Lentäminen maan alla

Sandvik Mining and Rock Technologyn OptiMine®- ja AutoMine®-ratkaisut ovat edistyksellisimpiä digitalisointi- ja automaatiojärjestelmiä, joita maanalainen kaivosteollisuus voi tällä hetkellä käyttää. OptiMine® on kattava digitaalisten työkalujen kokonaisuus kaivostuotannon ja -prosessien analysointiin ja optimointiin. Se sisältää kaivoksen 3D-visualisoinnin, sijainnin seurannan, aikataulutuksen, tehtävien hallinnan sekä laitteiden seurannan ja analytiikan, jotka kaikki auttavat tunnistamaan pullonkaulat, kuvaamaan, mitä kaivoksessa todellisuudessa tapahtuu, ja ennustamaan, mitä todennäköisesti tapahtuu tulevaisuudessa. AutoMine®, joka voi toimia yhdessä OptiMine®:n kanssa, on puolestaan automaatio- ja kauko-ohjausratkaisu, jonka avulla raskas kaivoskalusto voi toimia itsenäisesti.

Ihmisen altistumisen vähentäminen

"OptiMine® mahdollistaa kaivostoiminnan ja tiedonhallinnan integroimalla kaikki olennainen tieto yhteen lähteeseen ja tarjoamalla työkaluja ja analytiikkaa, jotka todella auttavat asiakkaitamme optimoimaan kaivosprosessinsa", sanoo Jarkko Ruokojärvi, Sandvik Mining and Rock Technologyn globaalin liiketoiminnan kehityspäällikkö. "Vähentämällä ihmisen altistumista maanalaisessa kaivostoiminnassa esiintyville vaaroille AutoMine® parantaa turvallisuutta ja laitteiden autonomian myötä tuottavuutta ja kannattavuutta."

Molemmat digitaaliset ratkaisut toimivat vuorovaikutuksessa laitteiden ja muun omaisuuden sekä niiden keräämän tiedon kanssa. "OptiMine® kerää tietoa kaikista kaivoksessa olevista eri resursseista, kuten liikkuvista laitteista ja ihmisistä", Ruokojärvi selittää. "Se kokoaa tiedot yhteen ja visualisoi ne eri tavoin, joita kaivoksen toimintakeskuksessa työskentelevät ihmiset ja maan alla tablettien kanssa työskentelevät voivat hyödyntää toimiakseen tehokkaammin sekä suunnittelun että reaaliaikaisen toteutuksen näkökulmasta."

Ainutlaatuinen ehdotus

Sekä suunnittelulla että toteutuksella on suuri merkitys erityisesti kaivosten hankalille alueille pääsyn kannalta. Tyypillisessä kaivoksessa on itse asiassa yksi alue, josta on tähän asti ollut erityisen vaikeaa saada tietoja. Ja koska Sandvikin ratkaisut, kuten kaikki digitaaliset työkalut, toimivat tehokkaammin, kun tietoja on enemmän, Sandvik on solminut kumppanuuden Philadelphiassa toimivan robotiikka-alan yrityksen Exyn Technologiesin kanssa ratkaistakseen tämän erityisen tiedonlouhintaongelman.

"Meillä on ainutlaatuinen ehdotus, joka sopii hyvin täydellisesti kaivosteollisuuden ainutlaatuisen ongelman vaatimuksiin", sanoo Exynin toimitusjohtaja Nader Elm. "Meillä on täysin autonominen ilma-alus, joka voi mennä maanalaisiin alueisiin, joihin ei haluta tai voida lähettää ihmisiä."

Tällaisia vaikeapääsyisiä alueita ovat pääasiassa räjäytyksissä syntyneet onkalot. "Onkalot ovat luonnostaan vaarallisia, koska siellä on juuri räjäytetty ja siellä on kallion putoamisvaara", Elm selittää. "Näihin onkaloihin ei siis koskaan mennä. Mutta ne ovat myös paikkoja, joissa toiminta tapahtuu ja joissa on vähiten tietoa."

Tuottavuus ja turvallisuus

"Täysin autonominen ilma-aluksemme voi lentää itse näiden onkaloiden läpi, joissa ei ole GPS:ää, näköyhteyttä tai viestintäyhteyksiä, ja laserkeilausanturin avulla kartoittaa pysähdyspaikat luodakseen runsaan 3D-pistepilven."

Pysähdyspaikkojen kartoittamiseen on olemassa jo olemassa olevaa teknologiaa, mutta se on paljon tehottomampaa ja vaarallisempaa kuin Exynin täysin autonominen ratkaisu. Verrattaessa esimerkiksi Exynin kartan ja muiden tekniikoiden välisiä rinteen tilavuuslaskelmia keskenään havaitaan 20 prosentin tilavuusero. "Tällä on vaikutuksia turvallisuuteen ja tuottavuuteen monissa kaivoksen eri toiminnoissa", Elm sanoo.

"Tuottavuus ja turvallisuus ovat kaksi tärkeintä arvoa lisäävää tekijää, joita asiakkaamme etsivät näissä automaatio- ja digitaalisissa ratkaisuissa", Ruokojärvi sanoo. "Ja kaikki alkaa siitä, että saamme läpinäkyvyyttä siitä, mitä maan alla tapahtuu, ja näemme, mitä todella tapahtuu." Ruokojärvi jatkaa. Kaivoksen optimointi koko työmaana tai prosessina perustuu siihen, että pystytään mittaamaan kaikkia siihen vaikuttavia eri tekijöitä."

