在陕西煤业化工集团有限责任公司（简称陕煤集团） 的统一决策部署下，陕西陕煤榆北煤业有限公司（简称榆北煤业） 及所属各矿井、各单位已开展了涵盖煤矿安全生产、经营管理、党建工作、后勤保障和绿色环保等方面的智能化建设，完成了“一平台十中心”智能化建设的阶段性目标，创新性提出数据驱动的榆北智慧矿区新架构，构建系统化、标准化、自动化的管理体系和数据标准。榆北煤业在智能化建设和数字化转型方面走在行业前列，为煤矿企业提供了可复制的成功案例。

智慧矿区架构设计模式

针对榆北煤业还未实现矿区内数据共享、跨矿井业务融通、场景联动智能分析等智能化目标，无法推动上下级协同管控、高效管理、精细运营。通过深入调研和分析，借助工业互联网、云计算、大数据等智能化技术，基于数据−云服务体系结构的数据驱动，融合最新的面向数据和云服务的体系架构，从系统体系结构的技术层面和智慧矿区PDCA（计划−执行−检查−行动） 闭环管理层面，促进变革企业组织结构和管理模式，解决目前存在的问题，实现以智慧矿区为核心，推动智能化矿井建设，满足对上为陕煤集团提供数据支持，对下实现各矿井的智能协同管控。

榆北煤业智慧矿区建设开发了基于矿区侧−矿井侧2级架构和横向的“一平台十中心”架构如图1所示。

图1　榆北煤业智慧矿区架构

榆北煤业践行“智能矿井、智慧矿区一流企业”的建设理念，以打造智慧矿区标杆为指导方向，构建了集数据资产与管理为一体的“一平台十中心”管理体系如图2 所示。

图2　榆北煤业智慧矿区统一管理体系

“一平台”（工业互联网平台） 为数据中台，“十中心”以十大业务方向为中心建设（安全、生产、保障、资产、项目、生态、经营、销售、组织、运维）、践行“一切业务数据化、一切数据业务化”的理念，统筹集约发展。

“一平台十中心”建设内容

（1） 榆北煤业工业互联网平台

榆北煤业工业互联网平台是智慧矿区数据处理基座。构建“数聚、数质、数智”的矿山数据全生命周期管理体系，重构矿山智能化决策体系，实现煤矿智能化高效、集约化发展。平台通过融合先进的管理理念与技术，形成了一套逻辑自洽、功能完备、使用简便、效果显著的信息化解决方案，该方案的实施创新性、革命性地改变榆北煤业的系统管理方式，榆北煤业工业互联网平台功能架构如图3 所示。

图3　榆北煤业工业互联网平台功能架构

通过建设统一的数据采集、数据治理、数据存储和数据应用平台能力，纵向对下拉通矿区侧和矿井侧业务单元的工作协同、对上支撑三网一平台业务管理体系，横向拉通智慧矿区业务中心，实现业务交互融合和数据共享；同时对内打通钉钉移动办公平台进行消息和审批推送，打破数据孤岛。对接榆北智慧党建、智慧机关等系统，整合各业务管理体系，积累具有榆北特色的数据资产，为业务管理的信息化、标准化、智能化提供有力的平台保障。

（2） 矿区侧−矿井侧生产中心

生产中心是智能矿山的核心运营管控中心，融合物联网、DCS、综合自动化等控制系统、移动终端、大数据等多项信息技术，严格遵循ISA95 企业系统与控制系统集成国际标准。以层次化、模块化生产组织方式规划生产作业计划，实现与安全生产情况同步的连续信息流，同时实现煤矿生产过程中各生产系统（如煤矿采、掘、机、运、通等系统）的高度协同，与整个安全生产流程的可视化、流程化、标准化、智能化管控。

生产中心主要包括生产计划管理、设备需求管理、物资需求管理、生产任务管理、生产安排管理、生产组织管理、生产准备管理的建设，可以使业务更加标准化、技管更加融合化。此外，通过建立知识库，为生产中心的智能化建设提供了煤炭领域的专业知识。生产中心实施后，已实现状态明确、报警及时、超前预案和组织高效的建设目标，生产中心如图4 所示。

