智慧矿山工业互联网技术架构探讨

针对智慧矿山建设过程中存在的信息孤岛、数据质量和网络信息安全等问题,分析了智慧矿山建设技术架构现状,对比了智慧矿山建设与煤炭工业互联网关系,采用以ISO/IEC/IEEE42010系统与软件工程标准为主要方法论,提出了智慧矿山工业互联网架构体系,包括设备层、边缘层、企业层和产业层的“网络、标识、平台、安全”四大系统建设,提出了智慧矿山工业互联网平台技术5层架构,分析了各层构建的主要内容和相互关系,包括:①现场层,提供工业设备与业务管理数据来源与流程优化场景;②边缘层,构建基于OPC UA与TSN融合的边缘云计算架构,实现感知、互联与计算的边缘侧应用闭环;③IaaS层,构建基于边云协同的存储与计算架构,实现网络、存储、CPU等资源虚拟化与池化;④工业PaaS平台层,包括通用资源部署与管理、矿山大数据引擎、矿山机理与大数据建模分析、矿山数字孪生信息模型建模引擎和基于微服务框架及组件开发环境;⑤工业SaaS应用层,调用和封装工业PaaS平台上的开发工具、矿山机理模型、数据驱动模型等服务开发智慧矿山业务运行与矿山智能化应用APP。并探讨了基于智慧矿山工业互联网操作系统PaaS平台构建“智慧矿山大脑”赋能智慧矿山建设,主要有矿山资源勘察、数字化协同设计、矿井施工管理、综合自动化集成、智能开采、快速掘进、地测管理、故障诊断、智能物流、智能通风、精准感知、重大危险源辨识与控制等赋能应用场景,最后进行了总结和展望。

工业互联网平台的架构设计

在世界强国纷纷推进"再工业化战略"的大背景下,发展工业互联网成为了共同的选择,也成为了一个国家的战略性决策。工业互联网一面连着工业制造业,一面连着新一代互联网技术,既可通过技术创新加快生产力的发展,又可通过模式创新重构生产关系。首先定义了工业互联网万物互联的本质问题,然后介绍了通过数字化、网络化、智能化等通用技术,实现智能制造的伟大目标,最后阐述了工业互联网平台的层次架构,包括边缘接入层、基础设施层、工业平台层、工业应用层等。

“5G+工业互联网”采矿智能化顶层设计和技术应用研究

当前,5G技术正在加快与北斗、采矿工业物联网、人工智能、大数据和数字孪生等技术融合。研究了基于“5G+工业互联网”的采矿行业智能化技术体系:通过“云物大智移”与井工矿、露天矿的生产、管理、服务应用场景深度融合,提出采矿智能化的顶层设计,并重点介绍基于数字孪生的人机协同系统和数智中台的设计,推动采矿行业生产进入智能化阶段。通过实际研发应用,证明“5G+工业互联网”满足采矿作业要求和智能化要求,对提高矿山作业安全、生产效率和质量产出效果显著,应用数字孪生和数智中台技术能够更加逼真、更加智能、更加有效、更加安全地提升矿山整体经济效能,同时也为该技术体系的深入研究提供参考。

新阶段工业互联网平台演进及其数字化技术分析

结合当前我国加快新型基础设施建设、新冠肺炎疫情防控的背景,本文以工业互联网平台为对象,分析当前技术发展特点及趋势,研究工业互联网平台主流体系架构,梳理我国工业互联网迭代过程。通过对工业互联网平台中的信息物理系统、数字孪生、工业PaaS、先进计算等关键数字化技术应用情况的分析,本次研究提出我国工业互联网平台遇到的数字化技术问题,研判在数字化转型新阶段应用赋能的发展路径。