技术的进步和产业变革的需要,推动了机器人在各行各业的广泛应用,同时也创造了巨大的商机。 无人驾驶作为移动机器人应用的重要形式,近年来持续吸引资金和人才,经过10多年的不断探索,其应用场景越来越差异化,产业路径越来越清晰。
在国内外,近20年来,在无人驾驶商业化的探索上投入了巨大的资源,L4商业化的重要任务首先落到了矿山、港口、工厂等相对封闭的生产物流场景,这也被认为是第一个能够实现商业闭环的无人驾驶应用场景。 其中,基于经济发展的基础地位、需求的真实性和紧迫性、市场价值的量,露天矿无人作业的紧迫性和可行性尤为突出。 以露天煤矿为代表的叠加“绿色矿山”、“智慧矿山”、无人化智能矿山已上升为国家战略,矿山无人化商业闭环加速推进。
基于多年的技术积累和实践经验,面向未来的智能机器人科技公司蒙氏科技一直走在行业的前列。 近五年来,萌石科技团队深入矿场,打磨技术和运营体系,不断提升覆盖矿山生产控制流程的技术和产品矩阵的全面性和成熟度,坚持为客户创造价值,正迎来快速发展期。
露天矿山产业升级亟待,低碳智能化发展路径清晰
矿产资源作为经济社会发展的重要源泉,在改革开放后的40年里创造了巨大的财富,但随着时间的流逝和我国国民经济的新形势和变化,也面临着越来越多的挑战。 多年来,国家部委、省市密集出台了一系列相关政策和行动计划,可见传统矿山经营方式转型升级的紧迫性与日俱增。
当前,我国经济转型升级不断深化,在23年末召开的第一次经济工作会议上,基于新时代的新形势、新挑战,提出“要坚持高质量发展是新时代的硬道理”,为今后的经济工作提供了根本的遵循和行动指南。 在这样的大形势下,工业生产的各个领域都将迎来新一轮的“工业革命”。 以科技创新推动产业创新,将高新技术与传统技术、装备和管理相结合,实现产业转型升级作为未来的主要发展趋势。 国家矿山安全监察局也指出:“要加快矿山企业升级改造,杜绝落后产能低水平重复建设,淘汰和退出落后产能,切实提升矿山机械化、自动化、智能化水平。 加快发展智能矿山建设,成为矿山企业转型和高质量发展的必由之路。
长期以来,矿山环境条件复杂、安全事故高发、高能耗、高碳排放一直是行业的慢性病。
在矿山安全方面,露天矿山由于作业条件差、设备密集、现场变化因素多等原因,容易发生机械伤害、爆破事故、电气事故、滑坡、火灾等事故。 2022 年,全国矿山发生事故 367 起,死亡 518 人。 2023年2月,内蒙古阿拉善发生矿难,山体滑坡事故造成53人死亡,损失巨大,影响扩大,数十名相关行业负责人被追究责任和处罚。
在碳排放方面,近日,《空气质量持续改善行动计划》发布,作为国家层面的第三个大气污染防治行动计划,重点优化高耗能行业、能源和交通结构,特别强调需要促进矿山生态环境的全面改善。
中国采矿业人力资源的现状也面临着诸多挑战。 人才结构不合理,人才外流严重,高技能人才短缺; 年龄结构不合理,露天矿司机平均年龄在50岁以上,员工年龄结构趋于老龄化。 这两个问题伴随着劳动力成本的增加、就业选择的多和工作意愿的低下。 近五年来,矿山司机的工资已经接近50%,尽管如此,它仍然面临持续的人力短缺,未来没有接班人也不是危言耸听。
新形势下,为促进矿山生产方式的完善,国家和地方政府纷纷出台各项政策,全面引导和鼓励露天采矿业推广智能化、无人化技术的应用。 2020年,《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》印发,要求到2025年,大型煤矿和重灾煤矿基本实现智能化,露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。
例如,2020年6月,内蒙古发布《关于加快区域煤矿智能化建设的实施意见》; 2023年7月,新疆印发《新疆维吾尔自治区煤矿智能化建设三年行动计划》; 同年9月,中央办公厅、国务院办公厅还印发了《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》,进一步明确了国家对机械化替代化、自动化化化、智能无人化“绿色矿山”的智能化技术支持。 不难发现,无论是对绿色生态的需求,还是提高安全性、解决人手短缺、降低成本、增效等痛点需求,还是面对行业竞争的加剧,以及行业高质量发展的趋势,传统生产模式的改革迫在眉睫。
事实上,市场已经看到了无人驾驶技术在矿区的可行性,小型初创企业和大型国家级都在积极推动该领域的开发和应用。 如雨后春笋般,近年来以无人运输为代表的智能化应用项目在露天矿山落地推广,形成了行业变革的趋势。
