智慧矿山未来到底是什么样？
真正实现无人化的数字矿山、绿色矿山，还有哪些技术有待攻克？
一直从事煤矿信息化研究的专家、中国矿业大学丁恩杰教授今年在《煤炭学报》上发表了一篇文章。在这篇名为《矿山信息化发展及以数字孪生为核心的智慧矿山关键技术》中，丁教授不仅回顾了中国打造“智慧矿山”所经历的几个历史阶段，同时还指出未来真正实现矿山的“智慧化”，需要解决的关键技术。
“智慧矿山”在中国的起步，可以追溯到上个世纪的八十年代。
1984年，煤炭工业部通信信息中心成立，宣示了中国煤炭信息化建设正式开启。
第一个阶段是单机自动化。因为受制于通讯网络的不发达，单机自动化结局是形成了一个又一个的信息“孤岛”，整座矿山无法形成信息共享。
2000年之后，得益于无线传感器网络及工业以太网技术的飞速发展，为矿山各系统之间互联互通的实现奠定了基础。于是，中国的矿山进入了综合自动化时期。
综合自动化时期解决了单机自动化时期的信息连通的困境。各个子系统之间存在的“信息孤岛”建立了连接，整个矿山的信息实现了融合分析处理。
然而，这个阶段出现的问题是，传感器与各种装备无法联网，设备与设备之间的协同控制无法实现。而且，因为没有高效的算法做支撑，传感器采集来的大数据，利用率也有限。
直到物联网技术的广泛应用，这种局面才得以改善。
在这个阶段，矿山开采的无人化和自动化水平得到很大的提升。智能传感器的使用，设备开始从原先的“自动化”开始向“智能化”过度；高速通信技术实现万物互联；智能算法的研发成功和使用，对大数据的挖掘，实现实时控制、精准管理和科学决策，都起到了良好作用。
丁恩杰教授认为，即便到了这一步，虽然人工智能和大数据为代表的新兴技术也融入其中，实现生产复杂流程的自动化，进一步简化了人工操作，也只能算是“智慧矿山”的中级阶段，离未来矿山智能化发展的高级阶段还有距离。
在他看来，真正的智慧矿山，是将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术深度融合，形成矿山全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统，实现矿井开拓、采掘、运通、分选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程的智能化运行。
丁教授认为，要让矿山真正“智慧”起来，进入高级阶段，提高矿山生产的智能化水平，从而实现矿山无人化或少人化。还有待很多核心技术的研发与投入使用。
所以，在文章中，丁教授提出，以数字孪生技术为核心，围绕矿山生产场景和智能装备的知识服务体系是智慧矿山下一步需要重点研究的方向。
什么是数字孪生技术？如何利用数字孪生技术实现矿山的“智慧化”？
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（撰稿/安安 摄影/泰华）
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