没有驾驶舱?不仅如此,从无人矿车到智能运载机器人,“载山CarMo”推动智慧矿山建设

自动化内参 2023-05-24
2578 字丨阅读本文需 7 分钟

矿山是无人驾驶技术有望率先落地的重要场景之一。由我国自主研发的“载山”新能源矿山智能运载机器人5月6日正式“上岗”。据介绍,“载山”5月6日开始在内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区露天煤矿进行无人编组作业运行。

“矿山智能化、无人化对推进矿山安全高质量发展具有重要意义。”中国科学院自动化研究所研究员、中科慧拓CEO陈龙说,“载山”可实现近程遥控、远程驾驶、无人驾驶三种控制模式,能够应用于露天矿山、散货码头等多场景的重载物料运输,显著提高矿山运输效率与安全性,大幅降低人力成本与环境污染。

3月24日,中国“机器人+智能矿山”产业融合发展高峰论坛暨第二届《智能矿山》理事会、特约编辑年会在深圳召开,对如何加快矿山智能化建设,深入推进智能矿山技术创新和建设实践,引领矿山无人化智慧运行发展趋势,促进矿山企业以及矿山机器人企业的高质量发展等话题进行了深入讨论。

目前,煤矿开采危险岗位主要分布在掘进、采煤、运输、电气、检修、巡检等作业地点,在这些危险岗位的井下矿工人数占到近60%,而事故死亡人数高达85%。为了从根源上解决煤炭行业的安全生产问题,同时提高煤矿生产的效率,矿山机器人将替代矿工完成这些高危作业,并将开创智能采矿新时代。另一方面,机器原则上可以实现24小时工作,矿山机器人的普及,也可使得劳动生产率大幅提高,对企业的经营水平和利润控制都会起到很好的帮助。

从无人矿车到智能运载机器人

2019年是中国矿山无人化元年。当年,中科慧拓完成了国内首个无人矿山整体解决方案的落地运营,拉开了国内矿山无人驾驶的帷幕。随后,跃薪智能的无人矿山设备在洛阳钼业投入实际验证;希迪智驾研发的无人驾驶矿卡也在句容台泥实现落地。目前国内无人驾驶解决方案商主要包括中科慧拓、伯镭科技、踏歌智行、易控智驾等,服务矿企、工程公司、运输公司,对矿山采运排环节的运输车辆进行无人化改造。

虽然从“有人驾驶矿车”到“无人化改造矿车”,已经向矿山无人化迈出了巨大一步。但这种对矿车的改造却存在着几个难以解决的问题。“首先,矿车底盘与后装无人驾驶系统松散耦合,物理架构与数据架构不统一;其次,有人驾驶室无法满足无人驾驶主控设备箱的防尘散热问题,可靠性差;同时,为有人驾驶设计的线控安全策略无法满足无人驾驶安全需求。”中科慧拓联合创始人、技术中心总经理田滨表示。在中科慧拓的观点中,只有真正做到“无人”,才能够真正解决矿企需求,也是真正实现智慧矿山的前提,因此新能源智能运载机器人“载山CarMo”应运而生。

基于矿车无人化改造的痛点,中科慧拓从前期设计、技术调整到产品试验,经过近两年时间打磨,智能运载机器人“载山CarMo”成功下线,并已在内蒙古鄂尔多斯腾远煤矿进行无人编组试运行。对比目前市面上的改装式无人矿车,载山更像是一款来自未来的运载设备。它可以满足不同使用场景和运营经济性需求,适用于露天煤矿、非煤矿山等多种场景,实现重载物料的高效运输。

