临矿集团煤质管理信息系统的建设与应用

李明菊，李宝明，陈国强，龙禄财，王 瑞

(山东能源临沂矿业集团有限责任公司，山东 济宁 272000)

煤质管理是影响煤炭企业效益的关键因素之一[1]。煤质管理水平的高低与煤炭产品结构、质量稳定性、品牌影响力及提质创效能力等息息相关。煤炭采、选、运和销售全过程有多个环节，客观形成了庞大而繁杂的煤质数据信息。对相关信息进行及时有效的统计、汇总、分析是进行科学决策、提高质量效益的前提[2-3]。集团化的煤炭企业煤质管理层级多、管理力量分散，迫切需要利用信息化手段来提升煤质管理水平。

山东能源临沂矿业集团有限责任公司(以下简称“临矿集团”)生产矿井数量多、煤炭赋存条件变化大，随着煤炭市场的快速变化、营销模式不断创新，对临矿集团煤质管理工作提出了新挑战。面对矿井分散、远距离管理现状，如何获取及时准确的煤质信息是煤质管理工作的重要基础。近年来，临矿集团煤质管理信息化水平相对滞后，尤其是山东能源集团统一营销体制改革之后，现有MES运销管理系统缺少煤质管理功能，质量信息的处理和传递基本依靠传统办公软件及人工纸质报告，煤质信息查询、共享、统计、分析非常不便[4-6]；
与此同时，为更好地适应瞬息万变的煤炭市场形势，实现产销平衡目标，临矿集团把深化产销协同作为优化供给侧结构性改革的有效抓手，建立健全产销协同管理机制，积极采取稳产、提质、促销、拓量措施，不断放大“以产促销、以销带产、产销联动”协同效应；
作为中间环节的煤质管理部门，如何发挥好桥梁纽带作用，协同生产、销售等部门做好沟通对接，畅通上下内外信息交流渠道，实现采场、煤场、市场信息及时传递、实时共享，就显得尤为重要。此前产销协同工作缺少必要的信息化平台支撑，各部门之间沟通协调不畅、信息不对称，降低了产销协同及销售服务工作的高效开展。

1.1 化验室质检数据汇总、分析、审核、传递手段落后

各项检验指标原始数据及结果的计算采用人工记录，质检数据汇总、传递依靠传统电子表格，整个过程人工参与较多，容易造成数据失真，数据保密性差，存在一定风险；
工作效率低下，用工较多；
质检数据传递过程环节多，缺少必要的层级审核把关，未能与能源集团SAP销售系统自动对接，化验室与上、下各环节发运、销售等部门的信息沟通滞后，容易造成质检数据与发运客户的对应偏差，给后期结算带来一定的困难，不利于整个工作流程的监督管理。

1.2 矿井生产与市场销售信息沟通手段落后

产、质、销、存等信息依然通过传统的电话、聊天软件等方式互通，信息传递不及时、不规范、不全面，数据的准确性难以保证。煤质预测预报不及时，工作面毛煤、原煤、外购煤等产品质检数据获取、汇总、分析滞后，不利于产销协同工作开展。

1.3 产、质、销部门存在信息“孤岛”

集团公司市场营销、煤质管理与各矿井之间、矿井内部产、选、运等管理部门之间信息相对分散且交叉重合，信息传递的时效性差，导致煤炭产、质、销、存等信息不对称，井下生产部门不了解市场销售及产品质量，选煤厂不了解井下生产原煤质量，销售部门不了解洗选产品数质量，煤质部门不了解客户对煤质反馈意见，不能实现煤质信息数据全过程共享和协同管控[7-8]，不能及时调整销售决策、灵活应对市场变化。

基于上述背景，急需研究建设煤质管理信息系统，利用信息化的手段来进一步加强煤质、产销信息的管理与应用，以满足企业发展需要。

2.1 构建煤质管控系统

2.1.1 模块功能

煤质管控系统功能见图1。

图1 煤质管控系统功能界面

(1)商品煤质检信息管理模块。引入流程化数据审批手段，增加化验单查询导出功能，自动汇总生成所需煤质报表，与销售发运客户信息关联，以煤炭质量分析报告形式显示，便于数据的实时查询、使用。实现与能源集团SAP销售系统对接，质检数据自动传入结算系统中。

