日前，中國煤炭科工集團北京華宇工程有限公司（簡稱北京華宇）自主研發的“基于數字孿生技術的選煤廠靈境系統”（以下簡稱“選煤廠靈境系統”），成功破解了傳統選煤廠存在的依賴二維圖紙、設備故障響應速度慢等難題。

“選煤廠靈境系統”以數字孿生技術為核心，融合三維建模、人工智能、虛擬現實、數據可視化等技術，成功應用于陜煤集團檸條塔礦業公司選煤廠、國家能源集團包頭能源公司李家壕煤礦選煤廠等近20座選煤廠，顯著降低了維護成本。

長期以來，我國選煤廠普遍采用二維資料管理模式，不僅難以直觀展現廠內復雜的管線分布、設備聯動以及工藝流程，且對一線工人的專業化能力要求很高。

“二維圖紙就像一張平面地圖，無法快速反映工藝設備的空間關系及邏輯關系，也不能實時反映運行參數，難以支撐現場的智能化決策?！北本┤A宇科創中心負責人表示。

對此，北京華宇研發團隊從多源模型加載、數模融合、虛實交互以及工藝仿真四大方向展開攻關，歷時4年成功研發出“選煤廠靈境系統”，提供了全流程智能化解決方案，并利用數字孿生技術構建選煤廠管理新模式。

選煤廠三維模型數據量龐大，單廠模型面數普遍超過千萬級，一般采用降低模型精度、多場景拼接的方式，嚴重制約了選煤廠數字化、全要素管理的訴求。

對此，北京華宇研發了多源三維模型輕量化技術，成功融合BIM設計模型、激光點云數據、人工高保真模型，實現了3500萬面以上場景模型在瀏覽器端的一次性加載，打造出一體化且連續完整的選煤廠高精度虛擬場景。此項技術應用于李家壕煤礦選煤廠，模型加載速度較之前提升50%，設備巡檢效率較之前提升20%。

針對選煤廠數據來源雜、格式多的問題，北京華宇建立標準化數據治理體系，全面打通生產、管理、設備、監測監控、環境等12類異構數據。同時，引入先進的機器學習算法，提前預測設備故障與生產異常，大幅提升了選煤廠運營效率，顯著降低了設備故障率和非計劃停機風險。檸條塔礦業公司選煤廠利用“選煤廠靈境系統”提前12小時預警到破碎機軸承過熱故障，避免了因非計劃停機而造成生產損失。

另外，選煤廠設備突發非常見故障時，現場人員往往難以解決復雜問題，而遠程專家因時空限制，無法提供有效支援。“選煤廠靈境系統”融合增強現實、虛擬現實等前沿技術，提供了虛實結合的問題解決場景。借助“選煤廠靈境系統”，專家響應時間從原來的幾天大幅縮短至數小時內。

重介分選機、壓濾機等選煤廠運行的關鍵設備，因工況復雜、運轉頻繁，會不時出現運行故障?！斑x煤廠靈境系統”利用工藝仿真算法，對重介分選機、壓濾機等關鍵設備進行高精度建模，并結合動力學與機械特性構建仿真算法模型，模擬設備運行狀態。此外，內置2000余種故障處理預案，使關鍵設備故障率下降約20%。

檸條塔礦業公司洗選煤運中心主任賈貴明表示：“‘選煤廠靈境系統’將數字孿生技術與選煤工藝系統深度融合，為選煤廠數字化轉型提供了可借鑒的方案。”

作者：任志靜 張龍正 徐環環 版面編輯：王世雅

來源：中國煤炭報

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