顺应行业趋势,助力绿色智慧发展“加速”
随着行业趋势的明确,一个巨大的蓝海市场已经出现。 目前,智慧矿山不仅被公认为煤矿行业数字化转型的“新蓝海”,更是汽车智能化转型下的千亿赛道。 根据蒙智科技创始人兼CEO邱昌武给出的数据,目前,我国各类矿山4万余座,其中露天矿山约6000座。
露天矿每年开采和剥离土方工程可达1000亿吨左右,在这些场景下作业设备超过40万台,每年开挖运输支出约4000亿。 通过自动驾驶技术的应用,在传统生产运营模式的基础上,利润率可提升15%至20%,这是一个非常有吸引力的市场。 “邱长武说。
普华工业中国研究院《2023-2028年中国智慧矿山产业发展现状分析及投资前景研究报告》也显示,目前智慧煤矿开采仍处于示范阶段,适合条件较好、技术水平不断提高的工作面在未来的10-20年内,它可能会被广泛使用。 未来市场规模将在2000-8000亿,千亿智慧矿山的市场将逐步起航。
本着“用智能机器人技术帮助人类生活更美好”的初衷,萌智科技希望通过机器人技术,将人们从危险和疲惫的场景中解放出来。 作为国内攻克露天矿场景无人系统解决方案的龙头企业之一,基于丰富的工控和移动机器人相关技术的沉淀,经过生产物流场景自动驾驶的早期开发和推广,公司业务落地案例和规模自2022年以来逐步提升2023年,梦智科技在手订单数量快速增长,突破8亿元,公司发展进入新阶段。
2023年,向露天矿山方向发展,无人化部署规模开始扩大,行业发展同步进入新阶段。 这一年,蒙智建造的广西首辆无人驾驶纯电动矿用卡车项目正式投产,实现了矿区全面无人化、绿色化运输作业。 项目采用100吨纯电动矿用卡车,具有新能源、大吨位、智能无人化等特点无人化运营半年,运输里程近10万公里,运营量近300万吨该项目的正式投产,也标志着广西绿色循环经济发展又迈出了重要一步。
图 |广西首个无人驾驶纯电动矿用卡车项目。
也是在这一年,在故乡楼兰,梦智科技携手国内锂业巨头智村锂业集团,在若羌打造了行业首个全矿智能绿矿。 这也是业界首个以“智能、绿色、集成”为核心,全面覆盖采采、运、选全流程的矿山整体智能管控系统。
若强智村锂矿无人作业距离可达30公里,是国内矿区L4级自动驾驶运输距离最长的应用项目在广袤的戈壁上,绿身纯电动无人车来回驰骋,成为广袤沙漠和万里戈壁中的一颗明珠,为区域经济高质量发展树立了典范。
在志存集团对萌智技术实力和产品体系的综合调研和了解的基础上,双方对其分布在新疆多地的矿山、后处理系统提出了实现生产过程全面管控的信息化、智能化要求。 根据公司自身解决方案体系和用户需求,首先设计了新疆智村碳酸锂生产线全过程的自动化数据采集系统,然后定制开发了模块化、可复制的生产过程监控管理系统系统全面覆盖新疆智村“采、运、选、精”全过程,实现生产管控的实时信息采集和快速响应,为智村提升管理信息化、精益管控提供良好支撑。
图 |梦智科技若强全矿智能绿矿。
务实的创新为矿山带来“智能”变革
在政策支持和行业形势好转的推动下,萌实科技在技术研发和技术创新领域投入多年,打造了自动驾驶核心软硬件控制系统技术和产品优势,为用户提供了一整套解决方案和运营服务。
萌石科技自主研发的“云、边、端”无人运输系统解决方案,充分考虑运营场景的特点和需求,由车侧无人驾驶系统、多边分布式集中控制生产调度平台、公有云部署的云运维支撑系统组成。 该方案具有极高的部署效率、服务效率和低运维成本,其性能和可靠性在矿区、港口、野外等多个场景通过长期运行得到充分验证,具有安全性高、场景与平台之间通用性强、运营效率高、业务响应快等特点可减少人力80%,效率提高15%,工作时间延长10%以上。
具体而言,在安全层面,系统在软硬件设计中充分应用冗余安全设计,实现多重安全控制,确保任意单点故障,系统功能可降级但不失控,充分保证系统的稳定性和安全性; 在场景和平台通用性方面,系统软硬件采用分层模块化设计,可灵活适应每个客户场景和各种整车平台的具体需求,实现灵活定制和快速部署。
在运行效率方面,系统运行流程分为任务层和序列运行单元,在不同层级进行全面优化,减少时间消耗,实现最佳的整体运行效率。 在服务响应层面,从系统设计之初,就充分考虑如何高效地为客户群体、生产现场提供服务和技术支持,从而实现解决方案系统全生命周期的高效服务。
蒙石科技基于软硬件全栈技术布局策略,开发了模块化环境感知系统、高精度全状态定位系统、高性能决策控制器、车域控制器、车线控制平台、智能车联网解决方案、云服务平台、先进系统等核心软硬件关键技术。
