化在高科技的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)“兩化融合”，其發(fā)展的路線是相輔相成、相互補(bǔ)充的，而采用的技術(shù)也隨著科技的發(fā)展不斷提升。要實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)數(shù)字化、煤礦智能化就必須要與時(shí)俱進(jìn)，創(chuàng)新理念，運(yùn)用成熟的信息技術(shù)作為支點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、管理、商業(yè)模式的重構(gòu)。本文基于理論研究+實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的方式，以煤礦企業(yè)國(guó)家能源集團(tuán)神華北電勝利能源有限公司(以下簡(jiǎn)稱“勝利能源”)為例，分析了開(kāi)展數(shù)字化和智能化建設(shè)現(xiàn)狀與需求，提出數(shù)字化實(shí)踐和數(shù)字化探索是實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)數(shù)字化重構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要方式并展開(kāi)論述，尤其是運(yùn)用沙漏模型探索性分析了數(shù)字化思維理念轉(zhuǎn)變的必要性。最后采用魚(yú)骨圖分析了數(shù)字化重構(gòu)過(guò)程中的問(wèn)題，并從組織、資金、技術(shù)、人才4個(gè)方面運(yùn)用PDCA戴明環(huán)管理模型對(duì)企業(yè)數(shù)字化重構(gòu)轉(zhuǎn)型保障措施進(jìn)行分析，為加快煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化服務(wù)于“戰(zhàn)略+運(yùn)營(yíng)”的管控模式，智能化服務(wù)于生產(chǎn)工藝，達(dá)到增安、降本、提效的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

1 煤礦企業(yè)數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)狀和需求

科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力，無(wú)論是井工煤礦炮采、普采、綜采時(shí)期，還是露天煤礦單一人力、人與機(jī)械共享、大規(guī)模機(jī)械化時(shí)期都得到充分體現(xiàn)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G等新技術(shù)促使數(shù)字化、智能化各類應(yīng)用噴發(fā)式推進(jìn)，而煤礦企業(yè)在這方面相對(duì)滯后，由于IT技術(shù)更新迭代快，煤礦企業(yè)一般在前期投入建設(shè)時(shí)比較重視，后期更新發(fā)展相對(duì)緩慢。勝利能源在成立初期比較重視信息化、數(shù)字化應(yīng)用建設(shè)，比如基于MESH網(wǎng)的露天礦智能車輛管理系統(tǒng)、輪胎全壽命管理系統(tǒng)都是首次應(yīng)用于國(guó)內(nèi)露天煤礦，處于國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際領(lǐng)先水平，然而隨著IT新技術(shù)的迭代更新，部分?jǐn)?shù)字化系統(tǒng)落后，應(yīng)用孤島性劣勢(shì)明顯。2020年2月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，為煤礦智能化發(fā)展指明了方向。為貫徹落實(shí)該意見(jiàn)，科學(xué)規(guī)范有序地開(kāi)展煤礦智能化建設(shè)。但按指導(dǎo)意見(jiàn)要求，煤礦企業(yè)離數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化礦山建設(shè)達(dá)標(biāo)仍存在一定的差距，主要差距及建設(shè)需求體現(xiàn)在以下方面。

1) 煤礦企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和煤礦智能化建設(shè)路線戰(zhàn)略規(guī)劃設(shè)計(jì)不夠明晰。

2) 煤礦企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和煤礦智能化建設(shè)頂層設(shè)計(jì)相對(duì)滯后，邊界不清，架構(gòu)不清，可操作性不強(qiáng)。

3) 煤礦企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和煤礦智能化建設(shè)在IT技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施包括工控環(huán)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)安全等方面不完全具備條件，缺少智能一體化管控平臺(tái)，數(shù)據(jù)治理體系不完善、不完整。

