השימוש ב- Robotics בביצוע משימות מיניות מסוכנות לשיפור הבטיחות והיעילות

המיון כבר מדורגת בין התעשיות המסוכנות ביותר.פועלים מתמודדים עם אגן יומי של פרצופים סלעיים מתאן, כיסים גזי מתאן נפץ, אבק סיליקה באוויר, רעש חירש ממכונות כבדות, ואת האיום הקבוע של התנגשות טרמפית-טראקים.על פי ארה"ב, על בטיחותי ומינהל הבריאות, אפילו בתחום שיפוטי מבוקר היטב כמו ארה"ב, עשרות של כורים, כל שנה, יש לסבול יותר ויותר מפציעות רובוטיות.

הרובוטיקה לא רק מחליפה עובד אנושי; הם משנים באופן יסודי את משוואה הסיכון.על ידי שליחת רובוט למדרדר לא יציב, אזור גז רעיל או צומת תת-קרקעי לאחר פיצוץ, מנהלי המכרה יכולים לאסוף נתונים, לבצע תחזוקה או לחלץ חומר מבלי לסכן אדם אחד.השינוי הזה מפעילות ממוקדת אנוש ועד מערכות מרוחקות אוטונומיות ומצטברות יותר מאי פעם הוא מאי פעם צובר כטכנולוגיית חיישן, חיים מלאכותיים.

התפתחותו של Mining Robotics

ניסיונות מוקדמים לאוטומציה הכרייה הגיעו בשנות ה-70, כאשר עומסים מבוקרים מרחוק נחקרו לראשונה במכרות מחתרתיים סקנדינביות.מכונות אלה היו למעשה עומסים קונבנציונליים שונו עם בקרת רדיו; מפעיל ישב בבונקר בטוח במרחק מאות מטרים משם והתמרן על המכונה באמצעות שמחות ריאליות ותזונה דגנים.

במהלך שנות ה-90 וה-2000, כוח עיבוד מחשב ותקשורת אלחוטית השתפר באופן דרמטי.יצרניות ציוד המיון כגון Sandvik ו Epiroc (אז אטלס קופקו) הציגו את השקיות הראשונות של תרגילי הקידוח והעומסים למחצה. מפעיל אנושי ינחה את המכונה לתוך הסחף, ואז לעבור לתבנית קידוח אוטומטית לחלוטין.

כיום הרובוטיקה בכריית משתרעת על ספקטרום של מל"טים מטלטופלים לסלע אוטונומיים לחלוטין.התעשייה למדה שהאתגר המרכזי אינו בונה רובוט שיכול לסרוק או לנהוג, אלא ליצור מערכת אמינה שיכולה להתמודד עם האבק הקיצוני, הרטט, הטמפרטורות וההתערבות המגנטית מציגה מחתרת עמוקה.כל דור חדש של רובוטים כרייה מביא אלקטרוניקה קשה, חיישנים טובים יותר, מערכות בטוחות יותר, ונכשלות יותר.

סוגי רובוטים חשובים

חוקרים וסקר רובוטים

לפני הכרייה יכול להתחיל, גיאולוגים חייבים למפות את הפיקדון המינרלי ולהעריך את יציבות הסלע שמסביב באופן מסורתי, זה נועד לשלוח סקרים אנושיים למנהרות שנפצו טריים – פעילות בסיכון גבוה של רובוטים חקר עכשיו לוקחים על העבודה הזאת.מכונות אלה לעתים קרובות לעקוב או ללט רובוטים (או אפילו מזל"טים אוויריים בורות פתוחות) מצוידות במצלמות תלת-ממדיות, גלאי גזים, וחיישנים מדויקים יכולים ליצור סנטימטרים מדויקים בתוך סנטימטרים, עם שדות פלנטריתיים.

לדוגמה, מערכת 1 של ההרחבה:0 (Sandvik AutoMineigFLT) משתמשת במל"ט סקר שטס באופן אוטונומי דרך חללים תת-קרקעיים שנותרו על ידי כרייה קודמת.הוא חוזר עם נתונים של ענן בעלי אופי גבוה, ומאפשר למהנדסים מודל השכול ולתכנן את הפיצוץ הבא ללא חשיפה אנושית לקרקע שאינה תומכת.

