数字孪生技术也可以帮助矿山经营者识别高能耗生产工艺，加快向可再生能源过渡

达索系统公司品牌战略与联盟资深总监Jeff Hamilton称，数字孪生技术利用软件重构物理实体模型，帮助矿业企业处于可持续供应链的中心，实现对矿物从矿山至最终用途的追溯。

Hamilton表示，“数字孪生技术也可以帮助矿山经营者识别高能耗生产工艺，加快向可再生能源过渡。数字孪生对所有生产运营实现数字化极其重要，不仅可以让用户作出最佳的经济决策，也在健康、安全和环境方面具有重要意义。最终的长远目标是，从循环经济的理念出发，保护在被开采的自然资源周围现有的整个生态系统。”

据Hamilton称，实现上述目标可以创造巨大的经济价值。为了减少温室气体排放，利益相关者可以采取许多措施，包括从矿山采场至选厂以及至其他应用或加工场地对特定矿产品或铁矿石进行追溯。

数字孪生技术可以用于提高供应链的效率和减少供应链的碳排放，AVEVA公司矿业与金属事业部工业专员Martin Provencher赞同这一观点。他表示，“数字孪生的应用不限于矿山的工艺过程，也可以用于促进矿产品在价值链的流动。在矿产品从矿山至港口的整个过程中，有许多机会可以通过应用数字孪生技术优化生产运营。虽然数字孪生技术的实施可以有各自独特的模式，但是无论采矿方法如何，实施数字孪生技术的最终策略非常相似，该技术为矿山经营者提供的优势也相似。矿业行业应用数字孪生技术，可以实现环境、社会和公司治理目标，例如降低整个采矿工艺的能耗。在碎矿和磨矿工艺中以及在提高设备的可靠性方面，该技术也有许多应用机会。应用数字孪生，改进对工艺过程的模拟，可以减少工艺水、选矿药剂和絮凝剂等各种易耗品的用量。通过利用数字孪生技术获得的信息，矿山经营者有机会更密切地监测氮氧化物和二氧化碳的排放量，通过作出更知情的决策减少这些气体的生成量。在上游原材料（包括选厂给矿）直至最终产品的生产过程中，以及在产品从港口直至制造商和最终用户的运输过程中，我们都可以应用数字孪生技术。”

在2021年7月发布的标题为《净零排放劳动力：采矿与金属》的报告中，德勤指出矿业企业可以远程应用数字孪生技术进行勘探、设备故障排除和项目规划设计，同时不会对环境产生不利影响。应用数字孪生技术进行凿岩和爆破设计以及对矿山服务年限计划进行数字模拟，可以帮助矿山经营者改进资源预测、分配、监测和管理。该报告称，这可以改进数据的管理，提高精确度和效率。创建数字孪生和虚拟模型以及制定工作计划需要一系列新的和独特的能力，包括批判性思维能力、数据可视化能力和基于预测分析的主动决策能力。

2021年1月，达索系统公司与信息技术服务及咨询企业埃森哲合作，编写了《利用数字孪生加快提高可持续性绩效》报告。该报告称，数字孪生技术可以快速且大规模地促进可持续性和循环经济。该报告预测，至2030年，数字孪生有可能总计新增1.3万亿美元的经济价值，减排75亿吨二氧化碳当量。另外，该报告称，数字孪生技术可以加快产品上市时间，降低复杂项目的风险。该报告还指出，全球85%的电动汽车开发中应用了数字孪生技术，2020年全球电动汽车的市场规模为54亿美元。

新冠肺炎疫情的影响

2018年，战略咨询企业Challenge公司发布的一份报告预测，在矿业企业致力于维持竞争力的过程中，数字孪生可能会成为唯一最具影响力的技术。该报告称，虚拟仿真将被证明在编制生产计划的过程中极其有用，将允许矿山经营者制定短期和长期生产计划，提高凿岩、破碎和回收的精确度。

Hamilton表示，“近年来，虽然矿业行业已经出现了推广应用智能技术的总体趋势，但是新冠肺炎疫情无疑加大了矿业企业对数字孪生的兴趣，使利益相关者越来越重点考虑如何能从虚拟运营中受益。

Provencher赞同上述观点。关于这次疫情对创新的影响，Provencher表示，“新冠肺炎疫情提高了包括矿业企业在内的每家企业对数字技术的认识。远程作业这样的技术方案在过去并非优先选择的方案，但是现在成为了许多矿业企业迫切需要的技术，部分原因是工作人员不得不选择远程工作。随着工作人员越来越熟练地进行远程工作和在虚拟环境进行协作，整个矿业行业的生产企业将越来越认识到数字孪生的价值。”

技术实施面临的挑战

2021年，利莫瑞克大学一篇题为《数字孪生：从起源到未来》的论文指出：数字孪生技术的真正潜力仍然“被隐藏在其未来形式的迷雾背后”。该论文称，数字孪生将与物联网、人工智能和大数据等其他智能技术平行发展。该论文也预测，在6年内，数字孪生在各类工业中的全球市场规模将增长58%，至2026年达到482亿美元，其中新冠肺炎疫情将是一个关键的推动因素，因为更多的企业将考虑数字化。然而，该论文也提到，在实施数字孪生技术的过程中，仍存在很多的阻力，这些阻力可能与工程、技术或商务相关。另外，在数字孪生的定义方面也存在一些其他问题，也缺乏数据方面的国际规则和条例。该论文指出，在数字孪生技术的实施过程中，面临的最大挑战之一是实施成本高。另外，部署数字孪生是一项费时和费力的工作，这使其成为了一项昂贵的投资。

Hamilton认为，“尽管成本可能高，但是数字孪生技术可以在各种规模的矿山实施，因此不会成为大型矿山的专属技术。”当被问及如何在较小规模矿山部署数字孪生时，Hamilton表示，“我可能首先询问你必须解决什么问题。我可能会问能增加什么价值。例如，我们先考虑少数几个问题，设立一个从成本的角度可以进行管理的项目，为该项目设定一系列可以增加价值的明确任务。”

Provencher也表示，“在实施数字孪生技术时，企业应采取一种逐步实施的策略。因此，企业首先要明确哪些生产作业对企业造成了阻碍或挑战，例如高能耗或高温室气体排放的作业。数字孪生的实施取决于四个关键因素，即反映设备、工艺或运营状况的高质量数据；设备未来状况预测模型的准确性；基于新数据更新数字孪生的综合性闭环方法；基于数字孪生获得行动决策依据的可视化方法。为了成功实现数字孪生的所有愿景，矿山经营者需要一种综合性的数据管理策略以及必要的应用和可视化平台，从而满足所有上述因素的要求。”

来源：全球地质矿产信息网

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