文章来源：《智能矿山》2024年第8期 “学术园地”专栏

作者简介：郭新伟，助理研究员，现任北京天玛智控科技股份有限公司山西分公司副总经理，主要从事煤矿机电一体化研究工作

作者单位：北京天玛智控科技股份有限公司●

引用格式：郭新伟.基于三维可视化的集成供液技术方案数字营销平台的设计[J].智能矿山，2024，5（8）：69-76.

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煤矿智能化建设持续推进，煤矿企业对采煤工作面远距离集成供液成套设备项目订单量持续增长。综采工作面开采系统复杂性不断增强，成套装备供应受采煤工作面至泵站距离、高差等因素响应，运维压力持续加大，为解决配套方案设计效率低、响应客户需求速度慢等问题，以“全栈式数字营销”理念为基础的产品设计服务化技术，对供液成套装备选型、集成配置、布局验证到最终技术方案生成，提出了更高要求，数字资源积累及逻辑算法优化，为远距离集成供液技术推广成为可能。

基于工业互联网思维，采用微服务架构设计，前后端分离的开发模式，针对企业设备的售前、售中和售后3个方面进行数字化赋能服务。以市场为导向，营销业务逻辑为指引，构建企业设备的模型库和数据库，打通企业内业务系统，实现营销及生产数据的互联互通，并提供跨平台多应用终端服务、网络化协同、服务化延伸。

在现代营销领域，传统的二维技术方案在设计、沟通、市场策略和产品宣传方面存在诸多不足。设计效率低、响应客户需求速度慢、市场策略缺乏优化、产品宣传效果弱，严重制约企业的发展和竞争力，分析具体问题如下。

（1）设计效率低

传统二维设计工具（如手绘图纸或CAD软件）通常需要花费大量时间进行设计和修改，而且对于复杂方案存在操作复杂、设计周期长的问题。设计周期长导致项目进度延迟，增加了成本和风险。

（2）响应客户需求速度慢

沟通方式单一，通常依赖于文字描述和静态图片，容易产生误解和歧义，导致设计方案与客户期望不符，需要反复修改，客户满意度下降，信任度降低，项目进展受阻，导致项目延误和额外成本。

（3）市场策略缺乏优化

对市场趋势和竞争对手的了解不足，缺乏科学的市场调研和分析，导致制定的市场策略缺乏针对性和有效性。无法把握市场机会，产品定位不准确，导致营销效果不佳，销售业绩下滑。

（4）产品宣传效果不佳

传统宣传手段单一，如平面广告、手册等，无法吸引目标客户的注意力，缺乏互动性和新颖性。宣传效果差，无法有效地传达产品特点和优势，影响消费者的购买决策。

上述存在问题的分析表明，传统二维技术方案是由于设计工具限制、沟通方式不足、市场信息获取不足及宣传手段单一性所致。为解决此类问题，需要创造更加高效灵活的设计工具，改善与客户的沟通方式，分析不同用户对平台功能的需求，并在此基础上合并同类项，形成最终需求点。加强市场调研，拓展宣传渠道，以提高设计效率、满足客户需求、优化市场策略和提升产品宣传效果。数字营销平台各模块具体分析流程如图1所示。

图1　数字营销平台模块分析

（1）构建集成供液设备与场景的三维数字模型

对集成供液系统的工作站、巷道场景、长距离供液管路的物理实体，依据SAP工业设计基础，提供轻量化三维数字模型。

（2）集成供液方案配置算法

完成供液系统泵站容量、沿程阻力损失的自动化计算，为管路选型匹配算法，根据客户工作面实际情况调研，推荐远距离管路与集成供液标准方案，提高售前技术支持工作的效率与响应时间。

（3）自定义配置解决方案

支持供液系统方案自定义配置，在集成供液标准解决方案（包含五泵三箱、七泵四箱、九泵四箱）的框架下，仍满足客户对方案调整的需求，用户可跟进需求进行工作站等数量、位置的编辑。

（4）三维可视化技术方案生成

支持数据分析和报表、生成最终技术方案。数据信息要求与方案配置的最终结果保持一致，同时平台具备数据导入和导出功能，支持与其他平台的数据交互。

（5）集成供液系统资源库

建设集成供液系统资源库，包括模型库、方案库、产品要素库，可视化展示典型技术方案与客户需求的整体效果，用于客户的沟通、洽谈均较为直观方便。同时，需满足资源储备与编辑功能，作为集成供液系统数字资产的储存库存在。

