国内典型“智能化”选煤厂案例，告诉我们……
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导读
本文通过对选煤厂推广智能化的时代背景进行梳理，列举了国内智能化选煤厂的实际案例，就选煤厂智能化所存在的问题与思考进行了详细的阐述，并对智能化背景下选煤厂的设计展望发表了见解。
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选煤厂推广智能化的时代背景
1.1 新工业革命的大背景下，选煤厂必将经历变革
我国是一个选煤大国，但尚未达到选煤强国，我们的选煤厂发展水平非常不平衡。有些选煤厂的装备水平比较高，有些则处于上世纪末水平，良莠不齐，与之相适应的管理模式、生产流程等差异也非常大。
工业化是国家生产力发展水平的重要标志，我国的工业化进程尚未完成。为了追赶国际先进工业化的步伐，我们提出了“两化融合”发展道路，即以信息化带动工业化，以工业化促进信息化。
1.2 煤炭洗选加工领域工业化水平相对落后
1、主要靠要素投入，技术水平提升缓慢，不可持续；
2、装备研发能力不强，加工制造水平弱；
3、设计、研究与实际生产部分脱节；
4、高端的工程技术与管理人员严重不足。
针对我国选煤厂发展现状，推进工业化与信息化的深度融合，提高装备水平和管理能力，是建设智能化选煤厂的最佳有益探索；
5、选煤厂的经营决策、资源配置计划、生产调度与控制仍严重依赖工作经验，信息孤岛大量存在；
6、核心工艺智能化研究进展缓慢；
7、选煤厂在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显；
8、多数选煤厂用工数量依然较大，人员工效相对国外较低。
1.3 第四次工业革命正在到来
加强煤炭产业自动化、数字化、智能化技术装备研发，提升煤炭采选效率和智能化水平。
1.4 数字化、信息化、智能化
1、数字化：将复杂多变的信息转变为可以度量的数字和数据，一般是指利用计算机信息处理技术，把声、光、电、磁等信号转换成数字信号，或把语音、文字、图像等信息转变为数字编码，用于传输与处理的过程。
2、数字化是基础，是信息化的起步，信息化是终极目标。
3、信息化囊括智能化，智能化是信息化的核心。
1.5 新工业革命的大背景下，选煤厂智能化势在必行
第四次工业革命体现在电脑的深度学习，让电脑能够进行深度思考并且做出决策是第四次工业革命最重要的事情。
在新工业革命的大背景下，选煤厂智能化势在必行。
选煤厂智能化的目标是提高效益（经济效益、社会效益、人文效益、安全效益等）。
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国内“智能化”选煤厂案例
2.1 调研行程
【走出去】：去年10月起分5次组织调研了智能化工厂建设。一共调研工厂7座，其中选煤厂6座，分别是神东上湾、西山斜沟、伊泰酸刺沟、陕煤张家师、临矿鲁西和枣矿高庄。调研化工厂1座，为中煤蒙大化工。
【请进来】：多次邀请高校老师、设备厂家等单位进行技术交流，沟通智能化选煤厂建设新技术，为智能化选煤厂项目建言献策等等。
2.2 实际案例
2.2.1. 神东上湾选煤厂
上湾选煤厂智能化升级始于2015年，主要内容涉及移动集控、信息化停送电、智能分选、智能加药、智能加介、铁器自动识别、设备在线监测、人员定位及智能照明等。升级后生产效率提升5%；每天减少1小时运行时间，节电10%；减少岗位人员21人。
2.2.2. 西山斜沟选煤厂
斜沟煤矿选煤厂智能化升级始于2016年，主要涵盖了全厂自动化整合、移动办公OA、全厂集控优化、选煤工艺、供风系统、工业通信、加药模块、生产用水模块等20余个。目前已经完成的环节包括通信网络、设备在线监控、压滤机智能管理、TCS粗煤泥分选机智能管理、智能鼓风管理等。目前部分模块已经应用，比较成熟的有压滤机自动控制模块和浓缩机自动加药系统。
2.2.3. 伊泰酸刺沟选煤厂
酸刺沟选煤厂的智能化建设仅仅是设备在线监控与预测。全厂共增加三维振动、温度二合一传感器约450个，总投资400多万元。目的是：
a.在线监测设备运行状态，实现设备故障前的预先报警，减少系统非计划停车，优化备品备件库存。
b.替代传统的人工点检，减少工作人员、降低劳动强度。
2.2.4. 陕煤张家峁选煤厂
张家峁选煤厂智能化升级始于2017年。智能化改造内容主要集中在3D展示、智能视频安全监控系统、设备在线监测、浓缩药剂自动添加和带式输送机节能调速等。
2.2.5. 临矿鲁西选煤厂