图4　生产中心

（3） 矿区侧−矿井侧安全中心

安全中心的建立进一步规范安全管理工作，优化管理流程，提高执行效率，实现将“安全三角形”的理论与企业管理实践相结合，规划、跟踪和控制煤矿企业安全管理工作的整个过程，达到有效控制“无伤害、无损伤或险肇事件”的目的，实现预防为主的目标，为改进安全管理，提供先进可靠的手段。

安全中心旨在建立一体化、标准化的安全管理业务集成系统，为榆北煤业提供统一和自动化的数据处理模式和技术支撑平台。因此，在系统设计时，充分考虑了安全生产监督和调度系统内外部之间的关系，贯彻并落实系统集成的思想，业务系统之间既相互隔离又紧密集成。

安全中心主要包括风险分级管控、隐患排查治理和动态达标3 方面。其中，风险分级管控包含风险点划分、风险分级管控、风险辨识、风险分类、风险评估等功能；隐患排查治理包含隐患闭环管理、安全信息采集、重大隐患上报、不安全行为分析等功能；动态达标包含动态分析、自动采集、清单推送功能。

通过安全中心的建设，可以使清单检查知识化、人员履职数字化和处理提醒自动化。安全中心实施后，实现了全面风险管控、及时隐患处理和全员安全参与的建设目标。为生产中心PDCA闭环管理的决策提供数据支撑，安全中心如图5 所示。

图5　安全中心

（4） 矿区侧−矿井侧资产中心

资产中心是采购、生产、检验、财务及相关管理部门完成资产管理业务的信息化服务系统。利用硬件基于RFID （无线射频识别） 技术，优化业务流程并融合信息化建设，使管理及业务实践达到边界清晰、职责明确、流程规范、规则统一的目标，进而提高效率、降低成本、增加收益。

资产中心主要包括入库管理、出库管理、盘点管理、报废管理、风险管理、任务管理、共享管理、追溯管理、预警管理、业务查询、单据管理、业务监管、业务分析、报表管理等资产管理全流程处理功能。

通过资产中心的建设，可以构建资源库、任务库和知识库，利用智能化技术，进行资产设备等资源的准确、高效调配和利用。资产中心实施后，已实现家底清楚、状态明确、共享共用、保养有序、预测有方的建设目标，资产中心如图6 所示。

图6　资产中心

（5） 矿区侧−矿井侧保障中心

保障中心通过引入联合存储理念，对各矿物资进行统调统管；通过重树计划申报业务模型和流程，管住入口控制增量；通过建设各矿物资管理系统，管住出口盘活存量；通过引入工作流引擎技术，实现业务流程的标准化和自动流转。保障中心不但能够实时接入各煤矿的业务数据，还能对入口（采购）和出口（领料） 进行全公司范围内的管控和智能调度，形成数据互通共享、采购联合统一、领料全公司调度的业务局面。

保障中心通过引入新理念、新机制重树业务规则和业务流程，建立标准化、流程化、智能化的保障中心和物资管理系统，形成一套完整、可行、有效的信息化解决方案，为物资管理探索出一条业界领先的管理路径。

保障中心主要包括需求计划管理、调剂计划管理、寄售计划管理、调剂执行管理、寄售执行管理、领用执行管理、报废管理、库存管理、库存计划管理、需求预测管理、盘点管理、报表管理、业务分析、业务查询、业务监管的业务全流程处理功能。通过保障中心的建设，可以满足自有寄售一体化，并且实现统购统存统用、需求预测和库存控制的功能需求。保障中心实施后，已实现降库存、调结构、盘存量、控增量、保生产、保维修的建设目标，保障中心如图7所示。

图7　保障中心

（6） 矿区侧−矿井侧项目中心

项目中心是综合性、跨部门的项目管理平台，旨在有效整合、监控和管理榆北煤业各类项目，提升项目管理的效率、透明度和决策支持能力。集成现有业务系统，实现数据的共享和互通。确保各部门间信息流畅，避免重复录入数据，提高数据的准确性和一致性。通过对项目信息全过程线上管理，提升数字化经营和精细化管理能力，实现对榆北煤业所有项目“业务流程的标准化、风险管控的规范化、生产决策的可视化、项目管控的智能化”的全过程支持和支撑。

