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Tech100 | 剑指智慧矿山终局、中科慧拓发布矿山智能运载机器人载山CarMo

作者:36氪发布时间:2023-05-09

原标题:Tech100 | 剑指智慧矿山终局、中科慧拓发布矿山智能运载机器人载山CarMo

载山CarMo在露天煤矿

4月,AI大模型热度依旧,但星舰低调的首次试射依然吸引了全球的目光。

作为载人火星之旅的第一步,短期内能否成功倒显得不那么重要。用第一性原理来看,这是一件必须要做的事情,虽然很难,前行的路径也必然会经历曲折,但也只有坚定不疑才可能达成愿景。

去年8月,马斯克在一次国际能源会议上发表讲话称,中短期内他为自己设定的目标是实现特斯拉的自动驾驶方案FSD大范围商业落地、以及SpaceX的星舰能够成功入轨。

同时,马斯克表示,向可持续能源和可持续经济的过渡需要几十年才能完成,这是全世界所面临的最大挑战。

由此可见,在马斯克的未来版图中,自动驾驶、可持续能源与星舰同等重要。

5月5日,中科院自动化研究所、国际先进技术应用推进中心、中国矿业大学(北京)内蒙古研究院、中科慧拓联合举行了面向矿山安全保障的智能运载机器人载山CarMo 首台套成果发布会。

 

CarMo是Carry Mountains的缩写,寓意移山,与中科慧拓的智慧矿山操作系统——愚公YUGONG一脉相承。

如果没有参照物、没有比例尺,载山CarMo像极了一件拼装完成的乐高;而开在布满了粗线条空无一人的露天煤矿坡道上时,它又像是穿越到了超现实的科幻中。

中国工程院院士,中国矿业大学(北京)校长葛世荣在发布会上表示:今天的发布会不仅是发布一项成果,而是凭借科技创新,让清洁、低碳、智能、安全的矿山生产迈向一个新高度。这是一个标志性的新起点,祝愿成果快速落地深根,打造露天矿山运载机器人的制造基地,弯道超车或是换道超车,超过小松、超过卡特彼勒,使我们国家在露天矿装备,尤其是智能装备制造上能够快人一步、先人一招、高人一筹,取得丰硕的成果。

作为此次载山CarMo的孵化转化实施单位,中科慧拓已经在智慧矿山、矿区自动驾驶领域深耕多年,载山CarMo也承载了中科慧拓在自动驾驶领域的前沿探索,以及对于智慧矿山终局的深度思考。

1 做难而正确的的事

自动驾驶本身就是一座高耸入云的险峰。

在自动驾驶领域Waymo的地位不用赘述,其前首席执行官John Krafcik在接受英国《金融时报》采访时曾说:“这真是非同寻常,自动驾驶比发射火箭并将其送入地球轨道所面临的挑战要更大,因为必须一遍又一遍安全地完成它。”

John Krafcik是Waymo真正商业化的奠基人,2015年在谷歌自动驾驶团队的创始成员们纷纷离职创业之时,John Krafcik临危受命,带领无人驾驶汽车项目Waymo One走向商业化,也见证了Waymo的估值达到惊人的1750亿美元,相当于当时的两个大众、四个福特。

在自动驾驶赛道中,有着林林总总或千亿、或万亿规模的应用场景。但规模和价值并不对等,因为有的场景是锦上添花,有的则是雪中送炭。

矿山自动驾驶是典型的雪中送炭,尽管条件最恶劣,而且设计、实施、工程化、产业化都面临着重重难题,但商业化进度始终处于领先位置。

中科院自动化所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任、中国自动化学会监事长、中科慧拓首席科学家王飞跃教授在发布会谈到:未来一定要实现虚实分工,才能从工业社会走向智业社会,我们正在给全世界树立如何智能采矿的标杆,载山CarMo作为全新的机器人矿工,是虚实结合的重要一环,智慧矿山是中科慧拓、中科院、中国矿大(北京)共同的目标。

载山CarMo是一款面向未来的产品,它构建在智慧矿山操作系统愚公YUGONG之上,其动力模块可根据使用场景不同和运营经济性需求,在纯电和氢能之间切换,可广泛用于露天金属矿山、非金属矿山,散货杂货码头等多场景的重载物料运输。

载山CarMo在露天煤矿

作为一款真正意义上正向设计、天生适配无人驾驶系统的新能源矿山运输设备,载山CarMo具有原生的智能和无人化特性,无人驾驶系统前装设计,彻底取消了驾驶舱,大幅降低了设计周期和制造成本,甚至可以和普通矿用宽体车比拼价格。

