“安全员下车”连续运营1整年!矿山无人驾驶真无人时代到来
国内矿山无人驾驶迎来新的里程碑
2023年6月,国内矿山无人驾驶终于迎来新的里程碑!截至6月20日,易控智驾在国家能源集团准东露天煤矿实现常态化“安全员下车”连续运营365天!至此,国内矿山无人驾驶从最初安全员护航下的无人驾驶测试,到2022年安全员示范性下车,直至如今的无安全员常态化运行,“真无人”时代已经到来了!
矿山无人驾驶步入新阶段,勇挑行业使命需要破解核心问题
近年来,在国家和地方的大力扶持和推动下,我国矿山无人驾驶产业得到迅速发展。
矿山无人驾驶已在政策上成为推动行业高质量发展的重要抓手之一。2019年,国家煤监局公布的《煤矿机器人重点研发目录》即提出研发应用“露天矿卡车无人驾驶系统”;2021年,国家能源局、国家矿山安全监察局印发的《煤矿智能化建设指南(2021年版)》明确了在露天煤矿智能化建设目标中重点建设无人驾驶系统等;2022年,内蒙古自治区人民政府印发《内蒙古自治区人民政府关于促进制造业高端化、智能化、绿色化发展的意见》,直接提出智慧矿山无人驾驶车辆由2021年的110台增加到2025年的1200台;而今年以来,行业主管部门更加重视露天矿山安全生产,明确要求加快露天矿山智能化建设,深入推进自动驾驶等先进技术装备应用。
矿山无人驾驶技术也在一定程度上体现了智能矿山系统的发展水平。据Global Data统计,过去三年中,全球采矿业共计申请并授权了超过48000项专利,覆盖150余项技术,其中无人驾驶技术属于创新技术领域中最为成熟的一项技术,已经得到全球采矿行业的高度关注和广泛应用。国内矿山无人驾驶近年来已从单车和小规模测试项目发展到了批量化编组运行,并逐步攻克了极寒、高温、颠簸、铲-运-排联合作业等工况条件下的连续高效自主运行,取得了积极的进展。除了技术公司的引领示范,国内各大主机厂商也纷纷通过无人驾驶技术实现产品的升级迭代。
如今,矿山无人驾驶正迸发出蓬勃发展的市场活力。据国家矿山安全监察局局长黄锦生介绍,目前全国约300台无人驾驶车辆在30余处露天煤矿开展试验。另据内蒙古自治区发布的数据,截至2022年12月底,全区25处露天煤矿开展无人驾驶试验、无人驾驶车辆233台,比2020年增加12.7倍,进一步提升了煤矿本质安全水平。放眼全国,除煤矿外,各大金属矿山、砂石矿山等也积极推动无人驾驶应用。不仅如此,随着“一带一路”的深入推进,国内无人驾驶技术公司还纷纷开启了技术出海计划。
当然,在矿山无人驾驶取得成就的同时,商业化落地依然是行业大众的普遍预期。其中,安全员显然是关键所在。“去安全员”和“常态化去安全员”,毫无疑问存在着本质的区别。大众对于无人驾驶的认可自然是后者,只有常态化去安全员,或者说“真无人”,这项技术才能真正承担起矿山安全生产的使命。
技术与运营并重,矿山无人驾驶为何亟需常态化“安全员下车”?
