大型矿用挖掘机作为露天矿山生产的主力装备，承担着繁重的生产任务。挖掘机操作人员一直在恶劣环境下进行作业，时刻面对着复杂的现场工况，存在效率低，能耗高，安全性差等问题。随着人工智能技术、控制技术、信息技术以及传感技术的快速发展，使得挖掘机“智能化”、“少人化”甚至“无人化”有了可实现的基础。本项目利用5G技术高速度、低时延、低功耗等特点，将高清视频信号和控制信号在挖掘机本地端和远程端实时传输，驾驶员可以在远程驾驶室进行采掘工作，有效提高了工作效率、安全性和舒适性。
主要创新点如下：
1)智能化安全运行系统设计；
设计自适应挖掘解决堵转，作业不连续问题；通过位置传感器定位定姿，实现安全区域设备防撞保护；通过车铲定位定姿，设计智能辅助卸载；采用毫米波雷达、AI图像识别对进入人员与设备预警等。
2)环境感知与状态检测系统设计；
工作面采用多摄像头拼接解决大视距宽视角问题；合理设计挖掘机摄像头位置，通过360环视技术完成周围环境呈现设计；设计关键部件温度、压力、行程状态检测，通过数字化、信息化反馈至远程端。
3)无线通讯系统设计；
采用了先进的NAT穿透技术，实现了在公网5G内的点对点连接，并将全链路延时（包括信号的融合处理）降低到200ms以内。升级为5G专网，全链路时延可进一步降低至150ms内。
4)远程控制室系统设计；
设计线性控制系统、音视频与控制信息融合的信息显示系统；设计六自由度仿真座椅平台，操作员真实感受挖掘机挖掘过程中的真实力反馈。
5)故障诊断分析与预警系统设计；
设计边缘服务器进行数据5ms级的数据采集与记录，建立专家知识库，通过大数据分析与挖掘，为远程端提供健康分析与故障预警信息。
本项目填补了国内空白，并在世界范围内首次应用。太原重工是国内唯一一家能够提供斗容量10~75m3全系列露天矿用机械正铲挖掘机的厂家，目前国家大力推动智慧矿山建设，重点实现少人、无人作业面，各大露天矿山智能化矿用挖掘机需求量大，按照单台远程操作系统700万，每年新产品配套10台、改造升级10台保守估计，年产值达1.4亿元。大型矿用挖掘机远程操作智能化的设计与应用，也可促进我国大型矿用设备向高端智能化进步，起到示范引领作用，推动我国“智慧矿山”的建设及发展。
本项目有以下创新点：
本项目的设计难点在于：无线通讯的延时与安全保护、视频信号的视角与立体感、设备状态及位姿的感知。我们团队提出了针对性的技术创新：
到目前为止，已经完成两台大型挖掘机远程项目合同，分别是华能内蒙古伊敏河露天煤矿WK-20A和国家电投内蒙古霍林河南露天矿WK-12C，均已实现了大型挖掘机的远程操作；已经与内蒙古平庄煤业锡林河露天矿签订四台“WK-12C整机+远程操作”合同；神华准能集团黑岱沟煤矿与国家能源集团宝日希勒矿正在与我公司交流挖掘机远程操作项目改造。相信在不久的将来，该系统会在全国各大露天矿山遍地开花；我们也会不断创新，设计开发新的功能，提高我国智慧装备在国际上的影响力和竞争力。
我们团队有两台远程操控平台样机供新技术研发和攻关，分别是4立方操作样机和国家重点实验室远程及无人操作样机，正在开发新的功能，如：无线通讯低延迟无丢包可靠技术、远程监控数字孪生系统、自动装车避障、无人驾驶采掘等，技术正在越来越成熟和完善，正在申请的专利有12项，其中包括发明专利3项。