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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

“数字焦煤”蓝图设计方案及应用成效

2024-05-14



近年来,山西焦煤集团有限责任公司(简称山西焦煤)聚焦产业数字化,为加快工业数字化改造,赋能传统产业转型升级,提出了以客户为中心开展数字化建设,优化业务流程,推动改革变革和企业精益化管理,建设具有全球竞争力的世界一流炼焦煤企业的战略目标。

山西焦煤经过多年信息化建设,基础设施、业务系统、管理制度较为完善,较好地支撑了集团各项工作的推进,但对标国内外领先企业,山西焦煤信息化在提升集团治理能力方面的作用尚未充分发挥,在管理机制、资源整合、业务协同水平提升方面有待加强。具体来说有两大关键问题亟待解决:①在设施和系统应用方面,整体规划不清晰,各专业系统多但兼容性、扩展性差,互联互通困难,集成和协同难度大;②在业务支撑能力方面,业务和数据散落在各个系统和线下,数据标准统一度不高,数据研究和利用不够,业财融合契合度不强,数据资产价值化无法得到有效发挥。开展“数字焦煤”蓝图设计,建设适用于山西焦煤多层级、全要素、云应用的数智化管控系统应对内外部挑战势在必行,对集团公司变革业务架构、重塑业务流程、优化管理模式,实现全方位、全链条、全域赋能企业管理升级具有重要的战略意义。“数字焦煤”战略分层架构如图1所示。

图1 “数字焦煤”战略分层架构


文章来源:《智能矿山》2024年第4期“专题报道:煤炭行业两化深度融合优秀项目”专栏

第一作者:郝志伟,正高级工程师,硕士,国家能源局首批煤矿智能化专家、中国煤炭工业技术委员会委员,现任山西焦煤集团信息化管理部(大数据中心)部长

通讯作者:郭超,工程师,博士,现任山西焦煤集团有限责任公司信息化管理部一级专员

作者单位:山西焦煤集团有限责任公司

引用格式郝志伟,郭超,李吉军,等.煤矿井下长距离巷道智慧巡检机器人研发与应用[J].智能矿山,2024,5(4):45-51.


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“数字焦煤”建设目标及路径

“数字焦煤”建设目标

按照统一规划、统一标准、统一建设、统一管理、统一运维的总体要求,打造省内示范、国内领先、国际一流的一体化数字引擎,持续推动管理机制体制创新、基础设施扩容升级、数据资源汇聚共享、应用系统优化完善。即全面理顺山西焦煤管理体制,全面构建整体运行、共享协同、服务集成的数字焦煤业务支撑体系,全面形成整体、协同、创新的业务应用体系,在数字产业化、产业数字化、数据价值化、治理数字化等方面发挥支撑作用。


“数字焦煤”建设路径

以企业中台为核心构建国产自主可控的新型ERP系统,实现各业务系统的数据共享和业务融通,统筹推进“数字焦煤”建设。一是打造以企业中台为核心的数字化赋能支撑平台,驱动包括IT基础设施、工业互联网、智能应用系统等建设,实现数据驱动的经营决策和各业务领域的持续优化;二是夯实经营管控稳固后台,在经营管理领域以财务精益化管控为核心抓手,推动人力、设备、投资、采购等在内的业务领域数字化转型,配套管理模式和管理组织的变革,夯实管控后台;三是重塑安全生产柔性中台,在安全生产领域以智能矿山、智能制造为核心抓手,对集团各生产单位的安全生产运营模式进行数字化改造和提升;四是优化市场销售敏捷前台,打造以客户为中心的运销体系,对市场销售和客户服务体系进行数字化重塑,优化市场销售前台。



“数字焦煤”设计总体架构及建设内容

总体架构

“数字焦煤”蓝图设计方案擘画了“一云一中心,一网一平台”(“一云”是一朵山西焦煤能源云,“一中心”是集团大数据中心,“一网”是建设全集团互联互通一张网,“一平台”是全集团统一的数智化管控平台),并打造统一的应用支撑体系和统一保障的安全防护体系,保障和推动人、财、物、产、供、销、投资、法务、综合办公九大数字化业务共享平台统筹集约建设。“数字焦煤”总体架构如图2所示。

图2 “数字焦煤”总体架构


“一云一中心”

“数字焦煤”建设的山西焦煤能源云,承载集团公司总部所有信息化应用系统,可实现对服务器、计算和存储资源、网络设备等的统一管理。以此为核心,统筹整合各单位数据中心资源,构建集团能源云数据中心、子公司数据交换中心、矿厂边缘计算中心的3层云计算技术架构,形成物理分散、逻辑集中、分域管理、互联互通的全集团一体化能源云平台体系,为集团数字化系统统一运维创造条件。

“数字焦煤”通过数据中心基础设施、企业中台、数据湖等建设,搭建集团统一的大数据中心,构建统筹利用的数据资产体系。

(1)开展集团数据中心资源扩容建设,解决目前服务器计算、存储资源不足的问题,为各业务系统软件安装部署提供敏捷服务。

(2)搭建集团级企业中台,构建各业务系统数据共享和流程互通的共同底座,实现各业务流程的相互嵌入,加快数据高效流转与科学应用。

(3)部署集团数据湖,采集各业务系统数据,建立数据资源池,封装数据资产,通过企业中台进行复用,为企业安全生产、经营管理提供数据支撑。


“一网一平台”