(2)毛煤、原煤、外购煤质检信息管理模块。增加工作面毛煤、生产原煤和外购煤、矸石等煤炭产品质检信息分析查询功能，方便煤质管理和市场销售人员实时了解各矿井煤质变化情况。

2.1.2 应用效果

(1)优化商品煤质检信息管理。根据不同矿井产品质量指标检测需求，可自定义质检方案和化验指标。创新应用了质检指标分析预警功能，根据产品质量标准和用户要求自动对比校验，对产品超标指标进行预警提示，以便管理人员及时发现核查，并根据需要将质检信息发送至相应客户，对可能潜在的客户质量纠纷进行预判处理。

(2)搭建“四级”数据审批流程。矿级化验室化验员、化验室负责人对商品煤质检单据审核确认后提交集团中心化验室化验员审核，并对粘结指数、胶质层指数、灰熔点等矿井不能检测指标进行补充录入，确认后提交中心化验室主任进行最终审查，确保准确无误后发送至营销系统。整个审批流程环环相扣，责任分明，修改权限和修改指标都根据管理职责不同进行了有效管控，确保数据客观准确。

(3)实现质检数据关联查询和报表分析。增加了商品煤质检明细、煤质日报及质检汇总等多个查询分析功能，满足矿井、集团煤质管理和销售部门等多级煤质汇总查询需求，可按照生产单位、煤炭品种、客户名称、发运日期(周期)、销售方式、批次号、化验指标等多种条件进行关联查询，并根据汇总依据进行加权汇总，大幅提高了煤质数据分析处理效率。

(4)强化对商品煤以外其他煤炭产品的监管。要求生产矿井定期检测分析生产(入洗)原煤和工作面煤层毛煤、浮煤以及煤矸石质检数据，分批次上传外购煤验收检测结果，实现对各类煤炭产品质量的动态监控。

2.2 建设数字化实验室系统

2.2.1 模块功能

(1)化验室煤质数据管理模块，包括天平数据管理模块和实时煤质数据分析管理模块。将所有化验仪器计算机联接到局域网中，所有网络接点以星型拓扑连接到化验室管理机的交换机或集线器上，包括量热仪、库仑测硫仪、工业分析仪、灰熔融测试仪、红外炭氢仪、水分仪等各种煤质分析仪器。其中马弗炉和干燥箱等无上位机控制的仪器通过配置计算机连接电子天平直接采集称重数据，自动计算水分、灰分、挥发分等指标；
定硫仪和量热仪等仪器通过外置天平直接采集称重数据，后台传送至化验仪器软件，自动获取样品重量数据进行检测。各项目检测数据自动采集到煤质数据分析管理系统，设备运行状态和工作参数实时上传，实现了化验数据的自动采集、计算、汇总、分析、生成报表，并与上层煤质管控系统进行对接[3]。具体网络架构见图2。

图2 数字化实验室网络架构

(2)商品煤采样方案及样品编码管理模块。在煤质管控系统中开发采样方案管理功能，根据下达的发运计划单据，自动识别判断客户、品种、批次号及是否需要单独质检，随机生成对应的煤样样品编号，并按照国家采样标准，自动计算该批次煤炭采样方案，供采样人员参照执行。在化验室安装样品编码管理功能，对化验产品样品进行统一编码，手动或自动分配化验任务，对应编码同步生成打印条码，化验设备通过扫码器扫码录入样品信息。

业务流程为：煤质管控系统编制商品煤采样方案并编号→来样制样→接样电脑接样(化验样品编码、任务分配)→天平称量系统(称取挥发分、灰分、水分、发热量、硫分样品)→各工作位进行化验(数据按编号自动调取天平称量系统数据)→自动完成数据计算、分析、统计→数据自动上传集团煤质管控系统。

