Компании «Эпирок», «Болиден», «Алгорикс» и Университет Эребру работают над созданием автономного забойного бурения

Поиск решения для автономного забойного бурения станет важным шагом на пути к полностью автоматизированной подземной добыче полезных ископаемых. Совместный проект между равными партнерами Epiroc, Boliden, Algoryx и Университетом Эребру, который планируется реализовать до 2025 года, по словам партнеров, может, как мы надеемся, найти рабочее решение.

«Эпирок» заявляет: «Забойное бурение уже частично автоматизировано, а системы управления буровой установкой следуют цифровым планам бурения. Однако на практике топография лица редко бывает безупречной. Чаще всего оператору приходится корректировать план бурения вручную, чтобы компенсировать различные типы препятствий».

«Успех взрыва во многом зависит от качества бурения. Мы пытаемся выяснить, может ли автономная система достичь результатов, сопоставимых или превосходящих результаты опытных операторов», — говорит Оскар Лундберг, глобальный менеджер по инновациям подразделения Epiroc Underground.

Идея состоит в том, чтобы оснастить станок для забойного бурения Boomer лазерным сканером и системой искусственного интеллекта для сканирования и анализа забоя перед корректировкой и применением плана бурения. Чтобы научить систему выявлять потенциальные проблемы и решать, какие изменения следует внести в план учений, проект создает моделируемую среду для запуска тысяч сценариев, необходимых для процесса машинного обучения методом проб и ошибок. После обучения моделированию система перейдет на реальную шахту для финальных испытаний.

«Проект пройден треть пути. На данный момент мы вступили в чрезвычайно активную фазу с большим количеством текущих мероприятий. Между партнерами существует полная прозрачность, и мы все сосредоточены на разработке рабочих решений. В качестве бонуса мы значительно повышаем компетентность компании «Эпирок» в области моделирования», — говорит Лундберг. «Использование моделирования — гораздо более безопасный и быстрый способ выполнить задачу».

Для создания цифрового двойника сканируется настоящий шахтный туннель в Болидене, а затем окружающая среда визуализируется в игровом движке Unity. Для обеспечения различных сценариев обучения создается большое количество слегка рандомизированных сред, включая препятствия. Цифровая версия установки вставляется в моделируемую среду, а физический движок от Algoryx гарантирует, что все силы, воздействующие на установку, максимально приближены к реальности. К моделируемой установке добавляется моделируемый лазерный сканер с функциональностью, соответствующей реальному.

«Эпирок» добавляет: «С точки зрения системы очень важно, чтобы моделируемая среда как можно ближе напоминала реальную шахту. Цифровой двойник не обязательно должен выглядеть точно как мина, но он должен сканировать как мина. Имитируемый лазер сканирует моделируемую среду, создавая облако точек, которое система затем анализирует для поиска потенциальных проблем и соответствующим образом корректирует план бурения. Еще одна область, в которой машинное обучение может принести пользу, — это автономное управление двумя стрелами на буровой установке; им нужно научиться двигаться свободно и точно, не сталкиваясь ни друг с другом, ни со скалой. После запуска и анализа различных сценариев несколько тысяч раз система должна быть готова к тестированию на реальной шахте.|

«Использование моделирования — гораздо более безопасный и быстрый способ выполнить задачу: мы просто не можем остановить шахту на недели или месяцы, необходимые для обучения системы. Мы надеемся, что это позволит нам значительно снизить потребность в физических испытаниях, а также смоделировать сценарии, которые было бы сложно реализовать в реальной жизни», — говорит Лундберг.

Подводя итог, можно сказать, что проект направлен на обеспечение автономного забойного бурения, что повысит безопасность за счет сведения к минимуму присутствия человека на забое. Это требует, чтобы экспертные системы искусственного интеллекта поддерживали знания операторов. «Эпирок» возглавляет и координирует проект, а также предоставляет оборудование, рабочую силу и экспертные знания. Конечный клиент Boliden предоставляет знания об эксплуатации и окружающей среде, тестовые и демонстрационные площадки, а также оценку решений. Algoryx предоставляет опыт разработки программного обеспечения, моделирования и Unity, а также физический движок AGX Dynamics. Университет Эребру исследует и разрабатывает алгоритмы распознавания и машинного обучения.