4) 煤礦企業(yè)災(zāi)害預(yù)警、采、運(yùn)、排等各類智能化業(yè)務(wù)系統(tǒng)或者智能化煤礦工藝應(yīng)用不完善，部分系統(tǒng)面臨升級(jí)或者淘汰，部分?jǐn)?shù)字業(yè)務(wù)之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，存在孤島，無(wú)法直接為經(jīng)營(yíng)決策快速有效地提供數(shù)據(jù)分析支撐。

5) 煤礦企業(yè)無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程操控，數(shù)字化檢修有待推進(jìn)應(yīng)用。

6) 人工智能機(jī)器人無(wú)法真正做到崗位無(wú)人值守，實(shí)現(xiàn)崗位減人，有待進(jìn)一步完善開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

7) 企業(yè)轉(zhuǎn)型期間專業(yè)性高端技術(shù)人才不足，一專多能復(fù)合類π型人才欠缺，普通崗冗余人員漸多，需要做好人才發(fā)展、人才戰(zhàn)略規(guī)劃。

2 煤礦企業(yè)數(shù)字化重構(gòu)實(shí)踐

盡管企業(yè)發(fā)展不能完全依靠“拿來(lái)主義”，但借鑒、吸收其他企業(yè)成功的經(jīng)驗(yàn)卻是行之有效的方式之一。勝利能源要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和煤礦智能化建設(shè)目標(biāo)，需要根據(jù)自身的建設(shè)需求，通過(guò)“走出去、引進(jìn)來(lái)”的方式開(kāi)展技術(shù)交流，了解同行業(yè)優(yōu)秀煤礦企業(yè)在數(shù)字化、智能化方面已經(jīng)開(kāi)展的技術(shù)和業(yè)務(wù)達(dá)到何種水平，存在哪些問(wèn)題，然后針對(duì)頂層設(shè)計(jì)、IT基礎(chǔ)設(shè)施、成熟技術(shù)應(yīng)用、成型智能化業(yè)務(wù)建設(shè)開(kāi)展自身實(shí)踐，在實(shí)踐中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

2.1 加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)精準(zhǔn)規(guī)劃布局

煤礦工業(yè)化與信息化融合是一項(xiàng)科學(xué)工程，需要嚴(yán)謹(jǐn)合理的規(guī)劃才能避免投資風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)未知及不確定性，能夠高瞻遠(yuǎn)矚，前瞻性預(yù)判，從“后知后覺(jué)”到“先知先覺(jué)”，規(guī)劃頂層設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)布局是成功轉(zhuǎn)型的重要因素。勝利能源在數(shù)字化轉(zhuǎn)型開(kāi)展之際，智能化推進(jìn)之初，首要的就是加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。圖1為勝利能源智慧企業(yè)五層模型應(yīng)用架構(gòu)，與安全生產(chǎn)密切相關(guān)的L3生產(chǎn)執(zhí)行層、L2生產(chǎn)控制層、L1設(shè)備層建設(shè)，通過(guò)5G+WiFi6+高速傳輸融合“一張網(wǎng)”，通過(guò)系統(tǒng)集成、云邊協(xié)同、區(qū)塊鏈等技術(shù)構(gòu)建勝利能源邊端智能一體化管控平臺(tái)，通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)平臺(tái)形成公司端和礦端兩級(jí)數(shù)據(jù)中心，通過(guò)GPS/北斗定位、BIM+GIS等技術(shù)繪制高精度立體虛擬地圖模型，運(yùn)用平行世界理論建立數(shù)字孿生平行安全體系，實(shí)現(xiàn)“一張網(wǎng)、一平臺(tái)、一數(shù)據(jù)、一張圖、一體系”的數(shù)字化運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)、管理、決策模式。

圖1 勝利能源智慧企業(yè)五層模型應(yīng)用架構(gòu)Fig.1 Smart enterprise five-tier model application architecture for Shengli Energy Co.,Ltd.

