近几年,中国矿山行业无人化、智慧化进程加速,矿山封闭场景的无人驾驶已经率先于开放道路进入实际运营阶段,为我国矿山高质量安全发展注入了强劲动能和美好预期。另一方面,在国家双碳战略大背景下,产业各方如何更加紧密地合作与创新,更快助力矿山实现高质量转型升级?以科技赋能矿山行业自动化、智慧化进程,是时代留给我们的产业命题。11月8日,世界汽车创新大会线上活动第七期——矿山自动驾驶研讨会顺利闭幕。此次研讨会由商务部投资促进事务局和北京易控智驾科技有限公司联合主办,商务部投资促进事务局李勇副局长致辞,机械产业部张玮副主任主持会议,来自科研机构、自动驾驶科技公司、OEM、供应链等领域的行业大咖汇聚线上,共同为矿山场景自动驾驶把脉领航。国家能源集团是由中国国电集团公司和神华集团有限责任公司联合重组的中央骨干能源企业,我矿隶属于国能新疆能源公司。2020年4月,我矿启动了集团首个宽体车矿山无人驾驶项目,应用场景主要是地表土石方剥离。我矿的无人驾驶系统由无人驾驶宽体车、智能云控管理平台、协同作业设备及通信网络组成。经过两年多各方的共同努力,我矿在规划区域内实现了全天候、无人化常规运输作业,一直安全稳定运行,当前无人驾驶运输综合效率可达有人驾驶的80%以上。无人驾驶项目为我矿实现“少人则安、无人则安”的目标达成奠定了坚实的基础。矿山无人驾驶的发展方向是协同化、智能化和车规化,我们将继续丰富无人驾驶的应用场景,未来,希望在采煤工作面等持续落地无人驾驶运输,为集团实现智慧矿山转型持续贡献力量。人工智能发展到现在受到越来越多国家的重视,我国二十大也明确指出发展人工智能等科技产业,作为经济增长新引擎。人工智能的三要素包括计算力、算法和数据,其中数据资源和计算能力是支持核心算法库的两大重要基础。由于数据是公共资源,人工智能需要政府引导与企业配合形成产业。如今,各地区瞄准经济发展、社会进步、民生改善需求,纷纷制定相关配套政策,同时打造人工智能深度应用场景,通过建立标杆项目,优化应用适配环境,促进人工智能新技术、新产品落地应用推广。我们很高兴地看到,人工智能已经在制造业、能源、城市管理、交通、金融、医疗、农业等领域发挥作用。
自动驾驶在我国已经度过市场培育期,现在正处在试点运营期,这个阶段我们已经把自动驾驶真正做到可用,特别是商用车场景已经开始无人化运营。我们预计明年自动驾驶将进入第三波发展——推广普及期,商用车场景将进一步提升效率、拓展规模。在此背景下,自动驾驶的复杂的技术堆栈与产业链已经完成了初步构建,诞生了华为MDC全系列、已量产的车规级汽车大脑,从64到400TOPS(稠密算力)满足各种应用场景所需。我们与易控智驾的商用场景合作就是基于64TOPS这款产品。车规级智能驾驶计算平台的量产技术相比传统ECU复杂程度提升了10到100倍。华为MDC通过硬件工程、软件工程的持续研发投入,确保了计算平台的稳定可靠、灵活开放与工具链齐备;我们通过安全工程还构建了四大安全系统,满足自动驾驶的车规级功能安全和网络安全。我们与易控智驾通过联合技术创新,克服了矿山中振动强、灰尘大等复杂环境对计算平台的要求,并通过完善的项目管理机制与现场办公集中攻关的联合项目团队,正引领矿山自动驾驶进入真无人时代,也希望能够基于平台化标准化的MDC智能驾驶计算平台,帮助智能驾驶产业构建更成熟更高效的生态链。矿山是整个国民经济的基础,其中煤矿占比非常重,也是绿色矿山的紧迫要求,所以易控智驾把煤矿作为自动驾驶布局的切入点。目前,我们在准东煤矿已经实现了不降速、可持续的常态化安全员下车,今年,我们还要在实现4+1混编运营,这个目标正在有序地进行。经过4年的积累,易控智驾的自动驾驶运行时间、自持车辆、数据积累都处于行业领先水平,自动驾驶产品已经进入2.0阶段,实现“白夜班无安全员运营效率85%”运输作业,并具备运输道路与人工驾驶车辆混行作业的能力。