רכבי הטיהור והאוטונומיים

משאיות הול המשמשות כרייה הן עצומות - חלקם נושאים למעלה מ-400 טון של אוטה לעומס.תאונות הכרוכות במשאיות אלה קטלניות לעתים קרובות בשל מסה של האייר המעורבת.מערכות הובלה אוטונומיות (AHS) להסיר את הנהג מהמונית לחלוטין.במקום כונן אנושי והחלפת הילוכים, המשאית מקבלת הוראות ממערכת מרכזית שמייעלת את הפחתת התכת הכפלת המזהמים והפחתת דלק.

מכרה של ריו טינטו של התוכנית העתידית של החברה הציבה צי של משאיות אוטונומיות בפעולת אומת ברזל פילבארה באוסטרליה.המשאיות הללו פועלות 24/7, עם מפעיל יחיד המשגיח על עשרות יחידות ממרכז שליטה במרחק של יותר מ-1,000 קילומטרים משם.החברות מדווחות כי משאיות אוטונומיות שלה יש FLT:0 פציעות אפסיות הכרוכות במעורבות של כלי רכב אלה, החל משנת הפריסה, תוך שיפור החיים ב-15% ותבניות חטובות.

רובוט רוק ורוק שוברים

פעילות כריית הליבה: יש להציב את הבועות בדיוק עבור פיצוץ, וכל פיצוץ חייב להיות מתוכנן לשרוק ביעילות ללא פגיעה במבנה המכרה.FLT:0;0;0;0; ⁇ קידוחים מקודמים 1:1 עכשיו למקם את עצמם בסחף שלי, להרחיב את הבומות שלהם, ולמקד דפוס של חורים למעמקים לפני ההתערבות האנושית.

מעבר לתרגול, רובוטים משמשים גם לשבירה משנית - מבזבזים סלעים גדולים יותר כי מבריקים לוגים. פורצי רוק מבוקרים מרחוק מצוידים בפטישים הידראוליים ניתן לתמרן לתוך ערמות מקוק מסוכנות כדי לפרק סלעים, לחסל את הצורך של עובד לגשת להריסות מפיצוץ שעשוי היה לעזוב את האזור לא יציב.

Inspection and Maintenance Robots

ציוד המיון דורש בדיקה מתמדת. חגורת קונוויור לרוץ קילומטרים יש לבדוק עבור rips, עיוותים, וגלגלים מחוקים. שפטים וצומח אנכיים חייבים להיבדק עבור רוק רופף רובוטים עם מסלולים מגנטיים יכולים לטפס על מבנים פלדה ולבדוק איכות רטובה במאורות גבוהות.

שיפור בטיחותי אמין

מקרה הבטיחות של הרובוטיקה הכרייה נתמך על ידי הגדלת נתונים.ההמועצה הבינלאומית על Mining ו- Metals תיעד כי פעולות באמצעות הובלת אוטונומי השיגו FLT:0 אפס קטלניות שיעור הפחתת 1 ממקרים הקשורים ל-Fuck, בהשוואה לממוצע של כ-1 הרוגים ל-10,000 שעות במשאיות.

בכריית פחם תת-קרקעית, שבה פיצוצים מתאן גרמו לחלק מהאסונות התעשייתיים הגרועים בהיסטוריה, רובוטים עמידים להתפוצצות משמשים כעת למעקב גז ומבצעים מבריכים.כאשר רובוט מצויד בגלאת מתאן נכנס לחלק שהיה idle, זה יכול למדוד רמות גז ולהפעיל מרחוק מעריצים של אורור לפני שכל עובד אנושי מציב רגל באזור.

רובוטים גם להפחית את הסיכון לבריאות לטווח ארוך.חשיפה רציפה לסימני קריסטל פיראטיות, נפוץ במכרות רוק קשה, גורם ליליקוזיס - מחלה ריאות מרתיעה.על ידי הסרת עובדים מאזורים אבקה ומאפשרת הפעלה מרחוק מחדר בקרה מבוקר אקלים, רובוטים לחתוך באופן משמעותי את המינון המצטבר של מכורים אבק מקבל.