首先,载山CarMo保证了作业流程的绝对安全。

并且,载山CarMo全系采用清洁能源,在“碳达峰、碳中和”的长期目标驱动下,无论是纯电、或是氢能的智能运载机器人在节能减碳方面所能达到的效能是“1+1>2”。

与传统的人工生产运输作业流程相比,智能运载机器人载山CarMo本身零尾气排放。而在,愚公操作系统和智能平台的加持下,人工智能、平行控制理论、智能云计算等前沿技术不但可以使得每一趟运输路线都做到最优化,更可以实现科学合理的生产调度和排期管理,在微观和宏观层面都实现效率提升,进而大幅减少碳排放。

2 三个抓手 - 操作系统、平台、载体

矿山自动驾驶和智慧矿山的意义不仅仅在于安全、效率、碳排放等维度,ESG是更公允的评价方式。

在世界经济论坛和埃森哲此前发布的一份研究报告显示,到2025年,智慧矿山的数字化投入将为各类矿业企业(G)、社会(S)以及环境(E)带来4250亿美元的价值,而智慧矿山的大盘中,无人驾驶技术无疑占据着举足轻重的地位。

中科慧拓从创业伊始,对于中国智慧矿山未来商业模式即有“三个阶段”的判断,智能运载机器人载山CarMo的问世,将加速其进入第三阶段的进程。

中科慧拓CEO陈龙谈到:中科慧拓的目标是为矿山提供全链条无人化智能化服务,彻底对矿山进行智慧化改造。在这个阶段,我们先要给矿山提供一套矿山工业智联网平台操作系统,通过这个操作系统,矿山的现场监督管理、调度优化、生产计划,甚至战略方向、决策规划,我们都可以参与,矿山生产的各个环节都和我们系统打通。这样改造之后,这个矿山就不仅仅是一座平台矿山了,而是一座真正的数字化无人智慧矿山。

载山CarMo发布现场

建设智慧矿山是一项超级复杂的系统工程,需要引入大量数字化工具,还要对接原有系统的各种细枝末节。但智慧矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分,是资源可持续发展的重要基石,是化解高危行业风险的根本途径。

为了达到数字化、智能化的制高点,数据是核心中的核心,而载山CarMo将是形成数据闭环的关键。

此前,中科慧拓在首席科学家王飞跃教授30余年智能控制领域研究经验的指导下,以其世界首创的ACP平行理论为支撑,打造出全机型、多矿种、全场景适配的智慧矿山操作系统——愚公YUGONG,这是慧拓的第一个抓手。

现在,中科慧拓正在YUGONG的基础上,构建平台级的工业智联网PaaS能力,承载智慧矿山的数据中心、应急中心、管理中心和调度中心这四大功能。过去所积累的成熟算法,再结合最新的AI大模型应用,中科慧拓的第二个抓手也已经初具规模。

下一步,随着作为载体的载山CarMo实现大范围商业化落地,数字资产将成为智慧矿山5.0时代的增长引擎,而这也是中科慧拓第三个抓手。

近年来,中科慧拓参与了八成全国十大煤矿的智慧矿山无人化项目,同时在冶金、有色、水泥行业也分别打造了具有标杆意义的商业落地项目,已经形成了完备的数据治理、算法和模型能力,未来的智慧矿山将极大依赖于激活这些数字资产的价值。

据陈龙透露,即将陆续有500-600台载山CarMo投入矿山一线运营。而在本次发布会的签约环节,甲方代表们表现踊跃,现场达成的合作意向超过200台。

3 载山CarMo是机器人还是车

一年前,百度发布了L4级自动驾驶能力的汽车机器人RT6,其25万的成本引起了不小的轰动,对比上一代产品大幅下降了一半,而原因主要归功于RT6针对场景进行了深度定制。RT6专注出行市场,大幅精简了驾驶员相关配置,驾驶舱的仪表盘、中控屏、方向盘等都不再需要,更主要的是从底盘线控到域控制器都都可以打破桎梏,这无疑将节省大量的成本。

这也是从概念到全新的正向设计方案落地,机器人和车的最大区别。智能机器人更关注场景的本质需求,一旦迈出这一步,机器人可以更加模块化、更加易于定制、更加适合敏捷迭代。

葛世荣院士在发布会上谈到:今天发布的成果是智能化矿山装备的新起点,首台套无驾驶舱的智能运载机器人载山CarMo和波士顿动力的机器狗极其相似,只是四足换成了轮子,但在技术含量上足以媲美,兼具自主性、控制性、智能性,是通向未来智能矿山之路的智能装备。

马斯克也有着同样的观点,在他看来特斯拉终究是一家机器人公司,有了FSD加持,汽车和两足、四足机器人之间的界限可以彻底打通。

具体到智慧矿山场景,本次载山产品研发负责人,中科慧拓联合创始人、副总裁,技术中心总经理田滨认为:不同于由传统有人驾驶矿车后装改造的无人矿车,载山CarMo是原生为安全、低碳、高效而做的正向设计,更提高了整个系统的鲁棒性。

