Flyger under jord

Sandvik Mining and Rock Technologys OptiMine®- och AutoMine®-lösningar är de mest avancerade digitaliserings- och automationssystemen som för närvarande finns tillgängliga för gruvindustrin under jord. OptiMine® är en omfattande uppsättning digitala verktyg för att analysera och optimera gruvproduktion och gruvprocesser. Det omfattar 3D-visualisering av gruvan, platsspårning, schemaläggning, uppgiftshantering samt övervakning och analys av utrustning, vilket bidrar till att identifiera flaskhalsar, beskriva vad som faktiskt händer i gruvan och förutse vad som sannolikt kommer att hända i framtiden. AutoMine®, som kan fungera tillsammans med OptiMine®, är en automatiserings- och fjärrstyrningslösning som gör det möjligt för tung gruvutrustning att arbeta självständigt.

Minskar exponeringen för människor

"OptiMine® möjliggör gruvdrift och informationshantering genom att integrera alla relevanta data i en källa och tillhandahålla verktyg och analyser som verkligen hjälper våra kunder att optimera sin gruvprocess", säger Jarkko Ruokojärvi, Global Business Development Manager, Sandvik Mining and Rock Technology. "Genom att minska människors exponering för faror vid gruvdrift under jord förbättrar AutoMine® säkerheten och, med utrustningens autonomi, produktiviteten och lönsamheten."

Båda dessa digitala lösningar fungerar genom att interagera med utrustning och andra tillgångar samt med de data som de samlar in. "OptiMine® samlar in data från alla olika resurser som finns i en gruva, t.ex. mobil utrustning och människor", förklarar Ruokojärvi. "OptiMine® sammanställer data och visualiserar dem på olika sätt som personer i gruvans driftscentrum och de som arbetar under jord med surfplattor kan använda för att arbeta mer effektivt, både ur ett planeringsperspektiv och i realtid."

Ett unikt erbjudande

Både planering och utförande är av stor betydelse, särskilt när det gäller att komma åt svåra områden i gruvorna. Faktum är att det finns ett område i en typisk gruva som hittills har varit särskilt svårt att få ut data från. Och eftersom Sandviks lösningar fungerar mer effektivt med mer data, precis som alla digitala verktyg, har Sandvik ingått ett partnerskap med det Philadelphia-baserade robotföretaget Exyn Technologies för att lösa det specifika problemet med dataextraktion.

"Vi har ett unikt erbjudande som passar perfekt för gruvindustrins unika problem", säger Exyns VD Nader Elm. "Vi har en helt autonom flygfarkost som kan ta sig in i underjordiska områden där man inte vill eller kan skicka in människor."

Dessa otillgängliga områden är främst stopp - de håligheter som skapas genom sprängning. "Stopp är i sig farliga, eftersom du precis har sprängt där och det finns risk för stenfall", förklarar Elm. "Så du går aldrig in i dessa håligheter. Men det är också där verksamheten pågår och det är där man har minst information."

Produktivitet och säkerhet

"Vår helt autonoma flygfarkost kan flyga själv genom dessa håligheter, där det inte finns någon GPS, ingen siktlinje eller kommunikation, och med hjälp av en laserskanningssensor kartlägga stoppställena för att skapa ett rikt 3D-punktmoln."

Det finns befintlig teknik för att kartlägga stopp, men den är mycket mindre effektiv och farligare än Exyns helt autonoma lösning. Om man till exempel jämför volymberäkningarna för en gruvlave mellan en Exyn-karta och annan teknik visar det sig att volymskillnaden är 20 procent. "Det påverkar säkerheten och produktiviteten i många olika aktiviteter i gruvan", säger Elm.

"Produktivitet och säkerhet är två av de viktigaste värdedrivande faktorerna som våra kunder efterfrågar i dessa automatiserings- och digitala lösningar", säger Ruokojärvi. "Och allt börjar med att få insyn i vad som händer under jord och se vad som verkligen pågår. För att kunna optimera gruvan som en komplett anläggning eller en process måste man kunna mäta alla olika faktorer som påverkar den."

Den ökade transparens som Exyn ger gör det möjligt för Sandviks OptiMine®- och AutoMine®-verktyg att ge bättre och snabbare beslutsunderlag. Exyns stope maps kan användas för att mer exakt visualisera sådant som vad som hände efter en sprängning, om sprängningen gick som planerat och vilken typ av hålighet som har skapats. Det ger i sin tur underlag för beslut om borrning och sprängning inför nästa omgång.

