摘 要

構(gòu)建了“選煤大腦”管理決策平臺(tái)，以數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施為支撐，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)互聯(lián)機(jī)制與全場(chǎng)景智能管控體系，打造覆蓋動(dòng)態(tài)感知-智能決策?精準(zhǔn)執(zhí)行的全層級(jí)智能生產(chǎn)鏈。聚焦過(guò)程控制、生產(chǎn)輔助、設(shè)備運(yùn)維、一體化管控與決策環(huán)節(jié)協(xié)同創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)決策局限，形成閉環(huán)管控體系，實(shí)現(xiàn)選煤生產(chǎn)從局部?jī)?yōu)化到全局智能的跨越式升級(jí)?！斑x煤大腦”管理決策平臺(tái)已在多個(gè)選煤廠規(guī)?；渴?，形成覆蓋重介分選、浮選加藥等全場(chǎng)景的智能解決方案，提升了精煤回收率與分選效率，有效降低了能耗與材料消耗。

該成果在煤炭清潔高效利用智能化成果發(fā)布暨選煤廠智能化建設(shè)論壇上進(jìn)行了發(fā)布點(diǎn)擊此處鏈接查看詳情

文章來(lái)源：《智能礦山》2025年第10期“煤炭清潔高效利用智能化先進(jìn)成果專欄”

作者簡(jiǎn)介：榮東，高級(jí)工程師，現(xiàn)任中選智控（天津）科技有限公司副總經(jīng)理，主要從事選煤廠信息化、智能化、管控平臺(tái)、軟件系統(tǒng)的相關(guān)研究工作。E-mail： bdjrong@163.com

作者單位：中選智控（天津）科技有限公司

引用格式：榮東.“選煤大腦”管理決策平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐[J].智能礦山，2025，6(10)：65-67.

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選煤廠作為煤炭清潔高效利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，面臨結(jié)構(gòu)性矛盾與技術(shù)瓶頸的雙重制約，生產(chǎn)端存在數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，全流程動(dòng)態(tài)優(yōu)化能力不足，工藝參數(shù)調(diào)整高度依賴人工經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致分選效率波動(dòng)、能源材料浪費(fèi)等問(wèn)題突出；管理端面臨“雙碳”目標(biāo)下的精細(xì)化管控壓力，碳排放核算體系不完善、低碳技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用滯后等短板。

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的“選煤大腦”管理決策平臺(tái)，利用物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)備全要素狀態(tài)，以大數(shù)據(jù)構(gòu)建生產(chǎn)數(shù)字孿生，借人工智能優(yōu)化工藝參數(shù)，形成-感知-分析-決策-執(zhí)行閉環(huán)管控體系?！斑x煤大腦”管理決策平臺(tái)突破傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)決策局限，實(shí)時(shí)優(yōu)化分選密度、預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)、精準(zhǔn)調(diào)控生產(chǎn)，提升精煤回收率與分選精度，降低能耗與材料消耗，為選煤廠綠色轉(zhuǎn)型提供可復(fù)制范式。

“選煤大腦”管理決策平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

“選煤大腦”管理決策平臺(tái)以數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施為基石，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)互聯(lián)機(jī)制與全場(chǎng)景智能管控體系，構(gòu)建覆蓋動(dòng)態(tài)感知-智能決策-精準(zhǔn)執(zhí)行的全層級(jí)智能生產(chǎn)鏈。通過(guò)4大核心環(huán)節(jié)的協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)選煤生產(chǎn)從局部?jī)?yōu)化到全局智能的跨越式升級(jí)，“選煤大腦”管理決策平臺(tái)框架如圖1 所示。

圖1 “選煤大腦”管理決策平臺(tái)框架

1.1 “選煤大腦”過(guò)程控制環(huán)節(jié)

在“選煤大腦”管理決策平臺(tái)的過(guò)程控制環(huán)節(jié)，為優(yōu)化選煤生產(chǎn)流程，構(gòu)建了多維度智能控制體系，主要包括2個(gè)方面內(nèi)容。

（1）研發(fā)MPC模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)，基于多變量系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，借助智能控制器對(duì)密控、浮選等場(chǎng)景的預(yù)測(cè)控制，穩(wěn)定生產(chǎn)流程，提升精煤產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，同步降低能耗與物料消耗，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量效益雙提升。

（2）開(kāi)發(fā)智能系統(tǒng)啟停模塊，依托生產(chǎn)計(jì)劃自動(dòng)校驗(yàn)倉(cāng)儲(chǔ)、供配電、流程閉鎖關(guān)系及設(shè)備健康度等關(guān)鍵指標(biāo)，達(dá)標(biāo)后按預(yù)設(shè)邏輯啟動(dòng)設(shè)備，異常時(shí)即時(shí)推送含處置建議的移動(dòng)端通知，人工干預(yù)后自動(dòng)重啟，縮短非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，提升設(shè)備利用率。

1.2 “選煤大腦”生產(chǎn)輔助環(huán)節(jié)

