打破技術壟斷實現(xiàn)“中國制造” 中國兵器北方股份突破礦用車無人駕駛技術
■ 一臺巨大的礦用車穩(wěn)穩(wěn)地在測試場行進,駕駛室內(nèi)卻不見人影,這臺"巨無霸"就是北方股份新研發(fā)的NTE120AT無人駕駛電動輪礦車。
■ "無人駕駛礦車技術在整個國際來說都是一個高精尖的技術。我們也遇到了技術封鎖的困境,甚至去礦山參觀都被外方拒絕。"
■ "我們完成了國內(nèi)首臺礦車的研發(fā),把中國智能制造的智能產(chǎn)品帶到了一個新的高度,現(xiàn)在有實力和國際巨頭進行競爭。"
中國兵器北重集團北方股份公司研制的國內(nèi)首臺110噸NTE120AT無人駕駛電動輪礦車日前成功下線,使我國成為繼美國、日本后第三個涉足礦用車無人駕駛技術的國家。北方股份運用人工智能技術,研發(fā)了具備智能導航、精準定位、安全行駛等涵蓋尖端科技的礦車產(chǎn)品,實現(xiàn)了無人駕駛技術的突破。為了從礦車駕駛室里替換下來一位駕駛員,北方股份十幾位工程師用了三年的時間,1000多個日日夜夜,締造了"中國智造"的神話。
運動智能系統(tǒng) 精準控制"大腦"
說到汽車駕駛當然離不開司機,但在北方股份的試車場內(nèi),一臺巨大的礦用車穩(wěn)穩(wěn)地在測試場行進,駕駛室內(nèi)卻不見人影,這臺"巨無霸"就是北方股份新研發(fā)的NTE120AT無人駕駛電動輪礦車。為了讓這臺無人駕駛礦車盡快進入礦山試運行,工程師們正忙著調試檢測礦車的各項性能。
當筆者小心地踏著3米多高的樓梯,進入這臺"巨無霸"的駕駛室內(nèi),一個白色箱子映入眼簾,這就是傳說中控制大家伙的"大腦"--控制柜。它是礦車神經(jīng)中樞系統(tǒng)的重要部分,負責收集和處理信號。車頂白色架子上裝置的天線高高聳立,探知周圍的環(huán)境,收集信息后再回傳到"大腦"中,這個系統(tǒng)可是真正隱藏的黑科技--毫米波雷達。正是這些利用最先進的雷達遙感技術和人工智能系統(tǒng)組合在一起,構成了無人駕駛礦車的整個智能系統(tǒng)。而讓智能系統(tǒng)更加靈活的背后,是一群工程師們奮戰(zhàn)半個多月的成果。
前進、倒車、剎車,前面道路是平坦還是顛簸,有沒有障礙物……所有信息都要一一傳回控制柜進行分析??僧斝畔⒕C合在一起回傳控制柜卻又出現(xiàn)了"當機"的情況,無法處理,難題擺在了工程師的面前。"各調各的,大家都能調,可連起來就出現(xiàn)問題。當時,我們四五天沒怎么休息,就是找不到問題所在,解決不了這個問題,后續(xù)的工作就要滯后。"北方股份公司電器調試設計工程師張強提起當時的情景仍記憶猶新。
問題出現(xiàn)就要解決。張強和同事們開始每條指令逐一的測試,用示波器、專用軟件來回對比數(shù)據(jù),又是幾天"無休眠"的調試,終于找到了問題的癥結。張強回憶道:"因為車是在運動的過程之中,要實時掌握車的數(shù)據(jù),指令會非常多。指令太多,系統(tǒng)反應不過來,容易出現(xiàn)"當機"的情況。正常情況下應該是每200毫秒刷新一次系統(tǒng),我們給的藥方是200毫秒里完成幾百個數(shù)據(jù)來回傳輸,甚至在關鍵時候20毫秒就要刷新一遍的情況下,保證數(shù)據(jù)的準確,讓這臺'大塊頭'可以暢通無阻的行駛。"
打破技術壟斷 創(chuàng)造"全國第一"
目前,北方股份礦用車占據(jù)國內(nèi)80%以上的市場份額,是國內(nèi)礦用車行業(yè)的領軍企業(yè)。此次在原有礦車基礎上進一步研制的無人駕駛礦用車,智能控制系統(tǒng)的設計安裝是核心技術重要的轉折點。在沒有任何技術參考的情況下,設計團隊首先想到向已經(jīng)擁有成熟技術的美國和日本學習,可是沒取到經(jīng)還吃了閉門羹。說到這段經(jīng)歷,北方股份無人駕駛礦用車項目經(jīng)理王逢全介紹:"無人駕駛礦車技術在整個國際來說都是一個高精尖的技術。我們也遇到了技術封鎖的困境,甚至去礦山參觀都被外方拒絕。要做全國第一,就要破解難題,所以我們只能自主研發(fā)。"
