Автоматизація - шлях до вирішення проблеми
Компанія Volvo Construction Equipment, Шведське енергетичне агентство, будівельна фірма Skanska Sweden і два університети працюють над проектом Electric Site. Проект вартістю 30 млн. доларів США є дуже амбітним, націленим на створення автоматизованого кар'єру, в якому будуть скорочені викиди вуглекислого газу до 95 відсотків, а також загальна сума витрат може бути зменшена на 25 відсотків.
Вивчаючи тему автоматизації типових кар'єрних машин, дослідники зрозуміли, що цей проект є можливістю розв'язати проблему неефективності багатьох машин. "Насправді це стає цікавішим, оскільки ми зменшуємо масштаб, щоб розширити перспективи на усій ділянці", - говорить Андреас Санессон, менеджер технологій для підрядників Skanska Sweden.
"Багато що з того, що відбувається у виробництві - це пересування каменю", - додає Йохан Сьоберг, технічний фахівець з автоматизації ділянки. - "Нині існує безліч машин, які переміщають камінь з місця на місце. Однією з особливих проблем є використання великих жорстких рам або зчленованих самоскидів для переміщення агрегатів від точки A до точки B. Іноді шлях обробки не є простим, включаючи проміжні етапи і вартість для однієї операції".
Плюс до всього, людський чинник. Якщо виробництво, передусім, оператори вантажних автомобілів, вимушені прискорюватися, щоб опинитися в черзі за іншими вантажівками, це призводить як до збільшення неодружених ходок, так і зносу шин.
За словами Санессона, використання сучасних комп'ютерів для вирішення цих проблем є важливим кроком. Розгляд усього місця дає учасникам дослідження можливість визначити, які види діяльності мають цінність, і які можна було б зробити в першу чергу.
"Кар'єрні роботи - це місцевий бізнес", - додає Санессон. - "Наші продукти не конкурують на світовому ринку, і нам дуже зручно, коли власники кар'єрів використовують перевізників, тому що нам не треба детальне планування їх експлуатації".
"Оскільки великі перевізники зазвичай мають потужності понад 50 тонн, це утрудняє роботу операторів. Часто ви просто хочете отримати додаткову 20-процентну місткість, але коли ви додаєте нову вантажівку, ви майже подвоюєте свої витрати, що може привести до незапланованих простоїв", - підкреслює інженер.
Автоматизація кар'єру може зробити великий стрибок в цій галузі. Одна з проблем полягає в тому, що в кар'єрі робоче місце постійно змінюється. Кожного разу, коли робітники виривають яму, вони створюють більше простору. Вириті породи треба подробити для зручного перевезення.
Кар'єр Skanska працює у дві зміни, що створює додаткові проблеми для автоматизації. Уранці подроблений камінь зазвичай завантажується екскаватором в самоскиди з жорсткою рамою. У другій половині дня триває уранішня операція, але із завантаженням нової партії з гарантією, що машини готові до завантаження наступного дня і що є упевненість у відсутності незапланованих зупинок.
Як же можна автоматизувати кар'єрні роботи?
Ключовим елементом у будь-якому рішенні є гнучкість. Кар'єри змінюються не лише день у день, але і кожну зміну, що є однією з причин того, що дизельні машини залишаються популярними, оскільки операторам не доводиться планувати свій щоденний маршрут.
Одна з можливостей полягає в тому, щоб будівельні роботи імітували дизельні агрегати. Ця стратегія чудово підходить для машин, які не пересуваються багато, наприклад, мобільні дробарки і екскаватори. Просто підключіть їх по кабелю до електричної мережі.
Але для занадто мобільних пристроїв, таких як колісні навантажувачі і самоскиди, підключення кабелю не розв'яже проблему. Таким чином, Volvo азработала гібридного колісного навантажувача, який, за її словами, підвищить ефективність використання палива на 50 відсотків в порівнянні із звичайними колісними навантажувачами.
З тягачем історія доки безуспішна. Логістика використання автономного великогабаритного тягача неможлива: для того, щоб привести в дію 50-тонний тягач, вам знадобиться приблизно 15 тонн батарей. Якби ви використали менші батареї, це приведе до простою між циклами і зменшення продуктивності. Крім того, висока потужність зарядки занадто сильно відбивається на енергосистемі.
"Ми зрозуміли, що нам треба звернути увагу на розміри машини", - говорить Сьоберг, - "Але для пілотованих машин це також означає зайнятість додаткових операторів і витрати на робочу силу". Усе це підштовхнуло дослідників до електричного, автономного автомобіля з акумулятором, який Volvo називає HX1.
Перший прототип -автономная візок HX
Нині, парк машин з пропускною спроможністю в 15 тонн, керований системою контролю автопарку, замінює дизельні двигуни. Функціональність з обох кінців усуває необхідність в деяких процесах. HX1 можна завантажувати безпосередньо з дробарки, тим самим зменшуючи час, коли камінь поміщається на землю. Потужність кар'єру може бути швидко скоректована шляхом додавання або віднімання одного з роботів HX1, який важить 6 тонн і має можливості розрахунку ваги. "І якщо одна з машин зупиниться, це сильно не впливатиме на виробництво", - говорить Сьоберг.
Проте існують компроміси. "Попри те, що HX1 хороший для транспортування матеріалів, він не універсальний. Він може робити тільки це, і більше нічого, тому ми націлені на ефективність для універсальності".
Відео з роботизованим візком HX1 представлене нижче
Цей проект є кроком на шляху до трансформації кар'єрів і машин", - говорить Сьоберг. - "Використовуючи електрику замість дизельного палива в енергетичному будівельному устаткуванні, у нас є потенціал для значного скорочення споживання палива, викидів вуглекислого газу, дії на довкілля і вартості за тонну".
