针对综采自动化跟机工艺设计和参数调试成本高、周期长、过程繁琐的问题，提出了综采跟机工艺数字孪生系统架构，从物理设备、虚实交互、孪生数据、机理模型、仿真算法和工艺应用等层面进行分析，并对跟机工艺数据传输和存储、跟机工艺历史回放、实时跟机工艺孪生演绎、跟机工艺预演仿真、跟机工艺指令调度等关键技术进行了详细描述。提出了综采跟机工艺数字孪生系统技术路线：通过万兆光纤环网+5G通信将采煤机工艺动作数据汇集到采煤机主机，将串行支架控制器发出的支架工艺动作数据汇集到电液控主机，对工艺数据按动作时序进行收集、归类、编码，作为工艺过程回放的数据源；同时，主机将实时上报的跟机工艺数据转发给三维数字孪生系统，在三维虚拟场景中孪生演绎跟机过程；在人机交互界面完成跟机工艺参数配置后，可在三维场景中预演综采跟机工艺过程；在实时开采过程中，汇集各类传感数据，结合预演无误的跟机工艺，系统统筹下发工艺调度指令，将支架控制器从决策者转变为执行者，克服因井下空间不足导致控制器算力有限的局限性。现场应用结果表明，综采跟机工艺数字孪生系统可为综采跟机工艺设计、参数配置、仿真测试提供技术参考，使跟机工艺开发周期由14 d缩短至1 d，跟机工艺设计修改更加便捷，综采工作面跟机自动化率提高到90%以上。

天地科技股份有限公司科研项目（2021-TD-QN005）；国能神东煤炭集团科研项目（GJNY-20-212）；

0 引言
1 系统架构
1.1 物理设备层
1.2 虚实交互层
1.3 孪生数据层
1.3.1 数据使用
1.3.2 数据处理
1.4 机理模型层
1.5 仿真算法层
1.6 工艺应用层
2 关键技术
2.1 跟机工艺数据传输与存储技术
2.2 跟机工艺历史回放技术
2.3 实时跟机工艺演绎技术
2.4 跟机工艺预演仿真技术
2.5 跟机工艺指令调度技术
3 现场应用
4 结语

崔耀,李天越,叶壮,刘军伟.综采跟机工艺数字孪生系统架构与关键技术[J].工矿自动化,2023,49(02):56-62+76.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.18055.