Vent'anni di guida autonoma senza un solo incidente che coinvolga persone
Si parla molto di guida autonoma quando si parla di "veicoli concettuali", ma i caricatori e i camion automatizzati di Sandvik lavorano in miniere reali da oltre 20 anni. Si tratta di oltre 2 milioni di ore operative di guida autonoma nel sottosuolo e, allo stesso tempo, non si sono verificati incidenti con persone.
Si parla molto di guida autonoma quando si parla di "veicoli concettuali", ma i caricatori e i camion automatizzati di Sandvik lavorano in miniere reali da oltre 20 anni. Si tratta di oltre 2 milioni di ore operative di guida autonoma nel sottosuolo e, allo stesso tempo, non si sono verificati incidenti che abbiano coinvolto persone.
Recentemente Sandvik ha lanciato la nuova generazione. Per la prima volta, il riempimento della benna del caricatore è stato automatizzato. Ciò significa che, dal carico al trasporto e allo scarico, l'intero ciclo produttivo può essere completamente automatizzato.
È necessario essere in grado di sviluppare una tecnologia che sia durevole e che duri per anni.
"Non è stato un compito facile", dice Jouni Koppanen, Senior Systems Engineer per l'automazione alla Sandvik, "bisogna considerare i diversi tipi di miniere, le diverse dimensioni della roccia e bisogna riempire la benna nella giusta quantità. Ma ce l'abbiamo fatta e siamo gli unici ad avere una funzione di autocaricamento".
Stabilire il ritmo della guida autonoma
Dall'inizio dello sviluppo della guida autonoma negli anni '90, l'obiettivo di Sandvik è rimasto lo stesso: allontanare le persone da ambienti sotterranei potenzialmente pericolosi e migliorare la produttività dei suoi clienti, ma è la tecnologia che è comprensibilmente andata avanti.
"La tecnologia sta cambiando anche in cicli più rapidi", afferma Koppanen, "e questa è una grande sfida per noi e per l'industria mineraria, dove gli ambienti sono difficili e le operazioni si svolgono senza sosta, 24 ore al giorno, 7 giorni su 7. Bisogna essere in grado di sviluppare una tecnologia che sia durevole e che duri per anni".
Sandvik ha ottenuto questo risultato grazie a un sistema robusto e intelligente, in grado di evolversi continuamente.
Ricco di innovazione
In effetti, il sistema automatizzato di Sandvik fa sì che le pale e gli autocarri imparino i percorsi già al primo ingresso in galleria. Il sistema intelligente del veicolo, guidato da una serie di laser, traccia e registra un percorso. Poi gli algoritmi brevettati da Sandvik, insieme a sensori e giroscopi, assicurano che la macchina sappia dove andare nel sottosuolo, dove il GPS non è disponibile.
"È una sfida far funzionare insieme questo complesso sistema di componenti", afferma Koppanen, "che richiede diversi specialisti di vari settori. Ma lavoriamo come una buona squadra e siamo in grado di costruire un quadro dell'intero sistema. Ed è per questo che siamo all'avanguardia".
In superficie, in una comoda sala di controllo, un operatore può vedere esattamente dove sta andando la macchina grazie alle telecamere di bordo. Gli operatori possono indicare alla macchina quando e dove andare. Ma sono il sistema intelligente e gli algoritmi a fare tutto il lavoro duro: seguire il percorso stabilito, calcolare la velocità, controllare i freni, sterzare, caricare, trasportare e scaricare - tutto.
A differenza delle attrezzature in superficie, i caricatori sotterranei sono veicoli articolati progettati per muoversi in entrambe le direzioni, avanti e indietro, alla stessa velocità. Sono altamente manovrabili in gallerie strette. Le macchine sono inoltre costruite per resistere all'altitudine, al calore, all'acqua e agli ambienti corrosivi, tra le altre condizioni presenti in miniera.
E proprio questi ambienti sono stati un fattore chiave per l'automazione di tanti anni fa.
Automazione: mettere le persone al primo posto
"Un nostro cliente in Australia ha automatizzato l'intera miniera", dice Koppanen, "e ha ancora lo stesso numero di persone che lavoravano prima, ma ora la maggior parte di loro è in superficie, in comodi uffici".
È fantastico testare le proprie idee in un ambiente realistico.
"Ogni operatore può ora controllare più caricatori contemporaneamente, mentre la macchina automatizzata fa tutto il lavoro duro", spiega Koppanen, "I nostri caricatori e camion automatizzati sono in grado di mantenere un livello di lavoro preciso, coerente ed efficiente. Questo riduce gli incidenti e aumenta i tempi di attività e la produttività".
È bello testare le proprie idee in un ambiente realistico.
Tecnologia di prova
Sandvik è in grado di mettere alla prova le nuove innovazioni e tecnologie nella sua miniera di prova sotterranea di Tampere, in Finlandia. "Testiamo le nostre tecnologie per garantire che siano robuste, adatte allo scopo e sicure per l'ambiente minerario sotterraneo", afferma Wayne Scrivens, Vice Presidente della linea di prodotti, Load and Haul, Sandvik.
Annukka Kokkonen, ingegnere ricercatore per la ricerca e lo sviluppo tecnologico della Sandvik, lavora nella miniera di prova.
"È fantastico testare le proprie idee in un ambiente realistico", afferma Annukka Kokkonen, "Non molti ingegneri o codificatori hanno l'opportunità di vedere cosa funziona con i propri occhi. Vederlo passare dalla fase di ricerca al cliente - l'intero percorso".
I test approfonditi, uniti alla stretta collaborazione con i clienti, contribuiscono a garantire che Sandvik sviluppi soluzioni che aiutino i clienti a risolvere le loro sfide più importanti.
"In questo momento, i nostri caricatori e carrelli automatizzati lavorano in una zona completamente isolata dalle persone e dalle altre attrezzature. Abbiamo sensori di sicurezza che attivano i freni della macchina se c'è qualcosa sul suo percorso", dice Kokkonen. "In futuro prevediamo che i caricatori e i carrelli automatizzati operino in sicurezza nella stessa parte di una miniera come le attrezzature convenzionali e le persone".
Un futuro elettrizzante
Oltre all'automazione, da anni Sandvik sta facendo passi da gigante anche nell'elettrificazione delle sue attrezzature sotterranee. Negli anni '80 l'azienda ha lanciato il primo caricatore elettrico per cavi al mondo. Nel 2016 Sandvik ha introdotto un caricatore a batteria che offre la stessa libertà di movimento di un motore diesel, ma con minori emissioni di calore e rumore e zero emissioni di gas di scarico nel sottosuolo.
"In futuro si ridurrà la dipendenza dal motore diesel", afferma Scrivens, "L'attenzione si sposterà verso l'elettrificazione della catena cinematica e l'uso di caricatori elettrici e della tecnologia delle batterie, in collaborazione con l'automazione".
E il futuro non è così lontano con progetti come quello di Borden Lake in Ontario, Canada. Sandvik sta collaborando con il produttore d'oro Goldcorp per sviluppare una delle prime miniere completamente elettriche al mondo. Ciò significa aria più pulita, meno emissioni e costi inferiori.
