Bergbau:Eine unverzichtbare Branche im Wandel mit Automatisierung

Schauen wir uns den Weg zur Automatisierung in einer Branche an, die eine besonders lange Liste von Herausforderungen hat – wie die Bergbauindustrie mit einem Wert von 680 Milliarden US-Dollar. Wie viele Branchen sieht sich der Bergbau mit einem akuten Arbeitskräftemangel konfrontiert, der insbesondere durch die gefährlichen, schwierigen und abgelegenen Arbeitsbedingungen getrieben wird. Beim Bergbau sprechen wir normalerweise von extremen Wetterbedingungen – wie in der Mitte Australiens mit monatelanger extremer Hitze. Und wo Arbeiter wochen- oder monatelang ihr Zuhause verlassen – in Kasernen lebend, fern von ihren Familien.

Um diese Probleme zu lösen, setzt die Bergbauindustrie autonome Fahrzeuge und autonome Abläufe in die Realität um. Autonomer Betrieb ermöglicht es Ihnen, diesen Arbeitern viel bessere Arbeitsbedingungen zu bieten. Es ermöglicht Ihnen, unter diesen Bedingungen rund um die Uhr zu arbeiten, um Ihre Investitionen zu maximieren. Es verursacht weniger Verschleiß an Geräten, die jeweils mehrere Millionen Dollar kosten. Und neue Technologien ziehen neue Arbeitskräfte und einen vielfältigeren Pool an, um eine Belegschaft auszugleichen, die schnell in den Ruhestand geht.

Lassen Sie uns einen Blick in die Bergbauindustrie werfen und sehen, wo der Wechsel zu autonomem Betrieb das Leben verbessert und gleichzeitig einen echten Geschäftswert liefert , und wie dies auf andere Branchen zutrifft, wie Distributionszentren, Öl und Gas und die verarbeitende Industrie.

Der Weg von analog zu digital zu autonom

Der erste Schritt in den autonomen Betrieb des Bergbaus ist oft der digitale Versand – bei dem den Fahrern die richtige Route vom Standort des Bergbaustandorts zur Deponie bereitgestellt wird. Einer unserer Kunden installierte eine IoTwirelessmesh-Infrastruktur auf seinen Minenstandorten, um Apps auf seiner mobilen Flotte bereitzustellen, da der entfernte Standort keine Mobilfunk- oder Wireless-Funktionen hatte. Sie konnten den ROI innerhalb von 6 Monaten einfach dadurch erzielen, dass die Lkw ihre Route nicht verpassten. Mit der digitalen Disposition kann das Grubenunternehmen den optimalen Weg bestimmen, dem Fahrer zur Verfügung stellen und Einblick in jede Abweichung von diesem Weg haben.

Sicherheit und Geschwindigkeit durch Fernsteuerung

Die Fernsteuerung bringt den digitalen Prozess der Autonomie einen Schritt näher. Hier kann ein Fernbediener vier Planierraupen über denselben Joystick fahren. Das ist nicht nur sicherer für den Bediener, sondern spart auch viel Zeit und Geld. Berücksichtigen Sie alle Herausforderungen beim Untertagebergbau. Um Arbeiter einfach von der Kaserne zu dem abgelegenen unterirdischen Standort zu bringen, können die Transportbusse eine Stunde oder mehr pro Strecke benötigen. Und in heißen Minen müssen die Arbeiter ihre Ausrüstung verlassen und in Fluchtkammern gehen, um sich abzukühlen. Das kostet nicht nur Geld, sondern bringt die Arbeiter auch an unsichere Orte. Durch den Fernbetrieb, der durch industrielle IoT-Zugangspunkte und -Switches unterstützt wird, dauert es jetzt nur wenige Minuten, um entfernte Geräte in dieser unterirdischen Mine für die Schicht in Betrieb zu nehmen.

Genauigkeit, Effizienz und Sicherheit mit autonomem Betrieb liefern

Schauen wir uns an, wie der autonome Betrieb den Tagebau und die Muldenkipper verändert. Um das Ausmaß dieser Operationen zu verstehen, sollten Sie bedenken, dass diese Muldenkipper eine Nutzlast von fast 400 Tonnen tragen können und so lang wie 3 große Pick-up-Trucks sind. Im autonomen Betrieb fährt sich der Lkw selbst anhand von GPS-Koordinaten, um an der Schaufel „automatisch anzukommen“. Die Schaufel wirft dann das aufgenommene Erz in den Transportwagen. Und dann geht der Transporter zur Deponie oder zum Brecher.

Je feiner dieser Prozess durch autonome Operationen erfolgen kann; desto mehr Einnahmen lassen sich erzielen. Dabei muss der Schmutz ohne Erzwert – der „Abraum“ – einfach auf die Deponie gelangen. Umgekehrt geht der Schmutz mit Wert zum Brecher. Wenn das manuelle Versandsystem einen Fehler macht, verschenken Sie buchstäblich Ihren Gewinn. Jetzt minimieren oder eliminieren Sie durch den autonomen Betrieb die Wahrscheinlichkeit einer verpassten Route.

Neben der Effizienz lösen sowohl der autonome als auch der Remote-Betrieb bedeutende Sicherheitsprobleme. Diese großen Fahrzeuge haben enorme tote Winkel – wo sie manchmal ohne es zu wissen über diesen großen Pick-up fahren können. Einsicht und Kontrolle über die Standorte und Aktionen von Fahrzeugen und anderen Geräten zu haben, ist lebensrettend.

