北京華宇讓選煤廠孿生出真實(shí)場(chǎng)景

日前，中國煤炭科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司（簡(jiǎn)稱北京華宇）自主研發(fā)的“基于數(shù)字孿生技術(shù)的選煤廠靈境系統(tǒng)”（以下簡(jiǎn)稱“選煤廠靈境系統(tǒng)”），成功破解了傳統(tǒng)選煤廠存在的依賴二維圖紙、設(shè)備故障響應(yīng)速度慢等難題。

“選煤廠靈境系統(tǒng)”以數(shù)字孿生技術(shù)為核心，融合三維建模、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)，成功應(yīng)用于陜煤集團(tuán)檸條塔礦業(yè)公司選煤廠、國家能源集團(tuán)包頭能源公司李家壕煤礦選煤廠等近20座選煤廠，顯著降低了維護(hù)成本。

長(zhǎng)期以來，我國選煤廠普遍采用二維資料管理模式，不僅難以直觀展現(xiàn)廠內(nèi)復(fù)雜的管線分布、設(shè)備聯(lián)動(dòng)以及工藝流程，且對(duì)一線工人的專業(yè)化能力要求很高。

“二維圖紙就像一張平面地圖，無法快速反映工藝設(shè)備的空間關(guān)系及邏輯關(guān)系，也不能實(shí)時(shí)反映運(yùn)行參數(shù)，難以支撐現(xiàn)場(chǎng)的智能化決策。”北京華宇科創(chuàng)中心負(fù)責(zé)人表示。

對(duì)此，北京華宇研發(fā)團(tuán)隊(duì)從多源模型加載、數(shù)模融合、虛實(shí)交互以及工藝仿真四大方向展開攻關(guān)，歷時(shí)4年成功研發(fā)出“選煤廠靈境系統(tǒng)”，提供了全流程智能化解決方案，并利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建選煤廠管理新模式。

選煤廠三維模型數(shù)據(jù)量龐大，單廠模型面數(shù)普遍超過千萬級(jí)，一般采用降低模型精度、多場(chǎng)景拼接的方式，嚴(yán)重制約了選煤廠數(shù)字化、全要素管理的訴求。

對(duì)此，北京華宇研發(fā)了多源三維模型輕量化技術(shù)，成功融合BIM設(shè)計(jì)模型、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、人工高保真模型，實(shí)現(xiàn)了3500萬面以上場(chǎng)景模型在瀏覽器端的一次性加載，打造出一體化且連續(xù)完整的選煤廠高精度虛擬場(chǎng)景。此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于李家壕煤礦選煤廠，模型加載速度較之前提升50%，設(shè)備巡檢效率較之前提升20%。

針對(duì)選煤廠數(shù)據(jù)來源雜、格式多的問題，北京華宇建立標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)治理體系，全面打通生產(chǎn)、管理、設(shè)備、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、環(huán)境等12類異構(gòu)數(shù)據(jù)。同時(shí)，引入先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，提前預(yù)測(cè)設(shè)備故障與生產(chǎn)異常，大幅提升了選煤廠運(yùn)營效率，顯著降低了設(shè)備故障率和非計(jì)劃停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。檸條塔礦業(yè)公司選煤廠利用“選煤廠靈境系統(tǒng)”提前12小時(shí)預(yù)警到破碎機(jī)軸承過熱故障，避免了因非計(jì)劃停機(jī)而造成生產(chǎn)損失。

另外，選煤廠設(shè)備突發(fā)非常見故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員往往難以解決復(fù)雜問題，而遠(yuǎn)程專家因時(shí)空限制，無法提供有效支援。“選煤廠靈境系統(tǒng)”融合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等前沿技術(shù)，提供了虛實(shí)結(jié)合的問題解決場(chǎng)景。借助“選煤廠靈境系統(tǒng)”，專家響應(yīng)時(shí)間從原來的幾天大幅縮短至數(shù)小時(shí)內(nèi)。

重介分選機(jī)、壓濾機(jī)等選煤廠運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，因工況復(fù)雜、運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁，會(huì)不時(shí)出現(xiàn)運(yùn)行故障?！斑x煤廠靈境系統(tǒng)”利用工藝仿真算法，對(duì)重介分選機(jī)、壓濾機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行高精度建模，并結(jié)合動(dòng)力學(xué)與機(jī)械特性構(gòu)建仿真算法模型，模擬設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。此外，內(nèi)置2000余種故障處理預(yù)案，使關(guān)鍵設(shè)備故障率下降約20%。

檸條塔礦業(yè)公司洗選煤運(yùn)中心主任賈貴明表示：“‘選煤廠靈境系統(tǒng)’將數(shù)字孿生技術(shù)與選煤工藝系統(tǒng)深度融合，為選煤廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了可借鑒的方案?！?/p>

作者：任志靜 張龍正 徐環(huán)環(huán) 版面編輯：王世雅

來源：中國煤炭報(bào)

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