“数字焦煤”构建融合互联、安全可靠的“一张网”,优化网络结构,持续推进网络提速和升级改造。

各子公司与基层单位自建企业专网,通过租用运营商专用电路与集团总部连接,形成了集团、子公司、基层单位的3级网络架构,实现全集团网络通信的互联互通,为全集团信息化应用提供稳定可靠的网络支撑。

构建业务功能完备、数据融通共享的数智化管控“一平台”,“数字焦煤”业务应用架构(图3)是以服务生产和销售2个一线为核心,以贯穿财务管理为主线,通过企业中台,融通人、财、物、产、供、销、投资、法务、综合办公九大数字化业务共享平台,实现对集团经营管控核心业务的覆盖和数据控制权限内各业务系统数据共享。

图3 “数字焦煤”业务应用架构

企业中台是“数字焦煤”建设数智化管控平台的核心,包括数据中台、业务中台和智能中台。以企业中台作为系统连接和共享的先进思想与技术架构,促进单个紧耦合业务系统数据的融通共享,并整合政府、互联网等外部数据资源,通过内外部数据统一治理,提升数据价值,形成焦煤多层级、全要素、云应用、无边界协同的新型ERP数字化管理系统,促进各业务流程数字化管理水平提升,倒逼业务升级、重塑和创新。此外,利用大数据分析应用,支持集团对生产经营过程的直观呈现、风险预测、形势研判和价值创造,建立“数据驱动”的决策机制,提高企业决策的科学性、预见性和有效性。“数字焦煤”企业中台架构如图4所示。

图4 “数字焦煤”企业中台架构

在数据采集方面,针对集团数据量大、重复度高、规则明确、成本高的场景,通过RPA流程自动化机器人可实现数据的自动采集,有效提升办公效率、降低员工工作强度,提高数据采集的准确率。

目前,RPA已在集团财务共享平台和电子招采平台信息自动采集、往来账户凭证自动填写、财务月末通知单自动办理、OA系统表单信息自动提取等方面得到了成功应用。RPA机器人流程自动化应用如图5所示。

图5 RPA机器人流程自动化应用

在数据治理方面,根据集团通用基础、员工、单位、煤焦产品、财务五大类13小类以及物料类主数据企业标准,针对可采集的结构化、半结构化和非结构化的数据,开展数据清洗、加工等标准化治理,形成可共享复用的元数据,实现一次录入数据,所有业务系统共用共享的目标。此外,企业中台通过数据高速通道,支持业务系统数据的实时触发和交互。数据治理架构如图6所示。

图6 数据治理架构

“数字焦煤”建设采用云技术架构,利用云原生、低代码、容器化的特征,通过IaaS层的优化、PaaS层的统一构建、SaaS层的个性化应用,从系统部署、系统集成、信息基础设施、网络安全等方面支持保障应用架构落地实现。业务系统基于数据中心的硬件设施,统一部署在山西焦煤能源云,按照企业主数据标准通过数据治理形成可复用的元数据,通过企业中台实现业务系统之间集成。同时,统一的应用支撑体系和统一保障的安全防护体系建设,保障和推动九大数字化业务共享平台统筹集约建设。“数字焦煤”技术架构如图7所示。

图7 “数字焦煤”技术架构



“数字焦煤”蓝图设计方案创新点

新型ERP数字化管理系统

相比于传统ERP,“数字焦煤”蓝图设计方案以1个大数据中心建设为核心,采用企业中台,融通共享“人、财、物”“产、供、销”、投资、法务、综合办公九大数字化管理系统业务数据,形成“1+9”的“数字焦煤”蓝图架构,整合政府、互联网等外部数据,通过内外部数据的统一治理,提升数据价值,形成多层级、全要素、云应用、无边界协同的新型ERP数字化管理系统。


企业中台

采用以企业中台为核心的新型ERP架构,突破了国外对ERP软件的垄断,在国内大型集团数字化建设中具有良好的示范引领效果。利用全集团统一的数据中台,从各个业务系统抽取数据,存储到数据仓库,通过统一数据治理,形成数据库、文件、数据交换的基本数据单元,实现了数据一次录入,所有业务系统共享复用。通过业务中台,打通各业务系统,实现了各业务流程相互嵌入,促进数据融合互通。通过RPA、图像识别等人工智能技术构建智能中台,实现了数据的自动、高效、快捷采集,提高数据采集效率和准确率。


“数据驱动”的决策机制

以企业中台关键业务数据为重点,通过云计算、人工智能、数据建模与分析等技术开展大数据分析应用,实现了“研判当前形势、分析未来走势、明确目标路径”的目标,用数据支撑领导决策,提升了决策的科学性、有效性、预见性。