יעילות ורווחיות המוצר

מעבר לשמירת בטיחותם של אנשים, רובוטים כרייה משפרים באופן דרמטי את היעילות התפעולית של מפעיל אנושי יכול לעבוד רק עבור מספר מוגבל של שעות ביום ודורשים הפסקות, שינויים משמרות, וימים מנוחה. מכונות אוטונומיות יכולות לרוץ:024 שעות ביממה, 365 ימים בשנה, מודרניזציה של 1, עם תחזוקה מתוכננת בלבד.

אוטומציה גם מפחיתה את זמני המחזור.נהג משאית דמוי אדם, למשל, עשוי לבלות זמן נוסף לחכות להוראות, היסוס בצומת, או להאט את החששות הנראות.משאית אוטונומית קולטת את הסביבה שלה עם מכ"ם ו- LiDAR ותמיד לוקח את הדרך היעילה ביותר, תקשורת עם מערכות ניהול תנועה כדי למנוע צווארי בקבוק.

רובוטים מתקדמים מביאים דיוק דומה: הם מעבדים חורים בדיוק במיקום ובזווית הנדרשת, הפחתת הצורך בתרגול משני ועבודתם מחדש.דיוק זה מוביל לפיצול טוב יותר בפיצוץ, אשר בתורו מקטין את צריכת האנרגיה במתחם ובשחיקה. שיפור של 1% בפיצות יכול להניב מיליוני דולרים בחיסכון על פני הצעת עיבוד שנתית של תפעול גדול.

שילוב נתונים וקבלת החלטות

אחד לעתים קרובות נראה יתרון של רובוטים כרייה הוא הנתונים שהם מייצרים.כל תנועה, כל פרמטר בריאות מכונה נרשמת וניתן להאכיל אותו לתוך תא דיגיטלי של מכרה.אופרות יכולות לדמות אסטרטגיות החילוץ שונות, לחזות תחזוקת צריכה שבועות מראש, לזהות omalies גיאולוגיות לפני שהם הופכים לסיכונים.זה הופך כרייה מפעילות חיזוי, שיפור הבטיחות והיעילות.

שיקולים כלכליים

אימוץ רובוטיות כרייה דורש הוצאות הון משמעותיות.משאית חד פעמית אוטונומית יכולה לעלות 3-5 מיליון דולר, ואת תשתיות הבקרה, רשת תקשורת ותוכניות הכשרה להוסיף שכבת הוצאה נוספת.עבור חברות כריה קטנות או בינוניות רבות, העלות העליונה יכולה להיות אסרטיבית.

החיסכון העיקרי מגיע מהפחתה של בטיחות.מעט תאונות אומרות ביטוח נמוך, פחות זמן מתחקירים מקריים, ולהימנע מעלויות משפטיות ותגמול.בכמה תחומי שיפוט, מדדי ביצועים בטיחות משפיעים על רישיון הנהיגה של מכרה לפעול. מכרה המסלק את מקרי המוות במקומות העבודה יכול להבטיח רישיון חברתי להמשיך לפעול, בעוד שלי עם תקריות חוזרות עלול לעמוד בפני התנגדות ציבורית או אפילו לסגור.

עלויות העבודה משתנות גם.בעוד שציוד אוטונומי מקטין את מספר מפעילי המיומנות הנמוכה, הוא יוצר דרישה לתפקידים בעלי מיומנות גבוהה יותר: פיקוח על חדר בקרה, אנליסטים של נתונים, טכנאים רובוטיים ומהנדסי אוטומציה.האפקט הנקי על התעסוקה משתנה על ידי האזור, אך חברות כריות רבות מצאו כי הפעלת עובדים קיימים לתפקידים חדשים אלה בונה כוח עבודה נאמן ומתאמת יותר.

