Od kilku lat w maszynach roboczych, takich jak koparki, wozidła, równiarki, walce, kruszarki czy betonomieszarki, stosowane są systemy zdalnego monitorowania ich pracy. Przynoszą one wiele korzyści, które pozwalają użytkownikom zaoszczędzić pieniądze i troski.
Producenci, tacy jak Volvo, Komatsu, Cat, JCB, stosują w swoich maszynach opracowane przez siebie systemy monitorowania GPS. I tak:
- Volvo - CareTrack
- Komatsu - Komtrax
- Cat - VisionLink
- JCB - LiveLink
W Polsce istnieją również firmy, m.in. Navifleet (marka należąca do działającej w branży IT od 2005 roku firmy Intellect), tworzące nowoczesne systemy oparte na technologii GPS, umożliwiające sprawne monitorowanie m.in. maszyn roboczych.
Maszyny zwykle wykonują swoje zadania niekiedy na stosunkowo niewielkim terenie danej budowy, w związku z tym szereg informacji, takich jak prędkość czy przemieszczanie się na mapie, nie są kluczowe. Istotne jest natomiast zautomatyzowanie szeregu czynności, typowych przy rozliczaniu pracy maszyn budowlanych i kosztów ich eksploatacji.
Kolejnym kryterium związanym są takie aspekty, jak: niezawodność maszyny, szybkość reakcji na zauważone usterki i awarie, co z kolei wiąże się z dostępnością do serwisu i części zamiennych. Dużą rolę oczywiście odgrywa w tym również operator, sumiennie wykonujący czynności obsługowe, co pozytywnie wpływa na wydłużenie żywotności maszyny. Jest to jedna strona medalu. Druga strona natomiast to zastosowanie i pełne wykorzystanie systemów zdalnego sterowania.
Korzyści, jakie dają tego typu systemy, to m.in.: poprawa stopnia wykorzystania maszyny, zmniejszenie kosztów związanych z jej eksploatacją, utrzymanie w dobrym stanie technicznym, a co za tym idzie - zwiększenie bezpieczeństwa pracy.
Nadzór operatorów
Lokalizacja maszyn roboczych w czasie rzeczywistym pozwala na bieżącą obserwację, gdzie w danej chwili znajdują się poszczególne jednostki. Użytkownik systemu jest informowany, czy maszyna w danym momencie jest uruchomiona, czy pracuje i kto ją obsługuje. System rejestruje przerwy i rzeczywisty czas pracy operatorów. Dzięki zdefiniowaniu obszaru geograficznego, w którym dozwolona jest praca maszyny, można wyeliminować sytuacje wykonywania zadań w miejscach niedozwolonych.
Moduły systemów zdalnego sterowania
Systemy zdalnego sterowania pozwalają na bieżąco trafiać do osób zarządzających operatorami. Dzięki raportom czasu pracy maszyn, operatorów oraz zużytego paliwa, możliwa jest kontrola kosztów na poszczególnych budowach, a co za tym idzie - bardziej precyzyjne i bardziej zautomatyzowane rozliczenia zrealizowanych usług.
W systemach zdalnego sterowania pracą maszyn roboczych najczęściej spotykanymi modułami są:
- kontrola czasu pracy,
- kontrola stanu pracy maszyny,
- kontrola zużycia paliwa,
- kontrola poziomu paliwa znajdującego się w zbiorniku,
- ciągła lokalizacja maszyny.
Moduł kontroli czasu pracy
Moduł kontroli czasu pracy jest bardzo istotny w wielu przedsiębiorstwach. Analiza czasu pracy operatorów pozwala ocenić, na ile wywiązują się ze swoich obowiązków i czy efektywnie wykonują powierzone im zadania. Dzięki temu możliwe jest tworzenie sprawiedliwych systemów ocen operatorów i rozliczanie z zaplanowanych działań. To oczywiście nie tylko kwestia dobrej atmosfery pracy w przedsiębiorstwie, ale także wymierne korzyści finansowe. Są jednak firmy, w których kwestia kontroli czasu pracy ma bezpośrednie przełożenie na ewentualne straty. W takim przypadku przedsiębiorstwa te zobligowane są do bezwarunkowego przestrzegania czasu pracy operatorów.