Snabbhet är en annan viktig fördel med Exyns lösning. "Det finns enorma produktivitetsvinster med de mer verklighetstrogna kartor som vi kan tillhandahålla och med den hastighet med vilken vi kan producera dem", säger Elm. "Vi kan gå in i mycket snabbare iterationer för att samla in data, analysera den och därför kunna agera på den tidigare."

Exyns robot byggdes från grunden under en treårsperiod av ett forskarteam som utnyttjade den forskning som bedrivits vid University of Pennsylvanias GRASP-labb (General Robotics, Automation, Sensing & Perception). "Vår teknik är banbrytande", säger Elm. "Det är i princip en förgrening av vad som har hänt på marknaden för förarlösa bilar. På vissa sätt är det vi gör svårare än vad marknaden för förarlösa bilar gör, eftersom vi måste hantera tre dimensioner, utan kommunikation och utan GPS, och vi måste få plats med allt detta i ett fordon som bara kan transportera en viss mängd; vi kan helt enkelt inte transportera tonnage."

Smidigt samarbete

Ruokojärvi, som på Sandvik Mining and Rock Technology ansvarar för den globala affärsutvecklingen inom digitala och autonoma lösningar, håller med. "Vi har följt vad olika aktörer gör på det här området och vi kan se att Exyn är ett företag som verkligen har banbrytande lösningar för autonoma flygande robotar."

Förutom att rekommendera kunderna varandras lösningar är en av de viktigaste aspekterna av partnerskapet mellan Sandvik och Exyn integrationen av deras lösningar. Utveckling pågår för närvarande vid Sandviks testgruva i Tammerfors, Finland, för att säkerställa att arbetsflödet och överföringen av data mellan Exyns robot och Sandviks OptiMine®- och AutoMine®-system är smidig och sömlös. "Vi tar bort en börda från våra kunder genom att se till att Exyns och Sandviks lösningar kommunicerar och fungerar tillsammans på ett smidigt sätt", säger Ruokojärvi.

"Sandviks strategi handlar mycket om interoperabilitet", tillägger han. "Vi förstår att det inte alltid bara är vår utrustning som används i en gruva. Det finns också alla möjliga system som behöver kommunicera och samarbeta - affärsplanering, personalresurser, underhållsplanering, logistik, geologisk gruvplanering, IT-nätverk och så vidare. Så när vi levererar driftteknik för att öka produktiviteten och förbättra säkerheten måste vi integrera den med alla andra system och all annan utrustning. Och det gör vi genom att göra data tillgängliga via olika typer av gränssnitt i OptiMine®, så att de olika systemen kan interagera med varandra. Det handlar om att skapa ett sömlöst digitalt ekosystem hos våra kunder."

Gemensam forskning i framtiden

Både Exyn och Sandvik anser att den viktigaste fördelen för kunderna med deras samarbete är säkerheten.

"Säkerhet är en viktig fråga för alla", säger Elm. "Och en av de saker som verkligen lockade oss till branschen är intresset för människors säkerhet. Det är något som vi direkt kan påverka med det vi har idag, genom att minska riskerna för lantmätare och genom att visa var de stora farorna finns i gruvorna. Att ta bort människor från aktiviteter som utsätter dem för risk att skadas är kärnan i det vi gör."

Ruokojärvi tillägger att Sandvik och Exyn delar en gemensam vision om att ha operativa underjordsgruvor som inte kräver att några människor är närvarande under jord. "Möjligheten att skanna gruvan på distans och sedan skicka in en autonom gruvmaskin som fortsätter i enlighet med vad vi vet om miljön ger några viktiga steg mot visionen om helt autonom gruvdrift", säger han.

"Vårt partnerskap med Exyn, som kommer att göra det möjligt för oss att genomföra framtida gemensamma forsknings- och innovationsaktiviteter, hjälper oss att tillsammans vidga vyerna för autonom gruvdrift. Genom att arbeta tillsammans för att kombinera dessa olika autonoma maskiner gör vi verkligen nya saker möjliga och lägger grunden för innovation i världsklass för att utveckla teknik som kommer att lösa våra kunders problem och förbättra deras produktivitet och säkerhet."