CN109709908A - 基于电铲数据分析的电铲生产管控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电铲数据分析的电铲生产管控方法及系统，该方法包括：采集多台电铲一个采装周期内的数据信息从而建立采装周期标准模型；采集多台电铲一个装车周期内的数据信息，并在采装周期标准模型的基础上建立装车周期标准模型；采集多台电铲各自的数据信息，并在装车周期标准模型的基础上结合信息建立作业周期标准模型，实时采集电铲的数据生成现场操作模型；将现场操作模型与所述采装周期标准模型、装车周期标准模型或作业周期标准模型进行对比，记录异常数据并根据该异常数据分析电铲是否出现违规操作。基于电铲数据分析的电铲生产管控方法及系统能够通过将该电铲的数据与电铲的标准操作模型进行对比分析可以获取电铲的违规情况。

Description

基于电铲数据分析的电铲生产管控方法及系统

技术领域

本发明是关于露天采矿领域，特别是关于一种基于电铲数据分析的电铲生产管控方法及系统。

背景技术

在露天采矿领域，电铲是否规范操作对生产过程影响重大。例如，违章操作可能会造成斗杆断裂；不规范操作会导致电铲单机工作效率的降低。因此需要对电铲操作情况进行掌握，现有的电铲操作情况的获取方法是在利用电铲本身的人机界面进行远程监视方面，但是只是监视电铲的进户电压、GPS定位信息等信息，获取的信息较为单一，无法真正掌握电铲的操作情况。

另外，目前为采矿计划编制提供的电铲工作参数较单一，例如斗容、设计年核定能力、设计单循环作业周期等参数，在实际生产中这些参数受采矿环境因素影响变化较大，且准确度不高，有必要通过信息化手段提供更加准确的采矿参数，增加设备实动率，从而提升企业整体生产效率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电铲数据分析的电铲生产管控方法及系统，其能够实时获取电铲的数据，通过将该电铲的数据与电铲的标准操作模型进行对比分析可以获取电铲的违规情况。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于电铲数据分析的电铲生产管控方法，包括：采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个采装周期内各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况以及各自的采装周期从而建立采装周期标准模型，其中，所述一个采装周期为从采装开始到完成一个采装的时间；采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个装车周期内为同一型号的自卸卡车装车过程中的各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况、各自的装车周期以及各自的采装周期次数，并在所述采装周期标准模型的基础上结合采集的相关信息建立装车周期标准模型，其中，所述一个装车周期为从装车前准备，到装完一辆车，再到等待下一辆待装车的时间；采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个作业周期内的各自的采装周期次数、装车数量、作业周期时间、待装时间、电耗以及产量的信息，并在所述装车周期标准模型的基础上结合所述信息建立作业周期标准模型，其中，所述一个作业周期为从一个装车位置结束采装，到行走到新的装车位置进行采装，再到该新的装车位置结束采装；实时采集在工作现场的电铲的数据，并进行分析从而生成现场操作模型；将所述现场操作模型与所述采装周期标准模型、所述装车周期标准模型或所述作业周期标准模型进行对比，记录异常数据并根据该异常数据分析所述电铲是否出现违规操作。

在一优选的实施方式中，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括：当电铲出现违规操作后，发出提醒通知至所述电铲的司机或管理人员。

在一优选的实施方式中，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括：当电铲在一定时间段内违规操作次数超过阈值，将该电铲司机列入技能培训名单。

在一优选的实施方式中，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括：根据所述采装周期标准模型、所述装车周期标准模型、所述作业周期标准模型提供的电铲数据信息编制采矿计划。

本发明还提供了一种基于电铲数据分析的电铲生产管控系统，其包括：采装周期标准模型建立模块、装车周期标准模型建立模块、作业周期标准模型建立模块、实时采集模块、违规判断模块。采装周期标准模型建立模块用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个采装周期内各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况以及各自的采装周期从而建立采装周期标准模型，其中，所述一个采装周期为从采装开始到完成一个采装的时间。装车周期标准模型建立模块用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个装车周期内为同一型号的自卸卡车装车过程中的各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况、各自的装车周期以及各自的采装周期次数，并在所述采装周期标准模型的基础上结合采集的相关信息建立装车周期标准模型，其中，所述一个装车周期为从装车前准备，到装完一辆车，再到等待下一辆待装车的时间。作业周期标准模型建立模块用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个作业周期内的各自的采装周期次数、装车数量、作业周期时间、待装时间、电耗以及产量的信息，并在所述装车周期标准模型的基础上结合所述信息建立作业周期标准模型，其中，所述一个作业周期为从一个装车位置结束采装，到行走到新的装车位置进行采装，再到该新的装车位置结束采装。实时采集模块用于实时采集在工作现场的电铲的数据，并进行分析从而生成现场操作模型。违规判断模块与所述采装周期标准模型建立模块、所述装车周期标准模型建立模块、所述作业周期标准模型建立模块均相耦合，用于将所述现场操作模型与所述采装周期标准模型、所述装车周期标准模型或所述作业周期标准模型进行对比，记录异常数据并根据该异常数据分析所述电铲是否出现违规操作。