（6）用户权限区分

需求部门可为销售人员提供售前技术解决方案，满足销售人员、技术工程师2类用户群体，平台需根据不同业务层级与职位设置权限，区分使用功能，支持用户权限管理，确保不同用户具有适当的访问权限和功能。

（7）多端适配

充分考虑用户使用场景，设计包含web、pad、展示大屏等多端适配的用户界面与操作系统。

综采工作面远距离供液项目在输出集成供液成套设备技术方案过程中按照时间顺序可分别对应业务环节的前期综采工作面参数调研、中期配置设计、后期解决方案交付服务。设备项目设计链条长、涉及设备参数多，各环节流程彼此独立又存在联系。在前期市场调研环节，主要工作包括采煤工作面情况调研，获取综采工作面设备关键参数、地形条件，是供液方式判定的基础信息输入；在中期配套设计环节，技术研发部门完成工作面设备关键参数计算、供液方式判定、设备选型配套设计；在后期技术方案交付服务环节，工程师完成技术方案的数据信息融合，根据系统选型，结合现场实际工况完成系统配套，形成远距离集成供液系统解决方案等。远距离集成供液技术方案生成过程如图2所示。

图2　远距离集成供液技术方案生成业务过程

远距离集成供液技术方案数字营销平台采用“业务流+资源配置”的方式驱动方案生成业务流程。基于B/S架构，编程后台开发采用Java语言，数据库使用MySOL，前端开发采用Unity3D2020虚拟现实引擎设计，C#语言编程，3DsMax2020制作三维数模，AdobePhotoshop设计制作UI界面。各模块程序设计遵循“高内聚、低耦合”原则，通过构建各类数字资源库，实现集成供液技术方案生成业务功能。通过统一数据、统一接口、统一身份认证的方式，实现数据的融合、传递、共享。数字营销平台方案逻辑贯穿、技术架构分别如图3、图4所示。

图 3　数字营销平台方案逻辑贯穿

图4　数字营销平台方案架构

数字营销平台主要包括信息层、服务层、管理层、访问层。

（1）数据层

将方案基础调研过程中的各类综采工作面数据，通过选择填报、数据接口对接的方式上传至平台并进行存储。

（2）服务层

通过构建流程引擎、资源库引擎，实现方案配置基础数据调研、供液条件判定、参数设置、方案配置、应用展示、解决方案生成等业务服务，为平台提供全面的功能支持，具备可扩展性和定制性，以及安全性和数据保护的特性，为用户提供稳定、可靠、安全的售前技术方案工作环境。

（3）管理层

根据各层级业务需求，设计对应的业务功能管理模块。通过数据管理、业务流程管理、用户权限管理和平台维护等功能，为数字营销平台提供全面的后端支持和保障。

（4）访问层

多平台适配性，满足用户随时随地通过不同设备访问平台，可提高平台可访问性和便捷性。用户覆盖范围更广泛，提供的服务方式更便捷，有助于提升用户体验、增强用户黏性；多平台适配提高了平台的灵活性和可扩展性，为未来平台的升级和拓展提供了更大的空间。

（1）全流程管理

数字营销平台业务操作流程指引功能，共分为条件设置、参数设置、方案配置、应用展示、方案生成5个步骤，为用户提供清晰、准确的业务操作指导，帮助用户完成复杂的业务流程，提高工作效率和准确性。每个流程步骤包含详细的说明和操作指引，平台提供5个步骤直观的流程导航功能，实现快速查找和选择所需的业务操作流程。平台提供进度跟踪功能，以显示用户在业务操作流程中的当前位置，以了解已完成的步骤和即将进行的操作，有助于掌握整个流程进展。供液条件判断、参数设置、方案可视化配置、方案应用验证、技术方案生成、资源库界面分别如图5—图10所示。

