Цифровая трансформация и интеллектуализация горнотехнических систем

Развитие производственного сектора требует повышения его гибкости, изменчивости, возможности быстро и адекватно реагировать на внешние изменения экономической ситуации. Для этого необходимо внедрение киберфизических систем, так называемых «цифровых двойников» (digital twin). В статье проведен анализ развития «цифровых аналогов» месторождения твердых полезных ископаемых и горных предприятий, ведущих их разработку. Определено понятие «цифрового двойника». Прослежено постепенное усложнение представления «цифрового двойника» горного предприятия при решении вопросов по развитию горных работ, определению технологических параметров, оценке возможной трансформации массива горных пород под влиянием техногенного воздействия, выработке мероприятий по предотвращению нежелательных явлений, исследованию фазовых переходов вещества (газовыделение, пылеобразование), контролю эффективности систем проветривания и вентиляции, оперативному управлению технологическим процессом, контролю промышленной безопасности. Определена необходимость уточнения функциональной направленности при определении «цифрового двойника» месторождения твердых полезных ископаемых и горного предприятия.

Ключевые слова: горное предприятие, месторождение полезных ископаемых, цифровой двойник, объект, модель, виртуальное представление, технологический процесс, горные работы, промышленная безопасность.
Как процитировать:

Захаров В. Н., Кубрин С. С. Цифровая трансформация и интеллектуализация горнотехнических систем // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5-2. — С. 31—47. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_52_0_31.

Благодарности:
Номер: 5
Год: 2022
Номера страниц: 31-47
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.1, 622.062, 622.06
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_52_0_31
Дата поступления: 18.10.2021
Дата получения рецензии: 28.02.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.04.2022
Информация об авторах:

Захаров Валерий Николаевич1 — член-корреспондент РАН, директор, ipkon-dir@ ipkonran.ru;
Кубрин Сергей Сергеевич1 — профессор, докт. тех. наук, зав. лабораторией ИПКОН РАН, e-mai s_kubrin@mail.ru, тел. +7(494) 3600735 г. Москва
1 Институт проблем комплексного освоения недр РАН, Москва, Россия.

 

Контактное лицо:
Список литературы:

1. Jack Reid and Donna Rhodes, Digital system models: An investigation of the nontechnical challenges and research needs, Conference on Systems Engineering Research, Systems Engineering Advancement Research Initiative, Massachusetts Institute of Technology, 2016.

2. Michael Grieves, Digital twin: Manufacturing excellence through virtual factory replication. Wayback Machine, 2014, p. 1. https://web.archive.org/web/20170517031855/ http://innovate.fit.edu/plm/documents/doc_mgr/912/1411.0_Digital_Twin_White_Paper_Dr_ Grieves.pdf (дата обращения 20.02.2022).

3. Coppinger, R., Design through the  looking  glass  [digital  twins  of  real products]. Engineering & Technology, December 2016. 2016, vol. 11, is. 11, pp. 58–59. DOI: 10.1049/et.2016.1106.

4. Петухов С. В., Акимов А. А. VR шахта тренажер в виртуальной реальности. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2020617327, 03.07.2020. Заявка no. 2020614046 от 28.04.2020.

5. Лютягин Д. В., Яшин В. П., Забайкин Ю. В., Якунин М. А. Особенности и тенденции цифровой трансформации российской горнодобывающей отрасли. Экономика вчера, сегодня, завтра. 2019. Т. 9. no. 7–1. С. 147–159.

6. Тимофеев А., Волков М., Могучев М., Щетинин С. Цифровое будущее горнорудного предприятия. BCG-Review-September-2020. С. 9–25.

7. Малиновский И., Головинский Д. Цифровое обогащение. BCG-ReviewSeptember-2020. С. 35–41.

8. Робин Вуд (Robin Wood), Крейг Стюарт. Насущная потребность в технологии «цифровых двойников». BCG-Review-September-2020, С. 43–49.

9. Hodgkinson J. H., Elmouttie M. Cousins, siblings and twins: А review of the geological model’s place in the digital mine. Resources. 2020, vol. 9, no 3, pp. 24.

10. Ворошилов С. П., Седельников Г. Е., Сюняев А. Г. Виртуальный имитационный тренажер для отработки индивидуальных правильных действий, а также согласованных действий горного диспетчера и работников, находящихся под землей, при аварии в шахте. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2015610748, 16.01.2015. Заявка no. 2014661572 от 17.11.2014.

11. Машнюк А. Н., Михайлов В. И., Седельников Г. Е., Голубев С. С. Формирование навыков безопасных действий у работников с использованием технологий виртуальной реальности. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № S49. С. 362– 374.

12. Kang S. S., Jang B. A., Kang C. W., Obara Y., Kim J. M. Rock stress measurements and the state of stress at an open-pit limestone mine in Japan. Engineering Geology. 2002, vol. 67, no. 1–2, pp. 201–217.

13. Кубрин С. С., Кудряшов В. В., Терешкин А. И. Принципы  пылевого  контроля в угольных шахтах. Горный информационно-аналитический бюллетень.2018. № S49. С. 257–272. DOI 10.25018/0236–1493–2018–11–49–257–272.

14. Кудряшов В. В., Кубрин С. С., Костеренко В. Н., Терешкин А. И. Проблемы пылевого контроля в угольных шахтах. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 1.— С. 89–98. DOI: 10.25018/0236–1493–2020–1–0–89–98.

15. Savolainen J.,  Urbani  M. Maintenance  optimization  for  a multi-unit  system with digital twin simulation: example from the mining industry. Journal of Intelligent Manufacturing. 2021.

16. Kopylov K. N., Kubrin S. S., Blokhin D. I. The simulation of the excavation sites of coal mines. Mining goes digital. Proceeding in Earth and geosciences. Proceeding of the 39-th International symposium application of computers and operation research in the mineral industry (APCOM 2019). Wroclaw, Poland, June 2019, vol. 3, pp. 473–480.

17. Окольнишников В. В., Ордин А. А., Рудометов С. В. Разработка цифрового двойника очистного забоя угольной шахты. Распределенные информационновычислительные ресурсы. Цифровые двойники и большие данные. (DICR-2019). Труды XVII Международной конференции. 2019. С. 148–152.

18. Гончаров В. А., Отроков А. В. Разработка цифровых двойников погрузочных органов горнопроходческих машин. Российская наука в современном мире. Сборник статей XXXIX международной научно-практической конференции. Москва, 2021. С. 41–44.

19. Бутко А. О., Кузнецов П. М., Хорошко Л. Л. Организация цифрового двойника процессов восстановления дробильно-измельчительного оборудования. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. — № 8. С. 130–144.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.