数字双胞胎到底是什么？它们如何应用于采矿领域？

2010年11月，“数字双胞胎”首次出现在美国宇航局（NASA）的技术路线词的相关记录。NASA设想的模拟是实际航空器或系统，即一个任务在其启动前几乎可以全模拟执行。数字双胞胎，利用物理模型、传感器、航空器运营历史和其他数据源，帮助测试不同的参数和飞行计划，根据实时运行数据提供持续的装备健康预测，并指导故障排除。

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简单的讲，数字双胞胎是采矿作业的虚拟模拟器；在数字世界中的翻版，管理人员可以在给定的时间段内操纵大量变量，以查看变化将如何影响采矿作业的关键环节和流程。通过让团队能够模拟采矿过程中的变化，无论其大小，快速且不会对实际采矿作业操作造成风险，从而消除了与犯错相关的压力。简而言之，它们用来提前试错的优化工具。

选矿厂案例

PanAust（泛澳） 在老挝的Ban Houayxai金银矿， 2018年，在运行中安装了各种传感器，并配套机器学习算法，根据以前的工艺设备性能预测未来的选冶特性，以及系统的故障预测。

如何在采选运营前模拟整个操作

在设计阶段，即对工艺设备进行建模，并植入经验数据（这不是普通的三维设计），例如，泵规格、设备标高、设备中管道的长度以及来自许可数据库的矿物特性等，这些变量将如何影响操作。

更多细节从最初的项目评估到详细设计。一旦工厂开始运行，运行数据就会反馈到模型中。一些已经运行了足够长时间，拥有多年历史数据（从天气状况到钻孔和海量的选冶历史数据）的矿山，可以利用这一点，利用机器学习建立一个模拟。

数字双胞胎可以提供设备故障前的预测反馈（预测性维护）。

比如：选矿厂的旋流器开始出现问题，预测性维护系统将提前预警，这将使现场管理人员提前找常规检修期间进行维护，从而避免严重的非计划停机。

比如：浓密机底流监控。数字双胞胎帮助检查密度计的精度，当它出现故障时自动操作，监测泵的叶轮状况，并检测管道中的砂粒（当警报响起时，系统会暂时将泵速提高）。

比如：力拓（Rio Tinto）是智慧矿山的践行者，这家矿业巨头的业务板块中增加了“创新和增长”。该公司的“智慧矿山”，位于西澳大利亚的Koodaideri，正在使用一个数字双胞胎来模拟该矿的选矿厂。

比如，很多露天采矿作业，由于管理不善，每年损失巨大，这是采矿作业中常见的低效率（例如，矿卡路线没有优化）。数字双胞胎可以解决这个问题。

澳大利亚一公司正在开发的AR/VR/桌面应用程序使露采管理人员能够通过数据可视化仪表板监控其操作员的车辆（矿车、铲车、推土机等）和进度，并根据实时数据分析对司机应采取的路线或行动进行修改。

在驾驶员侧，司机通过投射到驾驶室挡风玻璃上的抬头显示器（HUD）显示方向、性能和路线反馈。

可以将任意数量的数据集（矿体、挖掘面、钻孔、路线等）、基础设施详细信息（设施、尾矿、道路、电力线和传感器数据）、环境信息（事故热点、风力状况、野生动物迁移等）和解释性内容分层到主管仪表板上，以增加实用性。

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提升矿山的盈利水平是最大的效益，它可以以降低转换成本的形式出现，它可以以降低电厂的能源成本的形式出现，它可以以提高覆盖率的形式出现。

整个矿井的智能、实时监控，使运营商能够做出数据驱动的决策，提高设备可靠性，优化矿井运营。

通过监测机器内部的振动、温度和压力等方面，系统可以评估当前的问题和预测未来的可能的故障。

哪些公司提供矿业领域的数字双胞胎解决方案？

通用电气

西门子

Bentley Systems奔特力工程软件有限公司

安尔法