图5　供液条件判断界面

图6　参数设置界面

图7　方案可视化配置界面

图8　方案应用验证界面

图9　技术方案生成界面

图10　资源库界面

（2）供液条件判定

根据用户提供的锁定条件自动进行数据处理和判定，为用户提供准确的计算结果和泵站配置建议。其中，远距离判定功能根据输入的管道长度信息，设定限值并自动启用适用于长距离输送的模型和计算算法；泵站容量判定功能根据用户提供的泵站参数和规则，自动评估泵站容量并提供警示或建议；泵站型号判定功能根据已知的泵站型号和性能参数库，匹配合适的泵站型号并提供性能参数和选型建议。此功能模块提高了平台的智能化和用户友好性。

（3）方案参数设置

主要包括远距离判定、泵站容量计算、沿程阻力损失计算、巷道配置和管路选型等关键技术点。数字营销平台通过条件判定和参数设置，可根据客户实际情况自动进行数据处理和判定，提供准确的计算结果和泵站配置建议。模块化设计和单一模块替换的特色，使系统具有灵活性和可定制性，用户可根据需要对每个模块进行独立测试和调试，从而保证系统的稳定性和质量。

（4）方案可视化配置

为用户提供便利、准确的标准方案匹配和定制化配置服务。平台通过存储标准方案库，根据用户输入参数自动匹配合适的方案，提供详细的方案描述和技术参数。用户可在平台中进行工作站位置、数量自定义选配，并实时呈现三维方案中的变化。测距仪功能可帮助用户测量工作站间距离，为管路连接提供参考。该功能整合了测量、标记、数据记忆等功能，为远距离管路决策提供可靠依据，提高了平台的智能化和用户友好性。

（5）应用场景验证

用户可在真实井下巷道中展示远距离供液的应用场景。在特定部位，用户可增加锚索、锚网、锚杆、风管等元素的编辑，使巷道场景更贴近客户现场情况。该功能支持双模式场景呈现：在远距离供液模式下，可通过俯视角度浏览供液管路与整套供液系统；在非远距离供液模式下，可左视角度浏览供液系统。通过配置生成巷道场景，平台根据基础参数配置，判断是否为远距离供液，进而配置巷道场景模型，并生成特定巷道场景辅助元素，形成用户现场模拟场景。

（6）售前方案生成

构建集成供液系统售前技术方案生成平台，复刻三维方案配置输出，直观展示集成供液系统可视化界面、泵站容量计算过程与结果、泵站配置、关键技术参数，输出解决方案过程更加智能化。通过算法调整系统方案，优化出最佳方案，使项目售前过程高效、经济，并为客户提供直观、真实的场景方案，以最小的资源消耗，取得最大的营销效果。

（7）资源库快速查询

管理和存储三维模型、方案文件等重要资源。模型库包含各工作站的三维模型文件、纹理贴图、材质定义文件等，用户可通过资源库上传、存储和组织资源，并进行快速的搜索和检索。资源库支持版本管理和历史记录功能，保证资源的更新和管理。资源库还提供组织和分类功能，让用户可根据需求进行逻辑分组和组织资源。方案库内置超大采高、中厚煤层、薄煤层3套远距离供液标准方案，用于前期展示与客户沟通，同时存储了定制化技术方案，方便用户浏览查阅。资源库的完善功能和丰富内容，为用户提供了便利的访问和使用方式，提升平台的整体效率和用户体验。

（8）信息层可视化呈现

信息层提供用户界面元素，包括菜单、按钮、信息框等，用户可与虚拟内容进行交互和操作。以可视化方式呈现复杂数据集，帮助用户理解和分析数据。用户信息模块包含客户名称、矿上名称、地理位置等；供液信息模块包含工作面信息、远/非远距离、泵站数量、支架信息、管路信息等；整套方案关键信息包含集成供液配置信息、泵体流量、供液方式、液箱容积、控制系统信息、安全策略等。

打通多线索综采工作面数据连接，跨平台、多渠道碎片化数字资源整合，建立工作面唯一数据标识，实现碎片化数据转化为技术方案资产输入。打造营销和技术流程一体化协同，弱化各模块间信息断层，达成营销与技术的通力合作，实现营销闭环；技术方案生成全流程追踪效能，意向符合性实时配置，建立多阶段模块化的规划、配置、试行、生成孵化机制，提高配套设计效率，快速响应客户需求。

（1）双通道动态加载

通过双通道动态加载技术，能够灵活地从内置模型资源库或管理后台实时提取和加载设备的三维模型。这种双通道机制不仅提高了模型加载的速度和效率，还增强了平台的扩展性，允许用户根据需求动态增加新的设备模型，适应不同的应用场景。