作为一款全新的新能源矿山运输设备,“载山CarMo”更加符合矿企对无人矿车的期待。首先,它天生适配无人驾驶系统。其采用原生的智能和无人化特性,前装设计的无人驾驶系统完全取消了驾驶舱,不仅保证了作业流程的绝对安全,而且降低了制造成本,与普通矿用宽体车相比,其拥有更具竞争力的性价比。同时,由于其采用新能源动力模块,“载山CarMo”可以实现“零尾气”碳排放,符合国家对绿色矿山建设的要求,满足国家对“碳达峰、碳中和”的长期目标要求。此外,它的底层操作系统构建于中科慧拓自主研发的平行矿山操作系统“愚公YUGONG”之上。在愚公操作系统和矿山工业智联网平台的加持下,人工智能、平行控制理论以及智能云计算等前沿技术,实现更高效的生产调度。

普通煤矿如何发展成智能煤矿

智慧矿山,是指基于现代煤矿智能化理念,将物联网、云计算、大数据、工业互联网等前沿技术与现代矿山开发技术深度融合,形成矿山全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统,实现矿山作业全流程的智能化运行。

普通煤矿如何发展成智能煤矿?某企业在矿山智能化实地调研中发现:装备智能化改造、智能系统基站建设等硬件设施已基本实现落地,而信息交互系统、数据管理系统等软件平台建设仍是煤炭企业信息化能力的薄弱环节。当前,矿山生产系统中各业务环节独立进行信息化实践,以致于缺乏统一的数据管理系统,数据孤岛严重;硬件设备及各业务系统产生的海量数据无法得到深层次的应用,管理者决策缺乏数据依据,未能参考矿山各类业务指标、工况数据等实现对运行态势、隐患风险的实时掌控及运营管理。

除了数据积累,实现智慧矿山还有一个不容易跨过的大山,那就是顶层设计问题。数字化建设并不能一蹴而就,而是需要投入大量人财物力的持续性过程。但很多数字化建设的问题也出自于此。例如企业分批的数字化建设由于技术路线选择不同,导致系统间耦合度低,甚至不能实现数据流动,造成数据孤岛问题。不难想象,物理架构与数据架构不统一的传统无人化改造矿车,在后续的数字化建设过程中势必会遇到因底盘与后装无人驾驶系统松散耦合所导致的数据获取与流动问题,需要进一步对系统进行改造,甚至可能无法改造而影响智慧矿山建设。

因此,煤矿企业急需建设一套基于生产数据资源化、功能模块化、应用微服化、运维智能化的统一软件平台,实现数据融合互通,分类建设、分级管控,实现自动化与信息化的深度融合。煤矿智能化建设是推进能源革命综合改革的重要抓手,也是传统煤炭行业实现高质量发展的必然选择。

数字能源建设推动新型能源体系现代化

当前国际矿产能源战略转型格局下,推动数字技术与实体经济深度融合,已然成为新一轮科技革命和产业变革的新机遇。作为能源产业的关键上游,智慧矿山建设的质量,直接影响着我国整体能源产业数字化智能化的发展速度。

新时代,面对我国社会主要矛盾的历史性转变和经济社会发展动能转换的时代机遇,构建更加多元、清洁、低碳、可持续的新型能源体系成为能源产业实现战略性、整体性转型的当务之急。数字能源建设是实现新型能源体系现代化建设的重要举措。

数字化赋能新型能源基础设施建设。以保障能源安全为前提,推动能源行业低碳转型是实现碳中和的重要路径,加强新型能源基础设施数字化建设是保障能源安全的关键支撑。

首先,要加速推动能源信息数字中心建设,重点突破以全环境仿真平台、先进算力算法、工业基础软件为代表的基础技术,同时积极探索北斗系统、5G、区块链等新技术新装备在能源领域的推广应用,使得智能能源系统中关键信息技术产品完全掌握自主知识产权。其次,加快推动人工智能、物联网、大数据等数字技术的引入,实现能源各环节数据的动态自动采集、同步性分析、联动式应用、跨区域与跨部门共享与协同。最后,加快推动电网基础设施、基础材料、新型能源供给终端等数字升级,实现能源供应、输送、消费等源网荷储用协同互动互补满足能源产业智能化升级后多元互相性需要。

而载山CarMo的问世,或将推动智慧矿山建设进入一个新的阶段。

文章来源: 中工网,朗泰华科技,甲子光年

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