项目中心主要包括立项、招标、合同、进度、验收、结算、质保、查询、统计、分析等项目管理业务全流程处理功能。通过项目中心的建设，可以满足流程管控一体化、过程可视化和预警节点化的合规管控应用需求。项目中心实施后，已实现合规、透明和可控的建设目标，项目中心如图8 所示。

图8　项目中心

（7） 矿区侧−矿井侧组织中心

组织中心是企业管理部、人力资源部等各部门办理组织业务和管理工作的信息化服务中心。对组织、人员、编制等进行管理的基础上，组织中心对个人、部门以及各所属单位进行绩效考核管理，通过重树业务规则和业务流程，建立标准化流程化、智能化的大考核管理体系，为组织管理探索出业界领先的管理路径。

组织中心为榆北煤业建立健全组织管理和绩效考核体系奠定基础，提高榆北煤业对下属企业的管控力度；同时提高企业组织效率、降低企业时间成本，提升员工的管理体验，发挥数据价值，为企业组织决策、绩效考核等提供数据依据。

组织中心主要包括证照管理、人员异动、人资管理、党建管理、工伤管理、职业健康、培训管理、薪酬管理、档案管理、社保管理业务全流程处理功能。通过组织中心的建设，可以满足人事管理的多样化和一体化应用需求。组织中心实施后，已实现高效、便捷、科学、规范的人事管理建设目标，组织中心如图9所示。

图9　组织中心

（8） 矿区侧−矿井侧运维中心

运维中心以榆北煤业所属矿井安全生产的全生命周期为主线，围绕煤矿业务形成的“标准、自动、智能化”运行机制，搭建一套全面的智慧化运维平台，将信息系统、边缘设备通过标准方式接入，进行规范管理、统一监控和统一运维，实现异常问题/故障的快速发现、快速响应、快速处理，提升系统稳定性，降低整体运维管理成本。

运维中心系统总体设计采用1+N架构，云端部署智能融合运维平台功能全集、运维存储/大数据中心；边缘端部署实现IT/OT 数据融合与运维的最小功能闭环；边缘端资产库数据可以选择性上传云端，兼顾数据安全和价值发现。

运维中心主要包括基础设施、信息安全、系统维护、故障诊断预测、运维档案、运维报告、查询、统计、分析等有关系统运维的业务流程处理。通过运维中心的建设，可以使运维方式更加专业化，具有一定的超前性。运维中心实施后，已实现系统安全、快速高效响应的建设目标。为生产中心PDCA闭环管理的决策提供数据支撑，运维中心如图10所示。

图10　运维中心

（9） 矿区侧−矿井侧销售中心

销售中心充分利用各种先进信息化技术，通过建设一套适应“矿区+矿井”两级管理架构，实现榆北煤业销售业务服务最优、质量达标、市场领先的管理目标，能够高效协同且规划合理、功能齐全、先进实用的系统。实现榆北煤业的销售业务信息化、规范化管理，实现业务流程及规则的标准化，实现业务数据的标准化及共享共用，全面提高榆北煤业的企业业务数字化水平、业务管理水平、业务执行效率水平、服务能力水平和市场综合竞争能力。

销售中心主要包括需求预测、订单、任务、煤仓、铁运、汽运、质量、查询、统计、分析等销售管理全流程处理。通过销售中心的建设，企业可以按照订单的需求和要求，安排有组织、有计划生产。销售中心实施后，已实现服务最优、质量达标、市场领先的建设目标，销售中心如图11 所示。

图11　销售中心

（10） 矿区侧−矿井侧结算中心

结算中心是财务资产部、规划发展部、综合管理部、机电运输管理部等各部门办理结算业务和管理工作的信息化服务中心。充分利用各种先进信息化技术，通过建设一套适应“矿区+矿井”两级管理架构，实现榆北煤业结算业务合规、高效、有序、可控的管理目标，实现与现有在用系统（如OA系统等） 的互联互通，从而消除信息孤岛，实现业务流程及规则的标准化，实现业务数据的标准化及共享共用。