对于矿区而言,智能运载机器人所能提供的不止是实现安全员下车,从可量化数据看,尽管在全球范围内矿山数字化、智能化已经持续了很多年,但智能运载机器人或将在降本增效减排方面实现一次质的飞跃。

从行业公开报道可知,国际矿业巨头力拓2008年就启动了“未来矿山”计划,在铁矿重要产区皮尔巴拉部署智能化生产运输,使得矿区总用工量减少了1/3,装载、运输成本下降了15%。

另一家大矿商淡水河谷则在自动驾驶领域投入了长达6年的研究与测试,于2019 年,其布鲁库图矿区13辆卡车采用后装改造的方式,成为巴西首个自动化运营的矿山。

淡水河谷的数据显示,自动驾驶卡车的油耗较人工驾驶降低11%,每年每辆车可减少二氧化碳排放4300吨。此外,轮胎的使用寿命延长了35%,较预期高10%。

载山CarMo目前已在真实场景试运行超过半年,经测算单车每年可以减少1200吨碳排放。对照每吨柴油产生3.1吨二氧化碳,1200吨碳排放等于近400吨柴油,按近期柴油按每吨8880元的价格计算,每辆车减排的价值即对应约360万元,其减排所带来的ESG价值已远超减员、降低轮胎磨损、减少后期维保等价值。

载山CARMO在露天煤矿

据共研产业咨询《2023-2029年中国宽体矿车市场调查与投资前景评估报告》数据显示,目前国内宽体矿车市场集中度高,市场竞争集中在国内矿山生产设备企业,2021年纳入统计的宽体矿车总销量为18196台,据行业数据2023年将增长到30000台。

随着未来载山CarMo这类新能源智能装备的市场渗透率不断提升,每年将实现惊人的ESG数据,不但能帮助采矿企业大辐降低能源损耗以及车辆运营成本,更将实现难以估量的社会价值。

而载山CarMo作为智能机器人的另一大优势是,不需要复杂的调试就能适配各类矿种,无论是露天矿还是井工矿,以及露天矿细分所包括的煤炭、有色、铁矿及水泥矿,中科慧拓都已经具有完备的无人驾驶商业化运行数据,也因此才能够定义载山CARMO这样一个全新的物种。

去年,中科慧拓代表中国首次实现了矿山无人驾驶技术的出海,成功落地于泰国SCG 水泥项目。本次发布会上陈龙表示,与南美、非洲、澳洲以及“一带一路”沿线国家基于载山CARMO的合作已经在有序推进中。

4 尾声:走进Mining5.0,用第一性原理看智慧矿山终局

正如ChatGPT问世之后,业界都开始聚焦AGI(通用人工智能)的实现路径。AI得以放眼终局,作为人工智能重要应用场景的自动驾驶同样应该着眼未来。而对于智慧矿山而言,终局现在已经愈发清晰。

马斯克善于使用第一性原理,以终为始地结构行业和赛道。中科慧拓也在牢牢把握三个抓手,用终局来标注智慧矿山每个阶段需要达成的目标。

借助载山CarMo实现数据闭环之后,数据作为AI能力的基石,其价值将无限放大。在自动驾驶领域,算法和传感器趋同已经是行业共识,但数据则不然。在矿山这样有着超高准入门槛的封闭场景,获得大量真实数据是算法迭代升级的唯一途径,因此形成数据闭环将加快构筑壁垒的速度。

《2023智慧矿山自主运输产业白皮书》启动编写

王飞跃教授用更形象的比喻对智慧矿山终局做出了阐述,他把未来的智慧矿山简化为AM、PM、EM三种模式:AM早晨模式,也就是自监督模式Autonomous Modes,相当于每天80%的时间都是全自动运行状态;PM下午模式,对应平行模式Parallel Modes,通过云端和边缘端互动,用15%的时间来解决一些长尾问题;如果问题远程解决不了,则进入EM模式Emergency Modes,也可以理解为专家模式,最多有5%的问题需要真人参与,解决完成则依次切换成PM、AM模式。

陈龙表示:中科慧拓正在与来自各个领域的合作伙伴们共建Mining5.0时代,以矿山大模型、场景工程、矿山操作系统为底座,构建强管控平台下“矿山机器人+工业智联网”的智慧矿山,从而实现矿山从工业自动化到知识自动化的推进,进而迈向智慧矿山的终局。作为一家致力推进能源数字化智能化发展的科技企业,中科慧拓已发展成为一家以AI为底座的能源服务提供商和新能源制造商。

“载山CarMo每走一公里,就更聪明一公里。”陈龙充满信心的说。


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