面向智能矿山与新工科的数字孪生技术研究

张帆^1,2，李闯¹，李昊¹，刘毅¹

1. 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院2. 中国矿业大学(北京)智慧矿山与机器人研究院

摘 要：将数字孪生与人工智能（AI）技术相结合,提出了基于数字孪生+AI的智能矿山建设新思路。探索了智能矿山技术发展路径,研究了数字孪生技术的特征、应用领域及发展趋势,指出数字孪生是数字化矿山发展的必然趋势。提出了基于数字孪生+AI的智能矿山理论架构,构建了矿山数字孪生模型,模型自下而上分别为矿山全要素物理实体、矿山信息物理融合层、矿山数字孪生模型、矿山孪生数据交互层、矿山应用智能服务层,据此实现智能矿山的泛在感知、协同控制和智能决策与优化。从应用实际需求出发,探讨了智能矿山模型构建技术、智能开采数字孪生体技术、矿山智能控制技术、矿山设备故障预测、基于数字孪生的人机交互等关键技术。通过研究数字孪生在智能矿山中的应用,为AI技术在智能矿山应用落地提供思路,为未来智能矿山新工科建设提供理论借鉴。

关键词：智能矿山;数字孪生;人工智能;矿山数字孪生模型;智能开采数字孪生体;