在“選煤大腦”管理決策平臺(tái)的生產(chǎn)輔助環(huán)節(jié)，為切實(shí)強(qiáng)化選煤廠安全管控并提升整體生產(chǎn)效率，部署了多項(xiàng)智能輔助系統(tǒng)，主要包括2個(gè)方面內(nèi)容。

（1）搭建 AI 視頻分析平臺(tái)，集成多場(chǎng)景智能識(shí)別算法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析選煤廠各類生產(chǎn)場(chǎng)景，并與主控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖聯(lián)動(dòng)?；诖?，平臺(tái)精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)警，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在問(wèn)題，避免故障擴(kuò)大影響生產(chǎn)；安全行為識(shí)別及時(shí)糾正不規(guī)范操作，構(gòu)建主動(dòng)式安全防護(hù)體系，從源頭上降低安全事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

（2）部署三維可視人員定位系統(tǒng)，運(yùn)用高精度定位技術(shù)構(gòu)建立體化安全網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)控人員作業(yè)軌跡，與危險(xiǎn)區(qū)域電子圍欄聯(lián)動(dòng)，當(dāng)人員靠近或進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，迅速發(fā)出警報(bào)，提升選煤廠本質(zhì)安全水平，為生產(chǎn)的穩(wěn)定有序進(jìn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。

1.3 “選煤大腦”設(shè)備運(yùn)維環(huán)節(jié)

在“選煤大腦”管理決策平臺(tái)的設(shè)備運(yùn)維環(huán)節(jié)，為推動(dòng)設(shè)備管理從被動(dòng)維修向主動(dòng)預(yù)防轉(zhuǎn)變，提出了設(shè)備全生命周期管理模式，主要包括2個(gè)方面內(nèi)容。

（1）研發(fā)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)，在關(guān)鍵設(shè)備部署多參數(shù)傳感器，全面采集設(shè)備運(yùn)行信息，同時(shí)融合過(guò)程控制數(shù)據(jù)，構(gòu)建完備的故障特征庫(kù)與科學(xué)的退化評(píng)估模型，憑借對(duì)海量數(shù)據(jù)的深度分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的精準(zhǔn)預(yù)判以及剩余壽命的精確預(yù)測(cè)，為設(shè)備維護(hù)提供前瞻性指導(dǎo)。

（2）建立智能檢修編排引擎，動(dòng)態(tài)評(píng)估檢修時(shí)間、人員技能、材料工具等關(guān)鍵要素，綜合考慮各方面因素生成最優(yōu)檢修計(jì)劃，確保檢修工作高效有序開(kāi)展。通過(guò)網(wǎng)管式停送電系統(tǒng)與遠(yuǎn)程分合閘機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，以工作流驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)安全高效的數(shù)字化供配電操作，進(jìn)一步提升了設(shè)備運(yùn)維的智能化水平與安全性。

1.4 “選煤大腦”一體化管控與決策環(huán)節(jié)

“選煤大腦”管理決策平臺(tái)中的生產(chǎn)管控與專家決策共同構(gòu)建了一體化管控與決策環(huán)節(jié)，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的全業(yè)務(wù)鏈協(xié)同體系以打造智能決策中樞，主要包括5個(gè)方面內(nèi)容。

（1）建立覆蓋感知-分析-決策-執(zhí)行的4層智能管理體系，集成設(shè)備運(yùn)維、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)管理、經(jīng)營(yíng)決策等全流程業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享與協(xié)同決策，打破信息壁壘，提升整體運(yùn)營(yíng)效率。

（2）開(kāi)發(fā)智慧選煤移動(dòng)管控 APP，把重點(diǎn)業(yè)務(wù)功能集成至移動(dòng)端，突破崗位協(xié)作的時(shí)空限制，提升了跨部門(mén)協(xié)同效率，管理更加靈活高效。

（3）構(gòu)建多維生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)體系，量化評(píng)價(jià)全廠運(yùn)行狀態(tài)，為管理決策提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

（4）研發(fā)生產(chǎn)工藝流程仿真模型，實(shí)現(xiàn)全流程動(dòng)態(tài)仿真與參數(shù)優(yōu)化，助力生產(chǎn)過(guò)程精準(zhǔn)調(diào)控。

（5）研發(fā)多模態(tài)大模型選煤專家系統(tǒng)“煤小慧”，融合本地化大模型技術(shù)、專家知識(shí)庫(kù)、事件聯(lián)動(dòng)機(jī)制及專用算法模型群，支持自然語(yǔ)言與語(yǔ)音交互，開(kāi)創(chuàng)了智能化人機(jī)協(xié)作新模式。

通過(guò)“選煤大腦”的過(guò)程控制、生產(chǎn)輔助、設(shè)備運(yùn)維、一體化管控與決策的4個(gè)環(huán)節(jié)的深度整合，平臺(tái)構(gòu)建了設(shè)備-工藝-運(yùn)營(yíng)三維評(píng)估體系，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效、降本減負(fù)的升級(jí)目標(biāo)，推動(dòng)選煤廠向安全高效、綠色簡(jiǎn)約的無(wú)人值守與專人巡視協(xié)同模式轉(zhuǎn)型。

