Das Logistikzentrum von KAMAZ hat damit begonnen, für die Lieferung von Komponenten vom Lager zu den Produktionsstätten Traktoren einzusetzen, die von einem Computerprogramm statt von einem Menschen bedient werden. KAMAZ plant die Produktion eines unbemannten Muldenkippers und eines Elektro-LKWs ohne übliche Fahrerkabine. Wann wird der Prozess des Warentransports vollständig roboterisiert sein? Und was werden Bergbauunternehmen in ein paar Jahrzehnten sein, wo die Effizienz des Transports von Mineralien eine der wichtigsten Komponenten der Produktionsrentabilität ist?
Die Förderung von Bodenschätzen, die in tiefen Gruben abgebaut werden, an die Oberfläche ist eine eher langwierige und mühsame Tätigkeit. Die Menschen müssen stundenlang und monoton den Serpentinenhang hinunterlaufen und dann ebenso eintönig den Hang hinaufsteigen. Dies führt oft zu einem Verlust der Konzentration und den Voraussetzungen für verschiedene Notfälle.
Es ist einfach nicht vorstellbar, dass die Menschheit in absehbarer Zeit auf die Verwendung von Kupfer, Eisen, Uran, Zink, Seltenerdmetallen und anderen Rohstoffen verzichten kann. Schließlich werden diese Elemente das erste Glied in fast allen technologischen Ketten bleiben, auch in denen, die "Produkte der Zukunft" herstellen - Elektroautos, Windkraftanlagen und mehr.
Das bedeutet, dass eine der dringlichsten Aufgaben für die Rohstoffunternehmen im Zusammenhang mit der abnehmenden Konzentration von nützlichen Komponenten in den Erzen und dem wachsenden Wettbewerb die Senkung der Investitions- und Betriebskosten sein wird. Die heutige Realität sieht so aus, dass auch die Führungskräfte im Bergbau auf die Anforderungen der Gesellschaft reagieren müssen. Das bedeutet, dass wir weiterhin daran arbeiten, die negativen Auswirkungen auf die Ökosysteme zu minimieren und die Sicherheit der Arbeiter zu verbessern. Ohne die Einführung digitaler Technologien, zu denen auch robotisierte Logistikprozesse gehören, sind diese Probleme kaum zu lösen.
Welche Rolle kann die Wissenschaft bei diesen Transformationen spielen? Nach der Antwort auf diese Frage suchen heute Wissenschaftler der Bergbauuniversität St. Petersburg, die zu den verschiedenen Phasen der digitalen Transformation forschen.
"Die Abteilung für Produktionsautomatisierung forscht auf dem Gebiet der Verbesserung der Sicherheit und Effizienz der Arbeit der Fahrer von Steinbruchkippern. Die Wissenschaftler haben die Aufgabe, einen Algorithmus auf Basis eines neuronalen Netzes zu erstellen. Das Programm überwacht das Verhalten des Fahrers mit Hilfe des Videorekorders und schaltet bei Abweichungen von der Norm den Alarm ein", sagt Yury Zhukovsky, Direktor des Zentrums für digitale Technologie der Bergbau-Universität
Er stellte fest, dass ähnliche Kontrollsysteme, die bereits in Bergbauunternehmen implementiert wurden, eine Reihe von Nachteilen haben. Insbesondere erfordern sie erhebliche Modifikationen an den LKWs oder erlauben die Integration der Geräte in ein einziges System nur, wenn der Fahrer einen Teil der Geräte selbst anbringt.
"Unsere Entwicklung ist ein kompaktes Gerät, das eine Videokamera, einen Einplatinencomputer und Signalisierungsmittel - einen Lautsprecher und LED-Anzeigen - in einem einzigen Gehäuse vereint. Die hochauflösenden Kameras, gekoppelt mit einem trainierten neuronalen Netz, ermöglichen es, die Zustandsdaten des Fahrers mit ausreichender Genauigkeit zu verarbeiten und den Moment des Einschlafens mit einer Rate von weniger als einer Sekunde zu erkennen. Anschließend wird ein akustischer Alarm ausgelöst und der Sitz oder das Armband beginnt zu vibrieren. Wenn die Person nicht im Tiefschlaf ist oder aus anderen Gründen die Kontrolle verloren hat, wird das Fahrzeug automatisch umgelenkt und sicher abgebremst. Auf diese Weise wird die Möglichkeit eines vom Fahrer verursachten Unfalls in einer Abbaustelle vollständig ausgeschlossen. Gleichzeitig erfordert die Implementierung unserer Lösung keine nennenswerten Kapitalinvestitionen, was auf die niedrigen Kosten der Komponenten und die einfache Installation zurückzuführen ist", erklärt Yury Zhukovsky.
