Wymagania stawiane produktywności, komforcie i bezpieczeństwu maszyn mobilnych w sektorze pozadrogowym stale rosną. Systemy wspomagające i częściowo zautomatyzowane rozwiązania ułatwiają kierowcy w kabinie pracę na polu lub na budowie. SYSTEMS & COMPONENTS, który odbędzie się w dniach 27 lutego – 5 marca 2022 w Hanowerze, Niemcy, w ramach wystawy Agritechnica, będzie prezentacją technologii umożliwiających autonomiczną mobilność.
Strome wzniesienia, ostre spadki, ciasne zakręty i trudne do manewrowania przestrzenie wymagają nie tylko maksymalnej koncentracji, ale także pełnej kontroli w kokpicie mobilnych maszyn roboczych. W tym kontekście zaawansowane systemy wspomagania mają za zadanie wspierać kierowcę w kabinie. Zwiększenie automatyzacji takich systemów zmniejszy obciążenie operatora maszyny, umożliwiając mu skoncentrowanie się na wykonywanym zadaniu, np. monitorowaniu i optymalizacji procesu pracy. Jednocześnie systemy wspomagające są gotowe do interwencji w przypadku niebezpiecznych sytuacji, na przykład poprzez unikanie kolizji podczas cofania na placu budowy lub w innych sytuacjach, w których widoczność jest ograniczona.
W drodze do rozwiązań gotowych do wprowadzenia na rynek
Wysokowydajne systemy wspomagania nie tylko zapewniają większe bezpieczeństwo i lepszą wydajność na polach lub placach budowy, ale mają również na celu torowanie drogi rozwiązaniom autonomicznym. Przeniesienie tego celu na architekturę systemową ciągników, maszyn żniwnych czy koparek oznacza, że przetwarzany jest coraz większy wolumen danych pochodzących z coraz większej liczby czujników. Docelowo informacja ta musi być intuicyjnie prezentowana operatorowi na wyświetlaczu w kokpicie. SYSTEMS & COMPONENTS będzie spojrzeniem na to, czego można się spodziewać w ciągu najbliższych kilku lat w sektorze pozadrogowym – ponieważ nowa generacja pojazdów z własnym napędem będzie mogła poruszać się i działać autonomicznie.
Wielu dostawców technologii wystawiających się w Hanowerze zaprezentowało już rozwiązania, które będą ważnymi elementami budulcowymi funkcji autonomicznych, takich jak elektrohydrauliczne sterowanie w pojazdach terenowych. Funkcje sterowania prędkością, kierowaniem i pojazdem utrzymują maszyny na właściwym torze i mogą automatycznie ustawiać kombajny na krawędzi pola. Jednym z głównych tematów na SYSTEMS & COMPONENTS będzie to, jak osiągnąć kolejny poziom autonomii. Punktem wyjścia do tego jest najnowsza generacja funkcji steer-by-wire, drive-by-wire i brake-by-wire. Umożliwiając na przykład eliminację kolumny kierownicy, takie systemy zapewniają większą elastyczność w projektowaniu maszyn i kabin.
Większa swoboda i komfort kierowania
Dyskusja i zainteresowanie cyfrowymi układami kierowniczymi, napędowymi i hamulcowymi prawdopodobnie nabierze tempa na terenach targowych w Hanowerze, ponieważ dostawcy tych technologii są mocno nastawieni na gotowe do wprowadzenia na rynek rozwiązania do masowej produkcji na rynki pozadrogowe . W przeciwieństwie do branży motoryzacyjnej, rozwiązania modernizacyjne są często poszukiwane w sektorze rolniczym i pozadrogowym, ponieważ dla firm często nie opłaca się wymieniać całej floty pojazdów w celu uzyskania autonomicznych funkcjonalności. Systemy prezentowane w Hanowerze zademonstrują integrację całego procesu od kierownicy i pedału hamulca do osi i umożliwią intuicyjne, dotykowe informacje zwrotne bezpośrednio dla operatora pojazdu. Wdrożenie realizowane jest w postaci rozwiązań mechatronicznych, hydraulicznych lub hybrydowych, które w ułamku sekundy inicjują manewry hamowania lub skrętu. Uważa się, że są one co najmniej tak samo bezpieczne, jak konwencjonalne systemy wykorzystujące mechaniczne ścieżki transmisji. System bezpieczeństwa z wielokrotną redundancją zapewnia, że prawidłowe wartości czujników są zawsze przesyłane i przetwarzane.
Elektryczny układ kierowniczy nie tylko zapewnia większy komfort i precyzję prowadzenia ciągników i samobieżnych maszyn żniwnych, ale także umożliwia obsługę pojazdu w krytycznych sytuacjach bez konieczności obecności operatora w kokpicie. Kierowca wysiada z pojazdu, aktywuje pilota radiowego i steruje pojazdem z zewnątrz. Ten przykład pokazuje, że rolnik i ciągnik pozostaną zespołem, chociaż w przyszłości maszyny będą działać autonomicznie na polach. Te możliwości techniczne pojawiły się również w innych sektorach poza autostradami. Podczas gdy wielu producentów maszyn rolniczych jest nadal w fazie projektu lub pilotażu, szczególnie ze względu na brak ram prawnych dotyczących autonomicznej jazdy w miejscach publicznych, autonomiczna jazda jest już częścią codziennego życia w górnictwie odkrywkowym. Na przykład w ogromnych kopalniach surowców prowadzonych przez australijską firmę wydobywczą Rio Tinto w Australii, autonomiczne wywrotki Komatsu wyposażone w Autonomous Haulage System (AHS) transportują rudę żelaza bez kierowcy za kierownicą. Nawigują za pomocą precyzyjnego GPS, a czujniki radarowe i laserowe umożliwiają wykrywanie przeszkód.
