露天煤礦重型卡車輪胎監測管理系統
完成單位：神華北電勝利能源有限公司
一、專案承擔單位基本情況
1.1 單位介紹
神華北電勝利能源有限公司（簡稱勝利能源公司）位於內蒙古錫林郭勒盟錫林浩特市北郊5公里處， 公司業務主要以煤炭生產、銷售為主。 勝利能源公司成立於2003年12月30日， 由中國神華能源股份有限公司、北方聯合電力公司、錫林郭勒盟國有資產經營公司共同出資成立。 2015年4月26日勝利能源分公司2×660MW機組工程獲得國家能源局批准。 主要任務是開發、建設、經營勝利西一號露天煤礦和大型坑口電廠，
1.2生產經營及財務狀況
2016年原煤生產完成1600.44萬噸， 商品煤銷售完成1600.24萬噸。 煤炭銷售收入實現13.98億元（不含稅）， 利潤總額實現1.16億元， 上繳稅費為3.98億元， 投資計畫完成2231.90萬元。
2017年計畫原煤生產完成1500萬噸， 銷售收入14.99億元， 實現利潤 2.1億元 。
1.3 項目負責人介紹
項目負責人：宋子光 神華北電勝利能源有限公司副總工程師
項目參與人：霍燕斌、楊文義、魯雲松、孫那斌
二、專案基本情況
2.1專案背景、思路、目標
神華北電勝利能源有限公司現場礦用工程輪胎其效能不能發揮到極致，
2.2 專案實施基礎條件、主要內容和特點
實現輪胎全壽命管理系統是一個系統化的逐步過程， 主要工作涵蓋五個方面：系統工程研究；關鍵指標分析；新科技應用；最佳輪胎使用實踐；工作人員輪胎意識培訓。
礦用輪胎全壽命管理系統同時採用最可靠的基於輪胎內置感應器的即時工況監測系統。
2.3專案建設、完成情況、資金投入情況
2.3.1專案建設、完成情況
公司按照集團公司的要求先後進行現場調研、組織考察、確定試點、制定方案。
（1）現場調研
2012年8月， 集團煤炭生產部會同邦弘公司安排三名加拿大資深輪胎管理專家， 對我公司勝利露天礦和准能黑岱溝露天礦的礦用輪胎使用及管理情況進行了考察調研。
（2）組織考察
2012年9月， 在美國拉斯維加斯礦業展會上， 集團考察組成員與邦弘公司就該系統在海外礦山使用情況進行了深入交流。 並對該系統的成熟性、先進性、可行性進行考察。
（3）確定試點
2012年11月， 集團結合各露天礦公司的實際情況， 綜合考慮礦山環境、輪胎管理水準等條件， 最終確定神華北電勝利能源有限公司作為輪胎監控管理系統專案建設的示範實施單位。
（4）制定方案
第一階段， 2013年9月， 集團、北電勝利、邦弘三方共同簽署設備採購合同。 於2016年8月份完成安裝， 全面實現所有220噸級車輛即時輪胎監控功能， 持續收集資料。 第二階段， 在第一階段成功實現後， 2至3年內， 逐步建立全壽命輪胎管理系統。
2.3.2資金投入情況
前期資金投入：每台卡車系統投入21000美元（不含稅），50台卡車系統的前期投入合計1157000美元（不含稅）。（設備投入1050000美元（不含稅）、伺服器1台投入10000美元，手持PID終端2台投入7000美元，服務費投入90000美元。）
後期資金投入：勝利能源公司有50台車安裝全壽命管理系統，300條輪胎，輪胎感應器壽命≥2年，平均每年消耗100個感應器，每個感應器6000元人民幣（含稅），每年感應器投入60萬元（含稅）。消耗貼片100盒（200個），每盒900元人民幣，貼片每年預算9萬元（含稅）。
三、專案實施需要解決的關鍵問題
3.1系統軟硬體組成
硬體包括：系統處理器（黑盒子）、RF天線一根、藍牙天線一根、SIM卡天線一根、輪胎內置感測器六枚、車載顯示器一台、後臺伺服器一台、手持PID一台
軟體包括：sql資料庫、Rimex tyresence服務端軟體、Rimex tyresence用戶端軟體
3.2系統功能及解決的關鍵問題
(1)輪胎溫度、壓力即時資料採集
(2)輪胎溫度、壓力即時監控
(3)報警色彩區分，便於設置
(4)GPS地理資訊看目標車輛資料資訊