W rzeczywistości samokontrola operatora nie zawsze jest w stu procentach skuteczna. Przez Internet można na bieżąco sprawdzać czas pracy operatorów i w razie potrzeby reagować na nieprawidłowości.
Monitoring pozwala także wyłapać nieuczciwych operatorów. Kradzież paliwa z maszyn to wciąż powszechny proceder. Kontrola czasu pracy w odniesieniu do raportów o zużyciu paliwa daje pracodawcy pełen obraz sytuacji i namacalne dowody w przypadku ewentualnych naruszeń czy kradzieży. Monitoring pozwala na dokładne rozliczanie operatorów z wykonywanych czynności.
Moduł kontroli stanu pracy maszyny
Powyższy moduł jest uzupełniony o moduł kontroli stanu pracy maszyny, który rejestruje parametry, m.in.: prędkość obrotową silnika spalinowego, wydajność pompy hydraulicznej czy jakże istotne ciśnienie w układzie hydraulicznym. Należy przy tym wziąć pod uwagę fakt, że parametry te zmieniają się w zależności od warunków, w jakich dana maszyna pracuje, a także od operatora, który z jej pomocą realizuje powierzone mu zadania. Dzięki modułowi kontroli stanu pracy maszyny, użytkownik (właściciel), rejestrując jej pracę, ma obraz tego, czy dany operator wykonuje swoje zadania, czy może maszyna ma tylko uruchomiony silnik, co prowadzi niekiedy do nadużyć ze strony operatorów związanych z deklarowanym przez nich czasem pracy.
Moduł kontroli zużycia paliwa
Na największe koszty utrzymania maszyn roboczych składa się przede wszystkim zakup paliwa. Dzięki systemowi monitorowania i modułowi kontroli zużycia paliwa można mieć realny wpływ na obniżenie tych kosztów. Wprawdzie systemy monitorowania same nie rozwiązują problemów związanych z dużymi wydatkami na paliwo, ale mogą być skutecznym narzędziem w rękach osób zarządzających flotą maszyn. To także pośrednio zadanie dla przełożonych zarządzających operatorami, którzy dzięki właściwemu dysponowaniu zadań do wykonania mogą mieć realny wpływ na sposób użytkowania maszyn, które obsługują. Dużym wsparciem w zarządzaniu są dla nich dane przekazywane przez monitoring maszyn GPS.
Moduł kontroli zużycia paliwa umożliwia nie tylko monitorowanie liczby przepracowanych roboczogodzin, które w oczywisty sposób wpływają na koszty paliwa, ale także daje możliwość obserwowania metod pracy i jazdy. Dzięki temu modułowi możliwa jest oszczędność paliwa na poziomie od kilku do nawet kilkudziesięciu procent.
Użytkownik maszyny ma możliwość obserwacji tworzonego wykresu, na którym widoczny jest poziom paliwa w danym dniu roboczym i o określonej godzinie.
Informacje z modułu kontroli zużycia paliwa przekazywane są do aplikacji, a dane ukazują się w panelu administracyjnym użytkownika. Wskaźniki pobierane są bezpośrednio z komputera maszyny w czasie rzeczywistym. Są to takie dane jak: zużycie paliwa, norma spalania danej maszyny, zadana norma paliwa liczona z przepracowanych godzin, czy informacje o tankowaniu (odbywającym się najczęściej w miejscu pracy maszyny) oraz praca na biegu jałowym.
Moduł ciągłej lokalizacji maszyny
W systemach sterowania pracą maszyn stosowany jest moduł ciągłej lokalizacji maszyny roboczej. Dzięki lokalizacji w czasie rzeczywistym możliwe jest kontrolowanie pracy zarówno maszyny, jak i operatora. Drugą ważną funkcją, jaką ma do spełnienia moduł lokalizacji, jest zabezpieczenie przed kradzieżą. W tym przypadku monitoring może działać w dwojaki sposób: poprzez blokadę rozruchu w przypadku nieuprawnionej próby uruchomienia (identyfikacja operatora). Natomiast, jeśli maszyna zostanie załadowana np. na platformę bez jej uruchamiania, system wykryje jej ruch przy wyłączonej stacyjce i wygeneruje zdefiniowane wcześniej powiadomienie lub alarm.
