数字孪生系统概述

数字孪生系统（包含斗轮机，刮板机，抛料小车，刮平机等）是在原堆取料机控制的基础上，通过增加上激光雷达、毫米波雷达等扫描仪以及三维定位等设备技术，实时展示当前厂区内机器及物料状态。

利用三维激光扫描、精准定位、无线通讯、数字孪生等最新技术，构建数字化三维料场，实现料场自动盘库、堆取料机无人化等多项功能，助力生产决策精细化、科学化、资源配置全局优化，实现企业降本增效。

系统具有状态管理、库存管理、生产报表、作业管理、料场管理、设备管理、报警记录、系统设置等功能。

圆形堆取料机数字孪生系统

首先利用激光雷达安装于堆取料机悬臂两侧，通过融合机构回转、俯仰等信息实现料堆三维实时建模，当堆料臂回转时候进行区域位置扫描及更新料堆。

圆堆数字孪生系统可实时显示堆取料机的状态，例如堆料机俯仰角、偏航角、运行状态、取料机的俯仰角、偏航角、运行状态；也可实时反应物料的状态，例如堆场内物料形状、体积等。

三维扫描

三维扫描主要的设备为激光雷达和毫米波雷达，激光雷达和毫米波雷达从工作原理上来说具有相似之处，都是利用回波成像来构显被探测物体的。不过激光雷达发射的电磁波是一条直线，主要以光粒子发射为主要方法，而毫米波雷达发射出去的电磁波是一个锥状的波束，这个波段的天线主要以电磁辐射为主。

相比毫米波雷达，激光雷达在探测精度、探测范围及稳定性方面更具优势。在精确度方面，毫米波雷达的探测距离受到频段损耗的直接制约(想要探测的远，就必须使用高频段雷达)，也无法感知行人，并且对周边所有障碍物无法进行精准的建模。

但在抗干扰性上，毫米波雷达却更胜一筹，由于激光雷达通过发射光束进行探测，受环境影响较大，光束受遮挡后就不能正常使用，因此无法在雨雪雾霾天，沙尘暴等恶劣天气中开启，而毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，因此可以在糟糕的天气中探测。

堆料-扫描过程说明

1、扫描：堆料机悬臂两侧安装有激光扫描仪，扫描仪可以扫描到一个界面的数据，堆料机在旋转过程中带动扫描仪连续扫描多个截面，组合起来即为料堆的扫描面。

2、滤波：灰尘过大的情况下，需对数据进行处理，丢弃不可用的数据。

3、插值：收集到的数据可能存在缺失问题，需要插值补全。

详细状态监控

系统除了以三维形式展示机器和物料的部分信息外，还会在状态监控界面展示更为详细的状态信息；例如堆取料各个电机的参数、变频器的参数等，以及其他机构的一些参数，例如皮带电流、机上操作柜的按钮状态等。

故障报警

系统实时监测并收集堆取料机在工作过程中出现的故障，例如：激光扫描仪断连、堆取料机断连、取料机调停等，对于一些故障可分析产生原因，例如取料机调停的原因是刮板电流过高、限位误触发等。

生产报表

系统通过收集并分析堆料机的工作范围，可统计一段时间的进料量 ；通过收集并分析取料机的工作范围，可统计一段时间的出料量。用户可通过本系统拉取生产报表及库存量。

操作记录

系统实时监测并收集堆取料机的工作信息，例如手动启动或关闭取料机、手动启动或关闭堆料机、一键自动启动取料、一键自动堆料等。