Автономные транспортные средства, которые могут двигаться без вмешательства человека, еще не являются частью повседневной жизни, но они находятся в пределах досягаемости. Кроме того, в других областях продукты и услуги, связанные с автономным вождением или работой, такие как газонокосилки и роботы для очистки окон, возникают как грибы.
Хотя в индустрии строительных машин может быть только небольшое количество самодвижущихся машин, системы помощи быстро устанавливаются на транспортных средствах в строительном секторе.
В области технологии уплотнения HAMM AG всегда была компанией, которая устанавливает тенденции и быстро внедряет новые технологии, чтобы постоянно улучшать свои ролики.
Компания HAMM, ориентированная на технологии, снова устанавливает новые стандарты, на этот раз в разработке самоходных компакторов.
Испытания, которые в настоящее время проводятся в рамках тестового трека, являются лишь одним из компонентов проекта «Автономные ролики», ориентированного на будущее.
Хотя это будет несколько лет, пока ролики HAMM не будут водить и уплотнять полностью автономно, исследования и испытания в HAMM уже продемонстрировали, что такие машины позволяют заметно повысить качество и эффективность уплотнения.
В современных автомобилях и грузовиках использование систем помощи быстро растет.
Системы GNSS для навигации, контроля скорости, распорки, ассистенты дорожного движения, средства для парковки и рулевого управления или автоматическое включение и выключение ближнего света все чаще устанавливают себя многие производители.
Во многих странах они даже являются стандартными для новых автомобилей. Эти системы помощи составляют основу самоходных грузовиков и автомобилей, которые разрабатываются пионерами отрасли и которые уже проходят через испытательные пути.
HAMM: Тренер-установщик с самозажимным роликом
«Эта разработка не остановится на строительной технике. Ролики для асфальта и уплотнения почвы будут одними из первых автомобилей, в которых такие системы будут широко зарекомендовать себя. Это связано с тем, что во многих отношениях они ближе к автомобилям, чем многие другие типы машин. Вот почему в компании HAMM занимаются этим вопросом в течение некоторого времени», — объясняет д-р Stefan Klumpp, технический директор HAMM AG.
HAMM является пионером в этой области, утверждает инженер-механик д-р Klumpp: «Мы не знаем ни одной другой компании в нашей отрасли с самоходным роликом. Наши исследования показали, что такие ролики позволяют нашим клиентам повысить качество и эффективность уплотнения. Мы заметили, что другие ведущие компании в своих секторах также изучают возможности и последствия «автономной строительной площадки». Например, мы поддерживаем диалог по этому вопросу в течение некоторого времени с рядом наших клиентов. С одной стороны, с ограниченным доступом к квалифицированному персоналу, а также с высоким качеством, высокоэффективным и ресурсосберегающим использованием машин, с другой стороны, цель заключается в дальнейшей оптимизации процессов строительства.
Уже подготовлено исследование дизайна
Д-р Аксель Рёмер, руководитель отдела исследований и разработок в HAMM, уже рассмотрел со своей командой, как может выглядеть самоуправляющийся ролик: «Мы рассмотрели технические, конструктивные и экономические аспекты и оценили их в различных исследованиях. Результат: у ролика без роликов больше не будет платформы оператора, но потребуется значительно больше датчиков для контроля не только параметров уплотнения, но и области, окружающей ролик. Мы связали эти требования и увидели много новых и конструктивных возможностей. Например, мы могли бы построить автономные ролики со значительно большими диаметрами барабана, большими емкостями для воды и больше места для батарей с электрическими роликами. Это дает преимущества с точки зрения качества, экологичности и эффективности ».
В сотрудничестве с промышленными дизайнерами HAMM разработала соответствующую концепцию плюс дизайнерское исследование. Результат впечатляет — в частности, барабан 9-тонной машины с диаметром чуть менее двух метров. В то же время общая высота машины значительно ниже, чем у современных машин с кабиной или крышей.