Połączenie czujników w celu zwiększenia niezawodności
Systemy czujników są organami sensorycznymi maszyn mobilnych i dlatego są również bardzo wysoko na mapie drogowej dostawców technologii. Celem jest maksymalna precyzja identyfikacji nie tylko obiektów nieożywionych, ale także ludzi i zwierząt. Warunkiem tego jest niezawodne wykrywanie 360 stopni otaczającego środowiska, często nieuporządkowanego terenu. Obecne technologie czujników i kamer oraz dopasowane algorytmy przetwarzania obrazu umożliwiają teraz systemy asystujące, które są dostosowane do odpowiednich wymagań klientów i typu mobilnej maszyny roboczej. Wdrażając to, programiści nie opierają się po prostu na jednym typie czujnika: pełny model otoczenia uzyskuje się tylko poprzez połączenie informacji z różnych czujników, co jest znane jako fuzja czujników – podstawowy warunek wstępny niezawodności i bezpieczeństwa systemów wspomagania kierowcy i autonomiczna jazda.
Wykorzystanie czujników LiDAR (Light Detection And Ranging) w coraz większym stopniu uzupełnia technologie kamer, radarów i ultradźwięków. Czujniki te mają na celu pomóc autonomicznie pracującym maszynom w osiągnięciu przełomu w sektorze pozadrogowym i są uważane przez ekspertów, takich jak Aine Denari, starszy wiceprezes i dyrektor generalny działu elektroniki i zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy ZF, za jeden z nich. kluczowych technologii. Systemy LiDAR rejestrują otoczenie na podstawie światła widzialnego, ultrafioletowego lub podczerwonego i generują bezszwową chmurę punktów 3D, nawet w deszczu, mgle, kurzu czy ciemności. Dodatkowe przetwarzanie danych GPS dodatkowo usprawnia nawigację w czasie rzeczywistym, umożliwiając zapobieganie potencjalnym kolizjom. To z kolei umożliwia wykonywanie prac polowych, takich jak siew i precyzyjne stosowanie nawozów i środków ochrony roślin, w nocy bez utraty precyzji. Jeżeli ciągnik jest również w stanie pozyskiwać dane ze stacji meteorologicznych, możliwe jest określenie, kiedy warunki pracy na polu są optymalne.
Moc obliczeniowa do połączenia z chmurą
Aby maszyny mogły wykonać te procesy, muszą odpowiednio przetwarzać dane. Proste systemy sterowania automatyką szybko osiągają swoje granice. Znacznie wyższa moc obliczeniowa najnowszych komputerów klasy high-end i jednostek telematycznych umożliwia wdrażanie autonomicznych funkcji maszyn rolniczych i budowlanych. Ich wysoka wydajność sprawia, że nadają się również do maszyn, które komunikują się ze sobą bezpośrednio i przesyłają dane do chmury. Podczas gdy w przeszłości ciągniki, kombajny i sieczkarnie stanowiły oddzielne jednostki, komunikacja maszyna-maszyna (M2M) umożliwi im w przyszłości autonomiczną wymianę między sobą informacji, takich jak ładowność, prowadząc do optymalizacji proces zbioru i logistyki. Ta wysoka wydajność przetwarzania umożliwia również precyzyjną koordynację wielu maszyn. Wyposażone w precyzyjną kinematykę w czasie rzeczywistym i połączone za pomocą bezprzewodowego łącza danych, pojazdy wymieniają informacje o swojej pozycji, prędkości i ustawieniach osprzętu, umożliwiając na przykład wdrożenie „elektronicznego dyszla”. Ten scenariusz, w którym kilka maszyn przetwarza pole w sieci, nazywa się plutonowaniem. Innym takim scenariuszem jest synchronizacja z dronem.
Od 27 lutego do 5 marca 2022 roku SYSTEMS & COMPONENTS zaprezentuje aktualny stan wiedzy w zakresie częściowo zautomatyzowanej obsługi mobilnych maszyn roboczych. Nowoczesne systemy wspomagania, hybrydyzacja i elektryfikacja, inteligentne czujniki i wysokowydajna telematyka: wystawiające firmy skupią się na szerokiej gamie technologii, aby przenieść obsługę mobilnych maszyn roboczych na zupełnie nowy poziom. „Future Lounge”, forum eksperckie odbywające się w tym samym czasie co SYSTEMS & COMPONENTS, będzie również oferować raporty terenowe i ekscytujące wglądy w podejścia do rozwiązań stosowane przez wiodących producentów maszyn budowlanych i rolniczych.