張維國(guó) ,葛啟發(fā) ,趙 奕 ,溫瑞恒

(1.中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司,北京 100038;2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境學(xué)院,北京 100083)

0 概述

數(shù)字孿生是指以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬模型,借助數(shù)據(jù)模擬物理實(shí)體在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為,通過(guò)虛實(shí)交互反饋、數(shù)據(jù)融合分析、決策迭代優(yōu)化等手段,為物理實(shí)體增加或擴(kuò)展新的能力[1]。數(shù)字孿生技術(shù)為礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)提供數(shù)據(jù)和管控層面的支撐。數(shù)字孿生礦山以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)感知為基礎(chǔ),充分利用融合通信技術(shù)將5G、WiFi6 和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和感知,將礦山行業(yè)工藝技術(shù)和生產(chǎn)管理知識(shí)充分融合,建立大數(shù)據(jù)和人工智能計(jì)算與服務(wù)中心,結(jié)合邊云協(xié)同計(jì)算與控制,建立礦山可視化物理模型、可驗(yàn)證的仿真模型、可表示的邏輯模型、可計(jì)算的數(shù)據(jù)模型,實(shí)現(xiàn)物理礦山實(shí)體與數(shù)字礦山孿生體之間的虛實(shí)映射、實(shí)時(shí)交互,最終達(dá)到礦山生產(chǎn)管控的智能化和無(wú)人化,為建設(shè)現(xiàn)代礦業(yè)提供新思路和新途徑。它具有傳統(tǒng)仿真技術(shù)所不具備的特點(diǎn),比如實(shí)時(shí)同步、忠實(shí)映射、自學(xué)習(xí)能力等[2],因此基于數(shù)據(jù)感知的數(shù)字孿生礦山是將來(lái)礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能系統(tǒng)建設(shè)的必然選擇。

1 數(shù)字孿生技術(shù)介紹

數(shù)字孿生概念是密歇根大學(xué)的Michael Grieves教授在產(chǎn)品全生命周期管理課中提出的“與物理產(chǎn)品等價(jià)的虛擬數(shù)字化表達(dá)”概念[3],他在《幾乎完美:通過(guò)PLM 驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新和精益產(chǎn)品》[6]這本書中引用了其合作者John Vickers 提出的數(shù)字孿生體,后來(lái)這個(gè)概念被稱為“鏡像的空間模型(Mirrored Spaced Model)[4]”和“信息鏡像模型(Information Mirroring Model)[5]”,它是用數(shù)字技術(shù)對(duì)物理實(shí)體的組成、行為、特征、功能、性能和形成過(guò)程進(jìn)行建模和描述的方法,是在計(jì)算機(jī)的虛擬空間中建立一個(gè)和物理實(shí)體完全等價(jià)的信息模型,這個(gè)模型具有超寫實(shí)性,包含了所有的幾何數(shù)據(jù)和材料數(shù)據(jù),可以通過(guò)信息模型對(duì)物理實(shí)體對(duì)象進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化[8],數(shù)字孿生在虛擬空間中對(duì)物理實(shí)體的鏡像,并且反映了物理實(shí)體的全生命周期過(guò)程[3,7],因此,也被稱為數(shù)字化映射、數(shù)字雙胞胎、數(shù)字鏡像等。