Um autonome Operationen zu betreiben, stehen zahlreiche Zugangstechnologien von Niederfrequenz mit großer Reichweite und geringer Bandbreite bis hin zu Mikrowellen für höhere Datenratenanforderungen zur Verfügung. 5G verspricht niedrige Latenzzeiten und hohe Zuverlässigkeit – aber heute ist Wifi 6 und Optionen wie Cisco Fluidmesh Realität. Hier haben Sie die Zuverlässigkeit und die Macht, Entscheidungen am Edge zu treffen und auch Daten zurückzuholen – wie z. B. Videoüberwachung.

Mit Cisco Fluidmesh können Sie Point-to-Point (PtP) für hohe Durchsatzanforderungen vom Hauptgebäude des Rechenzentrums bis zu den Türmen rund um die Mine durchführen. Dies bildet eine starke Grundlage für die Nutzung von Point-to-Multipoint (PtMP) von den Türmen bis zu den Anhängern in den Tagebaubereichen – Erweiterung der Bandbreite für Video, Hangstabilitätsradar, Entwässerungspumpen usw. Diese Anhänger können Cisco Fluidmesh-Endpunkte unterstützen, die auf den mobile Flotte für den autonomen Betrieb – und sie können auch WiFi-Access-Points für die Access-Schicht unterstützen.

Die Nutzung von Cisco Fluidmesh und WiFi kann generische Endgeräte wie Tablets, Telefone und Clients für Sensoren ermöglichen. LoRaWAN liefert die erforderliche Konnektivität für alle batteriebetriebenen Sensorverbindungen, während LIDAR das GPS-Tracking mit Strom versorgt. Jede Zugriffsschicht hat ihre eigene Aufgabe, um das sichere und zuverlässige Netzwerk bereitzustellen, das für den autonomen Betrieb erforderlich ist.

Kundenbericht:Fort Wingate

Nehmen Sie zum Beispiel die Herausforderungen bei automatisierten Abläufen in einer hochgefährlichen Umgebung – nach Sprengstoff graben. Hier muss unser Kunde Fort Wingate in New Mexico alles aus der Ferne erledigen. Stellen Sie sich vor, Sie steuern eine Drohne – Stattdessen steuern Sie schwere Baggergeräte aus der Ferne in einem echten Minenfeld. Jede Entscheidung, die diese Bediener treffen, hängt von hochauflösenden Videos ab, die ein Echtzeit-Situationsbewusstsein bieten.

Innerhalb der Operationen

Fort Wingate musste mit drei Planierraupen und drei Baggern große Gebiete von der Munition befreien. Aufgrund der inhärenten Gefahren, die mit der Störung aktiver Kampfmittel verbunden sind, benötigten sie ein Remote-System, das es den Bedienern ermöglicht, Geräte aus sicherer Entfernung fernzusteuern. Das System ermöglichte den gleichzeitigen Betrieb von bis zu drei schweren Geräten, die in der Branche als „drei Stühle“ bezeichnet werden.

Die Herausforderung 

Fernoperationen sind vom Standpunkt der drahtlosen Kommunikation eine anspruchsvolle Anwendung. Es erfordert eine geringe Latenzzeit, nahtloses Roaming und eine beträchtliche Upload-Geschwindigkeit für das Live-Videostreaming von jedem Bagger, wobei immer eine direkte Kommunikation erforderlich ist.

Angesichts der Größe des Gebiets und der begrenzten verfügbaren Infrastruktur musste die drahtlose Abdeckung allgegenwärtig sein. Darüber hinaus können das entfernte Material und andere Fahrzeuge, die in der Umgebung verkehren, zu Problemen mit der Sichtlinie führen, ein Problem, das normalerweise zu Signalausfällen führt. Jede Signalverschlechterung, selbst für eine halbe Sekunde, unterbricht normalerweise die Fernbedienung.

Die Ergebnisse 

Ciscos Fluidmesh lieferte ein drahtloses Netzwerk mit geringer Latenz, um den geschäftskritischen Echtzeit-Video-Feed zu unterstützen. Durch die Einführung eines MPLS-basierten Protokolls konnte die Fluidmeshsolution die Netzwerkanforderungen übertreffen und eine Übergabezeit von 0 Millisekunden und eine Latenz von weniger als 10 Millisekunden an alle Fahrzeuge zur Landräumung garantieren.

Um die Zuverlässigkeit noch weiter zu erhöhen, unterstützt dasFluidmeshWireless MPLS-Netzwerk auch Vehicle-to-Vehicle-Mesh-Networking, sodass LKWs miteinander vernetzen können, falls es kein klares Signal zurück zu einem Zugangspunkt gibt.

Als nächstes – Die komplexe Welt der Häfen 

Begleiten Sie uns zum letzten Mal in unserem Blog Transforming Industries with Automation, in dem wir uns auf die Hafenautomatisierung konzentrieren werden. Ich denke, Sie werden es sowohl interessant als auch informativ finden, mehr darüber zu erfahren, wie Ports automatisiert werden und wie dies auf Ihre Branche zutreffen könnte.

Erfahren Sie in der Zwischenzeit mehr darüber, wie Cisco mit unserer Suite industrieller IoT-Produkte und unseren neuen Lösungen für unterwegs jedes Asset überall verbinden kann, wie wir mit Cyber ​​Vision Geräte entdecken und sichern und wie unsere absichtsbasierte Vernetzung bietet die Einfachheit und Automatisierung, die für IoT in großem Maßstab erforderlich sind.

Den ersten Blog der Reihe verpasst? Schau es dir hier an!