在一优选的实施方式中，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括：违规提醒模块，其与所述违规判断模块相耦合，用于当电铲出现违规操作后，发出提醒通知至所述电铲的司机或管理人员。

在一优选的实施方式中，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括：培训名单录入模块，其与所述违规判断模块相耦合，用于当电铲在一定时间段内违规操作次数超过阈值，将该电铲司机列入技能培训名单。

在一优选的实施方式中，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括：采矿计划编制模块，其与所述采装周期标准模型建立模块、所述装车周期标准模型建立模块、所述作业周期标准模型建立模块均相耦合，用于根据所述采装周期标准模型、所述装车周期标准模型、所述作业周期标准模型提供的电铲数据信息编制采矿计划。

与现有技术相比，根据本发明的基于电铲数据分析的电铲生产管控方法及系统，建立了电铲的采装周期标准模型、装车周期标准模型、作业周期标准模型，并将实时采集的电铲数据与标准模型作对比，通过对比结果可以获取电铲的违规情况，并且可以将违规情况及时提醒电铲司机或管理人员，避免因人为操作不当带来的安全风险，预防更严重事故的发生。当出现事故时，对比结果还可以作为事故分析的依据。通过对比结果还可以掌握不同电铲司机的操作水平和操作习惯，根据这些信息有针对性的开展技能培新工作，最终达到提升企业整体安全生产效率的目的。通过对比结果还可以综合分析电铲司机一段时间内的工作状态，通过等级划分作为一个客观参数，使得司机的绩效考核更加客观，有利于激发职工积极性，从而提升企业安全生产效率。此外，通过装周期标准模型、装车周期标准模型、作业周期标准模型提供的电铲数据信息来编制采矿计划，可以提供更加全面精确的参数信息，提高企业设备利用率。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的基于电铲数据分析的电铲生产管控方法；

图2是根据本发明一实施方式的基于电铲数据分析的电铲生产管控系统。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1是根据本发明一实施方式的基于电铲数据分析的电铲生产管控方法，该基于电铲数据分析的电铲生产管控方法包括步骤S1～S7。

在步骤S1中建立采装周期标准模型：采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个采装周期内各自电气系统(包括提升系统、推压系统、回转系统、行走系统、开斗系统、制动系统等)的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况以及各自的采装周期从而建立采装周期标准模型。其中，一个采装周期为从采装开始到完成一个采装的时间。

建立采装周期标准模型的过程就是根据现场实际经验的总结找出某些标准的参考值或标准的参考曲线从而建立若干个标准的操作模型的过程。采装周期标准模型主要体现一个标准的采装过程中各项数据的变化与司机操作和电铲的各个电气系统的实际工作轨迹的对应关系，可以理解为若干个基本标准操作单元组成。

在步骤S2中建立装车周期标准模型：采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个装车周期内为同一型号的自卸卡车装车过程中的各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况、各自的装车周期以及各自的采装周期次数，并在采装周期标准模型的基础上结合采集的相关信息建立装车周期标准模型。其中，一个装车周期为从装车前准备，到装完一辆车，再到等待下一辆待装车的时间。

建立装车周期标准模型是根据现场实际经验的总结找出某些标准的参考值或标准的参考曲线从而建立的。在这个周期内受不同的工况制约，突出体现一次装车过程中不同采装周期变化和时间关系，可以理解为若干个相邻的相似基本操作单位组合。

在步骤S3中建立作业周期标准模型：采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个作业周期内的各自的采装周期次数、装车数量、作业周期时间、待装时间、电耗以及产量的信息，并在装车周期标准模型的基础上结合信息建立作业周期标准模型。其中，一个作业周期为从一个装车位置结束采装，到行走到新的装车位置进行采装，再到该新的装车位置结束采装。

作业周期标准模型同样是根据现场实际经验的总结而建立的。可以通过画雷达图的方式选择更科学更有效率的操作的数据作为标准模型，与以上两个模型不同，作业周期标准模型主要反应司机在一个短时作业周期内的工作状态，可以理解为多个不同操作单元的集合。

