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(huì)以紅點(diǎn)的形式實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在模型中。通過(guò)應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，這樣的電影場(chǎng)景在陜煤集團(tuán)黃陵礦業(yè)公司二號(hào)煤礦部分成為現(xiàn)實(shí)。
數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，不僅在電腦里再建了一個(gè)“真實(shí)”的煤礦，可以進(jìn)行酷炫的三維展示，還為二號(hào)煤礦安全管理、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、規(guī)劃發(fā)展帶來(lái)了全新思路。
全息可視協(xié)同管理
走進(jìn)二號(hào)煤礦智能調(diào)度指揮中心，三維動(dòng)畫模擬的井下綜采工作面作業(yè)場(chǎng)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(dòng)行走割煤，液壓支架跟機(jī)移架支護(hù)，輸煤皮帶運(yùn)輸原煤升井……畫面清晰、動(dòng)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(chǎng)的實(shí)景還原。
“應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，可以對(duì)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(kāi)采的全過(guò)程?！倍?hào)煤礦總經(jīng)理易瑞強(qiáng)說(shuō)。
目前，二號(hào)煤礦通過(guò)應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，將包括采、掘、機(jī)、運(yùn)、通在內(nèi)的28個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、1050個(gè)功能點(diǎn)、22個(gè)生產(chǎn)重要場(chǎng)景、2萬(wàn)多個(gè)信息點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)融合。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，他們可以采集煤炭開(kāi)采過(guò)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(duì)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(cè)、人員定位、AI視頻等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)要素全息可視、開(kāi)采過(guò)程協(xié)同控制，極大地提高了煤炭開(kāi)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(wú)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(shuō)。
實(shí)時(shí)感知云端控制
上午10點(diǎn)13分，二號(hào)煤礦皮帶隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)胡峰峰的手機(jī)突然振動(dòng)起來(lái)。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(shí)處理。
原來(lái)，智能巡檢機(jī)器人在對(duì)整條運(yùn)輸皮帶正常巡檢過(guò)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(shí)，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(chǎng)處理情況。10點(diǎn)26分，巡檢機(jī)器人實(shí)時(shí)傳回?cái)?shù)據(jù)，設(shè)備檢修人員及時(shí)對(duì)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(tái)對(duì)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(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、分析預(yù)警、智能決策、聯(lián)動(dòng)管控。
“就拿智能通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(cè)、風(fēng)網(wǎng)異常智能辨識(shí)、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(shí)現(xiàn)風(fēng)門自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉，還具備地面對(duì)主通風(fēng)機(jī)一鍵式啟動(dòng)、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(shuō)。
如今，有了以數(shù)字孿生技術(shù)為核心的智能管控云平臺(tái)，一旦煤炭開(kāi)采過(guò)程中某個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)狀況，平臺(tái)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(shí)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(hào)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(duì)智能安防、車輛管理、智能門禁閘機(jī)、智能設(shè)備以及個(gè)人移動(dòng)終端進(jìn)行精準(zhǔn)映射，實(shí)現(xiàn)園區(qū)運(yùn)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(gè)和現(xiàn)實(shí)完全一致的虛擬選煤廠?！边x煤廠廠長(zhǎng)張鋒青介紹，基于傾斜攝影、激光點(diǎn)云、BIM（建筑信息模型）等技術(shù)搭建的選煤廠智能管控平臺(tái)，可以對(duì)作業(yè)人員、原煤質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)智能預(yù)測(cè)、預(yù)警、聯(lián)動(dòng)。
另外，該礦搭建了主要解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)區(qū)域內(nèi)安全問(wèn)題的AI智能安全風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)和重點(diǎn)解決單崗作業(yè)過(guò)程中安全問(wèn)題的AR智能安全風(fēng)險(xiǎn)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?！痹摰V副總工程師姚一龍介紹。
下一步，二號(hào)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(shí)數(shù)字孿生技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)礦井高質(zhì)量發(fā)展。
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