淮北礦業(yè)集團(tuán)自主研發(fā)數(shù)字孿生平臺(tái)
三維全域互聯(lián) 數(shù)字高效管控 領(lǐng)跑智慧礦山
近日，記者來(lái)到楊柳礦應(yīng)急調(diào)度指揮中心，只見(jiàn)巨大的屏幕上，地面皮帶運(yùn)輸機(jī)、提升機(jī)、35KV變電所等設(shè)施設(shè)備的電流、溫度、振動(dòng)數(shù)據(jù)在三維模型中跳動(dòng)更新，井下600米深處的采煤機(jī)位置、截割速度、故障預(yù)警信息通過(guò)5G+UWB精確定位系統(tǒng)同步驅(qū)動(dòng)數(shù)字孿生體，采掘面瓦斯?jié)舛取⑼L(fēng)流量等安全參數(shù)以紅黃綠三色動(dòng)態(tài)熱力圖呈現(xiàn)，“數(shù)字孿生平臺(tái)”實(shí)時(shí)反映出的礦井生產(chǎn)場(chǎng)景給人身臨其境之感。
何謂“數(shù)字孿生”，相信很多人會(huì)有這樣的疑問(wèn)？
“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)字孿生就是在一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字版的‘克隆體’。它最大的特點(diǎn)就是會(huì)‘動(dòng)’，且能把實(shí)體對(duì)象的實(shí)時(shí)狀態(tài)和外界的環(huán)境條件，全部復(fù)現(xiàn)到‘孿生體’身上。”傳媒科技公司有關(guān)負(fù)責(zé)人解釋道。
在楊柳礦綜合信息融合平臺(tái)上，隨著放大的電腦操作界面，屏幕中蘊(yùn)藏的大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)和視頻畫(huà)面不斷涌現(xiàn)在屏幕上。據(jù)楊柳礦調(diào)度員介紹：“這張圖叫‘GIS一張圖’，它將圖紙從‘二維’升級(jí)到‘三維’，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備、人員定位、環(huán)境監(jiān)測(cè)、應(yīng)急系統(tǒng)等數(shù)據(jù)信息的疊加融合，既是掌握百米井下實(shí)況的‘千里眼’，也是精準(zhǔn)調(diào)度生產(chǎn)、發(fā)送調(diào)度指令的‘中樞神經(jīng)’。”
圖為楊柳礦數(shù)字孿生系統(tǒng)實(shí)時(shí)反映井下煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。（郗桂昌 攝）
為加快推進(jìn)企業(yè)智能化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，近年來(lái)，淮北礦業(yè)集團(tuán)機(jī)電裝備部、生產(chǎn)管理部、傳媒科技公司共同探索，自主研發(fā)數(shù)字孿生平臺(tái)，融合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、AR仿真、互聯(lián)網(wǎng)+等多種前沿技術(shù)，推進(jìn)煤礦機(jī)電設(shè)備的“全生命周期管理”，實(shí)現(xiàn)井下生產(chǎn)設(shè)備“自動(dòng)化、少人化”管理，電力設(shè)備“智能化、無(wú)人化”運(yùn)維，隱患故障“動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)化”處理，推動(dòng)企業(yè)管理運(yùn)營(yíng)走向“數(shù)字化、智能化”。
談及數(shù)字孿生平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，集團(tuán)生產(chǎn)管理部有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，該平臺(tái)不僅可以實(shí)時(shí)反映井下各類(lèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，還能深度分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以在故障發(fā)生前提供智能預(yù)警，并結(jié)合實(shí)際情況給出對(duì)策建議，真正實(shí)現(xiàn)從“故障后搶修”到“前瞻性維護(hù)”的模式變革。
數(shù)字孿生系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)建物理世界和信息世界在虛擬空間中的映射，使孿生目標(biāo)具有完備的自主運(yùn)行能力。所以，完成數(shù)據(jù)的采集和傳輸是關(guān)鍵。
作為淮北礦業(yè)集團(tuán)全資子公司，傳媒科技公司數(shù)字化團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)3年攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化模型、通信等核心技術(shù)的100%自主化。該平臺(tái)通過(guò)1:1三維建模，基于GIS地理信息系統(tǒng)和礦井設(shè)備相對(duì)位置坐標(biāo)，能夠如實(shí)反映煤礦井上下建筑、設(shè)備實(shí)體關(guān)系，呈現(xiàn)所有設(shè)備、設(shè)施的三維模型。
過(guò)去了解礦井生產(chǎn)情況，需要查閱大量紙質(zhì)報(bào)告。排查井下設(shè)備故障點(diǎn)，需要走十幾里巷道，耗費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí)。隨著該系統(tǒng)的應(yīng)用，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成果得到了充分體現(xiàn)，讓一線員工深切體會(huì)到轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來(lái)的價(jià)值共享。
“現(xiàn)在無(wú)論是在礦工作，還是在外出差，只要打開(kāi)手機(jī)就能隨時(shí)隨地了解煤礦安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息，線上辦理各類(lèi)業(yè)務(wù)流程，查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)畫(huà)面。”楊柳礦智能化辦公室主任張輝打開(kāi)手機(jī)App向記者展示。
