Sandvikin konseptilaite osoittaa suuntaa maanpäällisen porauksen tulevaisuudelle

Kuvittele hetken, miltä tulevaisuuden avolouhos saattaisi näyttää. Kalusto liikkuu kaivoksessa autonomisesti, ja laitteiden toimintaa koordinoidaan yhteisen reaaliaikaisen datamallin avulla, joka sisältää kaikki koneet, toiminnot ja työvuorot. Ammattitaitoista henkilöstöä ei enää sijoiteta laitteiden sisään tai niiden viereen. Sen sijaan he valvovat toimintaa etänä ja puuttuvat koneen työskentelyyn vain silloin, kun tarvitaan ihmisen harkintaa.

Jokainen porattu ja mitattu metri, tallennettu tärinä ja generoitu kunnossapitohälytys syötetään takaisin järjestelmään – parantamaan seuraavan vuoron turvallisuutta, tehokkuutta ja tuottavuutta.

Sandvikin näkemyksen mukaan monet samansuuntaiset paineet ohjaavat maanpäällistä kaivostoimintaa tähän suuntaan, esimerkiksi pyrkimys poistaa ihmiset kokonaan riskialttiista kohteista (zero-entry mining), ammattitaitoisten operaattorien puute ja nopeasti etenevä sähköistymisen. Uusi autonominen akkukäyttöinen avolouhinnan konseptikone on selkein osoitus siitä, miten yhtiö hahmottaa tulevaisuuden kaivostoimintaa käytännön tasolla.

Sandvik Mining -liiketoiminta-alueen johtaja Patrick Murphy: ”Sandvik on jo vuosien ajan ollut mukana määrittelemässä maanalaisen kaivostoiminnan tulevaisuutta AutoMine^®-automaatioalustan, sähköistyksen ja digitaalisten teknologioiden avulla, jotka ovat muuttaneet kaivosten toimintaa perustavanlaatuisesti. Uusin konseptimme tuo saman kunnianhimon avokaivostoimintaan. Haastamalla perinteisiä työskentelytapoja autamme luomaan seuraavan sukupolven kaivoksia, jotka ovat turvallisempia, tuottavampia, luotettavampia ja yhä autonomisempia.”

Tulevaisuuden maanpäällistä porausta yhteistuumin

Tampereen Future of Mining -tapahtumassa esitelty maanpäällinen konseptiporauslaite osoittaa, kuinka tekoäly, kehittynyt robotiikka, sähköistäminen ja digitaalinen liitettävyys voivat toimia yhdessä osana älykästä, koko kaivoksen kattavaa ohjausjärjestelmää.

Puomimalliselle porauslaitealustalle rakennettu täysin autonominen konseptikone on akkukäyttöinen, eikä siinä ole lainkaan ohjaamoa. Laite kantaa mukanaan tarvitsemansa porakruunut ja -putket ja uppoporakoneen, ja siihen integroitu teollisuusrobotti huolehtii itsenäisesti uppoporakoneen ja porakruunujen vaihdoista ja poraputkien asennuksista. Laite pystyy myös mittaamaan valmiin reiän syvyyden ja suuntapoikkeaman. Kone liikkuu autonomisesti ja mukauttaa toimintaansa jatkuvasti tunnistamalla, seuraamalla ja luokittelemalla ympärillään olevia ihmisiä, laitteita ja muita kohteita. Lähellä työskentelevä henkilöstö näkee koneen toimintatilan LED-matriisinäytöiltä.

Konseptin kehittäminen tarjosi Sandvikille tilaisuuden pohtia puhtaalta pohjalta, miten kaivoksen porauskalustoa hallitaan ja optimoidaan. Toimintojen rajat ylittävä tiimi keskittyi yksittäisten ominaisuuksien sijasta siihen, miten sähköistäminen, autonominen operointi, robotisoitu porakaluston käsittely ja digitaalinen integraatio voitaisiin sulauttaa yhdeksi järjestelmäksi.