量产的高端智能驾驶域控制解决方案,包括HPU和ADU域控制器,可覆盖智能驾驶域和底盘域的功能需求,并通过了严格的车规级产品验证和测试。 针对自动驾驶的多传感器融合,域控方案搭载多达10个千兆以太网和车载以太网接口、8个串行摄像头接口、10个CAN接口、2个LIN接口和16个GPIO,满足激光雷达、高精度惯性导航、车规级摄像头、毫米波、 超声波等,并可灵活适应各种车辆底盘和后装设备的接入。
图 |萌智科技自动驾驶控制器和感知决策计算单元。
在邱长武看来,“无人作业系统只是智能矿山系统中技术壁垒最高的一个子系统,是智慧矿山建设中最具挑战性的环节,矿山整体的智能控制意味着要实现矿区内所有生产要素, 以及矿区环境监测、生产活动和管理过程的全面信息化、智能化,自动驾驶技术的应用是现场生产过程自动化、智能化的必然选择。 ”
什么是智能矿山? 智慧是指人们能够独立地吸收知识和经验,了解我们周围的人、事和事,独立思考、分析、决策和执行。 对于矿山来说,它们的智能还需要能够实现自主感知、分析、决策和控制。 智慧矿山的建设不是无人驾驶、物联网、大数据、人工智能等技术的简单积累,而是需要构建数据逻辑和应用处理的闭环,面向矿山管理和生产的需求,实现自动化和智能化处理能力,减少人为干预,优化过程控制。
无人运输作业系统作为露天矿山智能管控系统中最具代表性、最复杂的作业子系统,需要全面融入采矿、选矿、运输、仓储、安全、管理全过程的信息化管理平台,实现矿控作业各环节的数字化、信息化、自动化; 然后实现智能。传统矿山在人力和设备密集的矿山和运输环节缺乏有效的技术手段,无法实现自动化管控,无法实现智能化作业,成为数字化、智能化矿山的盲点。 应用无人驾驶技术作为核心智能操作系统,可以弥补这一不足,为矿山生产过程的全面数字化、自动化提供技术手段。
图 |萌智科技的多系统集成与部署。
在与志存锂业集团合作新疆若强项目过程中,蒙石科技构建了覆盖矿区、无人运输、选矿厂、炼厂的整体生产过程信息控制体系,以响应客户对生产过程中各要素信息化、生产过程控制系统一体化的需求。 一体化平台系统实现了生产中涉及的所有车辆、设备、原材料消耗、成品、产线生产流程、设备维护、质量控制等要素的信息化,成为矿山的“智能运营中心”,可有效监控矿山生产活动,调度控制各种设备,整合各种生产要素, 并快速汇总供、产、需数据,为后续生产过程智能化和精益化改进奠定良好基础。
图 |蒙智科技及矿区整体生产过程信息化管控系统。
在本项目中,无人化运输作业环节实现了矿石从矿区到选矿厂的自动输送,实际上成为选矿厂生产线中原料运输的自动化手段。 为实现稳定的物料供应,保证下游生产线的连续生产,无人化运输作业系统对输送量和运输速度进行持续监测和控制,实现原料和矿石的稳定。 基于无人操作系统与后端产线之间的信息连接,可根据生产任务的要求,实现对整车运输过程的主动监控和调度,响应下游产线的生产周期要求。
通过该系统的应用,智存集团管理层可以随时随地通过手机等终端全面掌握若强矿区生产过程的整体运营、消耗和产量,并根据市场需求和波动情况快速准确地做出反应,从而实现市场化的敏捷响应和生产过程的精益控制, 为降本增效提供有力支撑。
以进取心为前提,收入规模呈指数级增长
邱昌武在接受盖石采访时指出:“作为一家科技公司,一味沉浸在技术开发中,无法满足发展需求,必须结合市场需求,通过产品为客户创造价值,才能获得回报。 核心技术和产品研发、工程解决方案和服务交付能力必须成为公司的脚踏实地,大步向前发展。 基于“双足”发展战略,统筹公司业务发展,孵化研发中心和工程中心双基点,进而形成持续创新、良性发展的运营模式,促进公司业务的可持续发展。 ”
在“两条腿”战略的支持下,从安徽、广西、山东到新疆,一个又一个标杆案例投入运营,联盟业务版图不断拓展; 从软件到硬件,再到成套智能矿山建设解决方案,萌智以用户为中心的技术生态圈不断拓展。 实践证明,萌智选择的商业模式是稳定、可持续的,实现了良性的商业闭环,先后与山东重工集团、潍柴集团、中国建材、山东港集团、中国兵器工业、山东鹏翔、智存锂业等行业巨头达成紧密合作。
过去的2023年,蒙智营收翻了一番,以目前手头的项目来看,蒙智2024年营收规模有望实现数倍**,并有机会在24年内实现年度盈利,成为行业内首家实现盈利的矿业无人科技企业。 面对行业高质量发展的演进趋势和未来推动社会发展的智能机器人浪潮,萌石科技秉承责任、进取的精神,以务实创新的技术和产品深耕智慧挖矿领域,持续为客户和社会创造价值。