提及日本，匠人精神幾乎是無人不知無人不曉的特質，這一點也在小松（Komatsu）身上得到了充分體現。研究這個行業的人都知道，如果說卡特彼勒坐上了無人駕駛礦卡領域的頭把交椅，那么小松便是對其威脅性最大的企業。
來自日本的小松創建于1921年，今年是小松成立的第100個年頭。依靠品質第一的理念，小松在礦山機械領域站穩了腳跟。但創新，一直也是小松所看重的，經歷百年經營，小松創新的腳步從未停止。
上世紀末，隨著技術的不斷變革，小松研發的自動運輸系統——AHS便有了雛形，小松也成為全球較早嘗到自動運輸系統甜頭的企業之一。截至2020年底，小松共有221輛裝備了AHS的車輛在全球部署。但這并不是小松的終局，小松最終希望實現的，是整個施工現場的智能化。
01 構建AHS的商業帝國
1、2005年，小松在智利的銅礦進行自動運輸系統試驗。通過傳感器、控制器和通訊組件等設備，小松實現了礦車在一些控制指令之下進行自動行駛。
2、2008 年，小松的自動駕駛礦用車首次在智利的銅礦實現了商業化部署。這一年，成為小松歷史上值得記錄的一年。從此之后，小松在無人駕駛領域的道路越走越遠，成為全球無人駕駛礦卡領域的領頭羊。
3、2017年9月，為了進一步拓展自動運輸系統的價值，在澳洲礦業巨頭力拓(Rio Tinto)現有的礦區，小松成功完成了標準型自卸卡車加裝自動運輸系統套件的試運行。這套安裝于小松220噸級830E型電驅動標準型自卸卡車上的改裝配件，能夠使卡車在自動駕駛的模式下運行。
4、日前，已經實現自動駕駛礦用卡車商業化部署的小松又有了新動作。據報道，小松計劃在巴西的卡拉加斯礦山增加37臺930E無人駕駛礦車。這是小松在全球四個國家的10個礦山部署AHS業務的又一動作，也是其在南美市場的進一步拓展。
在3年前的2018年，小松的AHS投入商業運行整整十年，當時，共有超過100臺無人駕駛自卸卡車在澳大利亞、北美洲和南美州運行。然而，僅僅在三年后（截至2020年3月31日），小松在其2020年財報中公布，小松共有221輛裝備了AHS的車輛在全球部署。小松礦業事業部市場部總經理黑川俊夫曾表示，“我們的礦業客戶在向自主運輸過渡的技術和設備上的持續投資，凸顯了該系統所提供的價值。”
所謂AHS，即小松的自動運輸系統，是一個綜合性的礦山車隊管理系統，2008年首次在智利銅礦實現商業化部署。小松全球業務發展總監Brian Yureskes曾經表示，自動化系統中有一系列技術和設備，包括有人駕駛車輛、計算機輔助有人駕駛車輛、遠程控制車輛，以及完全由人工智能操控的車輛。
另據公開信息，在一些引入AHS的礦區，小松也在通過開設培訓課程等方式，為工作人員提供操作和養護培訓，以便讓AHS系統真正有效運轉起來。
放眼全球，美國的卡特彼勒、日本的小松把控著全球主要的無人駕駛礦卡市場，其中的澳大利亞成為無人礦卡的“試驗田”，并在首次引入無人礦卡之后一步步深入與卡特彼勒和小松的合作。而在國內，2019年被稱為礦區無人化元年，2020年八部委聯合印發《關于推進煤礦智能化發展的指導意見》，鼓勵智慧礦山與礦區無人化發展。
在政策引導與市場需求下，國內也出現了諸多優秀案例，比如在準能集團露天煤礦自卸車無人駕駛系統中，以準能集團智能化建設方針為指引，2020年8月，航天重工與慧拓共同完成了對小松290噸級無人駕駛礦卡的改造，而雙方目前正在積極研發的363噸無人駕駛礦卡項目，不僅有望進一步打破之前創造的最大礦卡項目記錄，也將成為我國完全自主創新的全球最大載重無人駕駛礦用卡車，從解決“卡脖子”難題，到產品填補國內外市場空白。當下，以小松和卡特彼勒燒起的礦區無人化這把火，也正在國內市場熊熊燃燒，儼然燎原之勢。
自動運輸搞定一切
據介紹，AHS由裝備了高精度定位能力GPS系統的車隊監測中心管理，為每輛車指定運輸目的地，車輛通過接收無線指令以合適的速度按照目標路線運行，卡車由GPS、控制中心無線指令(信息)和其它導引裝置來確定車輛在礦山的準確坐標以及周圍的情況，使得自卸車能在無人操作的情況下實現復雜的裝載、運輸和卸載循環的自動運行。
根據公開信息，AHS具備有人駕駛卡車和自動化卡車協同工作的能力，依靠FrontRunner和Dispatch量大系統來實現。其中，FrontRunner負責車輛操作和導航，Dispatch負責車隊管理、位置跟蹤和生產力優化，二者相結合從而實現效益的最大化，被喻為左腦和右腦。
使用FrontRunner實現自動化需要在卡車駕駛室座椅后方安裝一個控制箱，還有用于Wi-Fi和LTE連接的無線天線、GPS定位的一組陀螺儀、雷達、激光器。使用FrontRunner進行卡車操作和交通控制，常常會遇到以下幾個場景：自動卡車交互、有人駕駛車輛交互、防撞探測系統(CDS)、障礙探測系統(ODS)、緊急停車按鈕(ESB)。簡言之，FrontRunner能夠安全地操作每一輛自動化卡車，同時還要跟蹤它們以及該區域內全部有人駕駛車輛的位置，避免發生碰撞等事故。