(5)維護現場手持藍牙終端應用
(6)歷史資料查看
(7)資料統計報告與分析
該專案首先是改變了傳統輪胎維護保養的方式，提供了維護保養技術，降低了勞動強度，提高了工作效率。其次改變了傳統的輪胎管理方式，從輪胎使用至輪胎報廢通過系統提供全週期的跟蹤管理，更加準確科學。再次系統性價比高，延長了輪胎使用壽命，降低了生產成本，降低輪胎管理風險，提高了輪胎安全管理水準。
4.2 專案優勢和創新點
4.2.1硬體方面
該系統採用了全球獨一無二按美國軍工標準設計的輪胎內置感應器和電池，確保了內置感應器的可靠性、安全性。耐低溫、耐高溫、抗高壓、可置於300英尺水下、耐腐蝕、高精度和即時傳輸。
4.2.2技術方面
(1)將感測器技術、藍牙技術、互聯網技術、資料顯示及報警等技術相結合，實現輪胎內置感測器，即時採集、資料，每三秒回傳顯示監控，及時發現輪胎溫度、壓力報警，進而進一步做出相應的處理。
(2)針對輪胎高溫、高壓、低壓三種異常狀況，分別設定黃色、紅色兩種級別報警值。利用系統GPS衛星定位功能，能夠查看目標車輛的位置、運輸線路、行駛速度等資訊。並能統計目標車輛的報警地點、統計報警多發區域。
(3)通過藍牙傳輸技術實現100米外手持設備即時查看輪胎溫度、壓力資料，準確指導輪胎充氣、調整氣壓平衡等工作，判斷輪胎基本故障，實現維護人員安全作業。通過互聯網調取輪胎歷史資料，協助現場故障判斷。
(4)通過系統對胎資料統計和分析，研究發現作業車輛路況，協調相關部門整改路況，發現輪胎慢漏氣做出相應的應急處理，制定更加科學合理的輪胎換位時間等問題，最終實現延長輪胎使用壽命，提高工作效率，提高作業車輛觸動率，降低生產成本。
四、專案實際應用情況及效果分析
5.1安全方面
(1)通過系統對輪胎的即時溫度進行監測，當達到一級報警時要求司機降速運行，當出現二級報警時要求司機停車降溫，進而有效避免輪胎因高溫而出現火災事故。
(2)通過系統內靜態氣壓監測功能對維修的輪胎進行靜態氣壓監測，避免了輪胎維修人員因輪胎氣壓釋放未完成而造成的人身傷害事故。
(3)通過系統的藍牙功能可對輪胎進行遠端充放氣控制，能夠避免輪胎充放氣過程中鎖圈彈出傷人以及輪胎其它爆裂氣壓傷人。
(4)通過系統壓力監測功能對輪胎壓力進行即時監測，確保輪胎壓力保持在可控的範圍之內，避免了輪胎因為氣壓過高導致的輪胎爆胎而引起的車輛側翻以及設備人員損傷。
(5)維修人員通過手持PID，百米外安全距離判斷輪胎基本故障及輪胎相關參數，真正實現避免“零”距離接觸，消除輪胎檢測時人員安全隱患。
5.2經濟方面
(1)提升輪胎平均使用壽命，節約輪胎，降低公司生產成本：
(2)提升前輪換位時間：2013年前輪換位時間為5000H，2014年前輪換位時間提升為6500H，2015年前輪換位時間調整為7500H。
(3)提高卡車出動率：綜合廠家提供技術參數及歷史經驗對不同品牌、類型的輪胎進行報警閥值的設定，有效降低輪胎報警頻率，提升卡車出動率
(4)生產模式由“6－1＝0”變為“6－1＝5”的轉變。2013年當某1台車的輪胎表面溫度達到55℃時，該鏟位元6輛車全部強制停運。---“6-1=0”，2014、2015、2016年當紅色高溫危險資訊發出，安排當前車輛卸載停車，該鏟位其他5台車輛繼續行駛。---“6-1=5”。
(5)降低勞動強度，提高工作效率
5.3管理方面
(1)提升管理水準：2014年-2015年我們開創了“1+1”車輛輪胎管理模式，即由安裝輪胎全壽命管理系統的28台卡車與未安裝系統的22台卡車進行同工況匹配工作，進而優化未安裝系統卡車的管理水準,逐步建立輪胎管理方案，指導廠家輪胎配方改進，管理科學化與國際接軌。
(2)延長輪胎壽命保障措施：嚴把輪胎壓力、溫度、運距、路面、載重、速度、資料分析“七道關口”，有效提高了輪胎的使用壽命。
五、專案成果的應用前景、示範意義及行業推廣價值