Sygnały diagnostyczne o stanie pracy
Systemy zdalnego sterowania pracą maszyny roboczej mają wbudowany moduł, pozwalający na przesyłanie sygnałów diagnostycznych o stanie pracy maszyny. Wśród tych sygnałów są m.in.: temperatura cieczy chłodzącej silnika, temperatura oleju silnikowego, ciśnienie oleju hydraulicznego w układzie hydraulicznym roboczym, stopień zanieczyszczeń oleju hydraulicznego, stopień zanieczyszczenia filtra paliwa i powietrza. Sygnały te pozwalają między innymi operatorowi maszyny szybko zareagować na zauważone ewentualne usterki i tym samym zapobiec ewentualnej awarii maszyny, zapewnić w odpowiednim czasie zakup niezbędnych materiałów eksploatacyjnych i części zamiennych, by tym samym wydłużyć żywotność maszyny.
Oszczędności wynikające z niwelowania pracy silnika na biegu jałowym
Każda godzina przestoju na biegu jałowym to zużycie paliwa na poziomie średnio 3,5 l. Mało kto przywiązuje do tego uwagę, postrzega jako trywialne, ale jeśli ma się pięć maszyn, a każda z nich pracuje średnio 30 minut dziennie na biegu jałowym, traci się wówczas duże pieniądze. 2,5 godziny dziennej bezczynności maszyny na biegu jałowym, mnożąc przez 5 dni w tygodniu, licząc 5 zł za litr paliwa, daje kuriozalną kwotę 218 zł/miesiąc niepotrzebnych kosztów.
Należy również przy tym pamiętać, że ponowne uruchomienie silnika nie zużywa więcej paliwa niż 30 sekund pracy na biegu jałowym. Operatorzy często pozostawiają maszynę na biegu jałowym tylko w celu używania klimatyzacji - a właściciela maszyny kosztuje to spore pieniądze.
Podsumowanie zalet systemów zdalnego sterowania
Przedstawione w niniejszym artykule moduły systemów zdalnego sterowania pracą maszyn roboczych są niewątpliwie ciekawym narzędziem, ułatwiającym użytkowanie parku maszynowego i zarządzanie nim. A oto główne ich zalety:
- Łatwe monitorowanie pracy, dzięki czemu właściciel może informować operatorów na placu budowy o problemach z maszyną, a nie na odwrót.
- Monitorowanie ciągłe, pozwalające zwiększyć wydajność.
- Wczesne otrzymywanie alarmów i informacji o kodach błędów, co pozwala zapobiegać poważniejszym awariom.
- Moduł antykradzieżowy to wygodny sposób na ochronę firmy, która jest właścicielem maszyny. Dobrze sprawdza się również funkcja aktywnego śledzenia.
- Umożliwiają sprawdzanie liczby mtg i obliczanie czasu pracy operatorów.
- Są pomocne użytkownikom w prowadzeniu konserwacji i planowaniu przeglądów technicznych, dzięki śledzeniu czasu wykorzystania i przestojów. Mogą również analizować zużycie paliwa w skali dnia i w przeliczeniu na godzinę.
- Po zalogowaniu się, pozwalają o dowolnej porze dnia sprawdzić maszynę bez potrzeby wyjazdu na plac budowy - wystarczy do tego komputer, tablet lub smartfon.
- Dają możliwość monitorowania prawidłowego działania maszyny i zużycia paliwa, a także optymalizowania czasu pracy.
- Informują o zaistniałych problemach, stosowny komunikat pojawia się na wyświetlaczu w maszynie. Operator może wtedy połączyć się z serwisem drogą radiową, nie musi zatrzymywać maszyny, a serwis może dokonać zdalnej diagnostyki.
- Wbudowany moduł do kontrolowania zużycia paliwa i monitorowania czasu pracy pozwala co roku w przeliczeniu na maszynę oszczędzić nawet kilka tysięcy litrów paliwa rocznie.
Kluczowym elementem jest tutaj zbieranie i analizowanie danych - od tych, które wskazują na bezpieczną eksploatację maszyny, po raporty, które umożliwiają kierownikom floty ocenę potrzeb. Rozumienie, jak zdobywać, analizować i wykorzystywać dane dotyczące maszyn, może uczynić Cię bardziej efektywnym przedsiębiorcą, wpływając pozytywnie na wyniki finansowe.
