露天礦區無人運輸系統的未來之路

擁抱變革 超越傳統

文章導讀

隨著采礦作業環境日益復雜,行業越來越需要采用數字化和自動化技術。無人運輸系統(AHS)能夠實現采礦卡車的無人駕駛,是實現采礦作業自動化的重要一步。AHS被視為實現采礦作業數字化、優化和自動化的關鍵技術。AHS將提高礦山的總體設備效率,降低單位產出成本。對礦業而言,AHS既是一個戰略機遇,也是一個管理挑戰。

文章正文

原標題：Autonomous Haulage Systems – The Future of Mining Operations

采礦業的自動化運輸始于 1990 年的小松礦業以礦山現場管理軟件為基礎。小松礦業分別于 2007 年和 2008 年在智利和澳大利亞進行了商業部署。隨著自動駕駛汽車在市場上日趨成熟和商業化，物聯網 (IoT)、人工智能、機器學習、分析和無線連接已越來越廣泛。在采礦業，自動化運輸礦卡和其他移動設備的采用和趨勢不斷增加。如今，許多公司在礦場擁有自動駕駛礦卡、火車和裝載機車隊，但大多數都還處于使用這些車輛的測試階段。

目前采礦自主化工作的一個很好的例子是馬里Resolute Mining的作業。整個過程,包括鉆探、裝填、爆破、裝載和運輸,都是通過一個自主系統完成的。這降低了每盎司黃金的生產成本135美元,并將開采成本降低了30%。

自主化礦山作業的主要好處是安全性,因為采礦業每年由于死亡、受傷或失蹤的人數超過15,000人。另一個好處是生產力增加和成本降低,因為卡車可以24/7工作,減少礦山的人力需求。但是在部署無人駕駛卡車之前,核查人口統計數據至關重要,因為在某些地區,人力成本要比其他地區低得多。所以,進行費用效益分析非常重要。

采礦公司（尤其是美洲、澳大利亞和歐洲的采礦公司）認為，自主運輸系統 (AHS) 是一種更便宜、更安全、更可靠的礦山運營選擇，因為勞動力成本很高，或者采礦風險增加。此外，自主運輸系統將提高效率和生產力，同時保持安全性和可持續性，從而實現雇主和雇員的雙贏。

01 主要推手和競爭對手

生態系統中的幾個參與者通過專注研發,正在尋找在這一變化的市場中獲得動力的方法。不僅僅是OEM制造商,還有除現有技術提供商之外價值鏈中的其他參與者。啟用自主裝運系統的一些其他新興趨勢將包括地理參考技術,這將借助全球導航衛星系統(GNSS)技術。人工智能、物聯網和其他機器學習技術以及用戶界面解決方案提供商在價值鏈中也將發揮重要作用。

價值鏈中還有許多解決方案提供商,將提供適當的軟件解決方案以及簡潔的用戶界面,以便為自主裝運的運營提供順暢的體驗。

以下列出了主要競爭對手在當前市場情況下的發展情況：

◆卡特彼勒– CAT提供Cat? MineStarTM Command for hauling,使礦工可以在現場用更少的人來移動更多的物料。AHS解決方案有助于提高效率和近乎持續的運作。CAT聲稱它可以將礦山的運營成本降低20%,并將生產力提高30%。它還聲稱可以減少50%的事故。它在2013年開始商業化。該解決方案已經運送了超過10億噸的礦石。

◆小松– 小松提供 FrontRunner AHS 以實現有效的礦山管理。該技術將小松的電動礦卡與 Modular Mining 的 Dispatch 車隊管理系統相結合，并允許裝載機、平地機和推土機進行交互，以優化礦山運營。它配備了 GNSS、集成控制器和先進的傳感器。支持 AHS 的運輸卡車可以通過遠程操作的控制中心進行控制。實施 FrontRunner 技術的礦業公司已運輸了超過 35 億噸的物料。

◆日立– 日立于 2013 年在澳大利亞發電公司 Stanwell 位于澳大利亞東部的 Meandu 煤礦開始了 AHS 解決方案的首次試驗，并于 2017 年完成。初始范圍包括為日立 EH5000AC3 卡車車隊供應和調試 AHS，并成功2020 年 5 月部署在澳大利亞煤礦的AHS。日立的 AHS 解決方案利用其智能礦用卡車系統和Wenco 提供的車隊管理系統。

◆斯堪尼亞– 斯堪尼亞和力拓正在西澳大利亞測試新一代自動卡車。第一個測試階段于 2018年 8 月開始，使用 Scania XT 自動自卸卡車，該卡車與實際操作分開工作。這款名為斯堪尼亞 AXL 的全自動無駕駛室概念卡車于 2019 年 10 月首次亮相，該概念車由智能控制系統進行轉向和控制，其內燃機由生物燃料提供動力。

◆山特維克– 山特維克于 2020 年3 月推出了 AutoMine for Trucks，這是一種用于地下采礦中自動運輸應用的解決方案。其創新的切換技術使卡車能夠在地下和地面導航模式之間實時切換。此外，卡車用AutoMine還可以連接到該公司的礦山信息管理解決方案Sandvik OptiMine?，以改進生產計劃，自動將任務分配給AutoMine，并將生產任務的狀態報告給信息管理系統。

◆沃爾沃– 該公司的自動運輸系統產品 TARA 運輸解決方案包括 TA15 電池電動自動運輸車。沃爾沃正在尋求將 TA15 自動運輸車商業化，該運輸車采用電池電動傳動系統運行。這款無纜卡車配備了 GPS、激光雷達和傳感器，可以避開障礙物并與其他 TA15 卡車連接，以實現最佳裝載并提高運輸效率。沃爾沃提供了六輛自動駕駛沃爾沃 FH 卡車，用于在挪威 Br?nn?y Kalk 礦山運輸石灰石礦山。

◆ASI – ASI 總部位于猶他州。他們為自主采礦作業提供與 OEM 無關且可改造的解決方案。他們于 2006 年首次在美國西部的一個銅礦部署了運輸卡車，并于 2011 年開始開發解決方案。盡管在當前的市場情況下，他們的市場份額有限。盡管如此，他們的系統仍在全球運行超過 13,000 輛自動駕駛車輛，其中包括用于采礦、農業和國防的 70 種 OEM 車輛類型。ASI 提供高度模塊化的自主解決方案，并通過其與 OEM 無關的命令和控制平臺 Mobius 進行增強，該平臺可用作綜合集成平臺和自主平臺。

AHS 得到了廣泛采用，這是采礦業的顛覆性趨勢。截至 2020-2021 采礦年末，共部署了 855 輛自動采礦卡車（不包含中國）。