鲁西煤矿智能化选煤厂建设荣获“煤炭行业两化深度融合优秀项目”荣誉称号。该厂智能化整体推进按照“三步走”的思路进行。目前建设了三维可视化智能巡检系统、信息报警系统、自动加药系统、辅助检修系统、快灰检测系统、压滤机自动清理系统、振动筛智能监测系统和智能卫生冲洗系统等。
2.2.6. 枣矿高庄选煤厂
高庄煤业公司在枣矿集团内部率先推进智能化洗煤厂建设。在自动化方面建设了视频随动控制系统、顺逆煤流一键启停、旋流器压力自平衡条件、给煤机PID变频控制、密度跟踪控制，煤泥水自平衡系统、压滤机联机自动化以及网路化智能配电管理；在信息化方面建设了设备运行状态监测、自润滑系统、移动端智能巡检系统，MRP移动终端办公平台以及煤质数据管理平台。
2.2.7. 蒙大化工
中煤蒙大是中煤集团的全资子公司，总投资106亿元。2016年4月投料开车。
蒙大公司以“全面感知、优化协同、绿色环保、智能蒙大”的理念着力打造智能工厂，成立初期就搭建了OA办公、ERP、档案管理等办公业务系统。
2015年7月开始建设了实时数据库、MES、实验室管理、智能衡器、智能巡检、三维可视化工厂等信息化系统。
2017年获工业和信息化部两化融合管理体系贯标试点示范企业。2018成功入选国家工信部《2018年智能制造试点示范项目》《人工智能应用试点示范》。
A. 蒙大公司信息化管理系统集成平台
B.三维可视化数字化工厂
蒙大公司三维可视化工厂主要用于生产应急指挥、所有参数集成显示、吊车吊装和土方挖掘方案模拟。
2.3 案例小结
1、智能化的热潮已在选煤行业兴起。各大煤业集团都在积极布局，积极抢占制高点，力求赢得发展先机。
2、化工行业的智能化建设理念和进度至少领先煤炭行业5年以上。未来，可以引入其他行业的新技术、新理念，结合选煤行业现状，尽早打造出属于选煤行业的智能化工厂样板。
3、选煤厂的智能化建设处于起步阶段，各大煤业集团布局的选煤厂智能化建设内容千差万别，不尽相同，没有统一标准。但呈现的相同特点是：起点务实、都是从某一环节着手开展智能化基础建设。
4、升级内容多集中在原有集控系统或自动化的升级，另外还有一部分数字化和信息化提升工作，距离真正的智能化尚存在较大差距。但与以往的自动化、信息化又有明显的不同，现阶段更多地强调数据的持续实时采集。
5、工业大数据的重要性已逐步成为行业共识。但国内已开展智能化建设的选煤厂中，布局大数据资源池的项目几乎没有。工业大数据是实现选煤厂智能化的基础，应马上布局建设。
6、打破各方系统形成的独立“烟囱”，连接各个信息孤岛在行业内也逐步得到重视。在鲁西、斜沟2座选煤厂智能化建设中均已着手规划了统一的平台，进行系统性智能化建设。
7、三维可视化工厂在选煤行业开发与研究不够，没有得到实际生产应用。现阶段的展示意义大（于对生产的指导意义。鲁西的三维可视化系统未与现有的集控系统联网，未读取集控系统的数据。
8、设备在线监测与预警是现阶段选煤厂“智能化”普遍建设内容，现场使用效果较为理想。但普遍存在浅尝辄止，数据监测类型单一，没有对在线预警数据进行深度挖掘、分析等问题。下一步，多数据的监测与健康评估，实现故障定性、定量、定位诊断是未来发展的重点。
9、选煤厂核心工艺的智能控制技术尚未取得关键性突破，选煤厂智能化过程仍然任重道远。
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选煤厂智能化存在的问题与思考
1、选煤厂的智能化建设处于起步阶段，各大煤业集团布局的选煤厂智能化建设内容千差万别，不尽相同，没有统一的标准和模式，而且会随着现代信息技术、自动化技术的发展进步而变化。
从某种意义上讲，选煤厂智能化建设不是一项具体的工程，而是一个目标！
编制煤炭洗选加工行业便于操作落实的“智能化标准”还是很有意义的，应尽快出台，解决大家的盲目性。
2、目前正在探索的智能化选煤厂有以下特点：工艺系统较简单，整体装备水平较高，经济效益较好，操作运营团队一流，集团公司理念新颖且高度重视。其相同点是：起点务实、都是从某一环节着手开展智能化基础建设。
各大选煤厂必须结合自身条件，制定符合自身特点的“智能化选煤厂”实施方案，有选择的采用智能化技术，以提高经济效益为主，逐步实现作业地点的无人或少人化作业。
可通过建立示范试点项目的方式，进行智能化的探索工作，为推动煤炭洗选加工行业走新型工业化道路提供新模式。
3、化工、电力行业的智能化建设理念和进度至少领先煤炭行业5年以上，他们的新建项目均要求三维数字化交付。他们大多叫“数字化”工厂，其实数字化和智能化之间并没有明确的界限，数字化并没有过时之说，大家切不可被一些概念绑架。向其他行业学习，是推进选煤厂智能化的有效途径。
我们必须认识到，现阶段，选煤厂智能化的直接效益有时并不明显，我们不能着眼于眼前的利益，要考虑煤炭洗选加工行业的长远发展，着眼于建设选煤强国。