Telematyka w budownictwie - wyzwania i możliwości
Wdrożenie telematyki i systemów zarządzania maszynami to nie tylko korzyści, ale również wyzwania. Maszyny wyposażone w telematykę dostarczają danych, które pozwalają menedżerom zoptymalizować prace na placu budowy. Taka inteligencja pozwala operatorom na bardziej efektywną pracę, jednocześnie obniżając koszty i zwiększając bezpieczeństwo.
Jak zatem działają systemy telematyczne? Wykorzystują GPS oraz inne technologie do przesyłania i odbierania danych w czasie rzeczywistym, co pozwala podejmować bardziej świadome decyzje. Te informacje mogą dotyczyć czasu bezczynności, efektywności paliwowej czy też alertów konserwacyjnych, które pomagają unikać kosztownych przestojów.
Przykładem może być sytuacja, gdy konieczne jest przemieszczenie dużej ilości ziemi lub skał przy budowie nowej drogi. Wówczas koparka musi załadować ciężarówki optymalną ilością materiału, bez powodowania opóźnień wynikających z czekania na załadunek. Maszyny wyposażone w systemy wagowe na pokładzie mogą wykorzystywać dane z telematyki do zapewnienia optymalnych załadunków w każdym cyklu.
Jak działa sterowanie maszyną
Telematyka to jednak dopiero początek. Sterowanie maszynami na przykładzie koparek stanowi doskonały przykład. Ze względu na szeroki zakres zastosowań koparek, takie systemy są nieocenione. Proste funkcje informują operatora na wyświetlaczu w kabinie, kiedy został osiągnięty docelowy poziom głębokości lub nachylenia, zapobiegając w ten sposób kosztownym poprawkom.
Systemy telematyczne usprawniają również procesy wykraczające poza automatyzację maszyn. Przykładem może być optymalizacja załadunku. Możliwe jest zdigitalizowanie tego procesu - od zamówienia na załadunek po jego rejestrację - co łączy maszynę ładującą, ciężarówkę oraz biuro na placu budowy w ramach jednej, zintegrowanej komunikacji.
Możliwość otrzymywania informacji w czasie rzeczywistym na urządzenia mobilne czy komputer pozwala na monitorowanie różnorodnych działań, ludzi, placów budowy i maszyn - niezależnie od marki.
Jednym z największych atutów systemów sterowania maszynami jest to, że pomagają operatorom na każdym poziomie doświadczenia w osiąganiu wyższej wydajności i produktywności. Nawet doświadczeni operatorzy mogą czasami wpaść w złe nawyki i niewłaściwie eksploatować maszyny. Jednak dzięki telematyce menedżerowie mogą otrzymywać raporty dotyczące potencjalnych błędów użytkowania maszyn.
Dzięki telematyce możliwe jest śledzenie lokalizacji i użytkowania sprzętu w czasie rzeczywistym, co pozwala menedżerom na szybką identyfikację maszyn będących w użyciu oraz tych, które są bezczynne.
Mimo licznych zalet, systemy telematyczne wiążą się również z wyzwaniami. Przechowują ogromne ilości danych, co budzi obawy o ich bezpieczeństwo. Przemysł budowlany szybko zmierza w kierunku nowej ery, napędzanej danymi i technologią.
Maszyny autonomiczne - przyszłość budownictwa
Floty gigantycznych, 300-tonowych wozideł poruszające się z milimetrową precyzją po kopalni odkrywkowej, 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Bez kierowców, bez przerw, bez błędów. To, co jeszcze dekadę temu brzmiało jak scenariusz filmu science-fiction, dziś jest rzeczywistością w największych kopalniach na świecie. Technologia maszyn autonomicznych, rozwijana przez liderów branży jak Caterpillar i Komatsu, rewolucjonizuje przemysł wydobywczy.
Jak działa maszyna autonomiczna?
Autonomiczna maszyna budowlana to nie jest samoświadomy robot. To zaawansowany pojazd naszpikowany technologią, który wykonuje precyzyjnie zaprogramowane zadania w kontrolowanym środowisku.
Pionierzy autonomii: Komatsu vs. Caterpillar
Komatsu to niekwestionowany pionier i lider rynku. Swój system AHS wdrożył komercyjnie już w 2008 roku w kopalni miedzi w Chile. Do dziś autonomiczne wozidła Komatsu przetransportowały już ponad 5 miliardów ton materiału - więcej niż jakikolwiek inny producent.
