不連溝煤礦靠這招，機電設備管理成本直降12%！

2025年07月10日 15:35 智能礦山雜志責編：戚金榮作者：智能礦山雜志

全文要點：

1. 不連溝煤礦機電設備管理存在信息化不足、數據利用低、人工成本高、全生命周期數據缺失等問題。

2. 提出基于物聯網、大數據及人工智能技術的機電設備全生命周期管理系統。

3. 系統架構分邊緣層（設備數據采集）、平臺層（數據處理與建模）、應用層（業務管理功能）。

4. 功能模塊包括智能標識卡（資產盤點、巡檢規劃）、在線監測分析（實時狀態監測與可視化）、故障預警（異常預警、失效模型）、全流程管理（采購至報廢）及信息統計分析。

5. 應用后設備檢修效率提高8%，維護成本降低12%。

6. 提升設備完好率和周轉率，縮短故障停機時間。

7. 解決傳統管理跨部門協同難、數據閉環缺失問題。

8. 實現設備管理數字化與精細化，助力降本增效與安全運行。

針對不連溝煤礦機電設備管理信息化不足、數據利用低及人工成本高等問題，提出基于物聯網、大數據分析及人工智能技術的機電設備全生命周期管理系統。系統架構分為邊緣層、平臺層和應用層，構建了覆蓋設備采購、運行、維護至報廢的全流程管理體系。通過智能標識卡、在線監測、故障預警等功能模塊，提升了設備完好率和周轉率，縮短了故障停機時間，檢修效率提高8%，維護成本降低12%，實現了設備管理的數字化與精細化，解決了傳統管理模式中跨部門協同難、數據閉環缺失等問題，助力降本增效與安全運行目標的達成。

文章來源：《智能礦山》2025年第5期“學術園地”欄目

第一作者：張瑞峰，現任內蒙古蒙泰不連溝煤業有限責任公司智能管理中心主任，主要從事煤礦智能化、信息化建設工作。E-mail：15247396663@163.com

作者單位：內蒙古蒙泰不連溝煤業有限責任公司

引用格式：張瑞峰，王振華，溫云峰，等. 不連溝煤礦機電設備全生命周期管理應用實踐與探索[J]. 智能礦山，2025，6(4)：57-60.

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煤礦機電設備投入占煤礦固定資產約60%，設備維護費用占總費用約40%。在煤礦安全事故中，機電設備故障為常見原因之一，目前機電設備管理主要存在以下4個方面的問題。

（1）大型機電設備運行數據缺乏有效分析，不能預測潛在故障風險，無法針對性指導檢修工作。

（2）巡檢、維修等線下作業產生的數據信息無法有效利用，形成閉環管理難度大。

（3）機電設備品類多，數量大，人工盤點耗時耗力。

（4）機電設備從采購、安裝、運行、維護到報廢缺少全生命周期連續監測數據，無法對設備的采購提供數據支持，無法確保設備的安全和合規。

基于此，采用先進信息技術加強機電設備運行管理，實現機電設備的全生命周期管理，對維持設備最佳運行狀態、延長使用壽命、降低維護成本具有積極意義。

不連溝煤礦智能化建設現狀

內蒙古蒙泰不連溝煤業有限責任公司（簡稱不連溝煤礦）智能化建設包括信息基礎設施、地質保障系統、掘進系統、采煤系統、主運輸系統、輔助運輸系統、通風與壓風系統、供電與供排水系統、安全監控系統、智能化園區與經營管理系統等。目前已經建成萬兆以太工業環網、礦井工業視頻系統、設備在線分析預警系統、調度指揮中心及數據機房、大數據平臺及云服務系統等項目，機電設備全生命周期管理系統為重點建設項目之一。

不連溝煤礦機電設備管理痛點分析

2.1 組織機構方面

在當前的組織結構體系中，設備管理工作為機電管理部門，各生產區隊為具體執行者；設備管理業務流程繁瑣，涉及組織機構多，在實際管理運作中存在系列問題，多流程跨組織難以保證設備管理業務落地，設備管理業務執行效率和執行成效難以進行監督管理；人才資源限制設備管理執行效果，尤其設備運維方面缺少專業化、專家型人才支撐。

2.2 管理執行方面

機電設備日常管理中，管理工作執行不到位引起設備全生命周期成本增大。計劃階段因成套設備招標周期長、協同單位多，導致行動延期、投產延誤；采購過程不規范，尋源時間過長，設備裝箱信息清點不到位；使用階段管理制度落實不到位，零部配件質量缺少嚴格監管；維護階段依靠人員素質和檢修經驗，難以達到理想的檢修效果；報廢階段缺少科學有效的報廢評估機制和處置機制，導致很多回收舊件積壓在倉庫。

