Роботизация в промышленности и на карьерах: ждать ли массовой автоматизации?

Автоматизированная карьерная техника — один из актуальных трендов в добывающей промышленности. Стараются идти в ногу со временем и в России — в 2019 году на разрезе СУЭК в Хакасии начали работать первые два робота-самосвала, а на разрезе Тугнуйский в Бурятии — автономный буровой станок. Как идёт внедрение новой техники, и стоит ли ждать поголовной роботизации в ближайшие годы?

Тысяча роботов — это много или мало?

Впервые автономные самосвалы запустили в Австралии в 2012 году, за это время они сумели доказать свою эффективность на различных карьерах по всему миру.

Почему автономный транспорт полезен для горной отрасли? Во-первых, это безопасность. Выявлено, что 25% происшествий со смертельным исходом на производстве случаются на этапе транспортировки руды.

Потому что работают огромные самосвалы, углы обзора очень маленькие — отсюда и несчастные случаи в процессе погрузки. На шахте Rio Tinto внедрили автономный транспорт, который напичкан различными датчиками и где просто отсутствуют люди, и увидели, что процент несчастных (не смертельных) случаев снизился на 60%, — рассказал во время своего выступления на онлайн-конференции «DIGITAL MINING & METALLURGY OnlineConf: Решения для интеллектуальной добычи и металлургии» директор направления технологических сетей Ericsson Александр Романов.

Помимо безопасности, автономная техника также позволяет собственникам бизнеса экономить деньги и ресурсы. 

Автономные транспортные средства могут работать с большей точностью, им неведомы такие нюансы, как плохая видимость или усталость водителя, они могут работать круглосуточно. Автономные самосвалы могут повторять траекторию движения во время рабочих циклов с точностью до нескольких сантиметров, что позволяет экономить на ширине проезжей части, повышении угла подъёма, площадке для разворота и на многом другом. Интеллектуальные системы способны заменить водителя на серпантинах горных разработок в трудных ситуациях, особенно после дождя и снега. Как показала практика, автономные грузовые перевозки могут повысить производительность на 15–20%, уменьшить расход топлива на 10–15%, снизить уровень износа шин на 5–15%, сократить расходы на техническое обслуживание примерно на 8% и повысить коэффициент использования автомобилей на 10–20% с лучшей практикой вождения, — перечисляет преимущества автономной техники доктор технических наук Марк Хазин в своей статье «Роботизированные карьерные самосвалы».

Экономический эффект достигается прежде всего за счёт того, что из производственной цепочки уходит человек, а значит, исключается потеря времени на пересменку, обед и личные нужды.

Робот может возить с одинаковой эффективностью и днём, и ночью, и в снег и туман, и при запылённости. Наконец, робот очень бережно относится к технике, никогда не превышает допустимые параметры эксплуатации, поэтому техника работает немного дольше, — отмечает генеральный директор компании «Цифра Роботикс» Алексей Яковенко.

Производством автономной карьерной техники под собственным брендом в мире сегодня занимаются такие компании, как «БЕЛАЗ», Caterpillar и Komatsu. Эксперименты в этом направлении ведут Hitachi и Liebherr. Однако не все добытчики готовы покупать автономные самосвалы прямо с конвейера, многие предпочитают роботизировать уже имеющиеся машины.

Возможны технические решения, которые надстраиваются на серийный самосвал и позволяют управлять гидравликой, коробкой передач, рулём, сканировать окружающую среду и ориентироваться по этим сканам. На этом рынке активно работают независимые разработчики, среди них и компания «Цифра Роботикс».

Сейчас, по оценкам Алексея Яковенко, в мире работают более 1000 автономных самосвалов, не считая китайские машины. Данные из Поднебесной сильно разнятся — от 200 до 600 единиц, поэтому в «Цифра Роботикс» решили не учитывать их в своей статистике. Много это или мало?

С одной стороны, цифра внушает уважение, но если сравнить с общим количеством карьерных самосвалов, а это 50–70  тысяч единиц, получается, что доля самосвалов-роботов около 2%, что не очень много.

А на карьерах России пока работает только 2 автономных самосвала, и за последние годы эта цифра не изменилась: все смотрят на успехи СУЭКа и не слишком торопятся в роботизированное будущее. То есть нельзя говорить, что внедрение роботизированной техники идёт как по маслу. Почему же?

«Свита короля», или о роли инфраструктуры

В идиллическую картину, в которой самосвал работает в режиме 24/7 и приносит бешеную прибыль собственнику бизнеса, вмешивается жизнь — суровые производственные будни.

Машина есть машина, и она требует технического обслуживания, заправки топливом, смены масла, элементарного ремонта. То есть её нельзя эксплуатировать совсем без остановки, как бы нам этого не хотелось. Поэтому экономический эффект складывается только из заработной платы, не затрагивая техобслуживание и ремонты, — предупреждает Алексей Яковенко.

Кроме этого, внедрение автоматизированной техники требует создания специальной инфраструктуры на карьере. Так, нужен диспетчерский центр с необходимым серверным оборудованием, параллельная дорога для проведения пробных запусков длиной как минимум 0,5–1 км и 2 площадки 50*50 метров для отработки маневров, загрузки/разгрузки, необходимое количество станций wi-fi, шлагбаумы, заборы, специальные зоны входа/выхода, перечисляет директор «Цифра Роботикс». Следует учитывать и то, что какое-то время уйдёт на адаптацию робота под конкретный участок, испытания машины.

Сейчас уровень технологического развития не позволяет взять машину с чужого предприятия и запустить на новом участке. Прежде чем робот начнёт реально что-то возить, необходимо сделать проект участка, на котором автономную технику будут эксплуатировать. Потом понадобится период испытаний, когда он поездит порожним, потом нагруженным. Нужно изучить все маршруты, выяснить все факторы, характерные для данного предприятия, — объясняет Алексей Яковенко.

Кроме этого, даже самые современные технологии полностью не исключают контактов с человеком. Это могут быть ремонтные бригады, топливозаправщики, маркшейдеры, специалисты по осмотру участков. Хотя не все они взаимодействуют с роботом напрямую, но тем не менее находятся на одном с ним участке. 

Новые технологии — прерогатива богатых и успешных

Поэтому ещё одна ключевая задача — создание инфраструктуры безопасности. Территория должна быть огорожена, а сами роботы должны иметь встроенную систему распознавания человека, конечно, всё это требует денег.

Мы делали математическое моделирование с разным количеством техники, с разной грузоподъёмностью, с учётом стоимости оснащения. Если у вас машины более 180 тонн, или вы запускаете сразу больше 6 машин, то проект окупается в разумные сроки. Если вы в качестве эксперимента запускаете 2 машины, выделяете под них экскаватор на большом разрезе, то окупаемость низкая. От 4–6 машин в зависимости от грузоподъёмности окупаемость неплохая, — приводит цифры Алексей Яковенко.

Читать далее на dprom.online