Tjugo år av självkörande fordon utan en enda olycka med människor inblandade
Det har talats mycket om självkörning när det gäller "konceptfordon", men Sandviks automatiserade lastare och truckar har arbetat i riktiga gruvor i över 20 år. Det innebär mer än 2 miljoner driftstimmar med självkörande fordon under jord, och samtidigt har det inte inträffat några olyckor med människor inblandade.
Det har talats mycket om självkörning när det gäller "konceptfordon", men Sandviks automatiserade lastare och truckar har arbetat i riktiga gruvor i över 20 år. Det innebär mer än 2 miljoner drifttimmar med självkörande fordon under jord, och samtidigt har det inte inträffat några olyckor med människor inblandade.
Nyligen lanserade Sandvik sin nästa generation. För första gången någonsin har lastarens skopfyllning automatiserats. Det innebär att hela produktionscykeln, från lastning till transport och tippning, kan automatiseras fullt ut.
Man måste kunna utveckla teknik som är hållbar och som håller i många år.
"Det var ingen lätt uppgift", säger Jouni Koppanen, Senior Systems Engineer för Automation på Sandvik. "Man måste ta hänsyn till olika typer av gruvor, olika stenstorlekar och man måste fylla skopan med precis rätt mängd. Men vi klarade det, och vi är de enda som har en autoloadfunktion."
Sätter takten för självkörande fordon
Sedan starten av utvecklingen av självkörande fordon på 1990-talet har Sandviks fokus varit detsamma; att få bort människor från potentiellt farliga underjordiska miljöer och att förbättra kundernas produktivitet, men det är tekniken som förståeligt nog har gått framåt.
"Tekniken förändras också i snabbare cykler", säger Koppanen. "Och det är en stor utmaning för oss och gruvindustrin, där miljöerna är tuffa och verksamheten pågår nonstop, 24/7. Man måste kunna utveckla teknik som är hållbar och som håller i flera år."
Sandvik har uppnått detta genom ett robust och intelligent system som kan utvecklas kontinuerligt.
Laddat med innovation
Sandviks automatiserade system innebär faktiskt att lastmaskinerna och truckarna lär sig rutterna redan första gången de kör in i en tunnel. Fordonets intelligenta system, som styrs av en uppsättning lasrar, kartlägger och registrerar en väg. Sedan ser Sandviks patenterade algoritmer, tillsammans med sensorer och gyroskop, till att maskinen vet vart den ska ta vägen under jord, där GPS inte är tillgängligt.
"Det är en utmaning att få det här komplexa systemet av komponenter att fungera tillsammans", säger Koppanen. "Det krävs olika specialister från olika områden. Men vi arbetar som ett bra team och kan skapa oss en bild av hela systemet. Och det är därför vi ligger i framkant."
Ovan jord, i ett bekvämt kontrollrum, kan en operatör se exakt vart maskinen är på väg via kamerorna ombord. Operatören kan ge maskinen instruktioner om när och vart den ska köra. Men det är det intelligenta systemet och algoritmerna som gör allt det hårda arbetet: följer den bestämda rutten, beräknar hastigheten, kontrollerar bromsarna, styr, lastar, drar och dumpar - allt.
Till skillnad från utrustning ovan jord är underjordslastare ledade fordon som är konstruerade för att röra sig i båda riktningarna, framåt och bakåt, med samma hastighet. De är mycket manövrerbara i trånga tunnlar. Maskinerna är också byggda för att klara höjd, värme, vatten och korrosiva miljöer, bland andra förhållanden nere i en gruva.
Och det är dessa miljöer som var en viktig drivkraft för automatisering för alla dessa år sedan.
Automation: sätta människan i centrum
"En av våra kunder i Australien har automatiserat hela sin gruva", säger Koppanen. "De har fortfarande samma antal anställda som tidigare, men nu sitter de flesta ovan jord i bekväma kontor."
Det är fantastiskt att få testa sina egna idéer i en realistisk miljö.
"Varje operatör kan nu styra flera lastare samtidigt, medan den automatiserade maskinen gör allt det hårda arbetet", säger Koppanen. "Våra automatiserade lastare och truckar kan upprätthålla en exakt, konsekvent och effektiv arbetsnivå. Detta minskar antalet olyckor samtidigt som drifttiden och produktiviteten ökar."
Det är bra att testa sina egna idéer i en realistisk miljö.
Testning av teknik
Sandvik har möjlighet att testa nya innovationer och ny teknik i sin underjordiska testgruva i Tammerfors i Finland. "Vi testar vår teknik för att säkerställa att den är robust, ändamålsenlig och säker för gruvmiljöer under jord", säger Wayne Scrivens, chef för produktlinjen Load and Haul på Sandvik.
Annukka Kokkonen, forskningsingenjör för forskning och teknikutveckling på Sandvik, arbetar i testgruvan.
"Det är fantastiskt att få testa sina egna idéer i en realistisk miljö", säger hon. "Det är inte många ingenjörer eller kodare som har möjlighet att se vad som fungerar med egna ögon. Att se hur det går från forskningsfasen till kunden - hela vägen."
Grundliga tester i kombination med ett nära samarbete med kunderna bidrar till att säkerställa att Sandvik utvecklar lösningar som hjälper kunderna att lösa sina största utmaningar.
"Just nu arbetar våra automatiserade lastare och truckar i en zon som är helt isolerad från människor och annan utrustning. Vi har säkerhetssensorer som aktiverar maskinens bromsar om det finns något i dess väg", säger Kokkonen. "I framtiden ser vi framför oss att automatiserade lastare och truckar kan arbeta säkert i samma del av gruvan som konventionell utrustning och människor."
En elektrifierande framtid
Förutom automatisering har Sandvik också gjort vågor inom elektrifieringen av sin underjordsutrustning i flera år. På 1980-talet lanserade företaget världens första elektriska kabellastare. År 2016 introducerade Sandvik en batteridriven lastare - som ger samma rörelsefrihet som en dieselmotor, men med lägre värme- och ljudutsläpp och inga avgasutsläpp under jord.
"I framtiden kommer vi att förlita oss mindre på dieselmotorn", säger Scrivens. "Fokus kommer att ligga på elektrifiering av drivlinan och användning av elektriska lastare och batteriteknik i kombination med automatisering."
Och framtiden är inte så långt borta med projekt som Borden Lake i Ontario, Kanada. Sandvik samarbetar med guldproducenten Goldcorp för att utveckla en av världens första helt eldrivna gruvor. Detta innebär renare luft, färre utsläpp och lägre kostnader.
Ta reda på mer om automation
Läs mer på vår webbplats för utrustning och verktyg för gruvdrift och bergbrytning