Uurtamassa uraa tulevaisuuteen

Sandvik Mining and Rock Solutionsin digitalisaatiojohtaja Jussi Puura on innoissaan AutoMine Concept -ajoneuvosta, eikä ihme: "Tämä on pohjimmiltaan tie tulevaisuuteen ja Sandvikin tiekartta sinne. Se esittelee, miltä tyypillinen kaivoskone saattaisi näyttää 10 tai 20 vuoden kuluttua. Eikä se ole pelkkä visionäärinen PowerPoint-esitys, vaan olemassa oleva fyysinen ajoneuvo, joka todella työskentelee testikaivoksessamme."

Hänen innostuksensa on ymmärrettävää. Sen lisäksi, että AutoMine Concept -ajoneuvo on huippumoderni akkukäyttöinen lastauskone, se hahmottaa ympäristöään kolmiulotteisesti ja käyttää kartoitusteknologiaa ja tekoälyä omien reittiensä suunnitteluun ja mukauttamiseen jatkuvasti muuttuvissa ympäristöissä. Pohjimmiltaan se on iso kehitysaskel kohti täysin autonomista kaivostoimintaa.

AutoMine Concept -ajoneuvo on myös merkittävä virstanpylväs Sandvikin AutoMine- ja OptiMine-ratkaisujen kehittämisessä. Näillä digitaalisilla järjestelmillä on automatisoitu kaivostoimintaa vuodesta 2004 lähtien. Markkinat suhtautuivat näin mullistaviin ratkaisuihin aluksi epäröivästi, mutta viime vuosina kysyntä on kasvanut selvästi. Kasvu on tällä hetkellä voimakasta, myös kehittyvillä markkinoilla, kuten Afrikassa, Intiassa, Kiinassa ja Latinalaisessa Amerikassa.

AutoMine-järjestelmien kyvykkyydet ovat myös parantuneet huomattavasti vuosien varrella. Viime aikoina on kuitenkin käynyt yhä selvemmäksi, että tulossa on kaivosautomaation seuraava sukupolvi ja että päivittämällä nykyisiä järjestelmiä käyttöön voidaan saada uusia, entistäkin tehokkaampia ominaisuuksia. Kehitysloikkaa voidaan verrata autonomisten ajoneuvojen viimeaikaiseen kehitykseen, kuten esimerkiksi Googlen ja Teslan esittelemiin innovaatioihin. Lisäksi kehittyvät markkinat ja etenkin haastavat kaivosolosuhteet edellyttävät ratkaisuilta maksimaalista luotettavuutta ja robustiutta.

Sandvik Mining and Rock Solutionsin Rock Drills and Technologies -divisioonan johtaja Riku Pulli kertoo lisää AutoMine Concept -ajoneuvon läpimurtoteknologioista.

"Ensinnäkin tämä ajoneuvo on alusta alkaen suunniteltu automaatiota varten", hän sanoo. "Nykykaluston suunnittelufilosofia perustuu perinteiseen lastauskoneeseen, jossa on aina ohjaamo, joystickit, polkimet ja niin edelleen."

Konseptiajoneuvo on suunniteltu yksinomaan automaattista käyttöä ja etäohjausta varten. Siinä ei ole lainkaan ohjaamoa, mikä säästää kustannuksia ja poistaa tarpeettomia rajoituksia. Näin saadaan edellytykset kokonaisuutena tehokkaammalle ja luotettavammalle rakenteelle, koska kone ei tarvitse päällekkäisiä ohjausjärjestelmiä ja hallintalaitteita, joista toiset on tarkoitettu ihmiskuljettajalle ja toiset tietokoneohjaukselle.

Toinen merkittävä innovaatio on sensoriikkamahdollisuuksien valtava laajentuminen. Nykyiset kaivoskoneet ovat tässä suhteessa rajoittuneita. Ne pystyvät periaatteessa havaitsemaan esimerkiksi tunnelin sivuseinien sijainnin, mutta eivät paljon muuta. AutoMine Concept -ajoneuvo luo todellisen 3D-näkymän koko ympäristöstään, myös pystysuunnassa.

"Tämä avaa todella merkittäviä mahdollisuuksia verrattuna nykyisiin automaatiojärjestelmiin, joiden rajoituksena on tarve erottaa ihmiset ja muut koneet aitojen taakse, samaan tapaan kuin valmistavan teollisuuden robotit suljetaan turvaporttien sisään", Pulli selittää.

Nykyinen AutoMinen turvajärjestelmä perustuu eristyspuomeihin, joiden avulla automatisoidut koneet pystyvät työskentelemään erillisillä eristetyillä alueilla ja jotka pysäyttävät koneet välittömästi, jos joku ohittaa puomin. AutoMine Concept -ajoneuvon monipuolinen sensoriikka on suunniteltu siten, että automatisoidun toiminnon eristäminen on tarpeetonta. Ajoneuvo voi pysähtyä tai kiertää minkä tahansa esteen reitillään.

"Tämä on valtava parannus, koska se poistaa monia kaivosautomaatioon liittyviä rajoituksia", Pulli sanoo. "Tähän asti automatisoidut kaivostoiminnot on pitänyt eristää perinteisistä manuaalisista toiminnoista. Uusi järjestelmäalusta lisää toiminnallista joustavuutta valtavasti, koska automaation eristäminen on nyt tarpeetonta. Töitä voidaan tehdä samanaikaisesti automatisoitujen ajoneuvojen ympärillä ja niiden joukossa."

Miksi konseptiajoneuvo on sitten nimenomaan akkukäyttöinen lastauskone? Pullin mukaan Sandvik halusi osoittaa, että tulevaisuuden kaivoskoneet ovat paitsi autonomisia, myös päästöttömiä. Toinen syy liittyy AutoMine-alustaan. Suurin osa sillä ohjattavista koneista on lastauskoneita, joita erottavat muista kaivoskoneista suhteellisen suuret nopeudet, kovat suorituskykyvaatimukset ja ympärivuorokautinen ajo korkealla käyttöasteella erittäin ahtaissa tiloissa.

Sandvik halusi asettaa mittapuun: jos tämä onnistuu, voidaan olla luottavaisia mahdollisuuksista siirtää teknologia muihin kaivoskoneisiin, kuten porauslaitteisiin, joissa vaatimukset ovat tyypillisesti vähemmän tiukkoja.

Miten edetään seuraavaksi? Teknologian skaalaaminen muuntyyppisiin kaivoskoneisiin on varhainen tavoite, joka on syytä saavuttaa pian. Toinen painopistealue on teknologiavalikoima, johon nyt kuuluu useita erilaisia skanneriteknologioita ja ensimmäistä kertaa kaivoskoneissa myös tekoälyä. Osa näistä komponenteista tuodaan nykyiseen AutoMine-järjestelmään vuonna 2021.