2.3 管理制度方面

機電設備可靠性是設備在特定時間和特定條件下完成規定功能的能力，目標是通過合理、經濟的手段，達到設備利用率的最大化。隨著煤礦企業規模擴大，制度管理方面的問題突出，嚴重影響設備運行可靠性。設備管理制度缺乏長效機制與聯動性，不能適應當前智能化建設快速變換的要求；缺少設備管理細則并監督執行落地，設備管理執行過程中彈性大、標準不一、管理落實不到位。

機電設備全生命周期系統架構

不連溝煤礦機電設備全生命周期系統的建設目標主要包括7個方面，以提升機電管理能力。

（1）建立機電設備數據庫，在物聯網技術的支持下對設備數據庫展開精細化管理。

（2）采用綜合智能傳感器、5G通信、大數據分析等技術，對機電設備的運行狀態進行監測，采集重要指標和參數。

（3）規范化、自動化管理機電設備的運行和維護，提升設備使用效率，降低故障發生率。

（4）根據機電設備運行特點制定計劃管理方案，提高檢查維護質量，以降低維修成本。

（5）借助于信息技術工具，整合機電設備相關業務，實現協同管理目標。

（6）加強機電設備技術資料管理工作，在設備購置、安裝調試、運行、報廢等關鍵環節，形成真實完整的檔案體系。

（7）建立機電設備故障知識庫，為設備維修工作提供科學指導。

機電設備全生命周期系統架構自下而上分為3層，機電設備全生命周期管理系統架構如圖1所示。

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圖1 機電設備全生命周期管理系統架構

（1）邊緣層

邊緣層以采煤機、破碎機、轉載機、輸送機、通風機、壓風機、排水泵等井下大型設備為對象，在邊緣網關平臺的支持下，利用數據采集器、煤安采集箱、煤安溫振傳感器、通頻振動傳感器、通頻溫振傳感器等監測設備采集設備運行信息。

（2）平臺層

平臺層集成了物聯網平臺、數據智能平臺、數字孿生建模平臺和應用開發平臺，物聯網平臺融合了傳感器、協議解析、邊緣計算、邊云協同、規則引擎、時序存儲、工藝組態等軟硬件技術，構建了設備狀態感知、設備狀態存儲、設備狀態可視化功能融合一體的數字基礎設施，是支撐設備數字化管理業務的技術基石。

數據智能平臺包括大數據平臺和大數據AI建模平臺，包括故障診斷預測算法庫支撐設備故障預警；數字孿生建模平臺虛擬化設備工藝，以設備機理為導向，構建了礦井-系統-設備-部件的4級數字孿生場景，實現了設備故障預警與智能診斷分析；應用開發平臺為系統運維提供了工業APP的權限控制、菜單管理、多用戶授權和基于微服務的低代碼應用框架，融合OT和IT依據需求變化靈活定制系統功能。

（3）應用層

應用層與煤業協同辦公系統、綜合管控平臺關聯，完成設備檔案管理、設備點檢管理、成套設備管理、缺陷管理、潤滑管理、計劃性檢修管理、內外委管理、保護試驗管理、預防性維護管理、標準作業管理、運維管理等任務，并且具有智能報警功能。

機電設備全生命周期系統功能模塊

4.1 設備智能標識卡的應用

運用機電設備智能標識卡和定位基站，定位所有機電設備并開展資產盤點，提高盤點效率，保證數據準確性。通過工作人員軌跡數據，規劃和分析設備巡檢路線，提高巡檢作業規范性。

4.2 設備在線監測與分析

依靠溫度、振動等智能傳感器，實時監測機電設備運行信息，并將數據傳輸至數據層進行分析，方便人員遠程調控設備運行狀態。集成在線監測和視頻監控系統，實現了設備運行信息可視化，完成趨勢分析、頻譜分析、包絡分析、獨立分量分析等作業。

4.3 設備故障預警分析

井下機電設備出現異常信息及時發出預警，提示工作人員檢查維修，保證設備安全穩定運行。常見旋轉設備和部件如帶式輸送機電機、減速機、風機、水泵等，建立失效分析模型，對故障進行分析識別和預警，縮短故障停機時間，延長設備的使用壽命。

4.4 設備全生命精細管理

從設備購置計劃、到貨登記、設備領用、設備入井、設備安裝、現場移交、設備回收，直至設備報廢的全生命周期體系，實現每個環節精細管理。以采購管理為例，包括計劃管理、采購申請、合同管理、到貨驗收等內容，采購時生成并發給供貨商設備唯一身份標識碼，掃碼驗收入庫，設備信息和掃碼應用貫穿全生命周期。

4.5 設備管理信息統計分析