在发展中我们集中精力在上层算法和系统集成上有所突破,结合车辆底盘架构设计了整体的线控方案。易控智驾3.0版本将基于90吨级自动驾驶专用车,大幅升级传感器性能,与华为下一代计算平台建立合作,共同实现动态循环发车等新功能。总体来说,易控智驾要实现的是“以矿山生产本质安全为基础的研发及运营体系”,真正发挥自动驾驶的效率提升和安全保障作用。我们可以看到,矿山开发管理从粗放到精细、从柴动到电动、从劳动密集到少人无人,在这个过程中矿卡在多维度进行技术迭代,正在向智能驾驶和新能源进发,临工重机也为此发展了V2X智能互联、图像识别、多传感器融合技术。临工重机无人驾驶的构架分为平台层、网络层、接入层和终端层,我们是基于与自动驾驶科技公司的合作,把无人驾驶线控车辆作为重点研发项目。临工重机今年已经成立十周年,目前在欧洲、北美、日本都有分公司,在主营业务矿机这块已经连续五年销量全球第一。如今在无人驾驶方面我们也在争取行业领先的地位。作为主机厂,临工重机的无人驾驶技术路线聚焦于整车的线控化,车辆整体设计就搭载了激光雷达、集成天线等无人驾驶模块,并开发出安全冗余的线控全液压转向系统、线控制动系统,配合远程诊断系统确保驾驶的无人化。我们通过电动化、刚性化、大型化、智能化来确保无人驾驶车辆的可靠性,相关车辆已经在山东一石料厂实现了三年的无人运营。今天,我主要借平台分享氢电在矿山车辆中的应用,以及煤炭矿区“制、储、加”一体化氢站建设方面的内容。氢能运输车辆适应力强、能量转换效率高、续航时间长、安全性好,是露天煤矿实现“碳达峰、碳中和”的重要途径。今年,我们通过易控智驾牵线搭桥找到鄂尔多斯宝利华煤矿,将开发出的氢能车投入其中进行测试。露天煤矿建设光伏电站则有光照资源充足、地域广阔、安全性强的先天优势,可以成为制氢及电能的有效补充。这个体系还在发展初期,需要政府的大力支持,但从总体看,露天煤矿通过一体化氢站运营氢能矿车的前景一定是光明的。
宇通矿用装备公司于2018年开始研发纯电矿卡,形成了从市场到研发、选材到制造、品控到服务的全面优势。宇通新能源矿用车搭载自主研发集成式控制器,与客车的新能源三电系统共平台,全车高压电器件防护等级在IP68及以上,实现了高集成、高标准、高保障。车辆采用自主研发的抗凝露结构,搭载具有自加热、高寿命的矿山专用电池,针对性采用箱型焊接刚性车架,保障车辆可靠性。2020年,我们把集团线控技术移用到矿用车,通过集成式电控全液压转向系统和集成式位移传感系统支撑精准横向控制;采用双路供电、关键零部件内置备用电源,保障了车辆安全运营。目前已有三款产品面向市场。无人驾驶给传统矿山带来的最大变化是什么,双碳背景下,中国矿山的智慧化进程,露天矿对采用无人驾驶的接受度如何?
唐彬:如今矿山的一个基本需求就是安全。我们发展无人驾驶,首先要实现的就是少人则安、无人则安,提升企业的现代化管理水平。矿山的转型升级将成为矿业高质量发展的又一主战场,我们要积极利用现有的5G、人工智能等新技术,提升生产效率。对露天煤矿来说,双碳目标引发新能源采矿设备需求激增,这也要求矿业企业必须走高质量发展之路。我们做智慧化矿山信息系统,包括无人驾驶系统都要有全局思维,着眼建立全过程体系,利用自动化、信息化提升矿山上的各项关键指标,最终形成企业发展的动力。在矿山自动驾驶解决方案的头部集群里,易控智驾如何脱颖而出,竞争力和护城河是什么,未来商业落地方面如何布局?