對礦用輪胎有效的管理不僅可以延長輪胎的壽命，同時可提高礦車的出動率，並對保證行車安全和降低運輸成本有重要的意義。礦用輪胎全壽命管理系統在國內應用仍處於空白階段，目前沒有一家礦山建立類似管理模式。推廣礦用輪胎全壽命管理系統不但能有效延長進口輪胎使用壽命，還可逐步提高本土輪胎的安全性和穩定性。這不但能緩解巨型輪胎短缺的現狀、節省運輸成本、採購成本，同時也為民族品牌能夠穩步發展，提高市場佔有率起到至關重要的推動作用。
六、項目經驗總結和下一步計畫
神華北電勝利能源有限公司輪胎全壽命管理系統自2014年至今共安裝了50套設備，經過3年的使用，改變了傳統輪胎維護保養方式，改變了傳統的輪胎管理方式。通過該系統對輪胎的科學管理嚴把輪胎壓力、溫度、運距、路面、載重、速度、資料分析“七道關口”，有效提高了輪胎的使用壽命，延長了輪胎安全執行時間，確保設備安全運行，降低公司運營成本。輪胎全壽命管理系統也在安全、出動率、人員勞動強度、卡車燃油等方面不同程度的起到了作用，進而降低公司的運營成本。實現了最初專案實施的目標，下一步計畫圍繞輪胎全壽命管理系統創建輪胎大資料庫，實現危險源與崗位標準作業流程的智慧管控，實現輪胎故障原因的智慧分析，實現輪胎運行工礦環境的自動分析以及工況TKPH值的智慧計算，實現輪胎維護工作智慧人員調配以及人員動態管控，實現輪胎的智慧分析調配以及車輛管理工作，實現輪胎廠家以及輪胎管理、維護人員的責任倒查工作。
前期資金投入：每台卡車系統投入21000美元（不含稅），50台卡車系統的前期投入合計1157000美元（不含稅）。（設備投入1050000美元（不含稅）、伺服器1台投入10000美元，手持PID終端2台投入7000美元，服務費投入90000美元。）
後期資金投入：勝利能源公司有50台車安裝全壽命管理系統，300條輪胎，輪胎感應器壽命≥2年，平均每年消耗100個感應器，每個感應器6000元人民幣（含稅），每年感應器投入60萬元（含稅）。消耗貼片100盒（200個），每盒900元人民幣，貼片每年預算9萬元（含稅）。
三、專案實施需要解決的關鍵問題
3.1系統軟硬體組成
硬體包括：系統處理器（黑盒子）、RF天線一根、藍牙天線一根、SIM卡天線一根、輪胎內置感測器六枚、車載顯示器一台、後臺伺服器一台、手持PID一台
軟體包括：sql資料庫、Rimex tyresence服務端軟體、Rimex tyresence用戶端軟體
3.2系統功能及解決的關鍵問題
(1)輪胎溫度、壓力即時資料採集
(2)輪胎溫度、壓力即時監控
(3)報警色彩區分，便於設置
(4)GPS地理資訊看目標車輛資料資訊
(5)維護現場手持藍牙終端應用
(6)歷史資料查看
(7)資料統計報告與分析
該專案首先是改變了傳統輪胎維護保養的方式，提供了維護保養技術，降低了勞動強度，提高了工作效率。其次改變了傳統的輪胎管理方式，從輪胎使用至輪胎報廢通過系統提供全週期的跟蹤管理，更加準確科學。再次系統性價比高，延長了輪胎使用壽命，降低了生產成本，降低輪胎管理風險，提高了輪胎安全管理水準。
4.2 專案優勢和創新點
4.2.1硬體方面
該系統採用了全球獨一無二按美國軍工標準設計的輪胎內置感應器和電池，確保了內置感應器的可靠性、安全性。耐低溫、耐高溫、抗高壓、可置於300英尺水下、耐腐蝕、高精度和即時傳輸。
4.2.2技術方面
(1)將感測器技術、藍牙技術、互聯網技術、資料顯示及報警等技術相結合，實現輪胎內置感測器，即時採集、資料，每三秒回傳顯示監控，及時發現輪胎溫度、壓力報警，進而進一步做出相應的處理。
(2)針對輪胎高溫、高壓、低壓三種異常狀況，分別設定黃色、紅色兩種級別報警值。利用系統GPS衛星定位功能，能夠查看目標車輛的位置、運輸線路、行駛速度等資訊。並能統計目標車輛的報警地點、統計報警多發區域。
(3)通過藍牙傳輸技術實現100米外手持設備即時查看輪胎溫度、壓力資料，準確指導輪胎充氣、調整氣壓平衡等工作，判斷輪胎基本故障，實現維護人員安全作業。通過互聯網調取輪胎歷史資料，協助現場故障判斷。
