矿用车因其庞大的体形常被称为陆上“巨无霸”,目前国际上的主流方向已经是大型化、智能化和无人化。二十多年前,西方国家有关企业开展无人驾驶技术研究和试验,到现在世界上已经有300台的无人驾驶矿用车在矿山编队运行,全球矿用车实力“巨头”将这个高端技术进行了严密封锁。在这一背景下,中国兵器工业集团北重集团北方股份通过市场分析研判,果断作出进行无人驾驶矿用车研发的决策。

从白纸到图纸

在2015年之前,我国在无人驾驶矿用车领域仍是一张“白纸”。自身产品创新能力不足,核心零部件话语权弱,自主配套体系薄弱,特别是核心技术、关键技术买不来、换不来、等不来,只能靠自己。

向世界矿用车顶级技术进军,难比登天。“在没有任何技术参考的情况下,我们就得克服私心杂念,真正将‘国家利益高于一切’的理念体现到自己的岗位上、落实到具体工作中。”北方股份产品研究院副总设计师王逢全说。“要让我国成为全球第三个涉足矿用车无人驾驶技术的国家,我们只能自主研发。外国人能完成的事,我们也同样可以。”

一年,形成可研报告;两年,设计方案出炉;三年,nte120at无人驾驶电动轮矿用车下线;四年,在用矿车无人驾驶改造完成;五年,无人驾驶矿车进入矿山试验,实现了在包钢、海螺、华能集团伊敏河等矿山的小批量运行。

这五年,项目团队求“新”应“变”,流淌了数不清的汗水和泪水,经历过无数次的失败,但他们一直没有放弃,以智慧和实干交出一份合格答卷,让中国成为继美国、日本之后第三个掌握矿用车无人驾驶技术的国家。

从批量应用到国标制定

起步晚、零基础的项目团队,在走过无数弯路之后,与国内顶尖产学研机构进行合作,开启了自主研发之路。

说起研发中的故事,项目团队中的老大哥张强一直记忆犹新:“研发过程中的难点接连不断,问题不少,最让大家印象深刻的就是控制柜‘宕机’现象,这个控制柜相当于矿用车的大脑,负责收集和处理信号,它出现问题,就相当于‘死机’。我们几个人一个多星期都没有找到问题所在,最后就用最笨的办法每条指令逐一测试,用示波器、专用软件来回对比数据,最终找到了症结。”

矿山操作现场的工况更加复杂多变,矿用车块头更大、载荷也更为沉重,对技术和车辆的要求也更严苛。

类似这样的问题不计其数。这其中的风险前所未有,这其中的艰辛无须赘述。终于,项目团队在我国无人驾驶矿用车技术还是一片空白的情况下,研发出nte120at无人驾驶电动轮矿用车。它采用车辆线控技术,可以在矿山现场精准、平稳且流畅地完成停车入位、停靠、轨迹运行,还能完成自动倾卸、自主避障等操作。

眼泪、激动、兴奋,都不足以表达项目团队队员的心情。北方股份研发的无人驾驶矿用车在自主驾驶、自动作业、环境感知、行为控制和决策、定位及导航等关键技术上,均实现了24小时无人驾驶循环作业。

2020年,北方股份成为我国无人驾驶矿用车和智慧矿山建设国标制定的牵头单位,是目前为止国内唯一实现无人驾驶矿用车在矿山批量应用的矿车制造企业。

从做新车到改在用车

国外企业只做新车,而在用矿车上改造无人驾驶更符合中国实际的情况。据不完全统计,目前我国正在使用的矿用车有2万余辆,如果都替换成新车将耗资巨大,但是通过改造完成无人驾驶,就可以省下一辆新车90%的费用。

面对在用矿车无人驾驶改造这一世界级挑战,北重集团北方股份又一次挺身而出、逆势而上,开始攻城拔寨。

2019年,北方股份开始与包钢合作,对白云铁矿已经使用了13年到15年的4台老旧矿用车进行改造,开启了世界上首次在用矿车的无人驾驶改造。

改造过程的艰辛不言而喻。为了让无人驾驶矿用车的感应系统更加灵敏,他们做了无数次的试验。

目前,在白云鄂博铁矿东采场现场,装载着矿石的矿用车在矿坑道路上“自由行驶”,驾驶座上安全员不进行任何操作,矿用车还能自如地前进、倒车、刹车,或平稳行驶。这些矿用车基本实现了准确行驶与精准停靠,并将横向误差和航向误差限制在厘米级别。

“老树桩上发新芽。”一批“改造款”tr100a、nte200at、nte240at无人驾驶矿用车进入矿山试验,实现了在包钢、海螺、国电投蒙东能源集团、中煤平朔等矿山的小批量运行,北方股份持续领跑中国矿车行业。

文章来源:中国兵器工业集团有限公司