Автономные карьеры. Обзор разработок зарубежных брендов

Caterpillar. В основе разработок — модульная структура

На руднике Gudai-Darri концерна Rio Tinto в Австралии работает более 130 беспилотных самосвалов Caterpillar под управлением «Системы автономных грузоперевозок» (Autonomous Haulage System, AHS). Самосвалы сами загружаются, отвозят породу и разгружаются. Ими управляет интеллектуальная цифровая система, а контролируют операторы с расстояния нескольких километров. В конце 2021 г. на рудник поступят 35 беспилотных 220-тонных самосвалов Caterpillar 793 нового поколения.

В июне 2021 г. на предприятии ввели в эксплуатацию три автономных автомобиля водяного орошения Cat 789D. Бортовая система управления определяет недостаточную влажность и активирует систему орошения. Автомобили включены в состав AHS. На Gudai-Darri также работают автоматические буровые установки и первая в мире автоматическая железная дорога. Чтобы не подвергать опасности людей, на предприятии используют беспилотные дроны и дистанционно управляемые самоходные машины для выполнения опасных работ, таких как обследование стен карьера.

Источник фото: cat.com

На руднике Gudai-Darri работает более 130 беспилотных самосвалов Caterpillar под управлением AHS

Кроме предприятий компании Rio Tinto, в мире уже много других автоматизированных горнорудных предприятий. Например, парк самосвалов Caterpillar работает в беспилотном режиме также на руднике компании Fortescue Metals Group (Австралия).

Самый полный в отрасли пакет программ автономного управления машинами горнодобывающих предприятий Caterpillar, получивший название Cat MineStar, имеет модульную структуру. Система состоит из ряда наборов возможностей, позволяющих настраивать систему для нужд конкретного горного предприятия:

• Command — обеспечивает согласованную работу дистанционного управления, полуавтономных и автономных систем горного оборудования: бульдозеров, автономных карьерных самосвалов в окружении другого оборудования, автономных буровых установок. Caterpillar продолжает совершенствовать данную систему, чтобы она могла работать с машинами любых производителей. В настоящее время по всему миру эксплуатируется более 350 грузовых автомобилей Cat, оснащенных автономным управлением Cat Command.

• Системы Terrain для автономного бурения, для планировки грунта, для драглайнов и для загрузки используют данные навигации GNSS и дают операторам, контролирующим работы, огромное количество информации.

• Система Fleet в реальном времени назначает задачи для машин всех типов в составе парка горного оборудования и составляет аналитические отчёты. Использование функциональных программных пакетов позволяет увеличить производительность на 15–25% по сравнению с традиционным управлением.

Hitachi. Системы управления беспилотными самосвалами и экскаваторами

Источник фото: hitachicm.com

В планах компании Hitachi — совершенствовать свои системы управления

В мае 2020 г. компания Hitachi ввела в эксплуатацию на шахте в Австралии «Систему автономных грузоперевозок» AHS, управляющую парком беспилотных самосвалов Hitachi EH5000AC3 г/п 296 т числом до 100 ед. Объезжать препятствия помогают установленные на машинах лидар, радар и система навигации GNSS.

В марте 2021 г. Hitachi подписала соглашение с ABB о сотрудничестве в разработке решений по беспилотному управлению сверхтяжёлыми экскаваторами. Компании предполагают использовать технологии интернета вещей IoT.

Также в апреле Hitachi инвестировала в австралийский стартап Baraja по созданию «Лидара спектрального сканирования» с расширенным сектором сканирования. Этот прибор поможет Hitachi усовершенствовать свои системы управления беспилотными самосвалами и экскаваторами.

Liebherr. Программное обеспечение с открытой архитектурой

Источник фото: liebherr.com

Гибкая система Mining Technology Product portfolio с открытой архитектурой от Liebherr

В сентябре на выставке MINExpo 2021 компания Liebherr представила следующее поколение своей платформы автономного управления оборудованием горнодобывающего предприятия Mining Technology Product portfolio. Это гибкая система, которая обеспечивает работу машин Liebherr в парке техники смешанного состава, обмен информацией между самосвалами, объезд препятствий и планирование маршрутов движения. Решение является масштабируемым и может быть использовано как для одной машины, так и для всего горнодобывающего предприятия.