Projekti yhdisti Sandvikin eri toimintojen asiantuntijuutta uusien ideoiden yhteissuunnitteluun ja testaamiseen ja osoitti siten, mitä voidaan saavuttaa, kun teknologiat ja ihmiset kootaan yhteisen vision ympärille. Samalla syntyi arvokasta tietoa maanpäällisen poraamisen tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksista.

Seuraavan sukupolven automaatioratkaisuja

Maanpäällisen konseptiporauslaitteen erottaa aiemmista autonomisista porauskonsepteista konkreettisen koneen päälle lisätty älykkään teknologian kerros. Moni avolouhos on jo ottanut automaatiota käyttöön esimerkiksi poraus- ja kuljetusprosesseissa, mutta tämä konsepti yhdistää tekoälyn, robotiikan, saumattomat datavirrat ja optimoinnin osaksi laajempaa ohjausjärjestelmää.

Yhdistettynä jatkuvasti päivittyvään, koko kaivoksen kattavaan digitaaliseen kaksoseen konseptikoneesta tulee aktiivinen osa kaivoksen ohjausjärjestelmää. Sandvikin tekoälyagentti jakaa poraustehtävät, koordinoi porauslaitteen toimintaa osana kaivoksen muuta kalustoa ja tarjoaa selkeän yhteydenottopisteen muille toiminnoille.

Operaattorit kommunikoivat tekoälyagentin kanssa luonnollisella kielellä: esittävät kysymyksiä, antavat tehtäviä ja tarkistavat toimintatiloja. Järjestelmä ilmoittaa, kun tilanne vaatii ihmisen harkintaa. Tämän jälkeen kone pystyy käynnistämään itsensä, suunnittelemaan reittinsä ja poraustyön, suorittamaan koko työsyklin ilman ihmisen puuttumista työskentelyyn ja päivittämään digitaalisen kaksosen reaaliajassa.

Sandvikin Digital Mining Technologies -liiketoimintayksikön johtaja Riku Pulli toteaa, että todellinen läpimurto ei ole itse kone, vaan sen integrointi älykkääseen kaivosekosysteemiin. ”Yhdistämällä tekoälyn, autonomian ja jatkuvasti päivittyvän digitaalisen kaksosen siirrymme yksittäisten laitteiden optimoinnista koko kaivostoiminnan optimointiin”, Pulli sanoo. ”Siitä syntyy seuraava merkittävä tuottavuuden ja päätöksenteon tehokkuusloikka.”

”Kone on pikemminkin konsepti kuin tuote, mutta sen taustalla olevat teknologiat ovat hyvin todellisia”, Pulli lisäsi. ”Monet tänään esitellyistä ominaisuuksista auttavat muovaamaan tarjontamme kehitystä ja löytävät tiensä avolouhinta-asiakkaille tarjottaviin tulevaisuuden ratkaisuihin.”

Alusta tulevaisuuden avolouhinnalle

Vaikka konseptilaite on rakennettu puomimalliselle alustalle, sen teknologiat on tarkoitettu skaalattaviksi Sandvikin kaikkiin maanpäällisiin porauslaitteisiin, mukaan lukien kiertoporauslaitteet. Konseptin tarkoituksena on ruokkia keskustelua ja yhteistyötä asiakkaiden ja alan sidosryhmien kesken sekä nopeuttaa tulevaisuuden kaupallisten ratkaisujen kehittämistä.

Laajemmin avolouhinnan ekosysteemin kannalta tarkasteltuna konsepti esittelee digitalisaation mahdollisuuksia uudesta näkökulmasta, enemmän kuin yksittäisen koneen automaatioratkaisuina. Se osoittaa, kuinka poraaminen voi olla osa verkottunutta, älykästä, koko kaivoksen kattavaa järjestelmää – ja miten näitä tulevaisuuden teknologioita testataan jo nyt Sandvikin testikaivoksessa Tampereella.