Odpowiedź firmy Caterpillar jest jeszcze bardziej kompleksowa.
Kluczowe zalety maszyn autonomicznych
- Wydajność: Maszyny pracują non-stop, bez przerw, z optymalną prędkością i idealnie zaplanowanymi cyklami.
- Niższe koszty eksploatacji: Autonomiczne systemy jeżdżą płynniej niż człowiek - bez gwałtownego hamowania i przyspieszania.
Czy maszyny autonomiczne zabiorą pracę operatorom?
W perspektywie krótkoterminowej - nie. Zmienią raczej charakter ich pracy. Zamiast siedzieć w kabinie jednej maszyny, jeden operator będzie mógł nadzorować pracę kilku autonomicznych jednostek z bezpiecznego centrum kontroli.
Kiedy zobaczymy autonomiczną koparkę na budowie domu?
Prawdopodobnie nieprędko. Chaotyczne, dynamicznie zmieniające się środowisko typowej budowy to ogromne wyzwanie dla obecnej technologii.
Czy można przerobić koparkę na autonomiczną?
Nie. Obecne systemy autonomiczne to głęboko zintegrowane rozwiązania fabryczne, wymagające specjalnej architektury elektronicznej i hydraulicznej.
Nawet najbardziej zaawansowana autonomiczna maszyna wciąż posiada silnik, układ hydrauliczny i podwozie, które ulegają zużyciu. Płynna praca autonomicznych systemów zmniejsza obciążenia, ale nie eliminuje potrzeby serwisu. Niezależnie od tego, czy Twoją flotą zarządza człowiek, czy komputer, o jej sprawności decyduje jakość części eksploatacyjnych.
Inteligentne systemy sterowania maszynami
Pamiętasz czasy, gdy precyzyjne profilowanie terenu wymagało dziesiątek palików, linek i ciągłych pomiarów przez geodetę? Te czasy powoli odchodzą w zapomnienie. Dziś na place budów wjeżdżają "inteligentne" maszyny, które wiedzą, gdzie i jak głęboko mają kopać. Systemy takie jak Komatsu i-MC (intelligent Machine Control) czy Caterpillar Grade with 3D to rewolucja, która automatyzuje najtrudniejszą część pracy operatora.
Najprościej mówiąc, jest to zintegrowany system, który łączy cyfrowy projekt terenu (załadowany do komputera maszyny) z precyzyjnym pozycjonowaniem GPS i zaawansowaną hydrauliką. Jego celem jest półautomatyczna lub w pełni automatyczna kontrola nad osprzętem roboczym.
Jak działają systemy sterowania maszynami?
- Czujniki (IMU): Zestaw czujników żyroskopowych i przechyłu na ramieniu, wysięgniku i podwoziu stale mierzy kąty nachylenia każdego elementu.
Jak to działa w praktyce?
Operator nie jest całkowicie zastąpiony. Asystent Głębokości i Nachylenia: Operator przyciąga ramię do siebie, a system automatycznie steruje wysięgnikiem i łyżką, utrzymując krawędź tnącą idealnie na zaprogramowanej głębokości i pod zadanym kątem.
Kluczowe korzyści inteligentnych systemów
- Ogromny wzrost wydajności: Praca jest wykonywana dobrze za pierwszym razem. Eliminuje to potrzebę kosztownych poprawek i pomiarów kontrolnych.
- Oszczędność paliwa i materiałów: Maszyna wykonuje mniej zbędnych ruchów i przemieszcza dokładnie tyle materiału, ile potrzeba.
Systemy 2D vs. 3D
- System 2D pomaga utrzymać zadaną głębokość i spadek, ale wymaga referencji z lasera lub punktu odniesienia na budowie.
- System 3D wykorzystuje dane z cyfrowego modelu terenu, co pozwala na bardziej precyzyjne odwzorowanie projektu.
Niezawodność systemów i utrata sygnału GPS
Są bardzo niezawodne. W przypadku chwilowej utraty sygnału GPS, systemy IMU podtrzymują pozycjonowanie przez krótki czas.
Automatyzacja oznacza, że komponenty hydrauliczne - pompa, rozdzielacz, siłowniki - pracują intensywniej i z większą precyzją niż kiedykolwiek wcześniej. Ich sprawność jest absolutnie kluczowa dla prawidłowego działania całego systemu.
