采矿：利用自动化实现重要的行业转型

让我们来看看行业内部的自动化之路，该行业面临着特别长的挑战——例如 680 美元的采矿业。与许多行业一样，采矿业面临着严重的工人短缺，尤其是在危险、困难和偏远的工作条件的推动下。对于采矿业，我们通常谈论的是恶劣的天气条件——比如澳大利亚中部有几个月的极端高温。工人一次离开家数周或数月的地方——住在远离家人的军营里。

为了帮助解决这些问题，采矿业正在将自动驾驶汽车和自动操作变为现实。自主操作使您能够为这些工人提供更好的工作条件。它使您能够在这些条件下 24×7 全天候运营，以最大限度地提高投资。它减少了每台成本数百万美元的设备的磨损。新技术吸引了新的工人和更多样化的人才库，以抵消即将退休的劳动力。

让我们深入挖掘采矿业，看看在实现真正商业价值的同时，向自主运营迈进的方向是如何让生活更美好，以及这如何适用于其他行业，如配送中心、石油和天然气以及制造业。

从模拟到数字再到自主的路径

通常，采矿自动化操作的第一步是数字调度——为司机提供从采矿现场位置到垃圾场的正确路线。我们的一位客户在他们的矿场安装了 IoTwirelessmesh 基础设施，以便在他们的移动车队上交付应用程序，因为远程位置没有蜂窝或无线功能。他们能够在 6 个月内实现投资回报，仅凭卡车没有错过他们的路线。通过数字调度，矿山公司可以确定最佳路径，将其提供给司机，并深入了解偏离该路径的任何情况。

远程操作的安全性和速度

远程操作使数字过程更接近自主。在这里，一名远程操作员可以用同一个操纵杆驱动四台推土机。它不仅对操作员更安全，而且还节省了大量时间和金钱。考虑地下采矿的所有挑战。为了简单地将工人从营房运送到偏远的地下地点，运输巴士单程可能需要一个小时或更长时间。而在炎热的矿井中，工人需要离开他们的设备并进入避难室降温。这不仅要花钱，而且还会使工人处于不安全的地方。借助由工业物联网接入点和交换机提供支持的远程操作，现在只需几分钟即可将远程设备放入为换班工作的地下矿井中。

通过自主操作提供准确性、效率和安全性

让我们看看自主运营如何改变露天采矿和运输卡车。要了解这些作业的规模，请考虑这些运输卡车可承载近 400 吨的有效载荷，并且与 3 辆全尺寸皮卡车一样长。在自主操作中，卡车使用 GPS 坐标自行驾驶以“自动到达”铲斗。然后，铁锹将它捡起的矿石放入拖运卡车。然后运输卡车去倾倒或破碎。

这个过程可以通过自主操作进行更多的微调；可以提取的收入越多。在这个过程中，没有矿石价值的泥土——“覆盖层”——只需要到达垃圾场。相反，有价值的污垢进入破碎机。如果手动调度系统出错，那么您实际上是在倾销利润。现在，通过自主操作，您可以最大限度地减少甚至消除误入路线的机会。

除了效率之外，自主和远程操作都解决了重大的安全问题。这些大型车辆有巨大的盲点——有时它们甚至可以在不知情的情况下碾过那辆全尺寸皮卡车。拥有对车辆和其他设备的位置和动作的可见性和控制是救生的。

为了支持自主操作，可以使用多种接入技术，从提供长距离和低带宽的低频到满足更高数据速率需求的微波。 5G 承诺低延迟和高可靠性——但如今的现实是 Wifi 6 和 Cisco Fluidmesh 等选项。在这里，您可以获得在边缘做出决策以及回传数据（如视频监控）的可靠性和能力。

使用 Cisco Fluidmesh，您可以执行点对点 (PtP)，以满足从主数据中心建筑到矿山周围塔楼的高吞吐量需求。这为利用从塔到露天矿区拖车的点对多点 (PtMP) 奠定了坚实的基础——扩展视频带宽、斜坡稳定性雷达、脱水泵等。这些拖车可以支持安装在露天矿场上的 Cisco Fluidmesh 端点用于自主操作的移动车队——此外，它们还可以支持接入层的 WiFi 接入点。

利用 Cisco Fluidmesh 和 WiFi 可以支持通用终端设备，如平板电脑、电话和传感器客户端。 LoRaWAN 提供所有电池供电传感器连接所需的连接性，而 LIDAR 则为 GPS 跟踪提供动力。每个接入层都有自己的工作要做，以提供自主操作所需的安全、可靠的网络。

客户案例：Fort Wingate

以高度危险环境中的自动化操作挑战为例– 挖掘炸药。在这里，我们的客户新墨西哥州的 Fort Wingate 必须远程完成所有工作。想象一下驾驶无人机– 但相反，您是在真正的雷区远程操作重型挖掘机设备。这些操作员做出的每一个决定都依赖于提供实时态势感知的高分辨率视频。

运营内部

温盖特堡需要使用三台推土机和三台挖掘机清除大片区域的弹药。由于干扰有源弹药的固有危险，他们需要一个远程系统，允许操作员从安全距离远程驱动设备。该系统最多可以同时操作三台重型设备，这在业内被称为“三把椅子”。

挑战

从无线通信的角度来看，远程操作是一项具有挑战性的应用。对于来自每台挖掘机的实时视频流，它需要低时间延迟、无缝漫游和高上传速度，并且始终需要直接通信。

鉴于该地区的面积和可用的基础设施有限，无线覆盖必须无处不在。此外，移除的材料和在该地区运行的其他车辆可能会造成视线挑战，这个问题通常会导致信号丢失。任何信号衰减，即使是 1/2 秒，通常都会停止远程操作。

结果

Cisco 的 Fluidmesh 提供了一个低延迟无线网络来支持关键任务的实时视频馈送。通过采用基于 MPLS 的协议，Fluidmeshsolution 能够超越网络要求，并保证所有土地清理车辆的切换时间为 0 毫秒，延迟小于 10 毫秒。

为了进一步提高可靠性，FluidmeshWireless MPLS 网络还支持车对车网状网络，从而允许卡车在没有明确信号返回接入点的情况下相互啮合。

接下来 - 复杂的港口世界

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