中煤科工機器人科技有限公司（以下簡稱“中煤科工”）是中國煤炭科工集團（央企，以下簡稱“集團”）的全資子公司，作為集團特種機器人核心技術和產品的唯一產業基地，承擔著礦山智能化技術攻關任務。

中煤科工聚焦研發煤礦、鋁鎂、鋼鐵等高危場景的特種機器人、智能裝備的研發、生產與技術服務。依托集團在煤炭行業的技術積累與資源優勢，中煤科工致力于推動礦山智能化、無人化發展，提升礦山安全水平和生產效率，爭取早日實現“打造中國礦山機器人原創技術策源地及現代產業鏈鏈長”的宏偉愿景。

2024年6月20日，國家礦山安全監察局某領導在視察期間，強調礦山機器人研發應用非常重要，對于實現礦山智能化、本質安全、減輕勞動強度以及推動高質量發展起到關鍵作用。

海外仿真軟件正在成為企業發展征途上的阻礙

為滿足煤礦、鋁鎂、鋼鐵等高危場景特種機器人的研發、生產與技術服務需要，中煤科工需要使用高效的仿真工具對各種業務場景進行仿真，指導生產和技術服務。

中煤科工目前采用T公司的Adams軟件進行機器人機械結構設計與優化和運動規劃與軌跡優化，同時采用F公司的Recurdyn軟件進行機器人行走機構對于復雜地形適應性分析。通過上述軟件，對抓管機器人、噴漿機器人的液壓機械臂抓管作業過程的運動規劃與軌跡優化 以及行走機構履帶在煤礦井下的地面行走等仿真場景研究。

但是，隨著目前國外工業軟件在國內使用的問題越來越多，并正在成為卡住我們的業務發展動力的阻礙：

首先是數據安全問題，特別是礦山機器人作業環節和國家能源戰略相關，煤礦信息安全關乎我國能源戰略部署，使用國外軟件容易造成信息數據的泄漏，影響國家安全。

其次，國外商業軟件存在技術封鎖風險，一旦國外廠商停止授權，很難快速切換到其他商業軟件，尤其機器人設備的研發周期基本在10個月以上，如果無法通過仿真驗證，后期的交付周期預計長100-200天不等。

第三，海外軟件缺少客戶化特定場景適配的機動性。ADAMS在特種機器人和智能裝備行業的技術布局不足，軟件功能性在特定領域的適配性存在一定的不足，缺少對特定場景的客戶化。尤其目前中國的礦業快速發展，有好多新的場景出現，國外廠商的技術支持不到位，缺少快速的定制開發，不能滿足中煤科工業務快速發展的需要。

第四，購買國外的仿真軟件價格非常昂貴，配套培訓服務同樣價格高昂，每年相關的采購費用都是一筆不小的支出。

誰能幫助中煤科工挑起這份重擔？

為解決這一問題，從2025年2月開始，在中煤科工跟英特仿真進行交流后，開始試用其通用多體動力學軟件，隨后驚喜的發現英特通用多體動力學軟件能結合礦山機器人應用的各種場景，就管路安裝、巷道噴漿、軌道/輪式巡檢、巷道清理、鉆孔施工、巷道沖塵等業務場景進行仿真驗證，構建前瞻性仿真驗證體系，快速解決當前痛點，促進礦山機器人發展。

英特軟件能攻克非結構化地形動力學交互建模技術，實現井下斜坡、碎石路面等極限工況的仿真，填補了國產軟件在礦山場景精細化建模領域的空白。同時英特軟件打通機械、控制、環境三領域仿真數據接口，支持實時參數調優與動態補償算法嵌入，實現控制策略驗證效率，推動機器人設計從“經驗驅動”向“數據驅動”轉型。這正是中煤科工一直在苦苦尋找的實現工具轉換的目標軟件！

高可靠的適配業務場景仿真，加速產品迭代

中煤科工發現英特通用多體動力學軟件幾乎能夠勝任中煤科工所有機構運動模擬場景，例如 

（1）抓管機器人的機電液聯合仿真優化，提升機器人在不同工況下的穩定性和控制精度；

（2）噴漿機器人的機電液聯合仿真優化及軟管動態特性分析，實現噴槍軌跡穩定控制與系統精度提升的協同優化；

（3）履帶定制化建模仿真，實現對特種履帶底盤的運動建模仿真，提供控制接口配合控制系統實現抓管機器人、噴機器人的聯合仿真優化分析；

（4）軌道機器人的驅動動力學和慣性效應仿真分析，實現防止溜車、優化電機功率分配策略和加減速曲線以降低輪軌分離風險；

（5）輪式機器人的輪地接觸力學分析與越障工況下的多維度受力研究，實現機器人牽引效率提升與復雜地形穩定越障的協同優化。

機械臂動力學仿真場景中，根據機械模型、關節運動關系和驅動源速度數據還原液壓機械臂在抓取工況的運動情況，獲取末端運動數據以及關鍵節點受力情況，用于后續液壓缸的選型、機械臂起升極限的判定。建模邏輯符合國人思維習慣，將結果與標桿軟件（ADAMS）仿真結果數據進行對比后，速度以及位移結果完全吻合，誤差為0；液壓缸推力曲線大值誤差2.5%，平均值誤差1.6%，結果可信，完全滿足工程使用要求。

機械臂關節運動仿真圖示

在剛柔耦合分析仿真場景中，根機械模型、關節運動關系和驅動源速度數據還原液壓機械臂在抓取工況的運動情況，獲取機械臂結構在工作狀態下的應力情況，用于后續機械臂結構承載能力評估以及結構優化。軟件具備剛柔耦合分析能力，支持導入MNF文件，大應力為39.5MPa，FMBD軟件的求解結果與標桿軟件高度吻合，大誤差不超過0.5%，速度與位移完全吻合可達到仿真效果。

全流程切入，提升客戶滿意度，助力礦業作業起飛