在工程應(yīng)用方面,數(shù)字孿生以普遍適應(yīng)的技術(shù)理論體系,在航空航天、電力、醫(yī)療、產(chǎn)品制造、工程建設(shè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[9]。美國(guó)國(guó)家航天局進(jìn)行阿波羅項(xiàng)目時(shí),通過(guò)數(shù)據(jù)感知將數(shù)字孿生技術(shù)用于航天飛行器的健康維護(hù)與保障[10],西門子公司提出的“數(shù)字化雙胞胎”的概念,幫助制造企業(yè)在信息空間構(gòu)建整合制造流程的生產(chǎn)系統(tǒng)模型,實(shí)現(xiàn)物理空間從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造執(zhí)行的全過(guò)程數(shù)字化。針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品用戶交互需求,達(dá)索公司建立了基于數(shù)字孿生的3D 體驗(yàn)平臺(tái)[11],利用用戶反饋數(shù)據(jù)不斷改進(jìn)信息世界的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型,從而優(yōu)化物理世界的產(chǎn)品實(shí)體,并以飛機(jī)雷達(dá)為例進(jìn)行了驗(yàn)證。在國(guó)內(nèi),陶飛等探索了數(shù)字孿生車間的概念、組成與運(yùn)行機(jī)制[12],莊存波等針對(duì)產(chǎn)品數(shù)字孿生體的內(nèi)涵和體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,為數(shù)字孿生在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)落地應(yīng)用提供了基礎(chǔ)理論支撐參考[13]。臧冀原等從數(shù)字化制造、“互聯(lián)網(wǎng)+”制造角度,將數(shù)據(jù)感知融合,提出了智能制造的三個(gè)基本范式[14],石焱文在水利工程運(yùn)行管理方面應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)建立了相關(guān)技術(shù)體系,取得的較好的應(yīng)用效果[15]。屈挺等利用數(shù)字孿生思想,將物聯(lián)制造下的在線控制理念進(jìn)行擴(kuò)展,通過(guò)數(shù)據(jù)感知和聯(lián)網(wǎng),提出多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)優(yōu)化控制思想、機(jī)制及定量?jī)?yōu)化方法,并應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的精準(zhǔn)計(jì)劃、實(shí)時(shí)跟蹤與動(dòng)態(tài)控制3 個(gè)階段,相應(yīng)技術(shù)和系統(tǒng)已在嘉寶莉化工集團(tuán)等行業(yè)龍頭企業(yè)應(yīng)用實(shí)施[16]。李其銳融合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與工藝流程仿真模擬技術(shù)相結(jié)合,研究了工藝流程的三維模擬技術(shù)[17]。余斌等人對(duì)石油石化流程行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中存在的工況連續(xù)性、復(fù)雜多變性問(wèn)題,引入數(shù)字孿生技術(shù),通過(guò)構(gòu)建流程行業(yè)的數(shù)字孿生物理模型、數(shù)字孿生工況模型,搭建數(shù)字孿生系統(tǒng),以期提高企業(yè)生產(chǎn)效率,保障企業(yè)安全高效運(yùn)行[18]。

礦業(yè)領(lǐng)域,張帆和葛世榮等針對(duì)智慧礦山的數(shù)字孿生應(yīng)用需求,探討了數(shù)字孿生賦能智慧礦山的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題和未來(lái)需要實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)路徑,以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬模型,通過(guò)虛實(shí)交互反饋、數(shù)據(jù)融合分析、決策迭代優(yōu)化等手段,為物理實(shí)體提供更加實(shí)時(shí)、高效、智能的運(yùn)行或操作服務(wù),認(rèn)為數(shù)據(jù)信息流是數(shù)字孿生體的生命線,數(shù)字信息是其必須依賴的關(guān)鍵要素之一,并提出數(shù)字孿生智采工作面的概念,為數(shù)字孿生模型構(gòu)建、協(xié)同控制與交互優(yōu)化提供智慧礦山建設(shè)思路和理論基礎(chǔ)[19]。王佳奇等將數(shù)字孿生技術(shù)引入煤礦安全管理中,利用數(shù)字孿生的五維模型構(gòu)建了瓦斯事故孿生模型,分析了其孿生模型的實(shí)際運(yùn)作機(jī)理,以及和傳統(tǒng)瓦斯事故安全管理相比的優(yōu)勢(shì)所在,模型可以實(shí)現(xiàn)瓦斯事故的事前預(yù)防與快速響應(yīng)[20]。

數(shù)字孿生具有巨大的應(yīng)用潛力,在礦山行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)的大背景下,基于數(shù)據(jù)感知的數(shù)字孿生礦山,需要將數(shù)字孿生技術(shù)與礦山行業(yè)整體生產(chǎn)管控進(jìn)一步融合,但礦山行業(yè)作為非數(shù)字原生企業(yè),生產(chǎn)工藝控制及運(yùn)營(yíng)管理的相關(guān)數(shù)據(jù)感知和信息采集不夠全面,信息系統(tǒng)融合應(yīng)用研究與系統(tǒng)集成存在不足。如何實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)全流程、全量數(shù)據(jù)信息的全面感知,是建設(shè)數(shù)字孿生礦山和生產(chǎn)優(yōu)化管控的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2 基于數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)感知技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)感知需求與解決方案