张磊:目前我们认为矿山无人化驾驶处在商业落地的瓶颈期,整个行业要实现的是运输的延续性和稳定性,硬件、软件的可靠性等综合评价,这些不是一家企业能够实现的,需要整个产业链,OEM的友商们联合起来。作为科技企业,我们更重要的工作是基于一线运营数据和经验,把传感器硬件、线控一致性,包括网络建设及场地等各方面的要求整理出来,形成量化的指标体系,这样就能调动和发挥产业链的优势。在这个过程中,相关管理部门也要推进标准制定,比如跟车距离,在实现无人驾驶之后就可以从30m降为25m,进一步释放效率。回归到易控智驾,我们能够脱颖而出就是依靠平台化思维,站在产业链的角度拓展资源,实现落地。易控智驾是非常重视系统工程落地的公司,相关的人才储备非常深厚,支撑了我们产品的可靠性交付和高标准。最后,我们一直以无人驾驶运营为主,在大型规范化矿山实践运营,积累了大量经验。放眼未来,我们将致力于打通产业链上下游,推动行业发展,让产业链赋能行业,再由优秀的科技企业推动矿山无人驾驶的商业落地。各位OEM伙伴在选择自动驾驶解决方案供应商的时候有哪些考量因素,未来还有哪些机会可以合作?在各自的重点发展领域还有什么规划?
王永:同力重工成立以来就秉持开放的理念,所以我们迎来了易控智驾这样一个重要的合作伙伴。我们双方不仅在无人驾驶方面建立了合作,还开始在新能源方面合作。这种合作放大到整个产业链来看,标志着环境的改善。概括说就是原来我们四处找资源,现在已经是资源找我们,但我们还是希望更多资源进入到我们这个行业里。合作方的选择我们希望基于务实,以项目为契合点,建立共同的想法和愿景,无论是增程、混动、氢能都可以合作,尤其是氢能,在矿山场景还是窗口期,在双碳背景下大有可为。邱照强:临工重机虽然和易控智驾合作只有一年多,但是我们已经从中体会到优势互补、强强联合的好处,我们双方已经在合作开发更大吨位线控化车辆。选择易控智驾一方面是因为他们在宽体车无人驾驶领域的领头羊地位,另一方易控智驾和我们一样非常贴近一线,非常务实。谈到未来趋势,我们感受到矿车市场大型化的趋势非常迅速,一直以来我们主打产品都是以载重60吨为主,在2021年占比60%-70%,2022年到现在,70吨已经占销售产品的70%以上,这是翻天覆地的变化。所以,未来我们也将坚持大型化的道路,100吨以上产品也在规划范围之内。我们未来坚持大型化、电动化、智能化的道路。潘勋:宇通在电动化方面是非常坚定的。我们的选择是根据市场需求来制定的,首先是环保,我们的纯电车是零排放,满足各地政府环保要求。第二就是节能方面,我们的纯电矿车销售最多是砂石骨料、水泥等场景,这些矿山主要以重载下坡为主,这种工况我们实测一台90吨矿车一年能耗节省在90万元左右,也就是说一台车用油比用电一年要多花90万的燃料费。另外在安全方面,电车能够通过电制动实现无摩擦,安全性提高更多,特别是冬天运营的矿山,电制动避免了喷淋降温造成的结冰隐患。中国矿山自动驾驶产业正迎来新时代赋予的重大机遇,中国新能源产业在矿业舞台上也必将扮演更为重要的角色。面对大数据、云计算、自动驾驶等新技术的蓬勃发展,矿山企业需要更主动的拥抱新一轮科技革命,积极推动构建以科技为主体的智慧矿山创新体系。当然,骐骥千里,非一日之功,产业链上下游企业也须坚持长期主义,夯实技术基础,完善创新体系并协同发展,形成品牌和核心竞争力,我们有理由相信,在国家层面高度重视、产业链各方的共同努力下,具有中国特色的自动化、无人化、智慧化矿山终将蓬勃绽放。