Автоматизация – путь к решению проблемы
Компания Volvo Construction Equipment, Шведское энергетическое агентство, строительная фирма Skanska Sweden и два университета работают над проектом Electric Site. Проект стоимостью 30 млн. долларов США является весьма амбициозным, нацеленным на создание автоматизированного карьера, в котором будут сокращены выбросы углекислого газа до 95 процентов, а также общая сумма расходов может быть уменьшена на 25 процентов.
Изучая тему автоматизации типичных карьерных машин, исследователи поняли, что этот проект представляет собой возможность решить проблему неэффективности многих машин. «На самом деле это становится более интересным, поскольку мы уменьшаем масштаб, чтобы расширить перспективы на всем участке», - говорит Андреас Санессон, менеджер технологий для подрядчиков Skanska Sweden.
«Многое из того, что происходит в производстве – это передвижение камня», - добавляет Йохан Сьоберг, технический специалист по автоматизации участка. - «В настоящее время существует множество машин, которые перемещают камень с места на место. Одной из особых проблем является использование больших жестких рам или сочлененных самосвалов для перемещения агрегатов от точки A до точки B. Иногда путь обработки не является простым, включая промежуточные этапы и стоимость для одной операции».
Плюс ко всему, человеческий фактор. Если производство, прежде всего, операторы грузовых автомобилей, вынуждены ускоряться, чтобы оказаться в очереди за другими грузовиками, это приводит как к увеличению холостых ходок, так и износу шин.
По словам Санессона, использование современных компьютеров для решения этих проблем представляет собой важный шаг. Рассмотрение всего места дает участникам исследования возможность определить, какие виды деятельности имеют ценность, и которые можно было бы сделать в первую очередь.
«Карьерные работы – это местный бизнес», - добавляет Санессон. - «Наши продукты не конкурируют на мировом рынке, и нам очень удобно, когда владельцы карьеров используют перевозчиков, потому что нам не нужно детальное планирование их эксплуатации».
«Так как крупные перевозчики обычно имеют мощности свыше 50 тонн, это затрудняет работу операторов. Часто вы просто хотите получить дополнительную 20-процентную емкость, но когда вы добавляете новый грузовик, вы почти удваиваете свои затраты, что может привести к незапланированным простоям», - подчеркивает инженер.
Автоматизация карьера может сделать большой скачок в этой отрасли. Одна из проблем заключается в том, что в карьере рабочее место постоянно изменяется. Каждый раз, когда рабочие вырывают яму, они создают больше пространства. Вырытые породы нужно подробить для удобной перевозки.
Карьер Skanska работает в две смены, что создает дополнительные проблемы для автоматизации. Утром подробленный камень обычно загружается экскаватором в самосвалы с жесткой рамой. Во второй половине дня продолжается утренняя операция, но с загрузкой новой партии с гарантией, что машины готовы к загрузке на следующий день и что есть уверенность в отсутствии незапланированных остановок.
Как же можно автоматизировать карьерные работы?
Ключевым элементом в любом решении является гибкость. Карьеры изменяются не только изо дня в день, но и каждую смену, что является одной из причин того, что дизельные машины остаются популярными, поскольку операторам не приходится планировать свой ежедневный маршрут.
Одна из возможностей заключается в том, чтобы строительные роботы имитировали дизельные агрегаты. Эта стратегия отлично подходит для машин, которые не передвигаются много, например, мобильные дробилки и экскаваторы. Просто подключите их по кабелю к электрической сети.
Но для слишком мобильных устройств, таких как колесные погрузчики и самосвалы, подключение кабеля не решит проблему. Таким образом, Volvo разработала гибридного колесного погрузчика, который, по её словам, повысит эффективность использования топлива на 50 процентов по сравнению с обычными колесными погрузчиками.
С тягачом история пока безуспешна. Логистика использования автономного крупногабаритного тягача невозможна: для того, чтобы привести в действие 50-тонный тягач, вам понадобится примерно 15 тонн батарей. Если бы вы использовали меньшие батареи, это приведет к простою между циклами и уменьшению производительности. Кроме того, высокая мощность зарядки слишком сильно отражается на энергосистеме.
«Мы поняли, что нам нужно обратить внимание на размеры машины», - говорит Сьоберг, - «Но для пилотируемых машин это также означает занятость дополнительных операторов и затраты на рабочую силу». Все это подтолкнуло исследователей к электрическому, автономному автомобилю с аккумулятором, который Volvo называет HX1.
Первый прототип –автономная тележка HX
В настоящее время, парк машин с пропускной способностью в 15 тонн, управляемый системой контроля автопарка, заменяет дизельные двигатели. Функциональность с обоих концов устраняет необходимость в некоторых процессах. HX1 можно загружать непосредственно из дробилки, тем самым уменьшая время, когда камень помещается на землю. Мощность карьера может быть быстро скорректирована путем добавления или вычитания одного из роботов HX1, который весит 6 тонн и имеет возможности расчета веса. «И если одна из машин остановится, это не будет сильно влиять на производство», - говорит Сьоберг.
Однако существуют компромиссы. «Несмотря на то, что HX1 хорош для транспортировки материалов, он не универсален. Он может делать только это, и больше ничего, поэтому мы нацелены на эффективность для универсальности».
Видео с роботизированной тележкой HX1 представлено ниже
Этот проект является шагом на пути к трансформации карьеров и машин», - говорит Сьоберг. - «Используя электричество вместо дизельного топлива в энергетическом строительном оборудовании, у нас есть потенциал для значительного сокращения потребления топлива, выбросов углекислого газа, воздействия на окружающую среду и стоимости за тонну».
↩️ Последние новости и значимые события в мире робототехники
