數(shù)字孿生——智慧礦山的發(fā)展機遇

煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，數(shù)字孿生面向煤炭工業(yè)互聯(lián)互通及智能化應(yīng)用，發(fā)揮連接物理世界和信息世界的橋梁與紐帶作用，將在煤炭開采、視頻監(jiān)控、人機交互等方面提供更加實時、智能、高效的服務(wù)。

將“數(shù)字孿生+5G”與AI技術(shù)相結(jié)合，聚焦智慧礦山建設(shè)目標(biāo)，以智慧礦山系統(tǒng)建設(shè)、優(yōu)化和關(guān)鍵技術(shù)為核心，基于礦山信息物理空間的數(shù)字孿生和深度學(xué)習(xí)方法構(gòu)建全域感知、邊緣計算、數(shù)據(jù)驅(qū)動和輔助決策的智慧礦山平臺基于數(shù)據(jù)融合的企業(yè)數(shù)字孿生礦山需要通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和感知,充分融合礦山行業(yè)工藝技術(shù)和生產(chǎn)管理知識,建立大數(shù)據(jù)和人工智能計算與服務(wù)中心,結(jié)合邊云協(xié)同計算與控制,建立礦山基于組織架構(gòu)的數(shù)字孿生礦山,并能更新實時狀態(tài),建立礦山可視化物理模型、可驗證的仿真模型、可表示的邏輯模型、可計算的數(shù)據(jù)模型,實現(xiàn)物理礦山實體與數(shù)字礦山孿生體之間的虛實映射、實時交互,部署相應(yīng)的生產(chǎn)管控系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)字資源的整合。

數(shù)字孿生通過在物理實體和數(shù)字孿生體之間全面建立精確映射的孿生關(guān)系，進而對操作對象全生命周期的狀態(tài)、過程及變化進行建模、仿真、分析和預(yù)測，實現(xiàn)對物理實體1∶1的忠實映射或復(fù)制。

可以預(yù)見，數(shù)字孿生在未來智能制造、智慧礦山等工業(yè)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要的技術(shù)引領(lǐng)作用，并逐漸向擬實化、融合化、專業(yè)化和智能化方向發(fā)展。

推進礦山建設(shè)與管理數(shù)字化、智能化內(nèi)涵式發(fā)展,通過研究煤礦精準(zhǔn)探測與數(shù)字礦山精確建模技術(shù)，構(gòu)建礦山可視化物理模型、可驗證的仿真模型、可表示的邏輯模型、可計算的數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)物理礦山實體與數(shù)字礦山孿生體之間的虛實映射、實時交互。

建礦山智能化是智慧礦山的中級階段,礦用機器人技術(shù)和通信技術(shù)還在普及應(yīng)用，以人工智能和大數(shù)據(jù)為代表的新興技術(shù)也融入其中，推動礦山向智能化、智慧化發(fā)展。

將人工智能和自動化、機器人化技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)復(fù)雜流程的自動化，進一步簡化人工操作。５Ｇ通信技術(shù)為云平臺提供了通訊基礎(chǔ)，大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)在云端的應(yīng)用為礦山分析決策、動態(tài)預(yù)測、協(xié)同控制提供了新的渠道。

在智能礦山系統(tǒng)中，礦山數(shù)據(jù)模型是實現(xiàn)礦山?jīng)Q策學(xué)習(xí)自我優(yōu)化的關(guān)鍵，同時也是數(shù)字四胞胎描述智能的另一種實現(xiàn)方式．在物理世界中的決策系統(tǒng)可以根據(jù)以往發(fā)生的事件而做出決策，即“吃一塹，長一智”，但在平行礦山數(shù)據(jù)模型構(gòu)建技術(shù)的幫助下，可以對以往的事故進行多次學(xué)習(xí)，即“吃一塹，長多智”，實現(xiàn)智慧礦山操作系統(tǒng)的快速成長．人機交互協(xié)同是礦山智能開采中的典型應(yīng)用場景，通過人機交互可以實現(xiàn)遠程控制、實時監(jiān)測、精確定位與健康預(yù)測，提高礦山全息感知、可視化運維水平和智能生產(chǎn)效率。

基于數(shù)字孿生的人機交互，構(gòu)建與礦山物理空間忠實映射的虛擬空間數(shù)字孿生體，通過基于ＡＩ的模式識別、手勢感知或語義理解等指令，實時更新虛擬場景的操作進程，實現(xiàn)人－機－環(huán)－控的智能協(xié)調(diào)與有機融合。

審核編輯 黃昊宇