国产化自主可控

相比于SAP、IBM、ORACLE等国外ERP供应商,各业务系统均选择国内排名TOP3的信息化、数字化供应商开展系统建设,可实现:①提升各业务系统数字化管理水平,业务系统紧耦合,倒逼各业务升级、重塑、创新,在软件完全国产化、系统功能达到ERP应用效果的同时,项目投资由4亿元降为2亿元,成本降低约50%;②从源头上避免外部国际环境变化带来的不可预知风险,确保国家能源数据安全。


创新技术应用提升企业数字化高质量发展

利用5G+工业互联网、数字孪生、人工智能等技术,在煤炭生产上,对水流、电流、煤流、风流、瓦斯情况进行实时监测监控,推进形成“人、机、料、法、环”的全面感知、实时互联、协同控制、自主学习、智能决策、数据驱动的智能矿山,并通过AI、机理、故障诊断等模型的建模技术,精准感知风机房、变电所等关键设备的健康状况,实时对设备异常进行报警和分析,初步具备能源企业工业互联网的“云、边、端、管”能力,推动信息化和工业化在煤炭生产领域的高质量深度融合,防控企业风险,支持领导决策。


统一的应用支撑体系和安全防护体系

在应用支撑体系建设方面,明晰了集团和所属单位信息化项目管理、数据管理、运维管理、通信保障、网络安全五大体系的层级权责边界以及建设规范标准,构筑起集团规范管理、数据治理的“四梁八柱”,为各数字化系统互联互通,数据共享复用提供可靠支撑。

在安全防护体系方面,通过人防、制防、技防,建立覆盖基础设施、网络、平台、应用、数据的全方位、多层次、一致性网络安全技术防护体系,动态感知、实时处理网络安全隐患,筑牢多维联动、立体防护的全集团“一堵墙”,为集团信息网络安全提供根本保证。



“数字焦煤”蓝图应用效果

利用先进的企业中台技术,融通共享煤炭、焦化、电力等各产业板块数据,并整合政府、互联网等外部数据资源,通过统一的标准化治理,提升数据价值,服务于各产业板块,构建多层级、全要素、云应用、无边界协同的新型ERP管理系统。并通过人工智能、大数据分析、云计算等技术,构建焦煤企业“大脑”,实现了对安全生产经营状况的直观呈现、风险研判、预警预测和价值创造,达到了“用数据驱动决策”的目标,提升了领导决策的科学性、准确性和预见性。“数字焦煤”应用成效如图8所示。

图8 “数字焦煤”应用成效

对照国内相近规模煤炭企业的造价,结合集团公司实际,采用SAPERP的项目建设费用估算为4亿元,而采用本设计方案的项目建设费用为2亿元,在达到ERP应用效果的同时,项目投资成本降低约50%。同时,随着“数字焦煤”建设的推进,在促进集团降低库存、提高生产率、控制成本等方面的效果逐渐显现,给企业带来了直接的经济效益,具体如下:

(1)战略赋能方面

通过数字化系统建设,加强了对“产、供、销”重点环节和“人、财、物”生产要素的管控,促推业务流程再造和组织机构重构。以采供共享平台为例,利用数字化手段实现集团集中采购和统一付款,倒逼采供业务流程再造,组织机构也由原来各子公司的供应公司变革为集团物资装备有限公司1个法人,形成供应链、产业链上下游资源整合与高效利用,提升实时战略洞察、风险管控能力并促进合规,加快集团战略落地。

(2)员工赋能方面

通过“数字焦煤”建设构建了全新“数字员工”工作方式,利用RPA流程机器人替代目前人工重复、繁琐、大批量的工作任务,提高了业务处理效率、工作效率以及业务操作的准确性、合规性,实现了业务技术创新和流程再造。

(3)业务收益方面

根据“数字焦煤”财务、采供、销售、人力资源等关键业务平台建设情况进行测算,相比于建设之前,总物流成本降低了约2%,库存持有成本降低了约10%,供应链计划成本降低了约5%,人力资源成本降低了约2%,财务成本降低了约5%,数据备份和恢复速度以及运营报表生成速度均得到不同程度的提高。



总结

(1)在技术架构方面,创新了以企业中台为核心的“1+9”“数字焦煤”新型ERP技术架构。单个业务系统采用国内行业先进的自主可控软件,达到了ERP应用效果,降低了项目投资,规避了由于国家政策或国内外环境的变化给行业带来无法预估的潜在风险。新型ERP技术架构符合国家信创要求,具有较高的示范推广价值。

(2)在安全生产方面,推进以“人、机、料、法、环”全面感知互联、监测预警为重点的智能化矿井建设,初步形成山西焦煤物联网“云、边、端、管”能力。

(3)在经营管理方面,加强了对“产、供、销”重点环节和“人、财、物”生产要素的管控,并加快各类生产要素向先进产能聚集,提升了集团风险管控和战略洞察力,实现了战略和管理赋能。

(4)集团安全生产和管理水平的提升有效支撑了集团未来产业链延伸,助力集团加速构建新型商业模式并快速复制落地,对标世界一流管理提升,成为省属国有企业数智化管控平台建设标杆,具有重要推广价值、广阔的应用前景和行业示范意义。



END


责编 | 江振鹏

编辑丨李雅楠

审核丨赵瑞

  责任编辑:宫在芹
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