结算中心主要包括质保登记、合同审查、业务审查、凭证审查、结算审查、验收审查、统计、分析、查询的财务业务全流程处理功能。通过结算中心的建设，可以使业务管理和财务管理更加深入融合。结算中心实施后，已实现合规、透明、有序、可控的业财管理建设目标，结算中心如图12所示。

图12　结算中心

（11） 区侧−矿井侧生态中心

生态中心打造矿区生态环境全量数据底座，融合孪生场景引擎，赋能矿区资源环境综合监控等业务使用场景。提供融合数据的综合利用和深度挖掘，实现对榆北煤业生态环境运行态势的全面化、可视化、智能化管理，将矿井生态数据集中管理、统一分析、自动处理，形成基于大数据分析的决策机制，打破数据孤岛与数据烟囱等现象，解决矿井现有生态监测管理能力不足和基本系统相对独立、生态环境相关数据获取困难的难题，补足矿区生态环境管理和分析能力，为矿井生态环境智能化运行创造条件，达到全面洞悉矿区生态环境整体态势、辅助减轻环保人员工作量、保证矿井生态与生产安全、以智能化手段辅助保障矿区生态平衡和生产稳定等目标。

生态中心主要包括矿区生态环境信息化动态监测、矿区规模开采生态损伤预测及国土空间生态信息化、矿区生态环境修复技术的信息化集成构建、矿区生态修复前后的生态承载潜力评估与管理决策和矿区土地资源−地下水资源−生态资源的协调利用管理决策。生态中心的建设，实现了矿井的绿色、高效开发的建设目标，生态中心如图13 所示。

图13　生态中心

智慧矿区建设的闭环思维

榆北煤业智慧矿区采用的闭环思维是一种系统化的管理方法，遵循PDCA循环原则，确保煤矿的安全生产和高效运营。项目设计初期按照执行、监控和改进的全过程，借助“一平台十中心”的数据采集支撑，形成连续的、闭环的管理流程，主要分为以下4 个阶段。

（1） 计划阶段

明确安全生产的目标和策略，制定详细的操作规程和应急预案。

（2） 执行阶段

所有计划都必须得到严格执行，同时保证数据的准确、实时、完整，为后续的监控和改进提供依据。

（3） 检查阶段

通过数据分析和现场检查，智能评估执行效果，智能识别问题和不足。

（4） 行动阶段

根据智能分析结果，采取必要的纠正措施，优化流程，提升管理水平，并开始下一个PDCA循环。

闭环思维强调持续改进和预防为主，通过不断循环迭代，提升煤矿安全管理能力，降低事故风险，提高生产效率。该模式助力构建了榆北煤业动态、灵活且响应迅速的矿区管理体系。数据闭环、业务闭环和管理闭环，构成了闭环思维的完整体系。数据驱动的榆北煤业智慧矿区建设，其核心就在于基于数据闭环的闭环思维模式。

煤矿管理闭环思维的数据闭环是指在煤矿安全生产和管理过程中，通过数据的全面收集、分析和应用，形成从数据采集、处理、分析到决策支持的完整循环系统。确保数据连续流动和不断优化，支持矿区实现实时监控、风险预警、决策制定和持续改进，主要分为以下6个步骤。

（1） 数据采集

数据闭环的起点是数据采集。在榆北智慧矿区，数据来源主要是十大中心的业务数据，包括2 个矿井通过工业互联网平台接入的感知类数据，以及各种传感器、监控设备和信息系统中收集数据。数据类型涉及环境参数（如瓦斯浓度、温度、湿度）、设备状态（如运行数据、故障记录）、生产数据（如采煤量、运输量） 和安全隐患排查记录等。

（2） 数据处理与整合

收集到的原始数据基于榆北煤业工业互联网平台进行清洗、整合和转换， 以便于分析和理解。此步骤去除无效或错误数据，统一不同来源数据格式，并构建起数据之间的关系，作为后续分析基础数据，同时对下属矿井的数据下发接入标准。