2.2 注重IT基礎(chǔ)建設(shè)保障關(guān)鍵支撐

注重?cái)?shù)字化轉(zhuǎn)型的IT基礎(chǔ)建設(shè)是保障數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵支撐。勝利能源以集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)安全和信息化總體規(guī)劃為指導(dǎo)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)2.0體系，充分結(jié)合公司信息化現(xiàn)狀，考慮未來(lái)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化建設(shè)需求，按照勝利能源智慧企業(yè)五層模型應(yīng)用架構(gòu)，應(yīng)用新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展成果開(kāi)展勝利能源IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，打造“一張網(wǎng)、一數(shù)據(jù)”，完善網(wǎng)絡(luò)、信息安全和數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施和管理體系建設(shè)，開(kāi)展基于IaaS基礎(chǔ)設(shè)施和PaaS平臺(tái)兩種云服務(wù)模式，減少重復(fù)投入，為后期各類數(shù)字化智能應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，提供安全穩(wěn)定的IT基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境。

2.3 積極推進(jìn)成型數(shù)字應(yīng)用穩(wěn)妥落地

勝利能源通過(guò)對(duì)標(biāo)集團(tuán)信息專業(yè)化隊(duì)伍，對(duì)標(biāo)同行業(yè)先進(jìn)企業(yè)，對(duì)于比較成功的經(jīng)驗(yàn)、成熟的信息技術(shù)、成型實(shí)用的數(shù)字業(yè)務(wù)系統(tǒng)，積極推進(jìn)實(shí)施，加快公司數(shù)字化重構(gòu)、智能化的步伐。

1) 積極配合集團(tuán)公司實(shí)施統(tǒng)建數(shù)字化系統(tǒng)，提升自身數(shù)字化應(yīng)用水平。借助在L4經(jīng)營(yíng)管理層和L5決策支持層集團(tuán)統(tǒng)建的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，依托ERP實(shí)現(xiàn)人、財(cái)、物、項(xiàng)目和設(shè)備數(shù)字化管理，提升經(jīng)營(yíng)決策管控水平，依托國(guó)能E購(gòu)加速招投標(biāo)，提升采購(gòu)效率。依托基石項(xiàng)目逐漸提升運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)指揮業(yè)務(wù)的信息化管理能力，提升一體化管控的集約化管理水平。

2) 積極組織實(shí)施集團(tuán)智能一體化管控平臺(tái)底座統(tǒng)建項(xiàng)目，在L3生產(chǎn)執(zhí)行層，對(duì)于集團(tuán)統(tǒng)建執(zhí)行類系統(tǒng)采用“定制化實(shí)施+個(gè)性化優(yōu)化”的方式建設(shè)，對(duì)于勝利能源根據(jù)業(yè)務(wù)需求自建的執(zhí)行類系統(tǒng)則按照集團(tuán)智能一體化管控平臺(tái)底座的標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展數(shù)據(jù)接口集成接入到勝利能源智能一體化管控平臺(tái)，進(jìn)而搭建適合于勝利能源實(shí)際業(yè)務(wù)需求的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

3) 數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型最核心的生產(chǎn)要素，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)已經(jīng)比較成熟，各類數(shù)據(jù)庫(kù)比如空間數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)適用于煤礦結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的治理，建立公司端和礦端兩級(jí)數(shù)據(jù)中心。按照集團(tuán)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)，完善公司數(shù)據(jù)管理體系，對(duì)公司各類數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的互聯(lián)互通、信息共享，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)橫向協(xié)同、縱向貫通的深度利用目標(biāo)，使生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用水平得到進(jìn)一步提高，數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值得到更有效的發(fā)揮。

