数字孪生矿山加速企业数字化转型

有色矿山开采以地下开采为主，有色金属品种多，采选工艺多样，造成矿山自动化、智能化建设难度骤增。与煤矿相比，有色矿虽无瓦斯影响，但属于硬岩开采，地质条件复杂，品位分布不均，开采难度大。相比选矿、冶炼等，硬岩采矿具有工艺不连续、分支流程多、技术复杂度高、自动化程度低、作业周期长、劳动力密集、作业环境差、事故风险率高等特点。

如何解决以上痛点和现状呢？引入数字孪生矿山的概念，工业4.0研究院提出的新概念、新模式和新应用，主要含义为“基于数字孪生基础设施的矿山数字化转型方法，通过构建智能数字孪生体，实现生产运行可视化、实时监控和预测性维护等功能，解决矿山智能化发展中的痛点和难点。”

简单来讲就是融合物联网、大数据、数学建模、机器学习、三维GIS等技术，针对井下生产中段较多、采场分散，采掘工艺复杂、环节多，生产设备复杂多样等因素造成的安全管理难题，通过集成安全生产各大系统、建立数字孪生集成管理平台，完成安全生产数据集成、大数据分析、风险预测预警，实时监控生产环境、生产工艺过程、关键设备及设施运行状态。同时提供以岗位责任制为核心的安全管理标准化系统，实现安全管理标准化、规范化，提高了矿山风险防控、隐患排查、紧急避险等工作的智能化水平。

同时强调“一张图”的价值，其含义主要是要求把数据建立在地理信息系统之上。因为矿山是一个物理系统，它们具有空间上的分布，不管是地质或地表模型的分布，还是机电模型的安防，其正常和安全运行都跟空间位置有非常重要的关系，因此，建立基于地理信息系统基础上的矿山系统，具有实际应用价值。

此外引入机器人及无人矿车，通过远程控制、预编程、人工智能自主决策方式，协助或替代人完成的工作或危险岗位的操作。为了实现安全高效生产，未来将实现智能设备的推广和普及，同时随着机器人及无人矿车技术的成熟，其成本将大幅降低，矿山将向少人化甚至于无人化的方向发展，提升安全系数和生产效率。

可有效促进矿业安全应急装备工程化应用和产业化进程，建立矿山安全生产管理各应用系统统一集成的数据标准及矿山安全生产有效管控平台，实现对矿山生产计划执行过程中的人员、设备、环境等生产要素全面管控，进而实现“管理、控制、营运”一体化。