“選煤大腦”管理決策平臺(tái)應(yīng)用效果

“選煤大腦”管理決策平臺(tái)在陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)有限公司選煤廠、國(guó)能神華準(zhǔn)能集團(tuán)有限責(zé)任公司哈爾烏素選煤廠及黑岱溝選煤廠、山東省三河口礦業(yè)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱三河口選煤廠）等典型企業(yè)完成規(guī)模化部署，形成覆蓋重介分選、浮選加藥、設(shè)備運(yùn)維等全場(chǎng)景的智能解決方案。以三河口選煤廠為例，平臺(tái)通過(guò)整合生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、管理各子系統(tǒng)，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與智能裝備深度融合，構(gòu)建了全生產(chǎn)鏈路的自適應(yīng)控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)組織、煤質(zhì)管控與經(jīng)營(yíng)成本的聯(lián)動(dòng)優(yōu)化。

“選煤大腦”管理決策平臺(tái)建立了覆蓋重介智能分選、浮選智能加藥、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、智能視頻分析等核心模塊的智能管控架構(gòu)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，推動(dòng)選煤廠向安全高效、綠色簡(jiǎn)約的無(wú)人值守與專人巡視協(xié)同模式轉(zhuǎn)型?！斑x煤大腦”管理決策平臺(tái)在選煤廠的應(yīng)用成效顯著。

（1）工藝控制方面，突破傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)決策模式，建立高精度智能分選與動(dòng)態(tài)加藥系統(tǒng)，重介分選預(yù)測(cè)控制精度>99%，精煤回收率提升至98%，浮選藥劑用量?jī)?yōu)化降低介質(zhì)消耗15%～20%。

（2）設(shè)備運(yùn)維方面，創(chuàng)新預(yù)防-診斷-修復(fù)-閉環(huán)機(jī)制，預(yù)測(cè)性維護(hù)與視頻分析聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)故障判斷準(zhǔn)確率為85%，智能停機(jī)系統(tǒng)將維修響應(yīng)時(shí)間壓縮至10 min，設(shè)備停機(jī)時(shí)間減少30%。

（3）數(shù)據(jù)管理方面，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字底座，實(shí)現(xiàn)90%生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與雙90%分析準(zhǔn)確率，支撐全流程透明化管控。

（4）行業(yè)多模態(tài)大模型“煤小慧”，集成智能檢索、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障分析功能，推動(dòng)生產(chǎn)管理向認(rèn)知智能進(jìn)化。

“選煤大腦”管理決策平臺(tái)驅(qū)動(dòng)選煤廠向無(wú)人值守+專人巡視的綠色簡(jiǎn)約模式轉(zhuǎn)型，年度穩(wěn)定運(yùn)行超350天，形成覆蓋感知-決策-執(zhí)行的全智能生產(chǎn)鏈。為煤炭洗選業(yè)提供可復(fù)制的智能化方案，推動(dòng)傳統(tǒng)模式向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型。

結(jié) 語(yǔ)

“選煤大腦”管理決策平臺(tái)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)選煤全流程智能管控，提升精煤回收率與分選效率，降低能耗與設(shè)備停機(jī)時(shí)間，構(gòu)建了感知-決策-執(zhí)行的智能生產(chǎn)鏈。作為煤炭行業(yè)首個(gè)集成多模態(tài)AI智能化解決方案，驗(yàn)證了數(shù)字化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心支撐作用，為煤炭洗選行業(yè)智能化升級(jí)提供了可復(fù)制的實(shí)踐范式。未來(lái)將持續(xù)深化技術(shù)融合，拓展碳管理功能，推動(dòng)選煤廠向安全高效、綠色簡(jiǎn)約的無(wú)人值守與專人巡視協(xié)同模式轉(zhuǎn)型，為“雙碳”目標(biāo)下能源清潔轉(zhuǎn)型提供示范。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄8種、中文核心期刊9種、中國(guó)科技核心期刊11種、中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡(jiǎn)介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國(guó)法院士

刊載欄目：企業(yè)/團(tuán)隊(duì)/人物專訪政策解讀視角·觀點(diǎn)智能示范礦井對(duì)話革新·改造學(xué)術(shù)園地、專題報(bào)道等。

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

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期刊成果：創(chuàng)刊5年來(lái)，策劃出版了“中國(guó)煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團(tuán)智能化建設(shè)成果”“聚焦煤炭工業(yè)‘十四五’高質(zhì)量發(fā)展”等特刊/專題30多期。主辦“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì)”“煤炭清潔高效利用先進(jìn)成果發(fā)布會(huì)”“《智能礦山》理事、特約編輯年會(huì)暨智能化建設(shè)論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高新研修班”等活動(dòng)20余次。組建了理事會(huì)、特約編輯團(tuán)隊(duì)、卓越人物等千余人產(chǎn)學(xué)研用高端協(xié)同辦刊團(tuán)隊(duì)，打造了“刊-網(wǎng)-號(hào)-群-庫(kù)”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺(tái)，全方位發(fā)布礦山智能化領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗(yàn)。

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