מודלים מימון של צד שלישי מתעוררים כדי לעזור להתגבר על מחסום ההון. כמה יצרני ציוד מציעים כעת חוזים "robotics-as-a-Service", שבו המכרה משלמת תשלום עבור השירות האוטומטי ולא רכישת הרובוט.זה מוריד את סף הכניסה ומאפשר מכרות לאמץ רובוטיקה בהדרגה, החל עם יחידת טייס אחת לפני הגדלה.

אתגרים לאימוץ

אחריות טכנית בתנאים חמורים

סביבות המיון הן עוינות ייחודית לאלקטרוניקה.אבק יכול לנפץ מעריצים, חדירה למים יכולה להיות לוחות קצרי-כירק, ו רטט קיצוני יכול לשחרר מחברים.רובוטים המופעלים על ידי סוללה להתמודד עם האתגר של הפעלה עבור שינוי מלא מבלי לחזור על מטען.תקשורת אלחוטית במכת מתכת תת-קרקעית היא קנית במיטבה; מכרות רבות לרוץ רדיו-מעלה או לפרוס Wi-Fi-Fi-Fi, ללא כל מאה מטרים, כדי להגדיל את הגדלים טכניים אלה.

כוח העבודה והדרכה

מינרים ואיגודיהם רואים לעתים אוטומציה כאיום על משרות.מעבר מנוהל בקפידה הוא חיוני: תקשורת ברורה על ביטחון עבודה והזדמנויות למיומנות, יישום שלב ומעורבות של עובדים בעיצוב של זרמי עבודה חדשים יכולה להקל על ההתנגדות.

אין להמעיט זמן אימון לתפקידים חדשים.מפעיל חדר בקרה חייב ללמוד לפרש את הטלמטה של הרובוט, להבין את מצבי הכישלון שלו, ולהגיב בצורה נכונה לאנומליות. חברות כרייה רבות עם מכללות טכניות מקומיות לפתח תוכניות הכשרה המעניקות הסמכה בפעילות אוטונומית.

אישור אבטחה וביטוח

המיון מוסדר מאוד, ומערכות אוטונומיות חייבות לעמוד בסטנדרטים של בטיחות מחמירים לפני שהן מותרות לפעול.לדוגמה, רובוט שמאבד תקשורת חייב להיות בעל ביטחון לא-מעצור המונע ממנו להתערבב עם אנשים או כלי רכב.תקנות משתנות על ידי מדינה ולעתים על ידי מחוז; קבלת אישור לסוג רובוט חדש יכול לקחת חודשים של תיעוד ובדיקה.

כיוונים עתידיים

אוטונומיה היררכית ו-AI

רובוטים כרייתיים נוכחיים פועלים בעיקר על נתיבים ורצף מוגדרים מראש.כאשר אינטליגנציה מלאכותית משתפרת, הרובוטים יהיו מסוגלים ל-FLT:0 ,0 דינמית קבלת החלטות ⁇ FLT:1 [לדוגמה, rig in theircal drill in rock hardness and Fit power on the fly, מבלי לדרוש אדם לאשר את השינוי באופן דומה, רובוט עשוי להיתקל בשינוי בלתי צפוי של הריסות ונוף הדיגיטלי עצמו, ללא צורך בזמן הדיגיטלי עצמו.

הקפיצה הזו מאוטומטית לאוטונומית מחייבת מערכות ראיית מחשב חזקות שיכולות לזהות סוגים של סלעים, סדקים וסיכון, כמו גם תוכנת תכנון משימה שיכולה לגרום באמצעות עסקאות כמו "האם עלי לחזור לבסיס עם סוללה נמוכה או לנסות להשלים את נקודת הסקר האחרונה?", חברות כמו FLT:0Robotic Grasping & ManipulationF1LT) הם מעצבי בניין המאפשרים רובוטים להתמודד עם כלי פתחה מסוכנים, אפילו כדי לנפץ את הקומה הרובוטית של דלת דלת דלת דלת דלת דלת דלת דלת רובוטית.