Системы помощи уже используются
Есть долгий путь для путешествия, прежде чем такая машина будет реализована — HAMM имеет горизонт десятилетий для таких проектов. Путешествие, однако, уже давно началось, поскольку многие системы помощи стали использоваться. Особенно известен HCQ Navigator. Используя бортовой компьютер и данные GNSS, он обеспечивает отображение в реальном времени областей, которые уже были уплотнены, в том числе, как часто и на сколько. Это дополняется такими управляющими функциями, как автоматическое реверсирование или управление скоростью, а также такими функциями безопасности, как камеры заднего вида. Все они снимают нагрузку на водителей и даже сегодня помогают повысить качество уплотнения. Разработчики HAMM уже работают над другими системами, в том числе помощником лейбла, дополнительными средствами управления и дальнейшей разработкой HCQ Navigator.
Комплексная технология датчиков и программирование
Значительно больше датчиков и более интеллектуального программного обеспечения, чем можно найти на современных машинах, потребуется для роликов, которые могут самостоятельно выполнять маневрирование при выполнении высококачественного уплотнения.
Датчики захватывают все соответствующие данные из области, окружающей ролик. Это включает в себя пространственное положение, направление движения, расстояние от других объектов, текущие параметры материала поверхности, подлежащей уплотнению (например, температуру и жесткость) или информацию о погоде (например, скорость ветра или охлаждения). Ролики должны сравнивать эти данные со спецификациями для области (какие детали следует уплотнять?), Шаблон прокатки (сколько и какие ролики работают вместе?) Или желаемое уплотнение (что является желаемым содержанием пустот?). Также следует рассмотреть иллюстрацию стратегии уплотнения, включая инструкции по повороту перед реверсом, кроссировку, скорость автомобиля, использование возбудительных систем и т. Д. Короче: сложное предприятие.
10 000 часов испытаний на выносливость
HAMM уже успешно завершил первые шаги поездки. Не только на бумаге, но и на практике, в форме испытаний на выносливость на заводе Tirschenreuth, а также путем создания бесшумного затеняющего ролика, следующего за предшествующей машиной.
Трек испытания на выносливость работает с 2014 года, с основной целью тестирования прототипов. С тех пор разработчики HAMM тестировали свои новые разработки в воспроизводимых условиях и круглосуточно работали в течение недели — без водителя за рулем.
В этих испытаниях машины автономно заполняют указанную программу, приводят себя в пункты дозаправки и припарковывают себя, когда испытание завершено.
Для предотвращения столкновений с людьми или объектами разработчики в HAMM оснастили ролики с комплексными системами мониторинга окружения. «На этом тестовом треке мы проработали более 10 000 часов и многому научились об автономном вождении в этом процессе», — объясняет Дипл-Инг. Ханс-Питер Пацнер, который сотрудничал в разработке системы управления проектом.
Patzner теперь смотрит вперед на следующий вызов, потому что текущая конструкция второй тестовой дорожки на HAMM позволит одновременно управлять двумя разными роликами. «Для этого мы разработали систему мониторинга столкновений, которая представляет собой еще один важный шаг в направлении автономного вождения», — говорит специалист по автоматизации.
Водительский теневой ролик
Второй проект имел иную направленность: в сотрудничестве с Университетом Оснабрюка команда успешно преобразовала ролик, который без водителя автоматически следует за имитируемым дорожным укладчиком.
Начальник отдела развития Dr.-Ing. Ремер: «Взяв концепцию этого теневого ролика, мы можем использовать большой потенциал, автоматизируя процесс уплотнения. Будет достигнуто повышение качества благодаря соблюдению полос движения и окон скорости. Целевое торможение ролика может избежать выхода за пределы областей прокатки и любого последующего уплотнения. Не в последнюю очередь, чрезвычайно точное изменение полос уплотнения помогает предотвратить деформацию. Вместе эти системы автоматически приводят к большей эффективности, в частности, когда такие концепции применяются во всем флоте».
Автоматизация для улучшения качества
Независимо от формы автономного уплотнения, с нынешней точки зрения она будет реализована через системы помощи. «Шаг за шагом в последующие годы они облегчат нагрузку на водителей. Уже сейчас их вдохновляет видение автономных роликов. И, конечно же, каждая новая функция помощи — независимо от видения автономных роликов — полезна для процесса уплотнения», — объясняет д-р Klumpp.