4) 依靠先進(jìn)的技術(shù)提升數(shù)字化應(yīng)用。比如通過(guò)引入毫米波雷達(dá)防碰撞自動(dòng)剎車系統(tǒng)解決坑下卡車運(yùn)行過(guò)程中存在的重大安全隱患，有效避免和緩解車輛碰撞、追尾等交通事故；通過(guò)引進(jìn)智能車輛管理系統(tǒng)對(duì)坑下外委車輛實(shí)現(xiàn)定位、超速報(bào)警，并提供安全考核數(shù)據(jù)依據(jù)；引進(jìn)成熟視頻AI智能分析技術(shù)，結(jié)合同類企業(yè)成功的視頻智能分析應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，如楊成龍等[18]對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)場(chǎng)景智能視頻技術(shù)的難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了探討，按照自身輸煤皮帶、設(shè)備維修、安全生產(chǎn)等應(yīng)用場(chǎng)景借助視頻模型訓(xùn)練細(xì)化場(chǎng)景模型算法，滿足勝利能源各應(yīng)用場(chǎng)景下視頻AI智能分析需求，并做出報(bào)警處理等響應(yīng)。

3 煤礦企業(yè)數(shù)字化重構(gòu)探索

煤礦企業(yè)數(shù)字化重構(gòu)除了做好引進(jìn)落實(shí)先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)之外，更需要始終有創(chuàng)新探索精神，貫穿轉(zhuǎn)型之路，在穩(wěn)妥實(shí)施成熟數(shù)字化應(yīng)用期間，同步從數(shù)字化思維理念轉(zhuǎn)變和煤礦“兩化融合”應(yīng)用兩方面開(kāi)展數(shù)字化重構(gòu)創(chuàng)新探索。

3.1 數(shù)字化思維轉(zhuǎn)變探索

企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型最終會(huì)改變企業(yè)管理模式、生產(chǎn)模式、組織模式和運(yùn)營(yíng)模式，因此思維模式管理觀念需要轉(zhuǎn)變。利用數(shù)字化技術(shù)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的理念是轉(zhuǎn)變形成數(shù)字化管理思維的關(guān)鍵，如圖2所示，勝利能源通過(guò)沙漏模型層級(jí)式推動(dòng)數(shù)字化思維理念的轉(zhuǎn)變，達(dá)成企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展共識(shí)如下所述。

圖2 企業(yè)數(shù)字化思維轉(zhuǎn)變沙漏模型Fig.2 Hourglass model for enterprise digital thinking changing

1) “走出去”。組織各層級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、管理人員對(duì)標(biāo)交流先進(jìn)煤礦企業(yè)、IT技術(shù)企業(yè)、數(shù)字化比較先進(jìn)的制造企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，從而開(kāi)闊眼界、啟迪思想、拓寬思路，讓企業(yè)高層人員真正意識(shí)到通過(guò)“兩化融合”實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的價(jià)值。讓企業(yè)高層人員了解當(dāng)前的國(guó)家政策和市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，充分認(rèn)識(shí)到實(shí)施數(shù)字化重構(gòu)的迫切性和必要性，進(jìn)而支持推動(dòng)勝利能源數(shù)字化、智能化發(fā)展工作。

2) “引進(jìn)來(lái)”。邀請(qǐng)煤礦類科研機(jī)構(gòu)、軟硬件應(yīng)用開(kāi)發(fā)商等方面的專家進(jìn)行技術(shù)交流，通過(guò)交流讓勝利能源技術(shù)人員更加深刻地了解露天煤礦數(shù)字化、智能化的關(guān)鍵技術(shù)、主要設(shè)備、應(yīng)用成果價(jià)值，可以推進(jìn)勝利能源技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際工作開(kāi)拓創(chuàng)新。

3) 開(kāi)展戰(zhàn)略合作。尋求在數(shù)字化技術(shù)成熟、數(shù)字化設(shè)備可靠、數(shù)字化研發(fā)投入力度大的企業(yè)開(kāi)展戰(zhàn)略合作，形成數(shù)字化運(yùn)營(yíng)管理思維戰(zhàn)略同盟，保持?jǐn)?shù)字化研究與數(shù)字化應(yīng)用同步。