שיתוף פעולה אנושי-רובוט

במקום להחליף את הכורים האנושיים באופן מלא, מומחים רבים צופים עתיד שבו רובוטים ובני אדם עובדים לצד הרובוטים, הרובוטים נושאים עומסים כבדים, מקדחים, ומטפלים בחומרים מסוכנים, בעוד שבני אדם מפקחים, מבצעים שיפוט מורכב, ומיישמים מניפולציה טובה.FLT:0Cobotic SystemsFLT:1 (רובוטים לא-מבורטיביים) שמחושים קרבה אנושית ואטים באופן אוטומטי או יאפשרו להיכנס לאזורים אוטונומיים לכדי טיפול בתחזוקה או לכדי יכולת בקרה או לכדי יכולת בקרה או לכדי יכולת טיפולית או לכדי יכולת טיפולית או להחלפה של בני אדם.

Swarm Robotics for Large-Scale Operations

מושג מתפתח בכרייה הוא השימוש של צינורות: רובוטים קטנים וזולים רבים המתאם כמו מושבה אאנט.במקום משאית ענקית אחת, חנוק של עשרות כלי רכב אוטונומיים קטנים יותר יכול לשאת אוז מעצירה אל הרציף, להתחדש באופן דינמי כתנאי לשינוי.טכנולוגיית סובורר מבטיחה עמידות - אם רובוט אחד פורץ, האחרים יכולים להפחית באופן דרמטי את עלות ההון של צי הכרייה הוכיחה באמצעות מרכזי של סוחרי-הור של מרכז אי-טיפוס של סידני, אשר הוכיחה של החברה, ללא לחץ על ידי סוחרינית.

בסביבה הקרובה של Deep-Sea Mining Robotics

בעוד עדיין ⁇ , אותה טכנולוגיה רובוטית שפותחה עבור כרייה ארצית היא מופעלת כדי לאפשר מיצוי על הירח, מאדים, ואת חגורת האסטרואיד.תנאים קשים של החלל הם אנלוגיים לסביבות הכרייה הקיצוניות ביותר על פני כדור הארץ.היוזמה הנורבגית מינינג כבר בודקת כלי רכב המופעלים מרחוק כדי מדגם צינורות פולימטאלים מן רצפת האוקיינוס.

מסקנה

הרובוטיקה אינה הזדמנות רחוקה לכריית כרייה – הם כבר פועלים בורות פתוחות ובמנהרות תת-קרקעיות ברחבי העולם, מצילים חיים ולהגדיל את התפוקה.ממממ"טים של חקר הממפה מסוכנים למשאיות אוטונומיות, אשר משלמות מיליוני שעות ללא תאונה, מערכות רובוטיות הוכיחו את הערך שלהם.הדרך קדימה היא לא ללא אתגרים: עלויות גבוהות, אמינות טכנית בסביבה קשה, ואת הצורך בכוח העבודה מיומן דורש ניהול מכוון, כמו גם רובוטים בעלי יכולת גבוהה יותר, כמו גם היא להמשיך להיות גמישה, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם אינטליגנציה מלאכותית, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם אמצעי לחימה, כמו גם יותר, כמו גם אמצעי לחימה, כמו גם אמצעי לחימה, כמו גם אמצעי לחימה, כמו גם אמצעי לחימה, כמו גם אמצעי לחימה, כמו גם אמצעי לחימה, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם אמצעי לחימה גמישה, כמו גם יותר, כמו גם יותר, טכנולוגיה יעילה יותר, כמו גם יותר, כמו גם מהירות גבוהה יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, כמו גם אמצעי לחימה יעילה יותר, כמו גם אמצעי לחימה

עבור תעשייה ששלמה היסטורית מחיר כבד בחיי האדם והבריאות, אימוץ הרובוטיקה אינו רק החלטה עסקית – זה הכרחי מוסרי.כל רובוט שזחל לתוך מנהרה אפלה, מאובקת הוא אדם שאינו צריך.עתיד הכרייה אינו פחות אנשים, אלא גם הגנה על האנשים שנשארים ומכוונים את כישוריהם למשימות גבוהות יותר ובטוחות יותר על ידי אימוץ רובוטיות, יכול להיות פחות מפלט של אנשים מודרניים, אלא על מנת להגן על האנשים שנשארים ללא כוח אדם, אשר אינם מסוגלים לייצר את החיים המודרניים.