In einigen Jahrzehnten werden solche Forschungen nicht mehr notwendig sein. Schließlich wird der Beruf des "Fahrers" bis dahin "tot" sein und aussterben wie die Dinosaurier in der Eiszeit. Experten von Strategy&, einem Unternehmen, das sich auf die Unterstützung von Projekten im Zusammenhang mit der digitalen Transformation spezialisiert hat, prognostizieren, dass der Lkw-Branche bis 2030 ein radikaler Wandel bevorsteht.
Analysten zufolge wird sich bis dahin eine völlig neue Realität herausbilden. Roboterlager, intelligente Frachtverfolgungssysteme und unbemannte LKWs werden ein integraler Bestandteil davon sein. Marktteilnehmer, die den Wind des Wandels nicht erfasst haben und sich weiterhin auf den Menschen am Steuer verlassen, werden im Wettbewerb sehr bald den Kürzeren ziehen, da ein Umstieg auf ein neuartiges Fahrsystem die derzeitigen Logistikkosten um 80 % senken wird.
Ungefähr die gleiche Veränderung wird im Bergbau eintreten. Dass dies realistisch ist, zeigt das Beispiel einer Reihe australischer Unternehmen, die das Konzept der Fernsteuerung von Maschinen teilweise umgesetzt haben. Und zwar nicht nur Muldenkipper, sondern auch Lader und Bohrgeräte.
Die fortschrittlichsten einheimischen Unternehmen versuchen, mit ihren westlichen Kollegen mitzuhalten und automatisieren auch ihre Produktionsanlagen. Zum Beispiel hat das Kirow-Werk von PJSC PhosAgro bereits ein Projekt zur Fernsteuerung von unterirdischen Bohrungen umgesetzt. Ein Bediener, der in einem Büro an der Oberfläche sitzt, überwacht gleichzeitig sechs Bohrgeräte in der Mine, was es ermöglicht, ihre Produktivität um 20 % zu erhöhen und die Arbeitssicherheit deutlich zu verbessern.
Das Zentrum für digitale Technologie an der Bergbau-Universität arbeitet derzeit an einem Algorithmus, der es einem einzigen Bediener ermöglicht, die maximale Anzahl von Maschinen zu steuern. Bis hin zur Steuerung aller am Gewinnungs-, Verlade- und Transportprozess beteiligten Maschinen. Die digitale Plattform der Industrie wird die Produktionsprozesse integrieren. Es soll Daten von verschiedenen Teilnehmern der Prozesskette, sei es ein Mensch oder eine Maschine, integrieren und dem Disponenten bei der Analyse helfen.
"Natürlich ist die digitale Transformation ohne qualitatives Wachstum des Humanressourcenpotenzials nicht möglich. Im Wesentlichen sollten die Ingenieure der Zukunft zu Fachleuten werden, die an der Schnittstelle verschiedener Branchen arbeiten, d.h. ein hohes Maß an Kompetenzen nicht nur in der IT, sondern auch in der Geologie, Geomechanik, Energie, Automatisierung und vielen anderen Disziplinen besitzen", fasst Yury Zhukovsky zusammen.
In naher Zukunft plant der Konzern, im Bergwerk Vostochny die fördertechnische Anlieferung von Abraum zu den Halden zu realisieren. Drei Linien mit einer Gesamtlänge von ca. 5 km werden die gesamte LKW-Flotte ersetzen, was die Kosten für den Abraumtransport um 15 % senken wird. Die ersten unbemannten Muldenkipper und Bagger werden schon bald im gleichen Gebiet eingesetzt. Die Maschinen übernehmen die Beladung und bewegen sich entlang der geplanten Route vom Steinbruch zum Entladeort ohne direkte menschliche Beteiligung.
Prognosen zufolge wird in den nächsten 10 Jahren etwa ein Drittel aller bestehenden Arbeitsplätze auf der Welt robotisiert sein. Menschenfreie Technologien werden vor allem dort zum Einsatz kommen, wo Arbeiter unter rauen Bedingungen arbeiten müssen, z. B. in Minen und Steinbrüchen. Die Anwesenheit von Menschen unter der Erde wird praktisch überflüssig werden, sie werden nur noch im Falle von Drohnenausfällen oder der Notwendigkeit, eine Bohranlage zu bewegen, dort hinuntergehen.
Dies wird den weltweiten Bedarf an gering qualifizierten Arbeitskräften drastisch reduzieren und die Bedeutung der höheren technischen Bildung erhöhen. Die gefragtesten Spezialisten in der Industrie werden Interpreten digitaler Daten sein, Ingenieure, die Computerprogramme an die Produktionsrealitäten anpassen, und Bediener, die den Betrieb von Mechanismen vom Büro aus steuern. Die Verbreitung von Software, die die Steuerung aller Maschinen in einem Unternehmen mit einer minimalen Anzahl von Mitarbeitern ermöglicht, wird jedoch auch in diesem Bereich zu einem verstärkten Wettbewerb führen.