（3） 数据分析与挖掘

数据经过处理后，利用统计分析、大数据技术和人工智能等技术，从数据中提取有价值的信息和洞察，帮助决策者识别生产瓶颈、评估安全风险和优化作业流程。

（4） 决策支持

数据分析结果被转化为决策支持，帮助决策者在安全生产、资源分配、风险控制和业务优化等方面，做出更加科学和准确的决策。此阶段包括建立风险评估模型、制定应急预案、调整生产计划等决策。

（5） 反馈与优化

决策执行后的效果需要被实时监控和评估，并将信息反馈到数据采集阶段，形成闭环。任何决策执行结果都会被用来更新和优化数据收集、处理和分析的方法，以提高未来决策的质量和效率。

（6） 持续改进

数据闭环的核心在于持续改进。通过不断的数据循环，智慧矿区能够适应不断变化的环境和需求，实现动态管理和自学习。此思维方式鼓励创新和灵活性，使榆北煤业能够持续提升其安全管理水平和生产执行效率。

业务闭环是榆北煤业智慧矿区的系统化、持续改进的管理方法，涵盖矿区侧−矿井侧业务流程的规划、执行、监控和优化各个阶段。这种闭环思维确保了业务流程的高效、安全和环境友好，同时促进了煤矿管理的持续改进和适应性。

榆北煤业智慧矿区闭环思维模式，通过整合战略规划、计划制定、执行实施、监控跟踪、检查评估、反馈沟通、行动改进和文化建设等环节，形成全面、系统的管理框架。

效益分析

榆北煤业智慧矿区建设，通过构建科学的战略布局和全面的统筹规划，构建系统化、标准化、自动化的管理体系和数据标准，实现了榆北煤业智慧矿区建设的新内涵，确保每一环节的高效执行，精准控制与持续优化，榆北煤业智慧矿区驾驶舱如图14所示，取得了4个方面的经济和社会效益。

图14　榆北煤业智慧矿区驾驶舱

（1） 通过构建完备的数字化管理系统，规范计划制定机制，优化安全检查项目的录入与管理流程，确保所有安全管理措施都能按标准有序执行。

（2） 通过人机协同的任务联动机制，实现了通知任务的自动化分发，完善了信息沟通和传递的渠道。智能系统的实时反馈和全程跟踪管理，确保每项任务都能透明、精准地执行和监督，提升任务管理的整体效能。

（3） 实现了任务分派的时效性和任务执行的透明化，有效避免遗漏和误判。借助在线督办和灵活通知机制，建立高效的任务跟踪和反馈机制，优化了任务执行中的反馈和跟踪环节。实时掌握每位通知对象的响应情况，确保任务的及时调整和高效执行，实现了信息传递的敏捷性和管理的动态化。

（4） 构建智能化的总结和评价体系，通过数据驱动的深度分析，实时生成检查总结和整改意见。保障了总结工作的效率和数据的准确性，确保生产、安全检查全过程的闭环管理。智能系统及时反馈，数据分析支撑决策，提升了整个矿区管理体系的适应性和改进能力。

总 结

（1） 技术架构层面，创新性提出数据驱动的榆北智慧矿区新架构，以矿山工业互联网平台为核心，构建“一平台十中心”技术体系。采用行业先进的自主可控软件，达到了增安控本提效的应用效果，对上对下、对内对外均可支撑的技术架构符合国家信创要求的示范推广价值。

（2） 安全生产层面，加强矿区侧-矿井侧、股份侧-矿区的协同，在矿区侧实现对矿井的智能管控和对股份的数据支撑，引导所辖矿井的智能化建设。填补智慧矿区的建设空白。

（3） 经营管理层面，横向以工业互联网平台为基础，以闭环思维为引领，融合安全、生产、保障、资产、项目、生态、经营、销售、组织、运维十条业务线，抓准、抓细，全面建设榆北智慧矿区。

策划：赵瑞 编辑：戴春雷