Отметим, что Liebherr первой в мире разработала программное обеспечение с открытой архитектурой по взаимодействию между своим Mining Technology Product portfolio и системами управления движением транспорта от других поставщиков.

В число разработок компании входит система удалённого управления бульдозерами LiReCon, которая обеспечивает уменьшение времени простоев машин. Бульдозер оснащается видеокамерами, позволяющими находящемуся на расстоянии оператору видеть на экране зону вокруг машины. А наполнять ковш экскаватора одним движением джойстика позволяет оператору полуавтоматическая функция «Ассистент наполнения ковша» (Bucket Filling Assistant).

Volvo. Опытная эксплуатация в Норвегии и Швеции

Источник фото: volvoautonomoussolutions.com

С системой обнаружения препятствий. Беспилотный самосвал ТА15

В феврале 2021 г. компания Volvo поставила 6 беспилотных грузовиков Volvo FH и решение TARA для осуществления перевозок известняка из карьера до порта в Норвегии. Этот проект предусматривает использование не имеющих кабины беспилотных самосвалов ТА15 (на электрическом ходу с аккумуляторами).

Масса машин — 8,2 т, г/п — 15 т. ТА15 оборудованы системой обнаружения препятствий, в составе которой — система навигации GPS, лидары и радары. Техника предназначается для перевозок по повторяющимся маршрутам на ограниченной территории, например, в карьере. Перевозки будут производиться по огороженной трассе. Машина сможет обмениваться информацией с другими самосвалами ТА15 для обеспечения оптимального графика погрузки. Самосвалы должны будут автоматически подзаряжаться после каждого рабочего цикла. Время зарядки — 1–3 мин.

В 2022 г. запланирован выпуск малой серии таких самосвалов. Также Volvo осуществляет совместный проект с металлургическим заводом в Швеции, на котором самосвалы ТА15 будут проходить опытную эксплуатацию на перевозке шлака.

Komatsu. Смешанные парки горного оборудования

Источник фото: youtube.com/c/KomatsuMining

Техника с FrontRunner AHS оснащена GPS и системой распознавания препятствий с радаром и лидаром

Компания Komatsu разработала собственную систему удаленного управления парком техники и беспилотными грузоперевозками для горнодобывающих предприятий FrontRunner AHS. Система назначает маршруты движения самосвалам, обеспечивает их взаимодействие друг с другом и с другими машинами. Каждая машина оснащается системами навигации GPS и распознавания препятствий с радаром и лидаром.

Беспилотные самосвалы загружаются экскаваторами и погрузчиками, которыми управляют операторы. Когда самосвал подъезжает под погрузку, специалист при помощи сенсорного экрана указывает машине правильное место на площадке, а когда она загружена, подает команду отъезжать. Автономное управление направляет самосвал в зависимости от перевозимого материала либо к дробильной установке для обработки руды, либо к отвалу для пустой породы.

Также Komatsu проводит испытания беспилотного автомобиля водяного орошения карьерных дорог. Под контролем FrontRunner AHS автомобиль движется по заданному маршруту. Система регулирует расход воды в соответствии со скоростью движения техники. Продажи новинки планируется запустить в 2022 г.

Sandvik. Дистанционное управление буровыми работами

Источник фото: rocktechnology.sandvik

Возможность удалённого управления сразу несколькими буровыми установками. Система AutoMine Surface Drilling

На выставке MINExpo 2021 компания Sandvik представила систему дистанционного управления в беспилотном режиме AutoMine Surface Drilling для интеллектуальных установок бурения с поверхности. В составе системы новый функционал AutoCycle даёт возможность выполнять цикл бурения в автоматическом режиме с точным перемещением установки между скважинами. Автоматические функции выравнивания бура Auto Level и автоматической подачи труб Auto Mast обеспечивают уменьшение износа рабочего инструмента.

Один оператор может управлять несколькими установками удалённо при помощи сенсорных экранов, на которые выводится изображение с камер, установленных на буровых станках. Благодаря этому операторы меньше подвергаются воздействию шума, и пыли, а также ограждены от рисков, связанных с работой вблизи тяжёлой техники.

Sandvik представила также новый станок DR410i для бурения шпуров под закладывание взрывчатки, подготовленный к установке систем беспилотного управления, в том числе — AutoMine Surface Drilling.