在礦山企業(yè)的數(shù)字化變革過(guò)程中,作為非數(shù)字原生企業(yè)需要以礦石流和生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ),協(xié)同多業(yè)務(wù)流,打通信息化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)融合通道,其中,基于企業(yè)組織機(jī)構(gòu)設(shè)置而且建立的信息化系統(tǒng)是當(dāng)前礦山行業(yè)信息化建設(shè)的現(xiàn)狀。隨著技術(shù)的發(fā)展,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和融合通信技術(shù),生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)感知和采集遇到的最大問(wèn)題是基于企業(yè)組織之間的數(shù)據(jù)整合。因此,數(shù)字孿生礦山的建設(shè)應(yīng)基于數(shù)字孿生(Digital Twin,DT)衍生出來(lái)的企業(yè)(組織)數(shù)字孿生(Digital Twin of an Organization,DTO)進(jìn)行數(shù)據(jù)感知和融合,企業(yè)數(shù)字孿生是一種動(dòng)態(tài)的軟件模型,模型需要以礦山的生產(chǎn)組織運(yùn)營(yíng)為基礎(chǔ),融合生產(chǎn)信息系統(tǒng)的各類相關(guān)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)礦山組織運(yùn)營(yíng)模型在虛擬世界中的映射。企業(yè)數(shù)字孿生概念脫胎于數(shù)字孿生,但是兩者之間在適用對(duì)象和模型數(shù)據(jù)方面,有著一定的差異。數(shù)字孿生起源于數(shù)字化制造中產(chǎn)品全生命周期的管理問(wèn)題,而企業(yè)數(shù)字孿生脫胎于數(shù)字孿生,并將其升華到組織的高度,起源于數(shù)字化變革問(wèn)題。

近年來(lái),礦山企業(yè)通過(guò)建立和完善監(jiān)測(cè)監(jiān)控、人員定位、供水施救、壓風(fēng)自救、通訊聯(lián)絡(luò)、緊急避險(xiǎn)等安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng),建設(shè)生產(chǎn)管理和控制平臺(tái),不斷的提高礦山生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集和感知能力。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的感知建設(shè)透明礦山成為礦山智能化和礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)之一。在生產(chǎn)數(shù)據(jù)感知的基礎(chǔ)上,為了提升礦業(yè)全生命周期數(shù)據(jù)收集和可視化能力,運(yùn)用合適的分析工具和規(guī)則,實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的安全、高效、綠色和智能的需求,降低運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),礦山各個(gè)業(yè)務(wù)部門之間需要依據(jù)自身的管理職責(zé)和信息化系統(tǒng)功能,進(jìn)行數(shù)字資源和業(yè)務(wù)的整合,使得礦山不同組織機(jī)構(gòu)之間不斷改進(jìn)感知能力,實(shí)時(shí)獲取各生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息,創(chuàng)建更靈活、更動(dòng)態(tài)、更迅捷的流程,預(yù)測(cè)當(dāng)前崗位管理職責(zé)內(nèi)的信息發(fā)展規(guī)律,提高物理對(duì)象的操作意識(shí)并優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的變化狀態(tài),期望自動(dòng)應(yīng)對(duì)數(shù)字化時(shí)代不斷變化的形勢(shì)。

基于企業(yè)數(shù)字孿生模型的數(shù)字孿生礦山的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)聯(lián)接、仿真分析、過(guò)程控制、在線監(jiān)控等能力的構(gòu)建,其中核心是基于企業(yè)組織機(jī)構(gòu)完成數(shù)據(jù)感知、接入、存儲(chǔ),提升構(gòu)建數(shù)據(jù)采集能力。針對(duì)礦山行業(yè)的企業(yè)數(shù)據(jù)感知和數(shù)字孿生能力,礦山企業(yè)數(shù)字感知解決方案如圖1 所示。

圖1 礦山企業(yè)數(shù)字感知解決方案

基于數(shù)據(jù)融合的企業(yè)數(shù)字孿生礦山需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(shí),建立大數(shù)據(jù)和人工智能計(jì)算與服務(wù)中心,結(jié)合邊云協(xié)同計(jì)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(shí)時(shí)狀態(tài),建立礦山可視化物理模型、可驗(yàn)證的仿真模型、可表示的邏輯模型、可計(jì)算的數(shù)據(jù)模型,實(shí)現(xiàn)物理礦山實(shí)體與數(shù)字礦山孿生體之間的虛實(shí)映射、實(shí)時(shí)交互,部署相應(yīng)的生產(chǎn)管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)字資源的整合。礦山企業(yè)數(shù)字感知分為企業(yè)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù),以裝備為支撐,建設(shè)數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)聯(lián)接、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模,數(shù)據(jù)監(jiān)視和數(shù)據(jù)控制能力,以企業(yè)組織架構(gòu)為基礎(chǔ),建立數(shù)字世界的數(shù)字孿生,將礦山生產(chǎn)對(duì)象、過(guò)程和規(guī)則數(shù)字化管理,在企業(yè)各組織部門和崗位得到應(yīng)用。