Пока мониторинг окружения не является достаточно точным для полностью автономного вождения, водитель ролика должен находиться в кабине. Он будет заниматься только в конкретных ситуациях, например, для дозаправки, во время погрузки и разгрузки или в случае непредвиденных инцидентов.
Аналогичная ситуация уже сложилась в области авиации: в современных коммерческих самолетах автопилот и другие системы выполняют большую часть задач в полете. Пилоты управляют только самолетом во время взлета и посадки, и в исключительных ситуациях, в противном случае их главная задача — следить за процессами.
Новые продукты требуют нормативной базы
Помимо технологии, есть ряд юридических вопросов, которые следует рассмотреть, прежде чем такие ролики могут быть запущены на «автономной строительной площадке» будущего.
Возникает ряд вопросов, например, — кто несет ответственность в случае ущерба, причиненного машиной с самовозбуждением: изготовителем, владельцем, планировщиком? Кроме того, на вопросы должны быть даны ответы относительно оценки неясных случаев: следует ли сконфигурировать систему управления таким образом, чтобы объекты, находящиеся поблизости, были защищены или оптимальное качество уплотнения всегда имело приоритет?
Производителям и пользователям придется обсуждать такие аспекты с клиентами, властями, политиками и законодателями.
Улучшенная структура процесса строительства
Поскольку развитие автономной строительной техники неизбежно будет связано со значительными расходами со стороны производителей, HAMM также рассмотрела рамочные условия для создания таких систем.
Говорит д-р Клампп: «Мы считаем, что даже через 50 лет нам все равно понадобятся и построят асфальтовые и бетонные дороги. Однако, чтобы приблизиться к самодвижущимся машинам, необходимо изменить общую среду, включая процессы строительства. Например, в нашей отрасли самозарядные машины можно найти в горнодобывающем секторе. Там, в закрытых системах, выполняются высоко стандартизированные работы. Есть несколько точек соприкосновения с внешним миром и мало непредвиденных влияний на процесс. В таких четко определенных граничных условиях гигантские самосвалы уже транспортируют скалу через большие мины, которые охватывают километры — без водителя. В дорожном строительстве, для сравнения, процессы намного менее четкие и менее просты в структурировании. Каждая строительная площадка немного отличается. Существует также гораздо больший контакт с окружающей средой (и, следовательно, более потенциальная опасность), а поведение пользователя неравномерно. Чтобы мы могли продолжать использовать потенциал посредством автоматизации, нам пришлось бы представить, например, более крупные строительные секции и более стандартизацию в дорожном строительстве. В свою очередь, это требует изменения мышления среди планировщиков и строительных компаний».
От водителя ролика до менеджера роликов
В конечном счете, описание работы драйвера ролика также изменится. Прежде всего, дальнейшая автоматизация могла бы облегчить проблему нехватки навыков. Описание работы снова изменится на следующем шаге, когда на строительной площадке будут установлены ролики с затенением или в основном ролики с дистанционным управлением: от водителя, управляющего машиной до диспетчера роликов, который настраивает и контролирует весь парк машин — возможно, даже работает Из офиса. Такое развитие первоначально будет происходить в странах с высокой заработной платой при условии, что это влечет за собой качественные и коммерческие преимущества. В этом случае это будет достижение экономии затрат за счет повышения эффективности и сокращения штата сотрудников. Кроме того, переработка будет устранена благодаря более высокому качеству. Разумеется, для этого потребуются соответствующие интерфейсы и инструменты планирования со стороны планировщиков и клиентов, а также соответствующие правовые рамки. Эта среда должна эволюционировать параллельно с машинами.
Резюме
Деятельность в HAMM выходит за рамки обмена и развития идей о предмете автономного вождения. Д-р Klumpp описывает дорожную карту: «Мы сформулировали наше видение. Это привело к индивидуальным проектам, которые, понемногу, приведут нас к автономному уплотнению. Для некоторых наша долгосрочная цель может по-прежнему звучать как научная фантастика. Но через 20 или 30 лет многие аспекты уже будут реальностью — даже рутиной. В конце концов, благодаря нашим разработкам, дорожное строительство будущего станет еще более рентабельным, более эффективным и лучшим».
Первоисточник материала https://www.hamm.eu/en/news-media/news-jobreports/2017/04-self-driving-roller-compactor.php