4) 建立創(chuàng)新型和學(xué)習(xí)型企業(yè)。通過(guò)宣傳煤礦數(shù)字化和智能化應(yīng)用研發(fā)成果，讓全體員工感受科技創(chuàng)新的價(jià)值所在，鼓勵(lì)員工自主學(xué)習(xí)數(shù)字化技術(shù)，適應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展需要，打造勝利能源數(shù)字化生態(tài)人文環(huán)境。

3.2 煤礦數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用探索

按照數(shù)字化頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)，基于業(yè)務(wù)需求，煤礦企業(yè)要從智能采掘、機(jī)器人應(yīng)用、數(shù)字化維修、智能篩選等方面開(kāi)展煤礦數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用探索。

1) 智能采掘。為實(shí)現(xiàn)勝利能源露天煤礦智能采掘，主要從兩個(gè)方面開(kāi)展技術(shù)應(yīng)用探索。一是露天礦生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)變，目前勝利露天礦主要采用電鏟+卡車+破碎+膠帶運(yùn)輸機(jī)半連續(xù)生產(chǎn)工藝。按照露天礦后期的開(kāi)采規(guī)劃需要，勝利能源正在研究采用輪斗+膠帶運(yùn)輸機(jī)智能化連續(xù)生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)土方剝離和采煤。通過(guò)方案技術(shù)論證，勝利能源露天礦采煤按運(yùn)距1.5 km規(guī)劃，噸煤成本由半連續(xù)工藝的5.41元/t，降為連續(xù)工藝的2.93元/t，5號(hào)煤層和6號(hào)煤層之間土方剝離3 000萬(wàn)m3按兩條3 km皮帶運(yùn)輸規(guī)劃，剝離成本由半連續(xù)工藝的8.95元/m3，降為連續(xù)工藝的1.94元/m3。連續(xù)采煤工藝再賦能數(shù)字化、智能化技術(shù)，較半連續(xù)工藝將大幅度實(shí)現(xiàn)減人、節(jié)能、降本、提效的目標(biāo)，提升安全生產(chǎn)水平。二是智能化實(shí)現(xiàn)電鏟遠(yuǎn)程操控+卡車無(wú)人駕駛。目前，大型高寒地區(qū)露天礦已經(jīng)開(kāi)展礦用卡車無(wú)人駕駛關(guān)鍵技術(shù)及效益預(yù)測(cè)研究[19]，并進(jìn)行了無(wú)人車編組、有人無(wú)人混編重載運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)人礦卡“裝、運(yùn)、卸”智能化運(yùn)行，據(jù)寶日希勒露天煤礦無(wú)人駕駛應(yīng)用研究統(tǒng)計(jì)，每臺(tái)車節(jié)省人力4人，無(wú)人駕駛最大運(yùn)輸量可以達(dá)到有人駕駛運(yùn)輸量的82%。隨著無(wú)人駕駛系統(tǒng)的逐漸完善，運(yùn)行路線、裝載、排土流程的逐步優(yōu)化，無(wú)人運(yùn)輸效率將穩(wěn)步提高。勝利能源可以直接引進(jìn)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)實(shí)施無(wú)人駕駛，并在下一步同有科研能力的企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展電鏟遠(yuǎn)程操控的研究探索。

2) 激勵(lì)開(kāi)展自主機(jī)器人應(yīng)用探索。盡管有很多企業(yè)開(kāi)展機(jī)器人應(yīng)用研究，有些應(yīng)用場(chǎng)景一致，但各個(gè)單位應(yīng)用條件和應(yīng)用環(huán)境差別比較大。針對(duì)個(gè)性化問(wèn)題，勝利能源激勵(lì)開(kāi)展自主機(jī)器人應(yīng)用探索，目前已經(jīng)通過(guò)創(chuàng)新自主研發(fā)智能停送電機(jī)器人和輸煤皮帶巡檢機(jī)器人，配套建立智能配電室實(shí)現(xiàn)了流程審批無(wú)紙化、停送電操作智能化和配電室巡檢無(wú)人化，在試運(yùn)行期間安全可靠性較高，計(jì)劃推廣應(yīng)用成果。目前著重組織實(shí)施儲(chǔ)煤倉(cāng)倉(cāng)下、室外膠帶機(jī)、篩分樓等區(qū)域的巡檢機(jī)器人研發(fā)。