2.2 礦山數(shù)據(jù)感知能力及模式

隨著礦山基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、自動(dòng)化系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)升級(jí),以及數(shù)字礦山和智能礦山的建設(shè),礦山企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型得到廣泛關(guān)注,原有信息化平臺(tái)的數(shù)據(jù)輸出和人工錄入能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了礦山企業(yè)內(nèi)部組織在數(shù)字化下的運(yùn)作需求。需要采用現(xiàn)代化手段采集和獲取數(shù)據(jù),減少人工錄入,構(gòu)建和提升礦山企業(yè)數(shù)據(jù)感知的能力。以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),針對(duì)礦山企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的數(shù)據(jù)感知和采集需要,建立數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)接入和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的全量數(shù)據(jù)感知能力框架,如圖2 所示。

圖2 礦山全量數(shù)據(jù)感知能力框架

礦山數(shù)據(jù)感知包括“軟感知”和“硬感知”兩種模式,在感知的基礎(chǔ)上,將圖片、視頻、文檔、音頻、流數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)信息,通過(guò)大數(shù)據(jù)接入工具和數(shù)據(jù)總線,實(shí)現(xiàn)批次、實(shí)時(shí)、按需等方式的接入,最后,按照結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化等,數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ),為建設(shè)數(shù)字孿生礦山提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.3 礦山數(shù)據(jù)感知模式研究

在數(shù)據(jù)感知分類上,“硬感知”和“軟感知”面向不同場(chǎng)景,“硬感知”主要利用設(shè)備或裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集,收集對(duì)象為物理世界中的物理實(shí)體,或者是以物理實(shí)體為載體的信息、事件、流程等。而“軟感知”使用軟件或者各種技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集,收集的對(duì)象存在于數(shù)字世界,通常不依賴物理設(shè)備進(jìn)行收集。

隨著礦山自動(dòng)化系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)的建立,礦山“硬感知”是將物理對(duì)象構(gòu)建到數(shù)字世界中的主要通道,是構(gòu)建數(shù)據(jù)孿生的關(guān)鍵,而已經(jīng)存在數(shù)字世界中的分散、異構(gòu)信息,通過(guò)“軟感知”能力來(lái)滿足相關(guān)應(yīng)用的需求。目前“軟感知”比較成熟,已經(jīng)得到廣泛性的應(yīng)用。“軟感知”包括用戶行為數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的“埋點(diǎn)”,日志數(shù)據(jù)收集是實(shí)時(shí)收集服務(wù)器、應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等生成的System Log 日志數(shù)據(jù)和按照一定的規(guī)則,自動(dòng)地抓取網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)頁(yè)信息的程序或者腳本的網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)(Web Crawler)。

感知產(chǎn)生的數(shù)據(jù),還是孤立的物理對(duì)象的鏡像,需要在礦山企業(yè)內(nèi)部與其他數(shù)據(jù)資產(chǎn)一起,在礦山的工藝流程、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和管理指標(biāo)之間建立相關(guān)關(guān)系,納入礦山企業(yè)的信息架構(gòu)進(jìn)行管理,才能真正打通從數(shù)據(jù)感知生成到數(shù)字孿生應(yīng)用的鏈路。

3 礦山數(shù)據(jù)感知與數(shù)字孿生應(yīng)用

礦山數(shù)據(jù)感知的最終目的是生成企業(yè)級(jí)的感知數(shù)據(jù),是形成數(shù)字孿生的基礎(chǔ),滿足礦山企業(yè)利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)字孿生對(duì)象進(jìn)行仿真分析,控制以及優(yōu)化制定戰(zhàn)略目標(biāo),動(dòng)態(tài)把握礦山各個(gè)部門和組織管理對(duì)象和管理過(guò)程的狀態(tài),幫助管理者實(shí)時(shí)了解礦山企業(yè)運(yùn)營(yíng)情況,實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)全流程管理的最優(yōu)調(diào)度和控制。

礦山感知數(shù)據(jù)生成后,需要通過(guò)連接進(jìn)入下一步環(huán)境,通過(guò)不同的數(shù)據(jù)類型,選擇不同的數(shù)據(jù)接入方式,在確定數(shù)據(jù)接入方式之前,需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:

(1)數(shù)據(jù)源的可用性分析;

(2)接入的數(shù)據(jù)量大小;

(3)數(shù)據(jù)接入過(guò)程是連續(xù)的還是按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行;

