(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210617032.0 (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 云南大学 地址 650000 云南省昆明市五华区翠湖北 路2号 (72)发明人 吴建德　 (74)专利代理 机构 北京智行 阳光知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11738 专利代理师 潘红艳 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/02(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系 统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字孪生的矿山设 备健康管理系统及方法， 涉及矿山管理领域， 针 对传统的技术手段很难在设备的全生命周期中 进行信息管理的问题。 现提出如下方案， 其其包 括数字空间、 物理空间、 仿真数据、 运行数据和实 时数据， 所述数字空间通过所述仿真数据、 运行 状态和实时数据与所述物理空间进行信息交互 连接， 所述运行状态和实时数据是通过所述物理 空间获得， 所述仿真数据是通过所述数字空间仿 真获得。 本发 明能够利用多源传感器和数据融合 对矿山设备的健康状况进行评估， 对矿山设备故 障诊断及性能预测进行表征。 能够基于孪生数据 驱动， 实现矿山物理设备与虚拟设备的同步映 射、 实时交互及精准服务， 形成矿山设备健康管 理新模式。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114862054 A 2022.08.05 CN 114862054 A 1.一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系统， 其特征在于， 包括数字空间、 物理空 间、 仿真数据、 运行数据和实时数据， 所述数字空间通过所述仿真数据、 运行状态和实时数 据与所述物理空间进行信息交互连接， 所述运行状态和实时数据是通过所述物理空间获 得， 所述仿真数据是通过 所述数字空间仿真获得。 2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系统及方法， 其特征 在于， 所述物理 空间包括但不限于几何参数、 传感器布置、 运动关系和信息融合。 3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系统， 其特征在于， 所 述运行状态包括但不限于设备位置、 设备 俯仰角和几何参数。 4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系统， 其特征在于， 所 述实时数据包括但不限于电机温度、 液压值、 电机电流和输送机链速 。 5.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系统， 其特 征在于， 所述仿真数据包括但不限于精准控制、 故障诊断、 控制优化和性能预测。 6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系统， 其特征在于， 所 述数字空间包括但不限于 仿真模型、 逻辑模型、 数据模型和动画渲染。 7.一种基于数字孪生的矿山设备健康管理方法， 其特征在于， 包括基于数字孪生的矿 山故障与健康预测， 具体步骤如下： 步骤1， 通过物理空间的几何参数、 传感器布置、 运动关系和信息融合获取设备的运行 状态和实时数据； 步骤2， 通过步骤1中的运行状态和实时数据构建数字空间的仿真模型、 逻辑模型、 数据 模型及动画渲染； 步骤3， 利用数字空间的仿真模型、 逻辑模型、 数据模型及动画渲染来仿真得到精准监 测、 设备控制优化、 故障诊断及性能预测数据； 步骤4， 将精准监测、 设备控制优化、 故障诊断及性能预测数据反馈到物理空间并做出 调整， 完成矿山的故障诊断与健康预测。 8.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生的矿山设备健康管理方法， 其特征在于， 所 述运行状态包括但不限于设备位置、 设备俯仰角和几何参数， 所述实时数据包括但不限于 电机温度、 液压值、 电机电流和输送机链速 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114862054 A 2一种基于数字孪生的矿山设 备健康管理系统及方 法 技术领域 [0001]本发明涉及矿山管理领域， 尤其涉及一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系统 及方法。 背景技术 [0002]矿山包括煤矿、 金属矿、 非金属矿、 建材矿和化学矿等等。 矿山规模(也称生产能 力)通常用年产量或日产量表示。 年产量即矿山每年生产的矿石数量。 按产量的大小， 分为 大型、 中型、 小型3种类型。 矿山规模的大小， 要与矿山经济合理的服务年限相适应， 只有这 样， 才能节省基建费用， 降低成本。 在矿山生产过程中， 采掘作业既是消耗人力、 物力最多， 占用资金最多， 又是降低采矿成本潜力最大 的生产环节。 降低采掘成本的主要途径是提高 劳动生产率及产品质量， 降低物资消耗。 [0003]数字孪生是实体设备设施、 业务流程和系统的虚拟副本， 通过物联网数据可以处 理和存储所有的核心要素和 动态信息， 以真实与虚拟之 间互动的方式反映设备全生命周期 的变化和信息更新， 因而可以容 易地在设备全生命周期管理中发挥独特的作用。 [0004]然而， 由于矿山设备种类繁多， 数量庞大， 传统的技术手段很难在设备的全生命周 期中进行信息管理， 为此， 我们需要一种基于数字 孪生的矿山设备健康管理系统及方法。 发明内容 [0005](一)发明目的 [0006]有鉴于此， 本发明的目的在于提出一种基于数字孪生的矿山设备健康管理系统及 方法， 以解决传统的技 术手段很难在设备的全生命周期中进行信息管理的问题。 [0007](二)技术方案 [0008]为达到上述技术目的， 一方面， 本发明提供了一种基于数字孪生的矿山设备健康 管理系统： [0009]其包括数字空间、 物理空间、 仿真数据、 运行数据和实时数据， 所述数字空间通过 所述仿真数据、 运行状态和实时数据与所述物理空间进行信息交互连接， 所述运行状态和 实时数据是通过 所述物理 空间获得， 所述仿真数据是通过 所述数字空间仿真获得。 [0010]优选的， 所述物理空间包括但不限于几何参数、 传感器布置、 运动关系和信息融 合。 [0011]优选的， 所述 运行状态包括但不限于设备位置、 设备 俯仰角和几何参数。 [0012]优选的， 所述实时数据包括但不限于电机温度、 液压值、 电机电流和输送机链速 。 [0013]优选的， 所述仿真数据包括但不限于精准控制、 故障诊断、 控制优化和性能预测。 [0014]优选的， 所述数字空间包括但不限于 仿真模型、 逻辑模型、 数据模型和动画渲染。 [0015]另一方面， 我们提供一种基于数字孪生的矿山设备健康管理方法， 包括基于数字 孪生的矿山故障与健康预测， 具体步骤如下： [0016]步骤1， 通过物理空间的几何参数、 传感器布置、 运动关系和信息融合获取设备的说　明　书 1/3 页 3 CN 114862054 A 3