Auf den Spuren der Zukunft

Jussi Puura, Leiter des Bereichs Digitalisierung bei Sandvik Mining and Rock Solutions, ist begeistert von dem AutoMine-Konzeptfahrzeug, und das ist kein Wunder: "Dies ist im Grunde der Weg in die Zukunft und Sandviks Roadmap, um dorthin zu gelangen", sagt er. "Es zeigt, wie eine typische Bergbaumaschine in 10 oder 20 Jahren aussehen könnte. Und mehr als das, es ist nicht nur eine Vision in einer Folienpräsentation. Es handelt sich um ein existierendes, physisches Fahrzeug, das tatsächlich in unserem Testbergwerk arbeitet."

Seine Begeisterung ist verständlich. Das AutoMine Concept ist nicht nur ein hochmoderner batterieelektrischer Lader, sondern verfügt auch über eine fortschrittliche 3D-Umgebungswahrnehmung, Kartierungstechnologie und künstliche Intelligenz, die es ihm ermöglicht, sich anzupassen und seine eigenen Routen zu planen, um die geeignetsten Wege zu finden, selbst in sich ständig verändernden Umgebungen. Letztlich stellt es einen großen Schritt in Richtung eines umfassend autonomen Bergbaubetriebs dar.

Das AutoMine-Konzeptfahrzeug ist auch ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung von Sandviks AutoMine- und OptiMine-Lösungen. Seit 2004 unterstützen diese digitalen Systeme den automatisierten Bergbaubetrieb. Der Markt hat diese revolutionären Lösungen anfangs nur zögerlich angenommen, aber in den letzten Jahren hat die Nachfrage deutlich zugenommen. Die aktuelle Wachstumsrate ist stark, auch in Entwicklungsmärkten wie Afrika, Indien, China und Lateinamerika.

Auch die Leistungsfähigkeit der AutoMine-Systeme hat sich im Laufe der Jahre deutlich verbessert. In jüngster Zeit wird jedoch immer deutlicher, dass die nächste Generation der Bergwerksautomatisierung bevorsteht und dass Upgrades der bestehenden Plattform dazu beitragen, neue, noch größere Möglichkeiten zu erschließen. Dieser Entwicklungssprung könnte mit den jüngsten Entwicklungen bei autonomen Straßenfahrzeugen verglichen werden, einschließlich Innovationen wie dem Google-Auto, Tesla und anderen. Außerdem erfordern insbesondere die sich entwickelnden Märkte und die schwierigen Bedingungen im Bergbau ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Robustheit.

Riku Pulli, Präsident des Geschäftsbereichs Rock Drills and Technologies bei Sandvik Mining and Rock Solutions, verrät mehr über die bahnbrechenden Technologien im AutoMine Concept Fahrzeug.

"Zunächst einmal ist dieses Fahrzeug von Anfang an auf Automatisierung ausgelegt", sagt er, "die Konstruktionsphilosophie bestehender Flotten basiert auf einem konventionellen Lader, zu dem immer eine Kabine, Joysticks, Pedale und so weiter gehören."

Das AutoMine-Konzeptfahrzeug ist ausschließlich für den automatisierten und ferngesteuerten Betrieb konzipiert. Es gibt überhaupt keine Kabine, was Kosteneinsparungen und die Beseitigung unnötiger Einschränkungen bedeutet und eine effizientere und zuverlässigere Gesamtkonstruktion ermöglicht, da keine doppelten Lenksysteme und Bedienelemente erforderlich sind, eines für den menschlichen Bediener und eines für das Computer-Steuersystem.

Eine weitere wichtige Innovation ist die enorme Erweiterung der Sensorik. Bestehende Bergbaumaschinen sind in dieser Hinsicht begrenzt. Sie können im Wesentlichen erkennen, wo sich zum Beispiel die Seitenwände des Tunnels befinden, aber nicht viel mehr. Das AutoMine-Konzeptfahrzeug erstellt eine echte 3D-Ansicht seiner gesamten Umgebung, einschließlich der vertikalen Richtung.

"Dies eröffnet wirklich bedeutende Möglichkeiten im Vergleich zu bestehenden Automatisierungssystemen für Bergwerke, die auf abgegrenzte Bereiche beschränkt sind, die von Menschen und anderer Ausrüstung getrennt sind, ähnlich wie Sicherheitsschleusen um Roboter in der Produktion", erklärt Pulli.

Das bestehende AutoMine-Sicherheitssystem basiert auf Isolationsbarrieren, die es automatisierten Ausrüstungen ermöglichen, in abgegrenzten, abgesperrten Bereichen zu arbeiten, und die Ausrüstung sofort stoppen, wenn eine Sicherheitsbarriere ausgelöst wird. Die Rundum-Sensorik des AutoMine-Konzeptfahrzeugs ist so konzipiert, dass eine Absperrung des automatisierten Betriebs überflüssig wird. Das Fahrzeug kann anhalten oder jedes Hindernis auf seiner Route umfahren.

"Dies ist eine enorme Verbesserung, weil damit eine Reihe von Einschränkungen im Zusammenhang mit der Bergwerksautomatisierung beseitigt werden", sagt Pulli: "Bisher war es notwendig, den automatisierten Bergbaubetrieb vom herkömmlichen manuellen Betrieb zu trennen. Die neue Plattform wird die betriebliche Flexibilität enorm erhöhen, weil die Isolierung der automatisierten Abläufe entfällt. Die Arbeit kann gleichzeitig um die automatisierten Fahrzeuge herum und zwischen ihnen stattfinden."

Warum handelt es sich bei dem Konzeptfahrzeug dann ausgerechnet um einen batterieelektrischen Lader? Laut Pulli wollte Sandvik demonstrieren, dass die Bergbaumaschinen der Zukunft nicht nur autonom, sondern auch emissionsfrei sein werden. Ein weiterer Grund hängt mit der AutoMine Plattform zusammen. Die meisten der mit diesem System gesteuerten Ausrüstungen sind Lader, und was Lader von anderen Bergbaumaschinen unterscheidet, sind ihre relativ hohen Geschwindigkeiten, die hohen Leistungsanforderungen und der Rund-um-die-Uhr-Betrieb bei hoher Nutzung unter extrem beengten Verhältnissen.

Sandvik wollte einen Maßstab setzen: Wenn es dem Unternehmen gelingt, diese Technologie auf andere Arten von Bergbaumaschinen zu übertragen, z. B. auf Bohrgeräte, bei denen die Anforderungen in der Regel weniger streng sind, kann es sich sicher sein, dass es dazu in der Lage ist.

Was werden die nächsten Schritte sein? Die Fähigkeit, die Technologie auf andere Arten von Bergbaumaschinen zu übertragen, ist ein erstes Ziel, das bald erreicht werden sollte. Ein weiterer Schwerpunkt wird der Technologiemix sein, der nun mehrere Arten von Scannertechnologien und - zum ersten Mal bei Bergbaumaschinen - künstliche Intelligenz umfasst. Einige dieser Bestandteile werden im Jahr 2021 in das bestehende AutoMine-System eingeführt.