（2）技术参数与三维模型的同步匹配

通过自动化匹配机制，将设备的三维模型与其相应的技术参数进行同步绑定。这种同步匹配确保了三维场景中展示的模型与实际设备的技术参数一致，提供了更精确的数字化场景，再现了真实环境中的操作条件，有助于提升系统的可靠性和准确性。

（3）场景布局与智能化处理的融合

通过融合场景布局与智能化处理技术，平台能够对三维场景中的设备位置、连接关系和操作流程进行智能化配置和优化。这种融合技术使得用户可以在虚拟环境中模拟和调整不同场景下的布局，确保供液系统在各种复杂条件下都能高效运行。

（4）实时渲染与动态配置绑定

实时渲染技术允许平台在加载和调整三维模型时，立即生成并展示高质量的图形效果，使用户能够实时观察到配置的变化。这种动态配置绑定不仅提高了系统的响应速度，还确保了三维模型与场景参数的一致性和即时性，增强了用户的操作体验。

数字营销平台提供定制化三维模型生成功能，能够根据不同工作面的不同高差、供液距离，自动生成适配的三维模型。适用于煤矿行业中的复杂场景，为不同工况下的数字化管理提供了灵活的解决方案。通过创新的三维数字模型动态加载技术，为煤矿行业的数字化转型提供了智能支持。

（1）多源数据收集

数字营销平台收集、存储不同采区的工作面液压系统集成供液技术方案数据对数据进行标准化处理。

（2）数据分类与标签化

将不同采区的工作面液压系统数据按照不同的参数（工作面条件、设备类型、液压压力、流量、环境条件等）进行分类和标签化处理。形成有组织的数据结构，便于后续的分析与处理。

（3）技术方案案例库

建立技术方案案例库，存储经过验证和优化的供液方案，以供未来参考和改进。经验数据的积累为平台扩展提供了坚实基础。通过数据标准化与模式识别，可便于平台扩展开发，构建精准的预测模型，实现了远距离集成供液技术方案的自动化生成。自学习机制不断优化模型的原始，使平台具备模块化设计和定制化解决方案的能力的可能性，支持未来向更多采区和液压系统扩展，为行业数字化转型提供持续的智能支持。

全面分析了技术方案数字营销平台的需求、设计及关键创新点与技术点。通过对传统技术方案执行流程存在的问题进行深入剖析，提出了构建集成供液设备与场景的三维数字模型、集成供液方案配置算法、自定义配置解决方案等业务需求，并设计了相应的平台架构和主要功能。在关键创新点和技术点方面，强调贯穿全流程的数据整合平台、创新驱动的智慧矿山产业全面数字化转型以及基于大数据模型的技术方案自动生成平台的重要性。

图11　数字营销平台关键技术架构

（1）平台突破性功能

该集成供液技术方案数字营销平台通过多项创新技术的应用，实现了三维数字模型的动态加载、场景智能化处理以及自动化技术方案生成。采用“业务流+资源配置”的架构，将三维模型与技术参数同步匹配，并通过大数据分析与模式识别完成技术方案自动生成平台的原始积累。支持多端适配、多层级用户权限管理，打破了传统二维设计的局限性，提供了更高效的设计工具和更智能的解决方案生成能力。

（2）平台研发及应用意义

通过提升设计效率、优化市场策略、加强客户沟通，平台能够显著提高企业在激烈市场竞争中的响应速度和技术支持能力。平台自动化生成技术方案降低了人力成本，并通过实时渲染和智能化配置，为用户提供更加直观、精准的解决方案展示。系统的数据积累和自学习机制确保了方案的不断优化，助力企业实现可持续发展。

（3）平台不足和完善方向

尽管平台在功能设计上实现了多项突破，但在一些细节上仍有改进空间。首先，系统的智能算法在处理极端复杂工况时可能需要进一步优化，以提高方案的准确性；其次，在用户体验和界面设计上，尚可通过引入更具互动性的可视化工具来增强用户参与感。未来研究可以围绕提升算法性能、增强数据交互功能，以及加强平台在多变工况下的适应性展开，从而进一步完善模型并拓展其应用范围。