掘進機數字孿生系統是基于數字孿生核心技術，為煤礦、隧道等場景的掘進機打造的 “虛實映射 + 智能管控” 系統，核心是構建與物理掘進機 1:1 精準匹配的虛擬鏡像，實現掘進全流程的實時監控、故障預警、智能優化、遠程運維，大幅提升掘進效率、安全性，降低運維成本，適配煤礦綜掘、隧道掘進等核心場景。
一、掘進機數字孿生系統核心定位
1. 虛實同步：物理掘進機運行數據實時同步至虛擬端，狀態可視化無延遲，告別 “盲掘” 和 “現場蹲守”
2. 提前預判：通過數據建模和算法分析，提前預警故障、規避掘進風險，減少非計劃停機
3. 降本增效：優化掘進參數、支持遠程調試運維，降低人工成本和設備損耗，提升掘進作業效率 20%+（行業均值）
二、掘進機數字孿生系統架構
三、掘進機數字孿生系統核心功能
1. 實時監控可視化（核心基礎功能）
虛實同屏：左側顯示物理掘進機現場視頻，右側顯示虛擬孿生體，運行參數（轉速、壓力、溫度）實時疊加在虛擬模型對應部位，異常參數紅色預警
全景監控：支持掘進機整機、關鍵零部件、作業面環境的多視角切換，可穿透查看內部液壓管路、電機狀態
數據看板：匯總掘進效率、設備利用率、安全指標，直觀展示 “今日掘進米數、故障次數、瓦斯超限次數” 等核心數據
2. 故障預警與診斷
分級預警：輕微故障（如油溫偏高）黃色預警，嚴重故障（如軸承異常）紅色預警，彈窗 + 短信推送至相關人員
精準診斷：故障發生時，虛擬孿生體自動定位故障部位，展示故障原因、歷史類似案例、處理方案，支持點擊查看零部件拆解圖
趨勢分析：生成設備關鍵部件健康趨勢曲線，預判劣化趨勢，指導預防性維護
3. 掘進過程模擬與推演
預演掘進：新工作面開工前，導入地質數據，虛擬端模擬掘進全流程，優化截割路徑和支護方案，規避地質風險
應急推演：模擬瓦斯超限、設備卡滯等應急場景，推演處置流程，提升現場應急能力
回放追溯：支持掘進過程歷史回放，可定位任意時間點的設備狀態、作業參數，便于事故溯源和問題分析
4. 遠程運維與控制
遠程調試：運維人員無需到現場，通過虛擬孿生體遠程調整掘進機參數（如液壓壓力、牽引速度），適配不同工況
遠程會診：支持多人在線查看虛擬孿生體，異地專家協同診斷故障，減少現場會診成本
權限管控：遠程控制需多級授權，避免誤操作，保障作業安全
5. 智能掘進優化
自適應截割：根據圍巖硬度、地質變化，自動調整截割頭轉速和牽引速度，實現 “硬巖慢割、軟巖快割”，提升效率且保護設備
斷面管控：實時監測掘進斷面尺寸，對比設計斷面，超挖 / 欠挖時自動提醒，確保工程質量
能耗優化：通過參數調整，降低電機、液壓系統能耗，實現節能掘進
四、掘進機數字孿生系統適配場景
五、掘進機數字孿生系統對比傳統管控模式
六、掘進機數字孿生系統應用價值
1. 安全層面：杜絕 “人盯機” 的盲區，提前預警設備和環境風險，大幅降低掘進作業安全事故率
2. 效率層面：智能優化掘進參數，減少停機時間，提升掘進效率，助力煤礦 “快速掘進”、隧道 “按期貫通”
3. 成本層面：降低人工巡檢、現場維保、故障維修成本，延長設備使用壽命，實現降本增效
4. 管理層面：實現掘進作業全流程數字化、可視化管控，助力礦山 / 隧道行業向 “智慧掘進” 轉型
七、掘進機數字孿生系統操作簡述
1、實時監測
通過傳感器收集掘進機的關鍵參數，如溫度、壓力、振動等，實時展示在數字模型中，幫助操作人員實時了解并掌握設備狀況，入設備出現異常情況，也能夠及時進行人為預防。
2、預測性維護
利用數據分析和機器學習算法，預測設備故障和維護需求，提前安排維修，減少停機時間和成本。
3、優化運營
分析掘進機的工作效率和能耗，提供優化建議，以提高生產效率和降低成本，以最高效率和最低能耗優化生產，提高生產量等。
4、培訓與模擬
為操作人員和工程師提供虛擬的培訓環境，模擬不同工況和故障場景，提高技能水平和應對能力。“掘進機數字孿生系統”還原井下實際環境，對設備工作原理、動作進行仿真。通過軟硬件的結合，學員可以在掘進機上、控制中心操作臺上模擬操作井下掘進機工作；并且可以在虛擬控制面板上進行掘進流程的操作；
5、遠程監控
允許遠程管理和控制掘進機，方便專家遠程指導和解決問題。掘進機數字孿生系統有助于提高設備可靠性、安全性和效率、為礦山、隧道等領域的掘進作業提供有力支持。
掘進機數字孿生系統，該系統具有掘進機作業的標準性、安全性，場景布置仿真度高，井下生產場景和狀態逼真度強，且具有適用于液晶屏和投影的高適用性和高實用性等特點。
