流程数字孪生技术在采矿业中的优势

随着工业 4.0 的尘埃落定，许多行业都希望自己的业务更上一层楼。 物联网（IoT）、大数据和增强现实等工业 4.0 系统的引入意味着矿业公司能够实现 10 倍的黄金投资回报率（ROI）。然而，这种优势将是短暂的，因为更多的矿业公司都在使用相同的系统，因此会相互竞争。 随着流程数字孪生技术的到来，公司将能够实现 20 倍甚至 40 倍的回报率。本文将介绍采矿业公司如何通过使用仿真建模和资源规划调度（RPS）来实现这一目标。

简单地说，数字孪生就是采矿作业的数字拷贝。对改变某些工艺参数（车辆移动、矿物产出速度等）的影响进行测试，有助于在不中断实际操作的情况下展示各种见解。

流程数字孪生体是数字化转型的下一个层次，它将产品数字孪生体的优势复合到整个工厂和供应链中。

流程数字孪生带来的好处有很多。在矿物加工行业，有以下好处：

• 用作分析决策工具，防止不必要的资本支出
• 测试不同方案，量化产量
• 识别流程中的瓶颈

流程数字孪生的好处

• 避免错误的流程变更

在采矿业中，错误的流程变更可能会带来灾难性的后果，如产量损失、计划外停机时间增加，甚至可能造成人员伤亡。流程数字孪生系统可让采矿公司在不对运营造成风险的情况下测试不同的措施。例如，模拟模型可以测试

• 重大流程变更（建造新料仓、料堆甚至新采矿设施）
• 到达时间表、病假、工作时间表或维护时间表的变化
• 压力测试；需求增加、员工罢工或长时间停工

它还可以模拟这些变化，并将结果可视化，供主要利益相关者参考。

• 绘制流程图有助于产生思考

在价值链映射过程中，低效流程可突出显示对系统整体性能的负面影响。 低效流程的影响以及系统整体性能可通过仿真模型直观地显示出来。

• 资源规划调度（RPS）

流程数字孪生的主要优势之一是能够进行RPS（资源计划调度）。 Simio 是一款功能强大的仿真建模工具，具有这项功能。 Simio 中的 RPS 允许用户指定在特定时间需要某些输出。 Simio 能够与许多 ERP（企业资源计划）系统和 MES（制造执行系统）集成，以开发真实世界系统或数字孪生的真实再现。

流程数字孪生现在可以提供矿业公司所需的准确信息，使其能够实现既定目标。 例如，在 12 月期间，需要多少某种矿物才能实现最高收入。 系统之间的集成是向真正的工业 4.0 迈进的一步，因为数字孪生要按预期工作，就必须正确调整一切。 数字孪生可以预测数周、数月和数年的情况，只需极少的人工干预，而且准确无误。

• 改善利益相关者的沟通

改善利益相关者沟通的形式是将上述所有内容以可视化的方式结合起来。许多利益相关者对流程的运行都有不同的看法。然而，流程数字孪生显示了实际流程的镜像，从而统一了利益相关者之间的理解。

通过使用 RPS 和其他仿真模型系统，采矿环境可以通过有效的规划和限制不可预见的停机时间来成功优化。它使矿山与真正的流程数字孪生系统保持一致。

如何部署流程数字孪生系统

设计和开发流程数字孪生系统并非易事，最重要的是数据的可用性和准确性。一旦完成这一过程，就可以生成和分析结果。

• 了解矿山布局

首先，从各种资源中收集数据可以更好地了解矿山布局。因此，可以使用来自系统资源的当前和历史数据以及员工经验。 现在，Simio® 等工具可以构建仿真模型，并测试不同的 "假设 "情景。

• 启用智能矿山

接下来，各种系统（ERP、MES、Excel、数据仓库等）都可以向模型发送数据。模型将突出显示哪些输入存在偏差。您需要首先关联数据并使其标准化，这样智能矿山才能有效运行。 流程数字孪生系统将成为持续改进和生产调度的 "知识中心"。

• 利用 Simio RPS 计划表

RPS 工具可将数据导出到各种系统，如 ERP、MES 或 Excel。通过 RPS 工具生成的计划或清单，公司可以准确计划哪些车辆或流程需要在什么时间运行，运行多长时间。门户网站还可以使用一系列第三方应用程序集成系统。

归根结底，工业 4.0 对于矿业公司来说仅仅是个开始。是的，他们将能够实现巨大的改进，但是，只有使用流程数字孪生系统，他们才能看到投资回报率是目前产出的 20 到 40 倍。

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