5G+礦業(yè):技術(shù)補課攻破產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸
在以5G為代表的信息技術(shù)的加持下,智慧礦山從概念走向落地,為我國礦業(yè)逐步實現(xiàn)無人化運營提供了有力支撐。
2022年世界5G大會將在哈爾濱舉行中國工程院院士,中國礦業(yè)大學校長葛書面回復了科技日報記者的采訪,并表示期待越來越多的科研院所,高科技公司和工業(yè)企業(yè)致力于智慧礦山5G生態(tài)圈的建設(shè),進一步豐富5G在智慧礦山的應(yīng)用
科技日報:礦業(yè)的安全無人操作被認為是最適合5G等新興技術(shù)的環(huán)節(jié),但礦業(yè)環(huán)境對設(shè)備和操作有著嚴格的要求如何借助5G等ICT技術(shù),更好更快地解決這個問題
葛:礦山無人操作是一個系統(tǒng)工程,也是礦山智能化的發(fā)展目標但是礦井工作環(huán)境非常惡劣,對設(shè)備的要求極其嚴格智能挖掘還有很多亟待解決的問題,比如感知能力不夠,設(shè)備可靠性不夠,終端計算速度不夠,信息互通不夠,人機交互不夠等
借助5G,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),人工智能,大數(shù)據(jù),數(shù)字結(jié)對等新一代ICT技術(shù),礦井智能化應(yīng)更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)無處不在的高速存取,設(shè)備實時控制,圖像視頻智能分析,災(zāi)害監(jiān)測預警,機電設(shè)備故障診斷等功能,最終構(gòu)建礦山生產(chǎn),運輸,銷售,儲存,使用全過程的透明體系新一代ICT技術(shù)作為礦山智能化的核心支撐技術(shù),必須以科技創(chuàng)新為驅(qū)動,推動ICT技術(shù)與礦業(yè)的深度融合,實現(xiàn)礦山的安全無人化運營,最終推動礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
科技日報:目前國內(nèi)知名煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程智能化大致處于什么水平,5G起到或?qū)⑵鸬绞裁醋饔谩?/p>
葛:截至2022年4月,全國已有近400座煤礦開展了智能化建設(shè),建成813個智能化采煤工作面,其中采煤工作面477個,掘進工作面336個智能技術(shù)為煤礦減人,增安,增效做出了重要貢獻目前,一級智能采煤工作面基于5G通信和邊緣計算技術(shù),實現(xiàn)了工作面全景高清視頻監(jiān)控,基于視頻AI分析的液壓支架狀態(tài)識別,人員三違識別等智能化應(yīng)用,達到了一鍵啟停,無人操作,巡視,遠程干預的智能化建設(shè)目標
在露天礦無人駕駛方面,國家能源集團聯(lián)合中國礦業(yè)大學,航天重工,中科院自動化所等礦山無人駕駛領(lǐng)域的主要科研院所和企業(yè),共同研發(fā)了露天礦機器人自主運輸和裝卸系統(tǒng),將在露天礦無人駕駛,協(xié)同裝卸,分組調(diào)度,安全技術(shù)等方面不斷取得突破,推動無人駕駛技術(shù)在露天礦更深層次,更廣泛的應(yīng)用。
目前,5G地下礦山項目的應(yīng)用正在煤礦行業(yè)廣泛開展神東上灣煤礦,山西新元煤礦,陜西小保當煤礦,曹家灘煤礦等數(shù)十家煤礦已率先建設(shè)基于5G的專用礦井移動通信網(wǎng)絡(luò),國家能源集團,中煤集團等大型煤礦企業(yè)所屬的數(shù)十家礦井也在建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)基于5G網(wǎng)絡(luò)的煤礦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是煤礦智能系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),將使數(shù)據(jù)訪問更加便捷,數(shù)據(jù)傳輸更加快速,決策控制更加及時可靠,有效推動煤礦智能化水平的整體提升
科技日報:您曾提出用數(shù)字雙胞胎構(gòu)建新的智能平臺來模擬實際的煤礦開采這樣的平臺建設(shè)有哪些障礙哪些環(huán)節(jié)會使用5G/6G技術(shù)
葛榮石:數(shù)字孿生是最近幾年來迅速發(fā)展的工業(yè)數(shù)字技術(shù)2020年,我們首次提出了煤礦數(shù)字雙聯(lián)的概念,系統(tǒng)闡述了數(shù)字雙聯(lián)的內(nèi)涵,提出了集5G通信技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),仿生智能技術(shù)于一體的數(shù)字雙聯(lián)智能采煤工作面10項關(guān)鍵技術(shù)
目前,煤礦數(shù)字雙生系統(tǒng)仍處于頂層規(guī)劃和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計層面,仍有許多理論和技術(shù)問題有待解決,如煤礦地質(zhì)精細化模型,多物理場仿真引擎等5G/6G技術(shù)也將在煤礦數(shù)字孿生系統(tǒng)中發(fā)揮作用比如在twin與物理系統(tǒng)的虛實交互中,數(shù)字twin系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的雙向交互數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捄蜁r延要求很高,這是5G/6G通信技術(shù)的優(yōu)勢
科技日報:中國綠色采煤最大的問題是什么機器人能在多大程度上發(fā)揮作用
葛:中國綠色煤炭開采的重要問題是如何實現(xiàn)煤炭開采的低損耗,低碳化一方面,要推廣應(yīng)用低損失開采,土地復墾,礦區(qū)生態(tài)治理等技術(shù)另一方面,要減少煤炭開發(fā)利用過程中的碳排放,普及二氧化碳捕集和封存技術(shù),嚴格控制開采過程中的甲烷排放
煤礦機器人是實現(xiàn)煤礦智能化的主要載體,主要起到減人,增安,增效的作用最近幾年來,煤礦機器人的發(fā)展和應(yīng)用取得了長足的進步,煤礦采掘機器人已經(jīng)成為智能煤礦采掘工作面的主要裝備煤礦機器人如巡檢,安全控制,運輸,輔助作業(yè)等也得到了廣泛應(yīng)用未來,越來越多的關(guān)鍵工作將被機器人取代
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