(4)通過系統對胎資料統計和分析，研究發現作業車輛路況，協調相關部門整改路況，發現輪胎慢漏氣做出相應的應急處理，制定更加科學合理的輪胎換位時間等問題，最終實現延長輪胎使用壽命，提高工作效率，提高作業車輛觸動率，降低生產成本。
四、專案實際應用情況及效果分析
5.1安全方面
(1)通過系統對輪胎的即時溫度進行監測，當達到一級報警時要求司機降速運行，當出現二級報警時要求司機停車降溫，進而有效避免輪胎因高溫而出現火災事故。
(2)通過系統內靜態氣壓監測功能對維修的輪胎進行靜態氣壓監測，避免了輪胎維修人員因輪胎氣壓釋放未完成而造成的人身傷害事故。
(3)通過系統的藍牙功能可對輪胎進行遠端充放氣控制，能夠避免輪胎充放氣過程中鎖圈彈出傷人以及輪胎其它爆裂氣壓傷人。
(4)通過系統壓力監測功能對輪胎壓力進行即時監測，確保輪胎壓力保持在可控的範圍之內，避免了輪胎因為氣壓過高導致的輪胎爆胎而引起的車輛側翻以及設備人員損傷。
(5)維修人員通過手持PID，百米外安全距離判斷輪胎基本故障及輪胎相關參數，真正實現避免“零”距離接觸，消除輪胎檢測時人員安全隱患。
5.2經濟方面
(1)提升輪胎平均使用壽命，節約輪胎，降低公司生產成本：
(2)提升前輪換位時間：2013年前輪換位時間為5000H，2014年前輪換位時間提升為6500H，2015年前輪換位時間調整為7500H。
(3)提高卡車出動率：綜合廠家提供技術參數及歷史經驗對不同品牌、類型的輪胎進行報警閥值的設定，有效降低輪胎報警頻率，提升卡車出動率
(4)生產模式由“6－1＝0”變為“6－1＝5”的轉變。2013年當某1台車的輪胎表面溫度達到55℃時，該鏟位元6輛車全部強制停運。---“6-1=0”，2014、2015、2016年當紅色高溫危險資訊發出，安排當前車輛卸載停車，該鏟位其他5台車輛繼續行駛。---“6-1=5”。
(5)降低勞動強度，提高工作效率
5.3管理方面
(1)提升管理水準：2014年-2015年我們開創了“1+1”車輛輪胎管理模式，即由安裝輪胎全壽命管理系統的28台卡車與未安裝系統的22台卡車進行同工況匹配工作，進而優化未安裝系統卡車的管理水準,逐步建立輪胎管理方案，指導廠家輪胎配方改進，管理科學化與國際接軌。
(2)延長輪胎壽命保障措施：嚴把輪胎壓力、溫度、運距、路面、載重、速度、資料分析“七道關口”，有效提高了輪胎的使用壽命。
五、專案成果的應用前景、示範意義及行業推廣價值
對礦用輪胎有效的管理不僅可以延長輪胎的壽命，同時可提高礦車的出動率，並對保證行車安全和降低運輸成本有重要的意義。礦用輪胎全壽命管理系統在國內應用仍處於空白階段，目前沒有一家礦山建立類似管理模式。推廣礦用輪胎全壽命管理系統不但能有效延長進口輪胎使用壽命，還可逐步提高本土輪胎的安全性和穩定性。這不但能緩解巨型輪胎短缺的現狀、節省運輸成本、採購成本，同時也為民族品牌能夠穩步發展，提高市場佔有率起到至關重要的推動作用。
六、項目經驗總結和下一步計畫
神華北電勝利能源有限公司輪胎全壽命管理系統自2014年至今共安裝了50套設備，經過3年的使用，改變了傳統輪胎維護保養方式，改變了傳統的輪胎管理方式。通過該系統對輪胎的科學管理嚴把輪胎壓力、溫度、運距、路面、載重、速度、資料分析“七道關口”，有效提高了輪胎的使用壽命，延長了輪胎安全執行時間，確保設備安全運行，降低公司運營成本。輪胎全壽命管理系統也在安全、出動率、人員勞動強度、卡車燃油等方面不同程度的起到了作用，進而降低公司的運營成本。實現了最初專案實施的目標，下一步計畫圍繞輪胎全壽命管理系統創建輪胎大資料庫，實現危險源與崗位標準作業流程的智慧管控，實現輪胎故障原因的智慧分析，實現輪胎運行工礦環境的自動分析以及工況TKPH值的智慧計算，實現輪胎維護工作智慧人員調配以及人員動態管控，實現輪胎的智慧分析調配以及車輛管理工作，實現輪胎廠家以及輪胎管理、維護人員的責任倒查工作。