2015年,NTE120AT無人駕駛電動輪礦車項目正式立項,由12個80后年輕成員組成,團隊踏上了一片空白、一切都靠自己的研發(fā)之路。他們走進鞍山、鄂爾多斯、烏海等地的各類大型礦場實地調研,登上人工駕駛礦用車,在復雜、危險的礦場環(huán)境中跟著駕駛員了解礦用車作業(yè)的全流程,采集大量礦用車行駛數(shù)據(jù),記錄各類生產(chǎn)場景……
眼看有了點頭緒,團隊卻又面臨新問題。"團隊組建時有12個人,后來走了三分之一。在當時,人員又不能及時補充,我們剩下的人都要超負荷工作。為了完成這個項目,大家非常努力,齊心協(xié)力度過了難關。"王逢全很是欣慰地說。北方股份的8個人干著12個人的活兒,把國外企業(yè)10年才能研究出來的技術,用3年時間就攻克下來,創(chuàng)造了奇跡。
實現(xiàn)自主研發(fā) "北方股份"完美逆襲
現(xiàn)如今,在5家國內(nèi)頂尖產(chǎn)學研機構的協(xié)助下,北方股份研發(fā)的無人駕駛礦用車在自主駕駛、自動作業(yè)、環(huán)境感知、行為控制和決策、定位及導航等關鍵技術上,均實現(xiàn)了礦車24小時無人駕駛循環(huán)作業(yè)。目前,礦車即將赴礦山進行實地運行,為了確保萬無一失,工程師們對礦車進行最后的測試。由于礦區(qū)內(nèi)揚塵較多,常規(guī)攝像頭難以發(fā)揮作用,礦車采用車載傳感器可依靠激光雷達與毫米波雷達形成雙重保障,使得無人駕駛電動輪礦用車可實現(xiàn)360度無死角感知。
站在新研發(fā)的無人駕駛礦用車的樣車旁,僅輪胎高度就有常人身高的兩倍之多,見到實物的人們不自覺有種強烈的壓迫感。北方股份公司產(chǎn)品研究院裝配工藝工程師鄔鵬程調侃:"如果礦用車向你駛來會緊張嗎?為了讓無人駕駛礦車的感應系統(tǒng)更加靈敏,我們工程師們卻要經(jīng)常體驗。"
礦車設計任務書里面所有的功能,都要在廠內(nèi)進行測試。不僅是人員,還有一些車輛問題,工程師們都會進行模擬試驗。比如行進時的落石、每一個危險性的突發(fā)情況……
只有通過模擬測試,才能夠保證車輛在礦山遇見相同工況時自行解決,雖然危險,但大家必須親身體驗。
近年來,隨著大型露天礦山開采深度逐年下探,坡度大、彎道多的現(xiàn)象逐漸增多,給礦山生產(chǎn)增加難度。同時,礦區(qū)無人化運營是加快數(shù)字化智慧礦山建設的有效途徑,有助于實現(xiàn)安全生產(chǎn),降低人工和整車使用成本,提升運行效率。
北方股份無人駕駛電動輪礦用車測試完成后還將改進完善,實現(xiàn)車輛準確行駛與精準停靠,將橫向誤差和航向誤差限制在厘米級別,最終實現(xiàn)礦區(qū)作業(yè)的高效、安全。隨著智能化時代的到來,北方股份技術實力必須走在前面。
為此,北方股份公司無人駕駛礦用車項目經(jīng)理王逢全總結:"我們完成了國內(nèi)首臺礦車的研發(fā),把中國智能制造的智能產(chǎn)品帶到了一個新的高度,現(xiàn)在有實力和國際巨頭進行競爭。我們通過不懈的努力,會生產(chǎn)出更多的智能化產(chǎn)品,填補更多的行業(yè)空白,成為礦用車行業(yè)的引領者。"
如今的北方股份在礦車領域享譽全球,連續(xù)多年入選"全球工程機械制造商50強",國外市場拓至全球63個國家和地區(qū),位居世界第三。北方股份公司會繼續(xù)依托北重集團軍工技術優(yōu)勢,不斷加快智能化礦車、無人駕駛礦車、混合動力礦車等的研發(fā)和應用進度,引領礦車行業(yè)發(fā)展方向,展示強大的技術實力,在國產(chǎn)化、自主化的進程中闊步前行,用智能制造服務客戶,以忠誠、使命、擔當履行好強軍首責,用"中國制造"展現(xiàn)中國實力。(趙馨)
轉自:中國工業(yè)報
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