机器人何时才能成为矿难的终结者?

矿难频发是采矿业最大的挑战,不仅影响生产,增加采矿成本,更吞噬了无数生命。机器人及自动化技术的发展能否改变这一切?成本是实现自动采矿的一大障碍,这是由于过去几年中大宗商品价格和矿产产量都在下降,矿业企业无力投入自动化改造。那么,为什么Autonomous Solutions Inc.(ASI),一个专门从事机器人采矿系统的默默无闻的私营企业,可以快速成长?也许,这是一个好的开端。 在这一点上,一方面是部分矿业公司认为,生产率的安全显著提升,只能通过自动化。另一方面是ASI的高管们做出的战略产品决策。 直到最近,大宗商品价格(和机器人)正常化使采矿自动化成为可能。前几年,矿业公司不愿意把钱花在先进技术上。

节省资金 拯救生命 一切正在改变。根据世界银行的数据,从2011年到2014年,金属原材料和矿产商品的价格下降了35%,并且今年还会继续下跌。为了弥补这一点,企业必须降低他们的延展性成本之一:劳动力。 企业咨询公司Accenture律师事务所2010年的报告中称,采矿的劳动力相关成本可以通过自动化来削减多达80%。 与此同时,矿石等级,也就是开采岩石中矿石的百分比,也在下降。为了找到更高等级的矿石,必须更深入地表或海底进行挖掘,这两种环境都不利于工人的健康。 这种趋势让ASI的优势更加明显。该公司主要是把硬件和软件附加到采矿车上让它变成机器人,远程控制和操作车辆。 该公司是2000年从犹他州州立大学的自组织与智能系统中心分拆出来的。 ASI创始人、CEO兼总裁Mel Torrie将公司定位为将产品卖给OEM,然后将电子产品集成到新车设计中。该公司的系统也能让已经出厂的汽车实现自动化,因此,对机器人化感兴趣的矿业公司不必购买全新的拖拉机和卡车。

ASI的硬件和软件,通常以每辆车一个包装的形式出售,可以附加到任意数量的采矿,农业,军工,民用公路车辆上。2013年4月犹他州Bingham峡谷矿发生全世界最大的山体滑坡事件发生之后,该公司的远程操作产品被移植到泥土清运车上。工人用拖拉机来做这项工作,实在太危险了。

ASI测试经验:不能太简单 在上个月在意大利米兰举行的RoboBusiness欧洲展会上,Rorrie说,ASI在犹他州有100英亩土地用于测试。他说,公司得到的经验教训是,设备的“设置、更新和服务不能太简单,”安全非常重要,“专业人士的经验是非常值钱的”。 去年底,ASI联合矿业公司Anglo American快速创建远程控制、远程操作和自主装卸卡车,巨大的自卸卡车在矿井中运输矿石。 Torrie指出,这是卡车尺寸里的“新数字”。他说,与其要80辆40吨的卡车,部分采矿操作工更愿意要800辆4吨的车。然而,OEM厂商担心小型车队会导致收入降低。Torrie说,在不久的将来,如果车辆是自动的,至少是部分自动的,可以减少停车时间。 ASI中途与福特汽车公司签订了一个三年合同,为车辆建立机器人系统,进行耐久性测试。长时间进行这种测试对于司机来说是非常繁重的。 据ASI市场经理David Clyde说,他们的硬件在某种程度上可与竞争对手的产品兼容。 Clyde说,“我们的软件可以与他们的硬件集成,但我怀疑他们的软件是否能与我们的硬件集成。这就要看他们的了。” 这很重要。产品越开放,越有机会成为行业标准。买家都会尽量避免依赖于一个供应商。 ASI只有两款机器人车辆产品,Forge skidsteer和Chaos。

