數(shù)字孿生技術(shù)打造數(shù)字紅柳林“雙胞胎”

　　數(shù)字孿生——簡單來說，就是將現(xiàn)實世界在數(shù)字世界中進行復(fù)制，與現(xiàn)實中的一模一樣，類似“孿生兄弟”。它與現(xiàn)實世界完美同步，甚至?xí)痊F(xiàn)實世界更快地看待未來世界，提前預(yù)測未來會發(fā)生什么，如何應(yīng)對等。

　　近年來，陜煤紅柳林礦業(yè)公司以打造國家Ⅰ類高級智能化礦井、創(chuàng)建“智能協(xié)同”示范礦井為契機，加速以5G為代表的新一代信息技術(shù)在煤礦行業(yè)落地生根，并將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)運營各個方面，實現(xiàn)了礦井生產(chǎn)系統(tǒng)智能化、作業(yè)環(huán)境清潔化、管理體系智能化等，切實把“931”高質(zhì)量發(fā)展理念落實到智慧礦井發(fā)展的全過程。

　　如何實現(xiàn)生產(chǎn)過程可控可視、生產(chǎn)條件先知先覺、生產(chǎn)安全可防可測、生產(chǎn)要素可調(diào)可配的全鏈條“采、掘、機、運、通”全流程透明化系統(tǒng)，一直是煤炭行業(yè)智能化探索的目標(biāo)。為此，該公司篤定數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用，通過虛實交互反饋、數(shù)據(jù)融合分析、決策迭代優(yōu)化等手段，實現(xiàn)在更高層次上構(gòu)建煤礦智能化體系的中樞神經(jīng)。

　　該公司在智能采煤系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對三個智能綜采工作面的切眼和輔運順槽的數(shù)字孿生，充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多尺度的仿真過程，實現(xiàn)綜采工作面和輔運順槽的三維動態(tài)仿真，將采煤機、液壓支架、刮板輸送機、皮帶運輸機、泵站、控制臺和破碎機等設(shè)備設(shè)施實時動態(tài)展示，并實時顯示煤機位置、煤機速度、截割高度、截割滾筒的溫度和電流、乳化泵的壓力和液位等數(shù)據(jù)。有效解決綜采工作面的遠程控制看不全、看不準(zhǔn)、無空間感等問題，突破僅依靠傳感器和零散攝像頭“盲采式”的“一鍵采煤”現(xiàn)狀，是礦山實現(xiàn)無人開采的重大改進。

　　“數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，要達到重點區(qū)域無人值守、有人巡檢的目的，建立數(shù)字孿生映射，對系統(tǒng)或設(shè)備的實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，三維動態(tài)仿真，更直觀地遠程監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場，不斷提高公司智能化水平，提升安全生產(chǎn)效率，降低工人勞動強度。”該公司調(diào)度指揮中心主任表示。

　　以中央水泵房為例，通過對各水泵的各個閥門開度、流量、液位、壓力、溫度等數(shù)據(jù)的三維實時展示，更直觀監(jiān)測泵機的運行狀態(tài)，并根據(jù)總流量、液位變化趨勢等歷史數(shù)據(jù)進行分析、決策，判斷對水泵閥門開度大小、備用水泵是否開啟等，實現(xiàn)無人值守，有人巡檢的目的，同時降低工人勞動強度，提升安全生產(chǎn)效率。

　　“礦井主通風(fēng)機是為井下工人提供新鮮空氣、替換井下污風(fēng)，調(diào)節(jié)井下氣候穩(wěn)定的利器，重要性毋庸置疑。過去通風(fēng)機的監(jiān)測數(shù)據(jù)都是表格式的死板數(shù)據(jù)，盯著屏幕看一會兒眼睛就酸了，現(xiàn)在通過數(shù)字孿生的應(yīng)用，各個數(shù)據(jù)都在設(shè)備相應(yīng)的各個部位，不會存在數(shù)據(jù)難找難查的情況了。”該公司通防區(qū)技術(shù)員邊操作邊介紹到。

　　除此之外，該公司還建立了供排水、體育館、園區(qū)的數(shù)字孿生體。目前，該公司數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用還處在離散數(shù)字孿生階段，僅針對某一區(qū)域或某一臺設(shè)備的數(shù)字孿生，著重多個數(shù)字孿生裝備的協(xié)同作業(yè)、裝備與環(huán)境的相互作用、礦井災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警等，同時也是當(dāng)前煤礦智能化建設(shè)的主要努力方向。(陜煤紅柳林礦業(yè)公司：石超)