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在科幻電影中，一摁遙控器，巨大地下工程的模型就出現(xiàn)在觀眾眼前，在其中行走的人或車輛，還會以紅點的形式實時呈現(xiàn)在模型中。通過應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，這樣的電影場景在陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司二號煤礦部分成為現(xiàn)實。

數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，不僅在電腦里再建了一個“真實”的煤礦，可以進(jìn)行酷炫的三維展示，還為二號煤礦安全管理、生產(chǎn)經(jīng)營、規(guī)劃發(fā)展帶來了全新思路。

全息可視協(xié)同管理

走進(jìn)二號煤礦智能調(diào)度指揮中心，三維動畫模擬的井下綜采工作面作業(yè)場景出現(xiàn)在LED大屏幕上。隨著采煤作業(yè)指令下達(dá)，采煤機(jī)自動行走割煤，液壓支架跟機(jī)移架支護(hù)，輸煤皮帶運輸原煤升井……畫面清晰、動作流暢，讓人眼前一亮。這些模擬畫面，正是井下作業(yè)現(xiàn)場的實景還原。

“應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，可以對礦井的各系統(tǒng)要素、數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和仿真，在虛擬空間完成映射，反映煤炭開采的全過程?！倍柮旱V總經(jīng)理易瑞強(qiáng)說。

目前，二號煤礦通過應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，將包括采、掘、機(jī)、運、通在內(nèi)的28個業(yè)務(wù)系統(tǒng)、1050個功能點、22個生產(chǎn)重要場景、2萬多個信息點進(jìn)行有機(jī)融合。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，他們可以采集煤炭開采過程中各類數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行處理分析，構(gòu)成煤礦數(shù)字孿生模型底座；利用智能管控技術(shù)，對采煤、掘進(jìn)以及生產(chǎn)輔助等各類生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測、人員定位、AI視頻等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)礦井生產(chǎn)要素全息可視、開采過程協(xié)同控制，極大地提高了煤炭開采效率。

“以井下305智能化綜采工作面為例，各種數(shù)據(jù)一覽無余，綜采作業(yè)人數(shù)減少了一半?！痹摰V信息化辦公室主任高小虎說。

實時感知云端控制

上午10點13分，二號煤礦皮帶隊隊長胡峰峰的手機(jī)突然振動起來。物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)云APP軟件提醒他，井下三盤區(qū)膠帶有一條設(shè)備故障信息，需要及時處理。

原來，智能巡檢機(jī)器人在對整條運輸皮帶正常巡檢過程中發(fā)現(xiàn)，120架皮帶托輥磨損噪音大，需要更換。胡峰峰立即安排井下設(shè)備檢修人員處理故障。

與此同時，在該礦智能調(diào)度指揮中心，輸煤皮帶遠(yuǎn)程操作工馮杰正在電腦上察看現(xiàn)場處理情況。10點26分，巡檢機(jī)器人實時傳回數(shù)據(jù)，設(shè)備檢修人員及時對損壞皮帶托輥進(jìn)行了更換。隨即電腦界面上推送出一條綠色的故障消除信息。

該礦副總經(jīng)理張強(qiáng)介紹，智能管控云平臺對全礦井各系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯聚、融合共享、分析治理，利用大數(shù)據(jù)強(qiáng)大的計算能力，實現(xiàn)在線監(jiān)測、分析預(yù)警、智能決策、聯(lián)動管控。

“就拿智能通風(fēng)系統(tǒng)來說，整套系統(tǒng)以‘中樞神經(jīng)’軟件系統(tǒng)為核心，具有礦井通風(fēng)安全監(jiān)測、風(fēng)網(wǎng)異常智能辨識、風(fēng)流按需分配與調(diào)控、二維三維一體化展示等功能，不僅實現(xiàn)風(fēng)門自動開啟關(guān)閉，還具備地面對主通風(fēng)機(jī)一鍵式啟動、反風(fēng)、倒機(jī)遠(yuǎn)程控制等功能?！痹摰V副總工程師黃興利說。

如今，有了以數(shù)字孿生技術(shù)為核心的智能管控云平臺，一旦煤炭開采過程中某個系統(tǒng)出現(xiàn)狀況，平臺大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可立即下達(dá)處置指令至相關(guān)單位和責(zé)任人，第一時間進(jìn)行處置，比傳統(tǒng)人工處置效率提升1倍以上。

加強(qiáng)應(yīng)用深入探索

除了井下一線生產(chǎn)，二號煤礦也在智慧園區(qū)、虛擬選煤廠建設(shè)等方面探索數(shù)字孿生技術(shù)的更多可能性。

在智慧園區(qū)建設(shè)中，該礦構(gòu)建了智慧園區(qū)總覽、車輛管理等六大板塊，應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，對智能安防、車輛管理、智能門禁閘機(jī)、智能設(shè)備以及個人移動終端進(jìn)行精準(zhǔn)映射，實現(xiàn)園區(qū)運行狀態(tài)全面感知、統(tǒng)一管控。

“我們還利用數(shù)字孿生技術(shù)搭建了一個和現(xiàn)實完全一致的虛擬選煤廠?！边x煤廠廠長張鋒青介紹，基于傾斜攝影、激光點云、BIM（建筑信息模型）等技術(shù)搭建的選煤廠智能管控平臺，可以對作業(yè)人員、原煤質(zhì)量、設(shè)備運行狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測，并實現(xiàn)智能預(yù)測、預(yù)警、聯(lián)動。

另外，該礦搭建了主要解決生產(chǎn)現(xiàn)場各個區(qū)域內(nèi)安全問題的AI智能安全風(fēng)險管控系統(tǒng)和重點解決單崗作業(yè)過程中安全問題的AR智能安全風(fēng)險管控系統(tǒng)。

“職工戴上AR眼鏡，不但可以按照標(biāo)準(zhǔn)操作流程進(jìn)行安全作業(yè)，還可以保存全方位、全流程操作記錄。”該礦副總工程師姚一龍介紹。

下一步，二號煤礦將全面提升數(shù)字化、智能化煤礦建設(shè)的整體性、系統(tǒng)性、協(xié)同性，夯實數(shù)字孿生技術(shù)基礎(chǔ)，推動礦井高質(zhì)量發(fā)展。

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