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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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“人本智造与XR+”驱动的综采工作面人机协同智能化运行模式探索与实践

作者(Author):

  • 谢嘉成
  • 房舒凯
  • 王学文
  • 刘曙光
  • 李娟莉
  • 王雪松
  • 孟浩

作者单位:

  • 太原理工大学 机械与运载工程学院
  • 煤矿综采装备山西省重点实验室
  • 新加坡国立大学 设计与工程学院 机械工程系
  • 太重煤机有限公司 矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室

关键词:

  • 综采工作面
  • HCPS
  • 人本智造
  • XR+
  • 人机协同
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

煤矿开采当前仍然处于部分无人化的发展阶段,人仍然在综采系统中扮演着重要的角色。智能化综采工作面应该在当前智能化装备和技术的基础上,依靠人(包括巡检工、集控工和维护工)与设备环境的深度人机协作,最终达到安全高效运行的目标。因此,基于在“XR+”领域长期的实践,从“人本智造”的角度出发,对综采工作面人机协同智能化运行模式进行探索。首先对比分析井下三类工种与地面工种的工作环境,得出三个工种在未来如何提升到智能操作工的升级路径;提出了基于多功能平行系统的综采工作面多工种协同运行模式框架,搭建“人-机-环”深度融合的综采工作面全局虚拟场景,并以此为基础进行智能推演,对三工种之间以及和多功能虚拟平行系统的协同交互方式进行设计。接着对其中的一些关键技术,如参数化虚拟矿工模型、真实矿工与虚拟矿工的实时联动、巡检手势集设计和井下协同维护系统等进行研究;最后对多功能平行系统的多工种培训、巡检工虚拟操作、集控工人机优化、维护工协同运行和多工种协同进行了相关的测试,实现了三工种之间以及与多功能平行系统的实时交互;最终形成“全局细节兼掌控+机器智能推结果+多工种协同决策”的协同操作模式,共同完成高质量远程监视、干预、巡检和维护操作,提升工作面运行效率和可靠性。


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