根据FutureBridge的研究,矿山无人驾驶系统的自动化程度可分为4个级别:安全员辅助;远程驾驶;远程运营;完全自主运营。在国内以往的无人驾驶测试项目中,为防止车辆发生意外,通常需要在车上配备一名安全员,当发生意外情况时马上接管车辆。不难看出,无论是单车司机远程操作车辆的远程驾驶阶段,还是安全员同时监控多车的远程运营阶段,亦或是车辆能够自主运营的完全无人驾驶阶段,安全员能否常态化下车都是技术发展的关键,对用户来说这是个泾渭分明的概念,它意味着项目是否实现了真正意义上的无人驾驶。
此外,对于矿山来讲,无人驾驶在经营层面的意义主要体现在三个方面:一是降低安全风险,二是降低运营成本,三是提升运营效率。安全员在车内的情况下,不仅无法有效降低矿山运营成本中的人员成本,而且仍然存在车辆溜车、制动失效等对人员造成的安全风险。安全员的存在,显然是技术不稳定的表现,那么提升运营效率自然也仅仅是结构性提升。
因此,安全员的常态化下车既是技术成熟的表现,体现了科技公司的技术自信,更关系到无人驾驶能否从根本上解决矿山企业经营管理的痛点。
总之,要想满足智能矿山进一步发展的需求,实现商业化落地,常态化“安全员下车”的连续运营才是矿山无人驾驶需要迈出的标志性一步。
矿山无人驾驶
紧跟全球第一梯队,国内矿山达成常态化“安全员下车”连续运营里程碑
在全球范围内,山特维克、卡特彼勒、小松等企业与一些无人驾驶解决方案供应商和矿山企业合作,已经开展了部分矿山的常态化“安全员下车”连续运营。根据最新报道,安百拓、ASI Mining正在与Roy Hill合作,已经在Roy Hill铁矿的无人驾驶运营区域部署10辆无人驾驶卡车,进行常态化“安全员下车”的全天候运营,包括在路口、装载区和卸载区与两台挖掘机和部分辅助车辆协同作业。
2021年以来,国内矿山无人驾驶领域的代表性企业易控智驾、踏歌智行、中科慧拓、伯镭科技、路凯智行等纷纷联合大型国有矿山开展安全员下车示范。2022年6月20日,由易控智驾提供无人驾驶运输服务的准东露天煤矿更是率先开始无人驾驶矿用车常态化“安全员下车”连续作业,至今已达成无人驾驶车队自主运营1整年的里程碑,成为国内无安全员项目累计运行时间最长的项目!期间,完整经历四季变化,覆盖了高温、严寒以及雨雪雾风尘等状态下的“采-运-排”全流程作业,这一里程碑的达成对于国内智能化露天矿山来说意义重大!
没有安全员,真安全吗?
矿山无人驾驶带来的安全感主要是两个方面。
首先是人的安全。相比有人驾驶和安全员跟车的无人驾驶,常态化“安全员下车”的重要意义之一显然在于规避了随车人员面临的潜在安全风险。今年某露天煤矿坍塌事故更是起到了警示作用,如果矿区能够部署真正的无人驾驶,就能够避免司机或随车安全员面临的类似潜在安全风险。把矿工从危险的一线解放出来,从黑领、蓝领变成白领,这正是无人化的目标和意义。
其次是车的安全。无人驾驶的落地,对于车端的要求显然是极高的。以准东露天矿为例,无论在软硬件研发集成测试、运营数据积累,还是在模型仿真训练方面,项目始终坚持闭环管理、不断迭代优化,从而持续增强无人驾驶系统的稳定性,保障车端的安全可控。在准东露天矿常态化“安全员下车”连续运营期间,无人驾驶矿车跨越了新疆地区一年四季的各类天气,历经局部扬尘、局部阵风、降雪、降雨的考验,具备场景的高柔性适配能力,持续保障无人驾驶连续运行能力。最终完美达成1年365天保持安全无事故运营的目标,充分验证了这项技术的稳定性!
智能替代人工,效率提高了吗?
