Självkörande maskiner sedan 20 år – inte en enda olycka med människor inblandade

Självkörande fordon, och i synnerhet så kallade konceptfordon, är ett högaktuellt ämne. Sandviks automatiserade lastare och truckar har använts i gruvindustrin i mer än 20 år. Det motsvarar mer än 2 miljoner arbetstimmar med självkörande teknik i underjorden. Under den tiden har det inte inträffat en enda olycka med människor inblandade.

Nyligen lanserades en ny version av Sandviks teknik. För första gången någonsin med automatiserad lastning. Det innebär att hela produktionscykeln, från lastning till transport och lossning, kan automatiseras fullt ut.

– Det var ingen lätt uppgift, säger Jouni Koppanen, senior systemingenjör för automatisering inom Sandvik. Tekniken måste fungera för olika typer av gruvor och olika materialstorlekar, och skopan måste fyllas till exakt rätt volym. Men vi klarade det, och nu är vi de enda som har en automatiserad lastningsfunktion.

Banbrytande inom självkörande teknik

Sandvik började utveckla självkörande teknik under 90-talet, med fokus på att förbättra kundernas produktivitet och minska människors exponering mot potentiellt farliga gruvbrytningsmiljöer. Detta fokus har inte förändrats, men tekniken har utvecklats kraftigt sedan 90-talet.

– Tekniken utvecklas i allt snabbare cykler, säger Jouni Koppanen. ”Det är en stor utmaning för hela gruvindustrin, där produktionen pågår oavbrutet i mycket tuffa miljöer. Den teknik som utvecklas måste hålla i många år.

Det har Sandvik uppnått. Man har ett robust och intelligent system som är möjligt att vidareutveckla.

Lastad med innovationskraft

Sandviks automatiserade system innebär att lastarna och truckarna lär sig vägen första gången de kommer in i en tunnel. Fordonets intelligenta system utgår från ett antal lasrar för att beräkna och registrera körvägen. Sandviks patenterade algoritmer, tillsammans med sensorer och gyroskop, säkerställer att maskinen vet vart den ska åka i underjorden, där det saknas tillgång till GPS-teknik.

– Det är en utmaning att få alla systemkomponenter att fungera effektivt tillsammans, säger Jouni. Det behövs specialkompetens från många olika områden. Vi har ett bra team som har god överblick över hela systemet. Därför ligger vi i framkant.

Tack vare maskinens kameror kan operatören – som befinner sig i ett bekvämt kontrollrum ovan mark – se exakt var maskinen befinner sig. Operatören kan också bestämma när och vart maskinen ska åka. Men det är det intelligenta systemet och algoritmerna som utför alla de riktigt svåra uppgifterna, dvs. att följa en definierad rutt, beräkna hastigheten, sköta bromsarna, styra, lasta, transportera och lossa.

Gruvlastare är, till skillnad från liknande maskiner ovan mark, ledade fordon som klarar att åka i båda riktningarna (framåt och bakåt) med samma hastighet. De är utformade för att vara lättmanövrerade i smala tunnlar, men också för att klara höjd, värme, fukt, korrosion och andra förhållanden som förekommer i gruvor.

Just sådana förhållanden var drivkraften för att börja utveckla och sedan vidareutveckla automatiseringstekniken.

Automatisering: med människan i fokus

– En kund i Australien har automatiserat hela gruvan. Företaget har lika många anställda som tidigare, men merparten av personalstyrkan arbetar nu i bekväma kontor ovan mark, berättar Jouni.

– Varje operatör kan styra flera lastare samtidigt och de automatiserade maskinerna utför alla de tuffa uppgifterna. Våra automatiserade lastare och truckar arbetar noggrant, konsekvent och effektivt. Det förhindrar olyckor, samtidigt som drifttiden och produktiviteten ökar, säger Jouni.

Testar tekniken

I en provningsanläggning i Tammerfors (Finland) testas Sandviks innovationer och teknik utförligt.

– Vi testar tekniken för att se till att den är robust, optimerad för uppgiften och säker att använda i gruvmiljöer, säger Wayne Scrivens, Vice President Product Line, Load and Haul, Sandvik.

I testanläggningen arbetar också Annukka Kokkonen, forskningsingenjör och en del av Sandviks forsknings- och teknikutvecklingsavdelning.

– Det är jättebra att kunna testa sina idéer i en verklighetstrogen miljö, säger hon. Många ingenjörer och programmerare har inte möjlighet att få prova vad som fungerar i verklig skala, och att uppleva hela utvecklingskedjan, från idé och forskning till leverans.

Noggrann testning och nära samarbete med kunden gör att Sandvik kan utveckla lösningar som hjälper till att lösa kundens problem.

– Hittills arbetar våra automatiserade lastare och truckar i zoner som är helt avgränsade från människor och annan utrustning. Säkerhetssensorer aktiverar maskinens bromsar om något främmande hamnar i fordonets arbetsbana, säger Annukka. Vår vision är automatiserade lastare och truckar som kan arbeta i samma område som människor och konventionell utrustning.

En elektrisk framtid

Parallellt med automatiseringen har Sandvik under många år utvecklat elektriska system för gruvutrustningen. På 80-talet lanserade företaget världens första elektriska kabellastare. Och 2016 presenterade man en batteridriven lastare – med samma rörelsekapacitet som en dieselmotor, men lägre värmeavgivning och buller, och noll avgasutsläpp i gruvan.

– I framtiden kommer vi att förlita oss allt mindre på dieselmotorn, säger Wayne Scrivens. Vårt fokus är att utveckla elektriska drivlinor, för att använda eldrivna lastare och batteriteknik i kombination med automatisering.”

Det kan röra sig om en snar framtid, med tanke på projekt som Borden Lake i Ontario (Kanada). Där utvecklar Sandvik, i samarbete med guldproducenten Goldcorp, en av de första fullt ”eldrivna” gruvorna i världen. Det innebär renare luft, mindre utsläpp och lägre kostnader.