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煤矿智能化技术创新论坛

分论坛：煤矿智能化技术学术论坛系列报告七：

中国矿业大学丁恩杰教授

“矿山安全生产物联网关键技术与研究进展”

本期推送中国矿业大学丁恩杰教授发表于《煤炭学报》第6期的文章。为方便大家深入了解本文内容，《煤炭学报》邀请丁恩杰教授通过视频对相关成果进行了详解。

文章信息为：

丁恩杰,俞啸,廖玉波,等.基于物联网的矿山机械设备状态智能感知与诊断[J].煤炭学报,2020,45(6):2308-2319.

视频解析

创新点

（1）研究矿山感知信息统一描述与状态知识表示方法，将传统的“人－机”交互监控模式提升为“传感－机器认知－机器决策”的智能化监控模式。分析了基于物联网的矿山设备状态感知系统架构，定义了多源信息感知层、边缘智能层、大数据分析层和数据与知识共享迁移层的四个层次的作用，提出了设备状态知识共享与迁移模式。

（2）结合本体语义、置信规则库和数字孪生技术，设计了面向矿山机械设备系统状态知识建模的信息描述、知识表示、决策融合方法，提出了面向矿山设备运行全过程的实时感知、演化分析与智能交互的“虚实融合”感知模型，实现虚、实系统运行过程的“精准映射、信息对偶、融合交互、协同演进”。

（3）分析了数据驱动的矿山机械设备状态诊断方法研究现状、技术架构、存在问题和研究趋势，提出结合数字孪生、深度学习、迁移学习等方法，构建机理模型、经验知识与数据深层特征相融合的矿山设备状态诊断模式。构建基于大数据分析矿山设备状态演变规律分析模型，研发知识与数据双元混合驱动的矿山设备状态大数据分析系统平台。

作者简介

丁恩杰，男，1962年4月20日生，山东青岛人，教授，博导，中国矿业大学（感知矿山）物联网研究中心常务副主任，矿山物联网工程技术专家，是我国感知矿山物联网理论与技术的主要奠基人。主持建成完成矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室、江苏省感知矿山物联网工程实验室，江苏省感知矿山工程研究中心。获得省部级科技进步奖4项，其他省部级科技成果奖7项；获国家授权专利20余项，其中发明专利7项；出版著作2部，教材1部，发表学术论文120余篇，其中SCI检索25篇，Ei检索18篇。

研究方向

矿山物联网，矿山综合自动化，矿山信息化与智能化

主要成果

率领团队完成矿山物联网感知体系与顶层设计，开创性的提出了矿山物联网“三个感知”的概念，制定了《“感知矿山”物联网技术方案》，是国际上通过的首个“感知矿山”物联网技术方案。主持了国家自然科学基金委国家项目、国家科技攻关计划、国家科技支撑计划等多项国家科技项目。主持国家重点研发计划项目“矿山安全生产物联网关键技术与装备研发”1项，主持国家科技支撑计划项目课题1项，863子课题1项，973子课题1项，国家自然基金面上项目1项，主持建设完成“感知矿山国家示范工程项目”。

摘 要

矿山生产机电设备是机械、电气、液压、控制等多形式系统的复杂耦合结构,工作过程中环境和工况条件变化多样,缺乏有效的技术手段解决矿山设备运行健康状态的实时感知问题。

借助物联网、工业互联网、人工智能和大数据挖掘技术,研究矿山设备状态知识建模与在线诊断方法,将传统的“人-机”交互监控模式提升为“传感—机器认知—机器决策”的智能化监控模式。

分析了基于物联网的矿山设备状态感知系统架构,定义了多源信息感知层、边缘智能层、大数据分析层和数据与知识共享迁移层的4个层次的作用,提出了设备状态知识共享与迁移模式;结合本体语义、置信规则库和数字孪生技术,设计了面向矿山机械设备系统状态知识建模的信息描述、知识表示、决策融合方法,提出了面向矿山设备运行全过程的实时感知、演化分析与智能交互的“虚实融合”感知模型,实现虚、实系统运行过程的“精准映射、信息对偶、融合交互、协同演进”。

分析了数据驱动的矿山机械设备状态诊断方法研究现状、技术架构、存在问题和研究趋势,提出结合数字孪生、深度学习、迁移学习等方法,构建机理模型、经验知识与数据深层特征相融合的矿山设备状态诊断模式,研究矿山设备状态大数据分析与应用技术,研发矿山设备状态诊断与全生命周期管理等智能化应用服务系统。

文章来源：《工业技术创新》 网址: http://www.gyjscxzz.cn/zonghexinwen/2020/0809/529.html