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北重集團北方股份助力中國礦山開啟智能時代
卡車

北重集團北方股份助力中國礦山開啟智能時代

  • 分類:新聞中心
  • 作者:北方股份
  • 來源:北方股份
  • 發布時間:2021-01-08 17:15

【概要描述】北重集團北方股份助力中國礦山開啟智能時代

北重集團北方股份助力中國礦山開啟智能時代

【概要描述】北重集團北方股份助力中國礦山開啟智能時代

  • 分類:新聞中心
  • 作者:北方股份
  • 來源:北方股份
  • 發布時間:2021-01-08
詳情

北重集團北方股份助力中國礦山開啟智能時代

      幾場大雪過后,白云鄂博鐵礦東采場顯得更加空曠。兩輛高大威猛的電動輪礦用車裝載著沉重的礦石,在礦坑內或前進、倒車、剎車,或平穩地行駛在彎曲的礦坑道路上。

      仔細端詳,在這片巨大的采礦場中,竟然看不到一個人,最令人不可思議的是,“自由行駛”中的礦用車駕駛座位上竟也沒有人。

無人駕駛礦用車剎車、油門踏板無人駕駛狀態

      這是真實的場景。經過中國兵器工業集團北重集團北方股份公司(以下簡稱北方股份)三年多的不懈努力,國內首臺110噸NTE120AT無人駕駛電動輪礦用車成功下線,白云鄂博鐵礦東采場5臺改造后的小編組礦用車,正在用北方股份人給它們裝載的“大腦”,開啟中國礦山的智能時代。

內蒙古的“中國智造”

      在北方股份整潔的廠房里,一間彩鋼房靜謐地躲在角落。推門進入,顯示屏上顯現著幾百公里外的白云鄂博鐵礦東采場的俯瞰全景。

      這里是北方股份調度指揮中心,北方股份總信息師王龍坐在監視器前,認真觀察著白云鄂博鐵礦東采場內三輛礦用車在礦坑中的作業狀態。

     “大屏中顯示的是實時畫面,正在作業的車輛就是我們改造完成的無人駕駛礦用車。”王龍說,“車輛如果發生問題,我們會通過網絡,快速給出最有效的解決方案。”

      幾個小時里,監控下的三輛無人駕駛礦用車如同長了大腦、眼睛、手和腳一樣,巨大的身軀精準地完成著裝車、卸車、行進、會車等各種動作,空曠的礦坑中自始至終沒有一個人出現。

東采場無人駕駛礦用車正在工作

白云東采場工作的無人駕駛礦用車兩車即將會車

      除了白云鄂博鐵礦,在蕪湖海螺集團的礦山上、通遼霍林河露天煤礦等地,由北方股份生產研發的無人駕駛礦用車都在平穩安全地運行著。這些礦山上的“巨無霸”,雄赳赳氣昂昂的樣子,正在向世界展示著第三個掌握無人駕駛礦用車技術國家的能力。這份驕人成績的背后,是中國內蒙古高原上,北方股份十幾位工程師用了三年時間,締造的“中國智造”神話。

赤手空拳搞創新

      2015年初,當北方股份領導提出“無人駕駛”這四個字的時候,王逢全意識到,北方股份要開啟一個新的時代。

      早在二十多年前,美國、日本就開始研究無人駕駛礦用車。如今,美國卡特公司,日本小松公司生產的無人駕駛礦用車,已經在巴西、澳大利亞、智利和北美一些自動化管理水平較高的礦山上工作,成為世界的頂流。兩家公司將這項高端技術嚴密封鎖,做到了密不透風。

      而在2015年之前,我國在無人駕駛礦用車上是一片空白。

      “接到這個任務,我的內心既激動又忐忑。激動的是,我們終于開始向世界礦用車頂級技術進軍;忐忑的是,依靠現有的能力,想要完成這項技術,難比登天。”王逢全說。

      當時的王逢全35歲,剛從清華大學學習一年歸來,雖然他滿心的抱負想要施展,但是還是沒有想到,北方股份會將這項艱巨任務的領隊重擔交給他。

      “外國人能完成的事,我們同樣可以完成。”帶著滿滿的信心,王逢全一頭扎進了無人駕駛礦用車的研究中,帶著11個工程師從一張白紙開始規劃著中國“巨無霸”的未來。

堅持自主研發之路

      一年,可研報告形成;兩年,設計方案出爐;三年多,NTE120AT無人駕駛電動輪礦用車下線;四年,在用礦車無人駕駛改造完成……北方股份用百米沖刺的速度,跑完了發達國家近二十年跑完的馬拉松。

      講起艱難走過的五年,已是北方股份產品研究院副總設計師的王逢全,顯露出科研工作者特有的平靜。  

      這個事到底能做成嗎?起初,這個問題一直困擾著所有人,因為研究院的工程師雖然都是礦用車研發專家,但是都從未涉獵過無人駕駛領域。學習,就找國內頂級的專家求教,王逢全不斷接洽國內的高校和科研院所,在走過了無數彎路之后,找到5家國內頂尖產學研機構,開啟了加速跑的模式。

      無人駕駛礦用車有兩個最關鍵的部分,線控化底盤和上位機,線控化底盤發出一個指令,就可以讓車行進、轉彎、剎車、減速等,上位機是無人駕駛車的眼睛和大腦,擁有感知系統和定位系統,可以保證車輛安全行駛。研發過程中,第一臺NTE120AT無人駕駛電動輪礦用車轉向控制器成為了一個難點。

