数字孪生矿山之二：数字孪生矿山

导读：数字孪生矿山联合实验室于2021年编写了《数字孪生矿山白皮书》，分析了数字孪生矿山关键核心技术，设计了可视化的虚拟矿山、实时同步的动态矿山和互操作的孪生矿山三阶段的演进路径，展望了华电力拓数字生态建设愿景。

数字孪生体作为第四次工业革命的通用目的技术，自2009年提出之后发展了十多年，它在国防和航空航天领域的杰出表现，吸引了各大企业纷纷采用该技术来推动数字化转型。由于实体经济企业涉及到物理场景和设备，数字孪生体横跨物理世界和数字空间，其开放架构能够融合人工智能和大数据等新型技术，具有广泛的应用前景，被称为推动国民经济持续增长的动能之一。

我国非常重视新型技术在推动企业高质量发展中的作用，国家发改委和中央网信办于2020年4月发布了《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》，提出了“数字孪生创新计划”[1]；国资委在8月份发布了《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》，多处强调数字孪生体技术的应用。

从全球领先的数字矿山解决方案提供商来看，布局和引入数字孪生体技术已成为共识，最近几年产业基金和工业软件企业纷纷布局数字孪生矿山解决方案，例如加拿大产业基金Vela Software、瑞典海克斯康和法国达索系统等，它们长期侵淫工业软件多年，对其发展趋势有深刻理解，在矿山软件开始往数字孪生化转变的时候，悄然在市场上寻找猎物，把一些具有特色的数字矿山软件收入囊中。

表格 1 全球数字矿山部分解决方案厂商情况

正如本白皮书在数字矿山起源中所讲，20年前开启的数字矿山，虽然开始利用计算机辅助设计和显示能力，但大部分停留在国家研究实验室中，即便在一些矿山得到应用，也未形成体系性的解决方案，对矿山管理者和工人的价值不突出，经过五六年的探索之后，缺少了政府相关资源及资金支持，相关项目通常落得销声匿迹的结果。

早在20年前，我国针对矿山领域也开展了三维建模仿真的研究，部分技术还进行了产业转化，但由于行业需求不明显，全国矿山领域的信息化工作还未完成，把工业软件应用到生产现场不是矿山行业急迫的需求，这使得这些“先进技术”没有用武之地，商业模式也无法建立起来。

中国人民大学国际能源战略研究中心最近几年发布的《能源企业全球竞争力报告》，相关数据显示我国能源企业（包括煤矿企业）规模已经是全球第一，目前处于提高经营绩效的关键阶段，率先引入新一代数字技术成为推动这些企业引领行业发展的必然选择。

随着数字孪生体关键技术的突破，更低成本更好效果的数字孪生矿山解决方案应运而生，虽然传统三维建模仿真在数字孪生矿山解决方案中比较重要，但市场上存在大量的开源项目，能大幅降低研发数字孪生矿山软件的难度和成本。在这次数字孪生矿山发展机遇中，传统工业软件巨头并不占先发优势，它们庞大的官僚体系反而成为拖累，我国企业通过采纳新发展理念，跨越传统解决方案，直接面向下一代数字孪生矿山需求开展研发工作，能够在第四次工业革命浪潮中脱颖而出。

对于全球产业基金和工业软件巨头布局抢夺数字孪生矿山解决方案市场的举动，我国相关部门及企业应主动作为，特别是经营矿山的国有企业，应借助这一轮数字化转型浪潮带来的机遇，利用自己的矿山开展探索。大部分国有企业设有技术服务子公司，应提供先进技术的应用场景，磨砺解决方案服务能力，帮助其技术子公司成长为数字经济的龙头企业。

[1] 工业4.0研究院参与了国家发改委的数字孪生体专题研究，并支撑起草了“数字孪生创新计划“。