在步骤S4中实时采集电铲数据：实时采集在工作现场的电铲的数据，并进行分析从而生成现场操作模型。采集的数据包括挖掘提升电流、作业倾斜角度、操作手柄轨迹信息、回转时长信息、当前司机信息等。

在步骤S5中判断电铲是否违规操作：将现场操作模型与采装周期标准模型、装车周期标准模型或作业周期标准模型进行对比，记录异常数据并根据该异常数据分析电铲是否出现违规操作。

优选地，该基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括在步骤S6中进行违规提醒：当电铲出现违规操作后，发出提醒通知至电铲的司机或管理人员。将现场操作模型中的异常现象向司机、调度或相关管理人员及时提示阻止违章操作，避免因人为操作不当带来的安全风险。

优选地，该基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括在步骤S7中进行技能培训名单的录入：当电铲在一定时间段内违规操作次数超过阈值，将该电铲司机列入技能培训名单，并根据名单有针对性的开展技能培新工作，最终达到提升企业整体安全生产效率的目的。

优选地，该基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括在步骤S8中进行采矿计划的编制：根据采装周期标准模型、装车周期标准模型、作业周期标准模型提供的电铲工作参数为编制采矿计划提供更加精确的参数信息，进一步提高企业整体生产效率。

图2是根据本发明一实施方式的基于电铲数据分析的电铲生产管控系统。该基于电铲数据分析的电铲生产管控系统包括：采装周期标准模型建立模块10、装车周期标准模型建立模块11、作业周期标准模型建立模块12、实时采集模块13、违规判断模块14，优选地，该基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括：违规提醒模块15、培训名单录入模块16、采矿计划编制模块17。

采装周期标准模型建立模块10用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个采装周期内各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况以及各自的采装周期从而建立采装周期标准模型，其中，一个采装周期为从采装开始到完成一个采装的时间。

装车周期标准模型建立模块11用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个装车周期内为同一型号的自卸卡车装车过程中的各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况、各自的装车周期以及各自的采装周期次数，并在采装周期标准模型的基础上结合采集的相关信息建立装车周期标准模型，其中，一个装车周期为从装车前准备，到装完一辆车，再到等待下一辆待装车的时间。

作业周期标准模型建立模块12用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个作业周期内的各自的采装周期次数、装车数量、作业周期时间、待装时间、电耗以及产量的信息，并在装车周期标准模型的基础上结合信息建立作业周期标准模型，其中，一个作业周期为从一个装车位置结束采装，到行走到新的装车位置进行采装，再到该新的装车位置结束采装。

实时采集模块13用于实时采集在工作现场的电铲的数据，并进行分析从而生成现场操作模型。

违规判断模块14与采装周期标准模型建立模块10、装车周期标准模型建立模块11、作业周期标准模型建立模块12均相耦合，用于将现场操作模型与采装周期标准模型、装车周期标准模型或作业周期标准模型进行对比，记录异常数据并根据该异常数据分析电铲是否出现违规操作。

优选地，该基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括违规提醒模块15，违规提醒模块15与违规判断模块14相耦合，用于当电铲出现违规操作后，发出提醒通知至电铲的司机或管理人员。

优选地，该基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括培训名单录入模块16，培训名单录入模块16与违规判断模块14相耦合，用于当电铲在一定时间段内违规操作次数超过阈值，将该电铲司机列入技能培训名单。

优选地，该基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括采矿计划编制模块17，与采装周期标准模型建立模块10、装车周期标准模型建立模块11、作业周期标准模型建立模块12均相耦合，用于根据采装周期标准模型10、装车周期标准模型11、作业周期标准模型12提供的电铲参数信息编制采矿计划。

综上，本实施方式的在基于电铲数据分析的电铲生产管控方法及系统中，通过建立标准操作模型还能够提供标准的电铲工作参数，为编制采矿计划提供更加精确的参数信息，提高企业设备利用率，从而提升企业整体生产效率。该标准操作模型作为标准，能够推进司机的规范化操作，提升电铲单机工作效率，进一步提升企业整体生产效率。通过实时读取现场电铲数据，进行数据分析处理生成现场操作模型，再通过将现场操作模型和标准操作模型进行对比分析，应用标准操作模型和对比分析的结果还可以实现对现场操作模型中的异常现象自动判断，向司机、调度或相关管理人员及时提示阻止违章操作，避免因人为操作不当带来的安全风险。对比分析中的异常点作为一些事故分析的依据。通过对比分析掌握不同电铲司机的操作水平和操作习惯，并根据这些信息有针对性的开展技能培新工作，最终达到提升企业整体安全生产效率的目的；通过比对综合分析电铲司机一段时间内的工作状态，通过等级划分作为一项客观参数，使司机的绩效考核更加客观，有利于激发职工积极性，从而提升企业安全生产效率。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种基于电铲数据分析的电铲生产管控方法，其特征在于，包括：