露天矿山的效能管理不仅仅是单车无人化那么简单,更多体现在综合调度管理水平上。传统露天矿山从人工对人工的初级调度发找到调度平台对司机的集中调度,矿山的生产效率已经发生了巨大变化。如今,随着车端和云端智能化的深入推动,无人驾驶促进了露天矿山精准调度时代的到来。
在准东露天煤矿的易控智驾,其协同作业系统做到了对包括挖机在内的车队进行科学合理的统筹调度规划,并在运营数据的积累和仿真模型的验证的基础上持续迭代优化。通过实时准确的环境感知和快速精确的行驶停靠,确保了车辆以正常的行驶速度运行。在7×24小时常态化“安全员下车”后,矿车行驶最高时速可达35 km/h。
不仅如此,在时间效率上,机器“不知疲倦”的连续运行,避免了原来司机吃饭、交接班等造成的停机时间,每天能够延长车辆运营时间达2~3小时!充分提升了矿山运输保障的柔性空间,为矿山增产、增效、保供提供了可靠的技术助力。根据一年来的实际数据分析,通过协同作业、循环动态点检、循环加油等方式大幅节省了停机时间,无人驾驶有效运输时长每天可达传统有人运输时长115%;采用单组挖机日装车数量400车以上。无安全员的运行效率由最初的85%已提升到了与无人持平。
无人驾驶矿卡
无人驾驶来了,成本降了吗?
不可否认,无人化首先直指人工成本。根据市场调研来看,目前多数矿山的作业执行2班倒或者3班倒,平均每辆车配备2到3名司机,每名司机每年的人员成本在15万元左右,比如,一个包含7台车辆的编组每年的直接成本便可达210~310万元。然而无人化的目的并非仅仅是盯着几个人的工资那么简单。企业在面对矿山艰苦岗位逐渐老龄化,艰苦岗位招工难、招工贵,职工从入职到上岗再到就业波动,无人化更是对生产经营连续稳定的前瞻性投入。因此,反观而言,矿山无人驾驶实现降低人工成本210~310万元,实则优化了企业在人工方面的综合投入,实现了仅需一名安全员便可在远程同时监管多台车辆运行的效果!
不仅如此,人工驾驶车辆的非均质化也将在无人驾驶的驱动下得以矫正。以前新老司机不同的驾驶习惯造成了不同的油耗和车损,现在无人驾驶则以最优规划路线和最规范的驾驶动作将油耗和车损降到最低。标准化还可以延伸到管理方面,推动运维保障和备品备件库存更有计划性,降低综合成本。
此次准东露天煤矿365天车上真无人的表现,显然已经为矿企实时调整劳动力计划奠定了坚实的基础。
新征程迎来新变化,无人驾驶推动露天矿山全矿智能化启幕
在常态化“安全员下车”连续运营后,准东露天煤矿在运营管理方面也做了适应性的创新。以往有人驾驶或者安全员在车内时,企业需要对司机或跟车的安全员进行直接管理。如今,基于协同作业系统,无人驾驶促进了人车分离。现场作业转变为远程操控,司机班组聚合成安全员集中管控,剥离、运输作业场景成功从“管人”向“管车”进行转化。
无人驾驶作为露天非连续采矿工艺智能化的重要一环,无疑正引领和推动着矿山智能化的深动实践。在全球矿山无人驾驶行业蓬勃发展、智能矿山系统不断完善的背景下,我国的矿山无人驾驶已从小规模测试逐步向批量部署转变,商业化程度正在不断提高。可以说, 易控智驾于准东露天煤矿在业内首次达成了常态化无安全员连续运营1整年的里程碑,意味着其矿山无人驾驶开始了真正的产品化道路,并向完全商业化落地迈进了坚实的一步,有力推动了智能矿山运输系统的升级发展,促进了矿山从自动化、数字化向智能化的转变。
不仅如此,包括易控智驾等在内的技术公司,正积极会同国内富有创新精神和意愿的矿山企业,按照计划节点逐步推进各地区各项目的“安全员常态化下车”。准东露天煤矿的实践经验和数据积累,必然能够为项目的推广共享大量共性研发投入,从而使技术落地更加集中精力于“因矿制宜”的现场调试验证。
以无人驾驶为突破,露天矿山全矿智能化的大幕或许可以徐徐拉开。未来已来,让我们拭目以待!
(本文来自:IntelMining智能矿业)
责任编辑:Yaodl
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