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从矿山入手推进产业升级:不忘初心,造福矿工

已有 1466 次阅读 2021-7-2 08:59 |个人分类:行业观察|系统分类:观点评述

从矿山入手推进产业升级:不忘初心,造福矿工


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“矿山机器人创新应用联盟成立大会暨新技术交流会”合影


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王飞跃教授在“矿山机器人创新应用联盟成立大会暨新技术交流会”上致辞


尊敬的葛校长、各位领导、各位老师、各位企业家:


大家上午好!


首先,向矿山机器人创新应用联盟的成立致以最诚挚的祝贺!


矿产资源是国民经济和社会发展的重要物资基础。矿山开采行业面临作业环境恶劣、生态破坏严重、安全风险大且成本攀升等问题,是典型的“少人则安、无人更安”的场景。矿工是工业革命的先驱,为推动工业时代的发展做出了巨大的牺牲,再以传统方式继续下去,就是“反人性”了!实际上,现在矿上招不到人,一方面说明我们社会发展了,有更好、更舒适的工作让人来做;另一方面也警告我们,那些人不愿意做、还必须得做的工作,必须尽快“机器换人”:不是用机器把人替换掉,让人失业,而把人换到更好的岗位,让矿工变成"金领"智慧员工,使矿山矿业变成"时尚"且安全高效的智能产业。


近年来,国家多个部委部门相继发布无人矿山、智慧矿山相关政策,以四个面向为指导方针,坚定不移地推动矿山的无人化、智能化建设,用最前沿的科技来促进最传统的行业转型升级,我认为是一项艰难、但非常有意义的大事。因此,感谢参加“矿山机器人创新应用联盟”的各个单位,希望与大家一起,为矿山机器人的创新、研发、应用和示范推广,贡献力量!


自己有幸在上世纪80年代末接触外空采矿工作,先后在美国国家航空航天局NASA空间探索智能机器人系统中心、本地行星资源利用空间工程研究中心工作,参与国际空间站机器人组装和外空自动工厂的设计与控制,负责建立了CIRSSE空间机器人平台的任务流程和ISRU火星表土采集和制氢过程及其相应仿真验证系统;后与美国标准与技术院NIST合作,研制了月球表土采集车原型“SpiderRobot”无人车, 并成为火星Rover项目的三位负责人之一。当时就面临无真可仿、缺数据、无流程、通讯速度慢、本地(火星)资源极为有限、计算量巨大等问题,对此,只能提出“影子系统”的设想,再用“本地简单、远程复杂”的设计,试图为这种困境提供一条可操作可实现的路径。这一思想,上世纪九十年代在与Caterpillar和BHP的合作中得到进一步落实,成就了世界上第一个Open Pit无人矿山原型系统和第一个In Situ Leaching采铜实验矿。尤其让我高兴是,二十年后,当年在我实验室启蒙的小孩子,现在已经成为世界上第一个外空采矿公司的共同创始人之一。希望未来有更多的有志之士,特别是年青一代,投身矿山革命,把实体经济产业升级做实,回报工业革命先驱,造福矿工,造福人类。


特别有幸的是,九十年代初我在美国接待了科技部863主题办组织的中国矿山机器人代表团,团长就是中国矿大的许世范教授,当时代表团就住在我家。由于这个原因,1997年,我应邀访问了中国矿大和东北大学矿业系。一个多月的时间里,讲课之余,第一次下了中国的煤矿和铁矿。后来,在中国矿大访问学者的帮助下,我们在亚利桑那BHP Florence铜矿铺设了世界上第一根矿山光纤并建成了第一个基于光纤通信的代理分布式控制系统(aDCS) 、测试了世界上第一套基于Windows Next和非工业级嵌入式操作系统的软PLC和软DCS系统。


回想二十多年来中国矿业的巨大变化,令人十分感慨,但任重道远,接下来就是我们联盟的使命。


今天,随着智能传感、大数据、5G、数字孪生、平行控制等技术的发展和普及,我们不仅可以构建“影子系统”,更可以打造一套虚实互动、数字孪生的平行系统,一方面实时监测、管理并调度在矿、山环境下运行的无人矿山装备;另一方面让无人的矿山装备先在虚拟系统里训练万千遍,"百炼成钢"之后,再在实际环境运营,从而实现安全、节能、增效、应急的一体化综合管控。


从智能交通开始,我们团队深耕平行智能理论与技术研发20余年。面向矿山无人化迫切需求,孵化了为矿山智能化提供综合解决方案和运维服务的慧拓智能机器有限公司。本月,我们国家的《煤矿智能化建设指南》发表,要求突破智能辅助运输、智能安全监控、智能机器人、智能综合管控等关键技术与设备。针对此,慧拓已研发了由单车作业、多车协同、车路协同、无人驾驶、机群调度管理、平行运输系统、实时监管、远程接管和瞬时通讯九个子系统构成的“愚公”系列平行矿山设备与相应的智慧矿山操作系统iMOS。其寓意就是以人工智能和机器人技术为支撑,发扬新时代“愚公”不怕苦、不怕累的精神,提升矿区安全水平和综合效率。


平行系统是平行智能理论的工程形式,大家可以理解为是多维空间、自主探索、自我迭代的数字孪生。当然,数字孪生可以视为平行系统的一种特例,是对实际系统一对一、较为直接且精确的映射。而在实际的过程中,我们不仅需要一对一映射,还需要在此基础上去模拟推演未来可能的演化情况,以及对环境生态造成的破坏情况,这就需要构建多胞胎,能同时关注当下和未来的情况。因此,从我们的角度来看,至少是“四胞胎”,集描述智能、预测智能、引导智能于一体。


在国务院于2017年印发的《新一代人工智能发展规划》的通知中,平行管理与控制被列为新一代人工智能关键共性技术之一。近年来,在无人矿山、智能交通、复杂城市管理中得到了行业级的应用和认可。今后,在矿山机器人创新应用联盟的平台基础上,我们将继续发挥科研优势力量,与大家携手,共同推动矿山机器人的创新发展,为提高矿山产业运营效益、保障从业人员生命健康和人类生态的可持续发展而奋斗!


谢谢大家!


王飞跃

2021年6月26日,于中国矿业大学(北京)交流中心学术报告厅,

参加“矿山机器人创新应用联盟成立大会暨新技术交流会”致辞。


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王飞跃教授、陈龙教授陪同周德昶局长、王虹桥会长、葛世荣校长参观慧拓公司机器人技术展



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1 尤明庆

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