Forge skidsteer platform

Chaos high-mobility platform ASI也单独销售一些组件,包括他们的Forecast 3D激光传感器和Guideline护航系统。

ASI机器人最终归结于软件 然而,归根结底,机器人都归结于软件,ASI的应用程序和平台实现起来比较复杂,但操作相对简单。易于使用的机器人让买家不用雇佣专业人员去管理系统。 Clyde说,他预计未来有一天,公司销售就只剩下软件。这种理念非常好,因为应用程序的利润率远高于硬件,并且有很多机会进行产品增值。 ASI的Mobius是一个专有的指挥和控制平台。它使得单个管理员可以给一台或多台车辆安排任务并控制。人工智能模块式Mobius的核心。其中的一个模块Haulage A.I.帮助地面矿车应对环境中的意外变化,并跟其他车辆一起工作。

应用程序Vantage是分开销售的。有一个传感器和软件包,用于障碍物检测,避免跟其他ASI产品绑在一起。 服务是另一个高利润领域,正成为公司的第三个战略收入来源。 Clyde说,“我们把卖软件当作一种服务”,也是一种传统。ASI把研究机器人和自动化也当作一种服务。其软件收集数据,而Mobius则对数据进行分析。该公司会给客户出售基于数据的客户分析。 ASI正在快速成长。究竟是因为这些战略的推动,还是简单地买家数量的增长,该公司没有披露。Clyde说,ASI的员工超过100人,并且正在招聘。 Clyde说,“我们的(人数)有望在未来18个月内翻番。”目前,公司正在寻找通信、机械、电气和软件工程师。

更多采矿机器人值得关注

采矿业是一种劳动条件相当恶劣的生产行业,其主要表现为振动、粉尘、煤尘、瓦斯、冒顶等不安全因素。这些不安全因素极大地威胁井下工人的安全。因此,采矿业迫切要求开发各种不同用途的机器人以取代人类从事的各种有毒,有害及危险环境下的工作。此外,采掘工艺一般比较复杂,这种复杂工作很难用一般的自动化机械完成,采用带有一定智能并且具有相当灵活度的机器人是目前最理想的方法。 根据井下作业的特殊条件和特点,机器人的应用主要有以下几个方面:

特殊煤层采掘机器人 一般都用综合机械化采煤机采煤,但对于薄煤层这样一类的特殊情况,运用综合机械化采煤机采煤就很不方便,有时甚至是不可能的。如果用人去采,作业又十分艰苦和危险,但是如果舍弃不用,又造成资源的极大浪费。因此,采用遥控机器人进行特殊煤层的采掘是最佳的方法。这种采掘机器人应该能拿起各种工具,比如高速转机,电动机和其它采爆器械等,并且能操作这些工具。这种机器人的肩部应装有强光源和视觉传感器,这样能及时将采区前方的情况传送给操作人员。

凿岩机器人

这种机器人可以利用传感器来确定巷道的上缘,这样就可以自动瞄准巷道缝,然后把钻头按规定的间隔布置好,钻孔过程用微机控制,随时根据岩石硬度调整钻头的转速和力的大小以及钻孔的形状,这样可以大大提高生产率,人只要在安全的地方监视整个过程的作业过程就行了。

井下喷浆机器人

井下喷浆作业是一项很繁重并且危害人体健康的作业,目前这种作业主要由人操作机械装置来完成,这种方法的缺陷很多。采用喷浆机器人不仅可以提高喷涂质量,也可以将人从恶劣和繁重的作业环境中解放出来。

瓦斯、地压检测机器人 瓦斯和冲击地压是井下作业中的两个不安全的自然因素,一旦发生突然事故,是相当危险和严重的。但瓦斯和冲击地压在形成突发事故之前,都会表现出种种迹象,如岩石破裂等。采用带有专用新型传感器的移动式机器人,连续监视采矿状态,以便及早发现事故突发的先兆,采取相应的预防措施。 随着机器人研究的不断深入和发展,采矿机器人的应用领域会越来越宽,经济效益和社会效益也会越来越显著。

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2015-06-01

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