2.2.2 应用效果

(1)规范商品煤采样操作标准。将采样国家标准算法与发运品种、数量和运输方式关联，自动生成采样方案，确保了采样环节的标准化、规范化运作，解决了原有采样方案由采样工自主随意决定，采样点、采样量不规范的问题。

(2)实现数据安全管控。整个采制化过程样品统一编码管理、化验过程数据全部线上自动采集、传输、计算和管理，改变了此前需要手工抄写台帐，人工录入、记录数据等手段落后、效率低的局面，全程实现“数据不落地”，杜绝了人为因素干扰数据的漏洞。同时系统拥有权限认证体系和完整的数据采集、汇总、审核、修改日志记录，系统的管理、化验数据的流向全部实现可追溯化，保障系统中各类化验数据的真实、准确、可靠，提高了工作效率，大幅提升了系统防作弊能力。

(3)提高采制化管理水平。系统自动对各类化验数据进行统计、计算、分析，生成所需化验数据的趋势图、曲线图、分析报告[9-10]，可根据样品历史数据统计分析各项指标数据的相关性，智能判断数据真实性，快速、准确地将产品质量信息发送到集团煤质管控系统。对检测仪器设备的使用、维护、保养、校准建立规范、有效的管理流程，保证化验工作的顺利进行，提高仪器设备的使用效率和精准度。

2.3 构建产销协同管控系统

2.3.1 模块功能

煤质管控系统功能界面见图3。

图3 煤质管控系统功能界面

(1)建立月度产、销计划协同管理模块。矿井生产部门根据采场接续及生产条件，按月制定原煤生产和煤质计划，煤质管理部门结合原煤生产计划、洗选工艺系统和市场客户需求，制定月度商品煤生产和煤质计划，供集团煤质管理和销售部门查询，据此制定当月销售计划、编制月度市场分析报告，结合市场需求对各矿井产品结构和生产计划提出调整建议。

(2)建立日产、销、存信息协同管理模块。煤质管理部门每天上传煤炭生产及洗选产品产率、产量、质量、库存量等数据，供集团煤质管理和销售部门查询，排定当天销售发运计划。

2.3.2 应用效果

(1)提高产销协同信息沟通效率。通过搭建产销协同信息化平台，在规定时间节点将矿井煤炭产、质、销、存信息上传存储系统，供各级生产、煤质、营销管理人员查阅，避免了数出多门、对接不畅等问题，提高了产销协同管理效率。

(2)强化生产销售环节管控。按月对矿井生产、煤质及市场进行预测预判，排定生产、销售计划，随时根据矿井生产、煤质及市场需求情况调整开采方案、洗选参数、产品质量以及客户流向，以确保产品质量合格、适销对路，有效应对市场变化。按天汇总分析各矿井煤炭产、销、存等信息，对洗选产品结构和选煤效率等情况进行动态监管。

(3)完善集团煤炭产、质、销、存数据库。将煤炭生产、洗选、销售全过程数、质量信息进行了整合，与公司煤质管理、产销协同业务管理流程进行了衔接，有关数据可直接抽取到集团其他管理系统使用。

针对山东能源临矿集团矿井区域分散、煤质管理层级多、信息化落后的现状，根据煤质管理业务协同、提高煤质管理水平的迫切需求，研究开发了临矿集团煤质管理信息系统。该系统将煤质数据管理融入业务流程管理，解决了多层级、多部门管理职责分工不明、沟通协作不畅的弊病，逐步整合打通了集团公司煤炭生产、加工、销售全过程，涉及煤质预测、原煤配采、配煤洗选、储装运、采制化及营销服务、商务纠纷等各环节业务信息数据，构建了以数据为中心的从煤炭生产端到客户端全流程科学、精准、高效、协同的煤质管控体系，大幅提高了临矿集团煤质营销管理、决策水平，对提升煤炭产品品牌信誉和竞争力起到了积极推动作用。

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