3) 研究打造數(shù)字化維修平臺(tái)。勝利能源技術(shù)人員自主開(kāi)發(fā)建立了WK-35電鏟全時(shí)狀態(tài)數(shù)字化平臺(tái)，充分運(yùn)用數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)了電鏟的精準(zhǔn)高效監(jiān)測(cè)；自主研發(fā)“銀粉涂層式結(jié)構(gòu)件裂紋監(jiān)測(cè)傳感器”，大幅度提高對(duì)結(jié)構(gòu)件的監(jiān)測(cè)效率，有效保障設(shè)備的安全運(yùn)行。研究實(shí)踐表明，數(shù)字化維修在預(yù)防性維修方面具有非常實(shí)用的數(shù)據(jù)價(jià)值，可以實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測(cè)、問(wèn)題預(yù)判、提前報(bào)警，為此勝利能源規(guī)劃研究打造勝利能源數(shù)字化維修平臺(tái)，從而降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備出動(dòng)率。

4) 智能篩選。為了讓地面生產(chǎn)系統(tǒng)操作人員、巡檢人員離開(kāi)繁重危險(xiǎn)的崗位，讓設(shè)備維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)知性維修，勝利能源全面打造地面生產(chǎn)系統(tǒng)智能篩選，實(shí)現(xiàn)從破碎站自動(dòng)破碎，輸煤皮帶無(wú)人巡檢，建造智能選煤廠，到裝車站自動(dòng)快速定量裝車全流程的數(shù)字化集控智能化生產(chǎn)。在此期間要針對(duì)勝利能源現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境利用紅外、電磁波、3D激光堆體測(cè)量、視頻分析等新技術(shù)研究解決冬季車廂內(nèi)凍黏物料識(shí)別與精準(zhǔn)計(jì)量、冬季物料霧氣對(duì)視頻識(shí)別技術(shù)的干擾、大塊物料自動(dòng)識(shí)別與破除等問(wèn)題。

4 數(shù)字化重構(gòu)問(wèn)題及保障分析

4.1 數(shù)字化重構(gòu)問(wèn)題分析

國(guó)家要淘汰落后產(chǎn)能煤礦，煤礦企業(yè)就要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，必須進(jìn)行數(shù)字化重構(gòu)轉(zhuǎn)型，這個(gè)轉(zhuǎn)型過(guò)程并沒(méi)有統(tǒng)一的道路，也并非是一成不變的。如圖3所示，勝利能源在數(shù)字化重構(gòu)轉(zhuǎn)型過(guò)程中必然存在一系列問(wèn)題，通過(guò)魚(yú)骨圖分析大概涉及理念思維、路徑方式、組織協(xié)調(diào)、資金投入、人力配備、技術(shù)支撐6個(gè)方面，包括思維模式管理觀念轉(zhuǎn)變難、轉(zhuǎn)型路徑不清晰、缺乏系統(tǒng)性思考、企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化認(rèn)識(shí)不一致、協(xié)調(diào)難、資金投入大、回報(bào)周期長(zhǎng)、效果不明顯、技術(shù)門(mén)檻要求高、專業(yè)人才不足等18個(gè)原因，要保證數(shù)字化重構(gòu)轉(zhuǎn)型順利開(kāi)展，必須針對(duì)這些問(wèn)題提供保障措施。