Exynin tarjoaman suuremman läpinäkyvyyden ansiosta Sandvikin OptiMine®- ja AutoMine®-työkalujen avulla voidaan tehdä parempaa ja nopeampaa päätöksentekoa. Exynin louhoskarttojen avulla voidaan visualisoida tarkemmin esimerkiksi se, mitä räjäytyksen jälkeen tapahtui, menikö räjäytys suunnitellusti ja millainen onkalo on syntynyt. Tämä puolestaan antaa tietoa porausta ja räjäytyksiä koskevista päätöksistä seuraavaa kierrosta varten.

Nopeus on toinen Exynin ratkaisun keskeinen hyöty. "Tuottavuus paranee valtavasti, kun pystymme tuottamaan entistä tarkempia karttoja ja nopeammin", Elm sanoo. "Voimme kerätä tietoja paljon nopeammin, analysoida niitä ja toimia niiden perusteella nopeammin".

Exynin robotti rakennettiin tyhjästä kolmen vuoden aikana tutkijaryhmässä, joka hyödynsi Pennsylvanian yliopiston GRASP-laboratoriossa (General Robotics, Automation, Sensing & Perception) tehtyä tutkimusta. "Teknologiamme on huippuluokkaa", Elm sanoo. "Se on periaatteessa haara siitä, mitä kuljettajattomien autojen markkinoilla on tapahtunut. Jollain tavalla se, mitä me teemme, on vaikeampaa kuin se, mitä kuljettajattomat automarkkinat tekevät, koska meidän on toimittava kolmiulotteisesti, ilman viestintää ja GPS:ää, ja meidän on sovitettava kaikki tämä ajoneuvoon, joka pystyy kuljettamaan vain tietyn määrän; emme yksinkertaisesti pysty kuljettamaan tonnia."

Sujuvaa yhteistyötä

Ruokojärvi, joka vastaa Sandvik Mining and Rock Technologylla digitaalisten ja autonomisten ratkaisujen maailmanlaajuisesta liiketoiminnan kehittämisestä, on samaa mieltä: "Olemme seuranneet, mitä eri toimijat tekevät tällä alalla, ja näemme, että Exyn on yritys, jolla on todella uraauurtavia ratkaisuja autonomiseen lentorobotiikkaan."

Sen lisäksi, että Sandvik ja Exyn suosittelevat asiakkailleen toistensa ratkaisuja, yksi Sandvikin ja Exynin kumppanuuden tärkeimmistä piirteistä on niiden ratkaisujen integrointi. Kehitystyö on parhaillaan käynnissä Sandvikin testikaivoksella Tampereella sen varmistamiseksi, että työnkulku ja tiedonsiirto Exynin robotin ja Sandvikin OptiMine®- ja AutoMine®-järjestelmien välillä on sujuvaa ja saumatonta. "Otamme taakkaa pois asiakkailtamme varmistamalla, että Exynin ja Sandvikin ratkaisut kommunikoivat keskenään ja toimivat sujuvasti yhdessä", Ruokojärvi sanoo.

"Sandvikin strategia perustuu pitkälti yhteentoimivuuteen", hän lisää. "Ymmärrämme, että kaivoksessa ei aina käytetä vain meidän laitteitamme. On myös kaikenlaisia järjestelmiä, joiden on kommunikoitava ja tehtävä yhteistyötä - yrityssuunnittelu, henkilöstöhallinto, kunnossapitosuunnittelu, logistiikka, geologinen kaivossuunnittelu, IT-verkot ja niin edelleen. Kun siis toimitamme käyttöteknologiaa tuottavuuden ja turvallisuuden parantamiseksi, meidän on integroitava se kaikkiin muihin järjestelmiin ja laitteisiin. Teemme sen asettamalla tiedot saataville erityyppisten rajapintojen kautta OptiMine®:ssä, jotta eri järjestelmät voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Kyse on saumattoman digitaalisen ekosysteemin luomisesta asiakkaidemme työmailla."

Tuleva yhteinen tutkimus

Sekä Exyn että Sandvik uskovat, että heidän kumppanuutensa tärkein hyöty asiakkaille on turvallisuus.

"Turvallisuus on kaikille tärkeintä", Elm sanoo, "ja yksi niistä asioista, jotka todella houkuttelivat meidät alalle, on kiinnostus ihmisten turvallisuuteen". Voimme vaikuttaa siihen suoraan ja välittömästi tämänhetkisen toimintamme avulla vähentämällä katsastajien riskejä ja osoittamalla, missä kaivoksissa on merkittäviä vaaroja. Ihmisten poistaminen toiminnasta, joka aiheuttaa heille vaaraa, on toimintamme ydin."

Ruokojärvi lisää, että Sandvikilla ja Exynillä on yhteinen visio toimivista maanalaisista kaivoksista, jotka eivät edellytä ihmisten läsnäoloa maan alla. "Mahdollisuus skannata kaivos etänä ja lähettää sitten autonominen kaivoskone etenemään sen mukaan, millainen ympäristö on, tarjoaa joitakin tärkeitä askeleita kohti visiota täysin autonomisesta kaivostoiminnasta", hän sanoo.

"Kumppanuutemme Exynin kanssa, joka mahdollistaa tulevan yhteisen tutkimus- ja innovaatiotoiminnan, auttaa meitä laajentamaan yhdessä kaivosten autonomian näköaloja. Yhdistämällä yhdessä nämä erilaiset autonomiset koneet teemme todella uusia asioita mahdollisiksi sekä luomme perustan maailmanluokan innovaatiolle kehittääksemme teknologioita, jotka ratkaisevat asiakkaidemme ongelmia ja parantavat heidän tuottavuuttaan ja turvallisuuttaan."