      “當時我們有一個信念,只有擁有更多自主研發技術,無人駕駛礦用車才真正的屬于我們。”王逢全回憶。

      最終,12人經過一個月連軸式的攻關,完成了轉向控制器的設計。這一設計不僅提高了NTE120AT無人駕駛電動輪礦用車的智能化水平,還從中剝離出了多個技術,實現了車輛的自動巡航、主動防撞等,為未來其他車輛的智能化提供了更多的技術保障。

三年創造世界奇跡

      礦用車頂級領域的研發,在國外至少需要六七十人的團隊,并且很多人都是該領域的專家。但是在王逢全的團隊中,不僅有剛剛畢業的大學生,還有幾位從別的領域轉過來的“門外漢”。

      “沒有他們忘我的付出,真的不會有今天的成績。”望著試車場內“巨無霸”自如的運行,王逢全的眼中充滿了溫情。

       就在技術攻關進入關鍵時刻,核心編程的兩人先后離開。情況緊急,團隊中年齡最大的張強工程師主動扛起了這項艱巨的工作。張強其實是電氣工程師,對編程并不特別熟悉。為了快速接棒,幾個月的時間,張強每天工作十七八個小時。團隊的其他人心疼之余,變得更加團結努力。原本搞結構的李官平工程師也臨陣改行編程,在張強的指導下飛速進步;剛剛入職一年的馬超也挑起了大梁。

      進入110噸NTE120AT無人駕駛電動輪礦用車駕駛室內,一個白色箱子映入眼簾,張強介紹,這就是控制“巨無霸”的“大腦”——控制柜,它負責收集和處理信號。車頂白色架子上裝置的天線高高聳立,探知周圍的環境,收集信息后再回傳到“大腦”中,這個系統可是真正隱藏的黑科技——毫米波雷達。正是這些利用最先進的雷達遙感技術和人工智能系統組合在一起,構成了無人駕駛礦車的整個智能系統。

      研發過程中,控制柜“宕機”現象難住了大家。“我們四五天沒怎么休息,就是找不到問題所在。”張強和同事們每條指令逐一測試,用示波器、專用軟件來回對比數據,終于找到了癥結。張強說:“車在運動的過程中,指令會非常多。指令太多,系統反應不過來,就出現‘宕機’。正常情況下應該每200毫秒刷新一次系統,我們給的藥方是200毫秒里完成幾百個數據來回傳輸,在關鍵時候20毫秒就要刷新一遍,確保‘大塊頭’暢通無阻。”

      2018年,當國內首臺110噸NTE120AT無人駕駛電動輪礦用車成功下線奔跑起來,歡呼之余,研究院所有人淚流滿面。

      該車在自主駕駛、自動作業、環境感知、行為控制和決策、定位及導航等關鍵技術上,均實現了24小時無人駕駛循環作業。隨后工程師們馬不停蹄地開始新的研發,90噸、186噸、220噸無人駕駛礦用車系列產品紛紛完成,北方股份無人駕駛礦用礦車技術達到了國際先進、國內領先水平。

沖向更高峰

      翻越了最難的一座山,王逢全又開始了更難領域的研發——在用礦車改造無人駕駛。

      王逢全介紹,美國和日本只做新車,但是現實告訴我們,要走更切合實際的道路。據不完全統計,目前我國正在使用的礦用車有2萬余輛,如果都替換成新車將耗資巨大,但是通過改造完成無人駕駛,可以省下一輛新車90%的費用。

      面對在用車無人駕駛改造這一藍海,團隊開始挑戰極限。

      第一塊試驗田定在了包鋼白云鐵礦。2019年,北方股份開始與包鋼合作,對白云鐵礦已經使用了13年到15年的四臺老舊礦車進行改造,開啟了世界上首次在用礦用車的無人駕駛改造。

      “改造的過程很艱辛,就拿一個我們認為很簡單的舉升設備來說,當時我們直接用了新車上的舉升系統,可是發現一個小小的閥,舉重原理與新車完全不同,其特殊性需要重新研發。”王逢全的筆記上記錄了在用礦用車改造過程中所有的自主研發項目,數量與新車差不多。

      在白云鄂博鐵礦東采場采礦坑中,北方股份產品研究院工程師突然出現在了正在運行的礦車前方,“巨無霸”竟然穩穩地停住了。王逢全說:“為了讓無人駕駛礦用車的感應系統更加靈敏,我們做了無數次的試驗。如今這些礦車基本實現了準確行駛與精準???,并將橫向誤差和航向誤差限制在厘米級別。”

白云東采場無人駕駛礦用車

      隆冬來臨,白云鐵礦礦坑中零下三十多度的低溫和通遼霍林河露天煤礦上零下四十多度的低溫正同時考驗著無人駕駛礦用車的每一根神經。王逢全說:“經歷過這個嚴冬的考驗后,全新的無人駕駛礦用車和在用車改造無人駕駛礦用車預計明年年底就可以實現真正的商業推廣。”

包頭晚報全媒體記者 趙永峰 王雪仙 攝影 祝家樂

 

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內蒙古北方重型汽車股份有限公司

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