数字孪生如何提升矿业产出，推动能源转型

• 随着能源转型推进，清洁能源技术对原材料的需求将呈指数级增长。

• 矿业公司面临多重挑战，难以充分利用设备、最大限度提高产出。

• 数字孪生技术可避免基础设施意外停运、提升安全性并延长资产寿命。

到2050年实现净零排放的全球转型，离不开矿业。清洁能源技术需要大量原材料，包括铜、铁矿石、锂和镍，这些材料都必须从矿山开采。据国际能源署（IEA）称，一座陆上风电场所需的矿产资源是燃气电厂的九倍。

对这些关键矿产的需求将到2040年增长四倍，以支持我们向净零排放未来转型。与此同时，矿业产能不足，无法供应转型所需的原材料。为实现全球净排放承诺，我们还需要新增50座锂矿、60座镍矿和17座钴矿，而一座矿山从发现到首次投产平均需要16.5年。

来源：《关键矿产在清洁能源转型中的作用》，国际能源署，2022年。

因此，矿业必须尽可能充分利用现有基础设施，供应能源转型所需的原材料。

应对矿业资产优化挑战

矿业面临多项重大挑战，限制了其优化现有资产效率、提高产出以满足不断增长需求的能力。其中一项关键挑战是基础设施老化，许多设施正迅速接近设计寿命终点。维护这些老旧设施需要定期进行，往往成本高昂。

此外，资产意外停机也是一大障碍。这通常源于对资产完整性了解不足。缺乏对资产状况和性能的全面了解，妨碍了对运营中断进行有效预测和预防。

最后，另一项长期挑战是准确了解老旧资产的实际剩余寿命。在矿业领域，这方面的信息对于优化作业和负载周期、最大限度降低潜在安全风险至关重要。

缺乏这方面的了解会妨碍有效的管理和维护规划，也使企业无法识别关键风险点。如果不能发现这些风险点，并将维护和检查重点放在最需要的地方，取料机停运可能造成高达每天100万美元的高昂损失。因此，矿业越来越需要采用先进技术来克服这些挑战，优化资产利用。

数字孪生：新一代解决方案

可为多种矿业资产构建数字孪生。图片来源：Akselos。

面对这些挑战，数字孪生技术正成为一种强有力的工具。通过为实体资产创建精确的虚拟副本，数字孪生让矿业运营商能够以前所未有的方式深入了解资产状况。这些数字映像能够准确反映对应实体的状态，实时呈现资产当前的健康状况、性能和预计寿命。借助这种实时诊断能力，矿业运营商可以在小问题演变成重大故障之前发现它们，从而开展预测性维护，减少意外停机。

此外，运营商能够直观了解并掌握资产的剩余寿命，因而可以规划更换或大修，避免老旧基础设施承受不必要的负荷，并降低潜在安全风险。因此，采用数字孪生能够最大限度提高资产利用率，增强矿业满足清洁能源转型对原材料不断增长需求的能力。

将整个生产链数字化

数字孪生技术适用于整个矿业生产链。图片来源：Akselos。

在Akselos，我们设想矿业的未来将由先进技术与可持续发展目标相结合。我们正积极支持矿业推动全球迈向净零排放。

我们的技术能够为整个矿业生产链打造数字孪生；大型矿山的生产链通常包含约100项关键资产。我们已成功为多种设备设计并部署这些数字映像，包括装船机、挖掘机（具体而言是其臂架）和取料机。

此外，我们还可以将软件应用于其他关键矿业设备，例如堆料机、卡车、通过铁路运输原材料的货运列车，以及最终将原材料运往市场的船舶。

只有在整个矿区部署数字孪生，才能充分发挥其潜力；随着资产彼此连接，收益将呈指数级增长。借助覆盖全矿区的数字孪生，决策者能够作出更明智、更具战略性的决策，最终优化运营效率。此外，全面的方法有助于制定更具前瞻性的维护计划，减少停机时间，并在全矿区协调工作，而非各自为政。

数字化未来

借助数字孪生的力量，我们正将矿工的镐变成数据驱动的工具，重塑矿业格局。通过应对行业固有挑战、提升资产效率，我们不仅是在向地底深处挖掘，更是在迈向一个由矿业奠定根基、实现净零排放雄心的未来。这不只是挖掘矿物，更是释放潜力，将原始数据转化为有价值的洞见，推动我们走向更清洁、更可持续的明天。