采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个采装周期内各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况以及各自的采装周期从而建立采装周期标准模型，其中，所述一个采装周期为从采装开始到完成一个采装的时间；

采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个装车周期内为同一型号的自卸卡车装车过程中的各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况、各自的装车周期以及各自的采装周期次数，并在所述采装周期标准模型的基础上结合采集的相关信息建立装车周期标准模型，其中，所述一个装车周期为从装车前准备，到装完一辆车，再到等待下一辆待装车的时间；

采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个作业周期内的各自的采装周期次数、装车数量、作业周期时间、待装时间、电耗以及产量的信息，并在所述装车周期标准模型的基础上结合所述信息建立作业周期标准模型，其中，所述一个作业周期为从一个装车位置结束采装，到行走到新的装车位置进行采装，再到该新的装车位置结束采装；

实时采集在工作现场的电铲的数据，并进行分析从而生成现场操作模型；以及

将所述现场操作模型与所述采装周期标准模型、所述装车周期标准模型或所述作业周期标准模型进行对比，记录异常数据并根据该异常数据分析所述电铲是否出现违规操作。

2.如权利要求1所述的基于电铲数据分析的电铲生产管控方法，其特征在于，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括：

当电铲出现违规操作后，发出提醒通知至所述电铲的司机或管理人员。

3.如权利要求1所述的基于电铲数据分析的电铲生产管控方法，其特征在于，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括：

当电铲在一定时间段内违规操作次数超过阈值，将该电铲司机列入技能培训名单。

4.如权利要求1所述的基于电铲数据分析的电铲生产管控方法，其特征在于，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控方法还包括：

根据所述采装周期标准模型、所述装车周期标准模型、所述作业周期标准模型提供的电铲数据信息编制采矿计划。

5.一种基于电铲数据分析的电铲生产管控系统，其特征在于，包括：

采装周期标准模型建立模块，用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个采装周期内各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况以及各自的采装周期从而建立采装周期标准模型，其中，所述一个采装周期为从采装开始到完成一个采装的时间；

装车周期标准模型建立模块，用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个装车周期内为同一型号的自卸卡车装车过程中的各自电气系统的电流、电压、速度、坐标、开关量的变化情况、各自的装车周期以及各自的采装周期次数，并在所述采装周期标准模型的基础上结合采集的相关信息建立装车周期标准模型，其中，所述一个装车周期为从装车前准备，到装完一辆车，再到等待下一辆待装车的时间；

作业周期标准模型建立模块，用于采集同一型号的多台电铲在相似工况下的一个作业周期内的各自的采装周期次数、装车数量、作业周期时间、待装时间、电耗以及产量的信息，并在所述装车周期标准模型的基础上结合所述信息建立作业周期标准模型，其中，所述一个作业周期为从一个装车位置结束采装，到行走到新的装车位置进行采装，再到该新的装车位置结束采装；

实时采集模块，用于实时采集在工作现场的电铲的数据，并进行分析从而生成现场操作模型；以及

违规判断模块，与所述采装周期标准模型建立模块、所述装车周期标准模型建立模块、所述作业周期标准模型建立模块均相耦合，用于将所述现场操作模型与所述采装周期标准模型、所述装车周期标准模型或所述作业周期标准模型进行对比，记录异常数据并根据该异常数据分析所述电铲是否出现违规操作。

6.如权利要求5所述的基于电铲数据分析的电铲生产管控系统，其特征在于，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括：

违规提醒模块，与所述违规判断模块相耦合，用于当电铲出现违规操作后，发出提醒通知至所述电铲的司机或管理人员。

7.如权利要求5所述的基于电铲数据分析的电铲生产管控系统，其特征在于，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括：

培训名单录入模块，与所述违规判断模块相耦合，用于当电铲在一定时间段内违规操作次数超过阈值，将该电铲司机列入技能培训名单。

8.如权利要求5所述的基于电铲数据分析的电铲生产管控系统，其特征在于，所述基于电铲数据分析的电铲生产管控系统还包括：

采矿计划编制模块，与所述采装周期标准模型建立模块、所述装车周期标准模型建立模块、所述作业周期标准模型建立模块均相耦合，用于根据所述采装周期标准模型、所述装车周期标准模型、所述作业周期标准模型提供的电铲数据信息编制采矿计划。