Loader in Labyrinth

正文无人驾驶二十载,零事故零伤亡

一谈到“概念车”,无人驾驶就成为大家热议的话题,而山特维克的自动化铲运机和卡车早已在实地矿场工作了二十多年, 累计在地下无人驾驶作业时间超过 200 万小时,同时还保持零事故零伤亡的纪录。

近期,山特维克推出了新一代自动化铲运机。 这种新型采矿机史无前例地采用了自动铲斗装载系统。 这意味着,从装载到运输再到卸载的整个生产过程可实现完全自动化。

山特维克自动化部门高级系统工程师 Jouni Koppanen 说道,“这绝非易事。 你不仅要考虑不同类型的矿井、不同尺寸的岩石,还要确保向铲斗中填入适量的岩石。 但是,我们做到了,而且我们的铲运机是全球唯一具备自动装载功能的铲运机”。

制定无人驾驶技术研发计划

自 20 世纪 90 年代开始研发无人驾驶技术以来,山特维克的目标从未改变,那就是让操作人员远离危险的地下矿井,同时提高客户生产效率,而技术在这期间得到了飞速发展。

Koppanen 说道,“技术的更新换代速度日益加快。 由于矿井中环境恶劣,再加上全天不间断作业 (24/7),实现这一目标对于我们和采矿业而言是一项巨大的挑战。 开发的技术必须使设备经久耐用,历经数载仍能够正常运行”。

凭借这一能够不断升级且经久耐用的智能系统,山特维克实现了这一目标。

开发的技术必须使设备经久耐用,历经数载仍能够正常运行。

满载创新

确切的说,山特维克的自动化系统可以使铲运机和卡车在首次进入某个巷道时便能够学习最安全、最高效的路径。 在一组传感器的引导下,车辆的智能系统能够绘制井下地图并记录路径。 山特维克的专利算法,加上铲运机上的传感器和陀螺仪配置,共同保证车辆有能力在没有 GPS 的情况下在井下环境探知行进方向。

Koppanen 说道,“让这个由多个组件组成的复杂系统实现协同作业是一项艰巨的挑战, 这需要不同领域专家的共同努力。 但我们拥有良好的团队协作能力,能够为整个系统制定蓝图。 这就是我们始终处于行业最前沿的原因所在”。

操作人员可以坐在井上舒适的控制室里,通过车载摄像头准确地看到车辆的行驶情况。 操作人员也可以控制车辆在何时驶向何处。 实际上,正是智能系统和各种算法完成了所有的艰巨任务: 按照既定路线行驶、计算速度、控制刹车、转向、装载、运输和卸载,无一例外。

与地上设备不同,地下铲运机采用铰接式设计,可以相同速度向前和向后移动, 可在狭窄的巷道中灵活移动。 这些设备还可以承受低海拔、高温、水浸和腐蚀性环境以及矿井中的其它恶劣条件。

而这些恶劣条件正是多年前开始研制自动化系统的主要驱动力。

自动化: 以人为本

Koppanen 说道,“在澳大利亚,我们有客户已为其整个矿场配备了自动化系统, 他们的员工人数仍与之前相同,但现在大多数员工都已从地下转到地上,坐在舒适的办公室里工作”。

Koppanen 还说道,“现在,每个操作员都可以同时控制多个铲运机,所有的艰巨任务均由自动化设备完成。 我们的自动化铲运机和卡车能够保持精准、稳定且高效的作业水平, 从而减少安全事故的发生,同时延长正常工作时间并提高生产率”。

在实际环境中验证自己的想法,这真是太棒了。

测试技术

山特维克已在其位于芬兰坦佩雷的地下测试矿井中对新的创新技术进行了测试。 山特维克装载和运输产品线副总裁 Wayne Scrivens 说道,“测试技术的目的是确保我们的设备坚固耐用、适用于地下采矿环境且安全稳定”。

Annukka Kokkonen 是山特维克研究和技术开发部门的科研工程师,在测试矿井工作。

她还说道,“在实际环境中验证自己的想法,这真是太棒了。 没有多少工程师或程序员有机会亲眼目睹技术创新投入实际应用, 也就是亲自见证从研发阶段到客户使用的整个过程”。

全面彻底的测试,再加上与客户的紧密协作,有助于确保山特维克开发出适用于客户的解决方案,帮助他们解决所面临的最大难题。

“目前,我们的自动化铲运机和卡车正在一个与工作人员和其他设备完全隔离的区域内作业。 如果行驶途中出现任何障碍,安全传感器就会激活设备上的刹车系统”,Kokkonen 说道, “我们设想,在未来,自动化铲运机和卡车将能够与传统设备和工作人员在矿井的同一区域协同作业”。

令人兴奋的未来

除自动化系统外,山特维克多年来一直在地下设备的电气化上推波助澜。 20 世纪 80 年代,山特维克推出了世界上第一部有线电动铲运机。 2016 年,山特维克推出了一款以电池为动力的铲运机,其灵活度可与配备柴油发动机的铲运机媲美,但热量排放和噪音较低且无废气排放。

Scrivens 表示,“未来,我们对柴油发动机的依赖将会越来越少,我们的焦点将逐步转向动力传动系统的电气化,以及电动铲运机和电池技术的应用,同时与自动化相结合”。

随着加拿大安大略省博登湖等项目的开展,这一目标并不那么遥远。 山特维克正在与黄金生产商 Goldcorp 合作开发全球首批全电气化矿山之一。 这意味着矿场中的空气将更加清洁、排放更少且成本更低。