4、提高分选精度是选煤厂最大的增效环节，但困于快速精准检测闭环反馈手段的制约，选煤厂核心工艺的智能控制技术尚未取得关键性突破，选煤厂智能化过程仍然任重道远。
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智能化背景下选煤厂设计展望
1、从政策层面应正向引导呼吁
《煤炭洗选工程设计规范》中要增加选煤厂智能化的内容，甚至像矿井一样，单独编制选煤厂智能化方面的设计标准。
尤其是应借助“智能化”的东风，参考电力、化工行业，全面修订提高选煤厂设计标准。
包括建设单位（业主）等应从思想上、行动上支持煤炭洗选加工行业的这次变革，推动我们的行业向高效、安全、绿色发展。
2、设计人员应充分认识到智能化是大势所趋，做到设计理念与时俱进。
选煤厂设计中要体现智能化的思想（工艺高效、系统简洁、设备（各专业）可靠、非标（含管路）寿命长等），或者为今后弥补完善智能化内容奠定必要的基础（采用方便（煤流、水流等））。
智能化一定是建立在高效可靠的硬件基础上，二者是一个递进的关系，不能割裂开来谈智能化，而且需要一厂一策，切忌好马拉破车。
3、BIM技术将应用于选煤厂设计中。
不仅仅是利用三维设计检查错漏碰撞，对我们目前的二维设计习惯将进行颠覆，大家均在一个大平台上协同工作，最终完成三维数字化交付。设计成果可以指导施工和今后的运营，产品生命周期延长且意义深远。
智能化将带动BIM技术的推进速度，专业相对较全的综合院所更容易推广，也会推动各种BIM软件的横向壁垒打通，甚至催生适合选煤厂设计的国产BIM软件（版权及软件租赁制使得成本剧增）。
非但如此，数字化交付中的网络安全也是我们应该考虑的内容！
4、BIM技术的三维仿真功能可进一步应用于智能化选煤厂设计中。
做到事前模拟，（煤流、介质、煤泥水、加药、供风等）动态调整，提前优化，使之更好的符合实际生产现状。
煤炭洗选加工行业的“BIM设计标准”呼之欲出！
5、全系统装配式钢结构选煤厂大有发展前景。
未来智能化选煤厂设计与建设，一定是朝着工艺系统简洁、设备大型化，用人少，建设速度快，质量好，复用率高等方向发展。“全系统”装配式钢结构选煤厂将是未来智能化选煤厂设计与建设的主要发展方向。
6、智能化过程将引发设备制造领域的重新洗牌。
智能化选煤厂离不开可靠的洗选加工设备，设备故障率是生产运营不可逾越的坎，更是影响智能化选煤厂推广的瓶颈。以质量求生存的理性竞争局面即将形成，设备制造商领域将重新洗牌并更加透明，附带智能化信息的设备更受欢迎（单机智能化成套设备）。
对设计而言，会要求设备制造商提供含有技术信息且统一软件格式的三维电子版图纸，以便于直接采用。
设备的健康管理是智能化选煤厂设计的重要内容。
7、设备质量“认证机构”会伴随智能化而产生。
煤炭洗选加工行业设备迫切需要普遍认同的“质量”认证机构，选煤分会可申请作为牵头单位，对设备质量进行定期评级，如从“A”到“5A”，给生产商设备贴上“商标”，推动选煤行业设备做强做优，质价相符，良性发展。
适当设置门槛更有利于我们的设备参与国际竞争，走向海外！
8、选煤厂生产模式可能改变
迎合智能化的步伐，需必要的体制机制创新，生产模式改变；如可能催生专业的网上预约维修公司、洗选业设备超市、工业IT运营等新型产物；生产管理调度可能更加便捷，电子留痕、自动统计代替人工；工业5G等高速同步传输远程控制技术大量应用；工作强度大幅降低，工作环境大幅改善……等等变化，可能超乎你的想象！
9、智能化选煤厂设计一定会触及核心分选工艺的智能化。
分选精度是影响选煤厂经济效益的关键因子，加快突破重选、浮选等核心分选工艺智能化关键技术是我们选煤人绕不过去的弯，在必要的硬件基础上，需要投入大量的人力物力（全民动员）去研发，包括科研、设计、设备制造商、生产管理等人员。
已经有人在做重介和浮选智能化的研究与实践，相信不久的将来一定会面世！
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结 语
选煤厂智能化是一个循序渐进的探索过程，行之有效的方式是确立试点，整体规划，分环节分系统分层次逐步实现。既不能让其野蛮生长，也不能遇到问题一棒子打死，容错是应该的。
总之，后面的路还很长。新建选煤厂设计时一定要同步规划智能化的相关内容，已经成熟的智能化技术应大胆采用。
作者简介
作者简介
郭大林(1965—)，男，山东青岛人，中煤天津设计工程有限责任公司副总经理，教授级高级工程师。
卫中宽(1979—)，男，陕西省扶风县人，中煤天津设计工程有限责任公司副总工程师，高级工程师。