(4)數(shù)據(jù)接入是Pull 的方式還是Push 的方式;

(5)在數(shù)據(jù)接入的過(guò)程中,是否需要做數(shù)據(jù)校驗(yàn)或數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化;

(6)在接入的過(guò)程中,是否需要對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的處理,如數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)分類等。

礦山數(shù)據(jù)感知可以應(yīng)用于廣泛的物理世界和數(shù)字世界,范圍可以從人、物、設(shè)備、作業(yè)、地點(diǎn)到礦石流全過(guò)程,在礦山生產(chǎn)過(guò)程中通常以礦石流和人為中心,通過(guò)企業(yè)各部門信息化系統(tǒng)和組織架構(gòu)的設(shè)置,將感知數(shù)據(jù)納入到整體的數(shù)據(jù)體系中,發(fā)揮感知數(shù)據(jù)的價(jià)值。

以某銅礦數(shù)據(jù)感知和三維管控平臺(tái)建設(shè)為例,圍繞礦山采礦車間、選礦車間、運(yùn)轉(zhuǎn)車間和工程部為業(yè)務(wù)流程的數(shù)字感知平臺(tái),通過(guò)融合控制系統(tǒng)和融合控制網(wǎng)絡(luò),建立了涵蓋無(wú)人運(yùn)輸、自動(dòng)提升、自動(dòng)排水、自動(dòng)充填、按需通風(fēng)、智能配電與能源管控、搭接自動(dòng)出礦系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)的接入和存儲(chǔ)。在數(shù)字孿生層面,搭建了礦山云計(jì)算服務(wù)平臺(tái),基于實(shí)時(shí)消息和流式數(shù)據(jù)處理,開(kāi)發(fā)了用戶界面交互模塊、消息隊(duì)列訂閱服務(wù)、數(shù)據(jù)查詢、靜態(tài)三維模型和對(duì)象模型管理、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控與路徑控制等功能模塊。礦山三維協(xié)同管控實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)實(shí)時(shí)改變,利用虛擬可視化引擎分場(chǎng)景管理,達(dá)到了多角度、全方位礦山可視化,對(duì)整個(gè)礦山運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)控和管理,其中,礦山三維協(xié)同管控系統(tǒng)如圖3、圖4 所示。

圖3 礦山三維協(xié)同管控系統(tǒng)地上部分展示

圖4 礦山三維協(xié)同管控系統(tǒng)地下開(kāi)采展示

數(shù)字孿生礦山具有傳統(tǒng)仿真技術(shù)所不具備的特點(diǎn),比如實(shí)時(shí)同步、忠實(shí)映射、自學(xué)習(xí)能力等,礦山企業(yè)作為非數(shù)字原生企業(yè),其業(yè)務(wù)特征、數(shù)字化基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)管理階段都不一樣,數(shù)據(jù)感知和采集工具和平臺(tái)的成熟度也不一致,考慮技術(shù)發(fā)展和成本的制約因素,礦山一般會(huì)逐步構(gòu)建感知能力,完善企業(yè)數(shù)字孿生。

4 結(jié)論

當(dāng)前作為非數(shù)字原生企業(yè)的礦山行業(yè),隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型項(xiàng)目的推進(jìn),感知能力構(gòu)建的最終對(duì)象逐漸從單一節(jié)點(diǎn)發(fā)展到完整礦山全流程物理對(duì)象。

隨著礦山自動(dòng)化、信息化系統(tǒng)的建設(shè)和數(shù)據(jù)治理能力的提高,礦山要構(gòu)建的感知規(guī)模需要面向應(yīng)用,由不同的業(yè)務(wù)部門建設(shè),不同的崗位管理。因此,礦山結(jié)合數(shù)字孿生感知技術(shù),以業(yè)務(wù)數(shù)字化解決方案為基礎(chǔ),通過(guò)“全量、無(wú)接觸”的數(shù)據(jù)感知能力框架,實(shí)現(xiàn)以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)感知、接入和存儲(chǔ)能力,最終建立具有礦山生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理業(yè)務(wù)價(jià)值的一個(gè)或幾個(gè)方面的數(shù)字模型,利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)滿足特定的生產(chǎn)業(yè)務(wù)目標(biāo),優(yōu)化控制,分階段利用感知獲取的數(shù)據(jù)發(fā)揮價(jià)值,同時(shí)最大限度地降低成本,逐步完成全量的數(shù)據(jù)感知能力,打造礦山“孿生”的數(shù)字世界。