4.2 數(shù)字化重構(gòu)保障分析

由圖3可知，數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的問(wèn)題涉及理念思維和路徑方式主要是做好理念的轉(zhuǎn)變，開(kāi)闊思路，進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃和實(shí)施路徑規(guī)劃，上述問(wèn)題已在前文進(jìn)行分析。其余的問(wèn)題主要涉及組織、人力、資金、技術(shù)4個(gè)方面。基于PDCA戴明環(huán)管理理論，對(duì)這4個(gè)方面進(jìn)行數(shù)字化重構(gòu)保障分析(圖4)。

圖3 數(shù)字化重構(gòu)問(wèn)題魚(yú)骨圖Fig.3 Fishbone diagram of digital reconstruction problem

圖4 數(shù)字化重構(gòu)保障PDCA分析圖Fig.4 PDCA analysis chart of digital reconstruction guarantee

1) 4個(gè)方面均應(yīng)該分為計(jì)劃(Plan)、執(zhí)行(Do)、檢查(Check)、處理(Act) 4個(gè)階段形成閉環(huán)管理。比如組織方面，必須要進(jìn)行規(guī)劃，明確組織機(jī)構(gòu)，管辦分離，權(quán)責(zé)明確，要嚴(yán)格按照組織流程執(zhí)行項(xiàng)目的審批，由監(jiān)督職能部門(mén)按制定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要及時(shí)采取處理措施，優(yōu)化調(diào)整組織體系，開(kāi)展后期組織協(xié)調(diào)工作。人力、資金、技術(shù)3個(gè)方面也應(yīng)該采取PDCA戴明環(huán)管理理論進(jìn)行管控。

2) 由圖4可知，組織協(xié)調(diào)是4個(gè)方面中最重要的，一是組織機(jī)構(gòu)本身必須清晰才能權(quán)責(zé)明確；二是數(shù)字化重構(gòu)轉(zhuǎn)型本身是一個(gè)創(chuàng)新類長(zhǎng)期性的業(yè)務(wù)工程，需要企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層組織對(duì)人力、技術(shù)、資金全方位大力的協(xié)調(diào)支持。

3) 人力、資金、技術(shù)之間是相互獨(dú)立運(yùn)作的，但也是相互制約、相輔相成、相互補(bǔ)充的，比如非IT企業(yè)專業(yè)信息人才的引進(jìn)可以在一定程度上解決類似技術(shù)專業(yè)性的問(wèn)題，需要優(yōu)化發(fā)展空間，提升晉升通道[20]，但是也需要考慮企業(yè)的性質(zhì)，考慮資金成本。完全按照市場(chǎng)需求滿足類似人才的需要是不現(xiàn)實(shí)的。因此，人力、資金、技術(shù)必須在組織的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況科學(xué)地、合理地統(tǒng)籌開(kāi)展數(shù)字化重構(gòu)人力配備體系、資金管控體系和技術(shù)保障體系。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文以勝利能源為例，分析了煤礦企業(yè)自身數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)狀與建設(shè)需求，強(qiáng)調(diào)理念轉(zhuǎn)變，采用理論研究+實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的方式探討數(shù)字化重構(gòu)轉(zhuǎn)型之路。本文運(yùn)用魚(yú)骨圖分析了所存在的問(wèn)題，采用PDCA戴明環(huán)管理模型從組織、資金、技術(shù)、人才4個(gè)方面分析了如何做好數(shù)字化重構(gòu)轉(zhuǎn)型的保障，取得了一定的建設(shè)成效。企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、煤礦智能化并非一次性工程，而是一個(gè)利用5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將傳統(tǒng)技術(shù)深度融合信息技術(shù)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，進(jìn)而創(chuàng)新決策模式、運(yùn)營(yíng)模式、生產(chǎn)模式、服務(wù)模式以及安全管控模式，企業(yè)需要真正認(rèn)識(shí)到，數(shù)據(jù)就是資產(chǎn)，就是財(cái)富，能夠創(chuàng)造價(jià)值。煤礦企業(yè)應(yīng)積極踐行煤礦少人則安、無(wú)人則安的理念，進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)字化、智能化建設(shè)的探索與實(shí)踐，向煤礦高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)。