以有人駕駛車輛交互為例，一輛無人駕駛車輛和有人駕駛車輛交互時，FrontRunner對這兩種車輛進行跟蹤、并掌握它們的行駛、會車和停車等運行狀況，系統根據此信息和有人駕駛車輛的位置進行自動操作和交互管理。
而Dispatch通過使用定制的硬件和軟件，可優化卡車在裝載點和卸載點的任務分配，能生成操作員報告。在當時，這一技術備受市場關注，亦是小松引領自動化市場的一個強力佐證。
同時，在AHS的運營中，中央控制中心通常有2名操作人員，監測著幾個顯示屏并不斷同采坑內人員通信聯絡。據悉，當一座礦山卸載點和開采位置在AHS系統中全部建立并完成定位后，一名訓練有素的操作人員通常可以運行最多達30輛卡車。這便是自動化所展現出的提高效率的證明。
這種經過精密計算的系統，不僅有效的提高了運營效率，同時也可延長工作時間、減少人工成本。另一方面，優化的自動控制系統減少了車輛的突然加速或緊急轉向，使得輪胎使用壽命同比提高40%。業內數據顯示，與傳統的運輸方式相比，自動運輸系統可降低15%以上的裝卸成本。更值得關注的是，精密的計算幫助系統制定了完美的運行方案，大大提高了作業安全。
而在國內，作業安全也是礦區企業首要關心的問題，尤其是在某些地區，特殊的自然環境對礦區安全作業造成了進一步挑戰，而礦區無人化則有望從根本上解決這一問題。2020年5月，神寶能源聯合航天重工與慧拓智能啟動極寒型復雜氣候環境露天礦無人駕駛卡車編組安全示范工程項目，最終形成一套完整的露天礦無人運輸作業系統，目前該項目正在平穩試運行中。項目完成后，對極端環境的克服，不僅僅是對行業技術創新的突破，也意味著無人運輸作業系統在一般環境中的普適性，這將帶來規模化商業應用的巨大潛力。
智能施工才是終極目標
自動化并不僅限于AHS，整個礦區的互聯網化才能最終推動智能礦山的形成。基于智能化的目標，小松還有另一套系統備受矚目——設備運行管理系統-KOMTRAX，負責遠程監控。
據介紹，當設備連接上挖掘機以后，便可通過GPS衛星定位挖掘機設備的位置，回傳挖掘機實時的使用工況和挖掘機維修保養時間到設備管理人員的手機上。設備管理者只需要查看手機就能了解自己設備的使用情況。
小松還推出了另一款系統——KOMTRAX plus，該系統是小松專門針對大型裝備(如礦山卡車)開發的遠程監控系統，通過遠程位置的衛星信號，反饋挖掘機的健康情況，挖掘機工廠通過分析設備的維修記錄盡可能的預判挖掘機將會出現的故障，降低維修成本。
此外，小松采用美國Skycatch無人機對現場進行航拍測量，無人機將配備立體攝像頭和三維激光掃描儀，對施工區域進行掃描從而獲得相關三維數據，然后在電腦上繪制3D立體圖像。數據搜集完成后，將會被上傳到小松云（KomConnect），用戶可以在小松云系統中對現場的三維數據與施工圖數據進行對比，計算出實際施工過程中需要進行的挖土、填土等施工土方量。同時，在小松云中可以對工期、成本等綜合條件進行對比，對施工計劃進行模擬，選擇最佳方案。
小松也在積極與第三方的測量行業如拓普康進行合作，開發專門的測量及設備管理軟件和算法。通過這套軟件，可以方便地上傳設計圖紙，下載工作數據，發送消息，以及使用設備監控和遠程診斷等功能。
不論是AHS還是KOMTRAX，抑或是無人機航拍和研發專門的測量軟件，都在構筑小松智能施工（Smart Construction）解決方案的大局。
2015年，小松開始在日本為建設施工現場提供的“智能施工(SMART CONSTRUCTION)”，即通過采用無人機對施工現場進行3維測量等手段來積極推進現場施工過程的數字化。而在未來，小松將在全球范圍內積極推進“智能施工”的應用，不僅提供高品質、高可靠性的產品，同時也提供服務和全面的解決方案。
作為能源領域智能化的代表，小松的AHS業務勢頭正盛。在疫情的影響之下，無人駕駛所體現的“少人則安，無人則安”的優勢被進一步放大。小松總裁兼CEO小川啓之(Hiroyuki Ogawa)表示，在客戶的工作場所方面，有必要采取一定措施避免擁擠、封閉的空間和親密互動。“為迅速滿足這些需求，未來小松將加快在建筑設備領域的“智能建設數字化轉型”和自動化解決方案的交付，繼續在采礦設備領域提供新平臺、自動運輸系統和遠程操作等解決方案。”小川啓之說道。
此外，小松在其2020年年度財報中也多次提出，要繼續向海外拓展智能施工業務，同時也要在自動化、自動操作、電氣化和遠程控制技術領域取得進一步的發展。
小松的發展軌跡與國內市場有著十分相似的目標。如果說小松正在圍繞施工現場采取智能化戰略布局，那么國內則以政策為主導、市場為引領者，形成一股礦山工業互聯網的旋風，激勵和督促著礦區進行數字化轉型。