該平臺(tái)的成功應(yīng)用塑造了“大數(shù)據(jù)時(shí)代”的智慧煤礦典范，全面增強(qiáng)了煤礦從業(yè)人員對(duì)井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的感知精準(zhǔn)度，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)、勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，為提升礦山智能化水平與整體運(yùn)營(yíng)效能，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守、少人值守、自動(dòng)生產(chǎn)、安全運(yùn)行、降本增效”目標(biāo)提供有力支撐。
2023年4月，集團(tuán)《基于數(shù)字孿生的煤礦三維可視化平臺(tái)及AR智能穿戴裝置》通過(guò)專家鑒定，成果達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。2024年12月，楊柳礦獲評(píng)國(guó)家礦山安全監(jiān)察局《智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范》創(chuàng)新應(yīng)用企業(yè)，其地質(zhì)三維建模與可視化系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)入選全國(guó)礦山智能化建設(shè)典型案例。
該系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王磊在談到下一步“數(shù)字孿生”技術(shù)在煤礦的具體應(yīng)用時(shí)表示：一是構(gòu)建技術(shù)自主化生態(tài)，研發(fā)“GIS+數(shù)字孿生”數(shù)據(jù)底座，突破復(fù)雜地質(zhì)自適應(yīng)建模算法，建立設(shè)備全生命周期預(yù)測(cè)性維護(hù)體系；二是推動(dòng)全場(chǎng)景智能化滲透，配合集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃，逐步覆蓋集團(tuán)主力礦井，重點(diǎn)強(qiáng)化智能應(yīng)急響應(yīng)、設(shè)備健康管理、能效精細(xì)管控三大能力；三是實(shí)現(xiàn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化輸出，將技術(shù)打包為“智慧礦山解決方案”，開(kāi)發(fā)輕量化SaaS平臺(tái)、設(shè)備模型庫(kù)；四是加速經(jīng)濟(jì)效益轉(zhuǎn)化，通過(guò)技術(shù)輸出與服務(wù)訂閱模式，目標(biāo)3年內(nèi)向行業(yè)輸出技術(shù)成果，真正將研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
【記者手記】
放開(kāi)手腳創(chuàng)新創(chuàng)造
今年是“十四五”規(guī)劃的收官之年，傳媒科技公司作為淮北礦業(yè)集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型先鋒，依托國(guó)家智能化礦山建設(shè)政策紅利，在集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門(mén)的支持下，成功研發(fā)“能源行業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)”，成為行業(yè)標(biāo)桿。
該系統(tǒng)已先后在集團(tuán)下屬楊柳礦、渦北選煤廠等基層礦廠，以及集團(tuán)辦公中心消防可視化平臺(tái)領(lǐng)域得到了成熟應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了“1:1虛擬映射”和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真等核心技術(shù)，攻克了復(fù)雜工況建模與多源數(shù)據(jù)融合課題，通過(guò)高精度傳感器與AI算法實(shí)現(xiàn)井下設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)判，設(shè)備運(yùn)維效率顯著提升，提高了采選效率、優(yōu)化了資源利用、降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。
近一段時(shí)間，DeepSeek和機(jī)器人等創(chuàng)新創(chuàng)造引發(fā)國(guó)內(nèi)外關(guān)注，中國(guó)的科技春潮加速奔涌。全國(guó)兩會(huì)上多次提到“科技創(chuàng)新”這一關(guān)鍵命題，強(qiáng)調(diào)“科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的基本路徑”“建立未來(lái)產(chǎn)業(yè)投入增長(zhǎng)機(jī)制，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等產(chǎn)業(yè)”。
“新”潮澎湃，乘勢(shì)而上。當(dāng)今世界百年變局加速演進(jìn)，誰(shuí)掌握核心關(guān)鍵技術(shù)，誰(shuí)就能夠牢牢掌控發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。集團(tuán)上下要“放開(kāi)手腳創(chuàng)新創(chuàng)造”，堅(jiān)持守正創(chuàng)新，堅(jiān)持“抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展、謀創(chuàng)新就是謀未來(lái)”，在繼承傳統(tǒng)中創(chuàng)新發(fā)展，圍繞煤礦“323”短板、治災(zāi)技術(shù)、煤炭化工、數(shù)字化建設(shè)等破題攻關(guān)、聚力攻堅(jiān)，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展賦智賦能。
（審核：殷鵬 責(zé)編：王宏杰）