Digitaalinen kaksonen autonomisen LHD-koneen kunnossapidossa ja analysoinnissa
Hissa, Markus (2022)
Hissa, Markus
2022
Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-12-23
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202301091193
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202301091193
Tiivistelmä
Kaivostyö on ollut pitkään hyvin vaativa ja vaarallinen teollisuuden ala. Kaivostoiminnan automatisointi pyrkii vähentämään kaivostyöläisten työssään kokemaa riskiä ja parantamaan heidän työolojaan. Tämä ei edellytä pelkästään sitä, että toiminta saataisiin automatisoitua. Tämä edellyttää myös sitä, että ihmisen tarvitsisi mahdollisimman harvoin mennä samalle alueelle näiden automaattisesti toimivien koneiden kanssa. Tässä tulee digitaalinen kaksonen avuksi.
Digitaalinen kaksonen on yksi nousussa olevista digitaalisista teknologioista. Se auttaa digitalisoinnissa mahdollistamalla uusia liikemalleja ja päätöksentekojärjestelmiä. Digitaalinen kaksonen on fyysisen järjestelmän rinnalla toimiva simulaatio, joka pystyy ennustamaan muun muassa järjestelmän elinkaaren ja vaikuttamaan sen toimintaan. Ominaispiirteenä digitaaliselle kaksoselle on datan kulkeminen kumpaankin suuntaan fyysisen ja virtuaalisen järjestelmän välillä.
Työn tavoitteena on tutkia digitaalisen kaksosen hyödyntämistä autonomisen Load-Haul-Dump-koneen kunnossapidossa ja sen toiminnan analysoinnissa. Työssä keskityttiin vain maanalaiseen kaivosympäristöön. Työ toteutettiin kirjallisuustutkimuksena.
Tulokset osoittavat, että digitaalisesta kaksosesta on hyötyä Load-Haul-Dump-koneiden automatisoinnissa. Tämä tosin vaatii sen, että digitaalinen kaksonen tehdään riittävän tarkaksi. Sen hyödyntäminen mahdollistaa kehittyneempien huoltostrategioiden käyttämisen, mikä vähentää ihmisen tarvetta kunnossapidossa. Käyttöönotto tulee tosin olemaan kallis ja työläs.
Kaikilta komponenteilta ei kuitenkaan ole vielä mahdollista kerätä riittävän tarkkaa dataa. Tästä esimerkkinä on akku. Koko konetta kattavaa simulaatiota digitaaliselle kaksoselle ei siis voida vielä tehdä. Myöskään ei ole tiedossa paljonko kaivoksen infrastruktuurilta vaaditaan. Aiheena jatkotutkimukselle on käytännön sovellusten toteuttaminen joko simulointiympäristössä tai oikeassa kaivoksessa ja niiden avulla muun muassa infrastruktuurin tiedonsiirtokyvyn vaatimusten selvittäminen.
Digitaalinen kaksonen on yksi nousussa olevista digitaalisista teknologioista. Se auttaa digitalisoinnissa mahdollistamalla uusia liikemalleja ja päätöksentekojärjestelmiä. Digitaalinen kaksonen on fyysisen järjestelmän rinnalla toimiva simulaatio, joka pystyy ennustamaan muun muassa järjestelmän elinkaaren ja vaikuttamaan sen toimintaan. Ominaispiirteenä digitaaliselle kaksoselle on datan kulkeminen kumpaankin suuntaan fyysisen ja virtuaalisen järjestelmän välillä.
Työn tavoitteena on tutkia digitaalisen kaksosen hyödyntämistä autonomisen Load-Haul-Dump-koneen kunnossapidossa ja sen toiminnan analysoinnissa. Työssä keskityttiin vain maanalaiseen kaivosympäristöön. Työ toteutettiin kirjallisuustutkimuksena.
Tulokset osoittavat, että digitaalisesta kaksosesta on hyötyä Load-Haul-Dump-koneiden automatisoinnissa. Tämä tosin vaatii sen, että digitaalinen kaksonen tehdään riittävän tarkaksi. Sen hyödyntäminen mahdollistaa kehittyneempien huoltostrategioiden käyttämisen, mikä vähentää ihmisen tarvetta kunnossapidossa. Käyttöönotto tulee tosin olemaan kallis ja työläs.
Kaikilta komponenteilta ei kuitenkaan ole vielä mahdollista kerätä riittävän tarkkaa dataa. Tästä esimerkkinä on akku. Koko konetta kattavaa simulaatiota digitaaliselle kaksoselle ei siis voida vielä tehdä. Myöskään ei ole tiedossa paljonko kaivoksen infrastruktuurilta vaaditaan. Aiheena jatkotutkimukselle on käytännön sovellusten toteuttaminen joko simulointiympäristössä tai oikeassa kaivoksessa ja niiden avulla muun muassa infrastruktuurin tiedonsiirtokyvyn vaatimusten selvittäminen.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8800]