数字孪生-应对智能化综采工作面技术挑战_中国煤炭行业知识服务平台

数字孪生-应对智能化综采工作面技术挑战

作者

葛世荣王世博管增伦王雪松安文龙吕渊博陈书航
单位

中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院中国矿业大学机电工程学院太重煤机有限公司无锡雪浪数制科技有限公司
摘要

基于智能化综采工作面目标任务-自主完成综采工作面可靠割煤、保持工作面几何关系、顶板可靠支护，提出了综采工作面智能控制关键技术，包括采煤机定位技术、工作面可视化技术、液压支架电液控制技术（装置）、工作面通信技术、综采装备协同控制技术、采煤机自动调高技术、工作面自动调直技术和工作面围岩支护控制技术（其中前3种技术属于智能化综采工作面的感知与执行层，工作面通信技术是智能化综采工作面的传输层，后4种技术属于智能化综采工作面的决策层）。指出智能化综采工作面面临的挑战为决策层的自主决策能力不能适应复杂多变的工况、感知与执行层不能支撑决策层的信息需求和决策指令的可靠执行。针对上述挑战问题，采用基于仿真的数字孪生建模方法，提出了综采工作面数字孪生系统架构。综采工作面数字孪生系统虚拟实体包括机理模型和行为模型，利用综采装备机理模型可获得综采装备物理系统的不可测数据，行为模型可为综采工作面智能控制系统提供反映物理装备运行状态的全息信息，解决决策层数据信息匮乏问题；综采装备机理模型与其控制系统组合的离线运行模式形成综采工作面硬件在环仿真系统，为基于工艺规则的智能控制算法提供测试平台；综采装备机理模型、行为模型与其控制系统组合的离线运行模式形成综采工作面计算实验系统，为综采工作面智能控制系统真正的自主决策复杂算法开发提供测试平台。
关键词

智能化综采工作面综采工作面智能控制综采装备数字孪生基于仿真的数字孪生建模机理模型行为模型
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金面上项目（51874279）；
文章目录

0 引言
1 智能化综采工作面面临的挑战
2 数字孪生发展现状
2.1 数字孪生的定义与内涵
2.2 数字孪生建模
2.2.1 数字孪生与建模仿真
2.2.2 数字孪生建模方法
3 数字孪生对智能化综采工作面的作用
4 结论
引用格式

葛世荣,王世博,管增伦,王雪松,安文龙,吕渊博,陈书航.数字孪生-应对智能化综采工作面技术挑战[J].工矿自动化,2022,48(07):1-12.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.17959.
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