Беспилотный большегрузный карьерный самосвал «Юпитер» от ПАО «КамАЗ»

Объявление в апреле о выходе КАМАЗа на рынок большегрузной карьерной техники грузоподъёмностью от 27 до 200 т под общим названием «Юпитер» прозвучало как гром среди ясного неба. Специалистам ясно, что рынок карьерного транспорта уже давно поделён и выход на него не так прост, как кажется на первый взгляд. Но самое интересное, что новостью это по большому счёту не стало, если вспомнить, что притязания уже были осуществлены в рамках проекта «Самсон» (60-тонный КАМАЗ-65805 «Атлант») и грядущего развития гаммы 45-70-тонных автомобилей дорожного габарита.

Предварительные эскизы беспилотного карьерного самосвала КАМАЗ проекта «Юпитер» грузоподъёмностью свыше 200 т © gruzovikpress.ru

Однако новость в другом: ПАО «КАМАЗ» сразу же устремилось развивать сегмент беспилотных автомобилей высокой грузоподъёмности в рамках проекта «Юпитер», благо опыт уже имеется в рамках НИОКР «Одиссей». В НТЦ КАМАЗа под кураторством главного конструктора по инновационным автомобилям Сергея Назаренко, проект разделён по нескольким сегментам грузоподъёмности: 28-30 т, 90-100 т, 125-150 т и 200-260 т, которые объединены по платформам и компонентной базе. Щекотливость ситуации заключается в том, что вся линейка способна составить конкуренцию на рынке продукцию БЕЛАЗы, Komatsu, Caterpillar, Hitachi и Liebherr.

К слову сказать, до КАМАЗа среди отечественных производителей свои силы в карьерной технике уже пробовали ЧСДМ (завод им. Колющенко, шарнирно сочленённые самосвалы ВДС-16 и ВДС-25) в начале 2000-х и ТОНАР из подмосковного Губино.

Участники проекта

Прелюдией к разработке послужил Договор № 40-2019 на выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ от 17 сентября 2019 г. между ПАО «КАМАЗ», и ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева». Документ оформлен на основании конкурса по постановлению Правительства № 218 (в документации 11-й очереди, изданной в сентябре 2019 года расширен список направлений, по которым могут проводиться научно-исследовательские и опытно-конструкторские и технологические работы (НИОКТР).

Изначально цель работы состояла в создании опытного образца карьерного самосвала КАМАЗ грузоподъемностью 130 тонн, предназначенного для перевозки горной массы на разрезах Кузбасса и России по безлюдной добыче полезных ископаемых в системе «Умный карьер».

© gruzovikpress.ru

Это стало прологом для создания в 2020 года в институте информационных технологий, машиностроения и автотранспорта ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева» нового направления «Автомобили в транспортных технологиях» для подготовки специалистов по созданию и обслуживанию автотехники, в том числе и беспилотной. А уже в конце 2020 года стартовал проект «Создание высокотехнологичного производства семейства роботизированных карьерных самосвалов грузоподъемностью до 90 т с электромеханической трансмиссией на основе цифровых технологий». Подключение давнего соисполнителя КАМАЗа – МГТУ имени Н.Э. Баумана позволило также сюда включить и вилку грузоподъёмности в 65-90 метрических тонн.

Индустриальными партнёрами стали «Кемеровохиммаш» (филиал АО «Алтайвагон»), АО ХК «СДС-Уголь», а также угольные компании, ведущие открытые горные работы. Процесс коммерциализации с нулевого этапа (где доминирует лишь идея) должен пройти три этапа.

Этапы работ выполнения научного исследования © gruzovikpress.ru

Первый – быстрый анализ, а результате которого идёт разработка на ранней стадии, в которой проверяется обратная реакция.

Второй этап – включает в себя такой инструмент как «венчурная оценка» и заканчивается стадией конечной версии прототипа. После чего в процесс запускается оформление бизнес плана. Он и станет третьим этапом, в котором начинается запуск производства и принимается решение о рыночной диверсификации.

Как одна из мер снижения экологического воздействия на среду предполагается комплектовать беспилотники КАМАЗ криогенными бортовыми топливными системами (КБТС) работающих на метане. В том же КубТУ в 2020 году начата разработка импортозамещающего комплекта автоматики (КА) для КБТС, обеспечивающих эксплуатацию карьерных самосвалов в двухтопливном (газодизельном) режиме и системы испарения (регазификации) сжиженного природного газа (СПГ) в КБТС.

Кстати, а что там с рынком?

Линейка будущих карьерных самосвалов КАМАЗ «Юпитер» грузоподъёмностью 27 – 260 т © gruzovikpress.ru

Предварительные параметры некоторых самосвалов проекта «Юпитер».

Ставки растут быстрее желаний

Высокотехнологичное производство беспилотного автосамосвала ПАО «КАМАЗ» грузоподъёмность 220 т для угольного карьера (проект «ЮПИТЕР») должно обеспечить производственные мощности в 2027 году, не менее 15 шт.

Основная часть горнодобывающих предприятий России имеют в своём парке карьерные самосвалы БелАЗ грузоподъёмностью 90; 130; 160; 180; 220; 240; 290; 320; 360 и даже 450 тонн. Причём только в Кузбассе сконцентрировано более 2500 единиц карьерной техники.

Производство беспилотного карьерного самосвала челночного типа ПАО «КАМАЗ» грузоподъемность 220 т (проект «ЮПИТЕР») должно обеспечить производственные мощности: в 2023 году, не менее 1 шт.; в 2024 году, не менее 3 шт.; в 2025 году, не менее 5 шт.; в 2026 году, не менее 10 шт.; в 2027 году, не менее 15 шт. Потенциальный спрос на карьерные самосвалы ПАО «КАМАЗ» после выхода на полную производственную мощность прогнозируется на уровне 100 единиц в год.

Основные потребители беспилотного карьерного самосвала челночного типа ПАО «КАМАЗ» грузоподъемность 220 т и возможная структура предзаказа © gruzovikpress.ru

Период производства единицы продукции должен составить до 10 в год при потенциальном спросе в 100 единиц. Оптовая цена определена в 132 млн, а розничная – 200 млн руб. для 220-тонных самосвалов.

В процессе моделирования финансовых показателей учитывалось, что выпуск продукции начинается после завершения работ по НИОКР и валовой объём продаж на конец 2027 года должен составить 2 млрд руб., где чистая прибыль – 530 млн рублей. Окупаемость проекта должна составить 83 месяца, при этом планируется создать 30 рабочих мест.

На этапе бизнес-оценки проекта «Юпитер» имеется предзаказ на 200 единиц техники: 75 машин для «СДС-Уголь», ещё 125 машин предполагают заказать СУЭК, «Кузбассразрезуголь» и «Стройсервис».

Многотонные роботы-самосвалы

Учёные МГТУ и КузГТУ планирует создать высокотехнологичное производство роботизированных карьерных автосамосвалов с электрической трансмиссией и электрохимическими накопителями энергии (батареями), без использования двигателя внутреннего сгорания.

Применение такого самосвала позволит значительно повысить безопасность и энергоэффективность в карьере, тем самым увеличить рентабельность добычи твёрдых полезных ископаемых. Один из вариантов повышения эффективности производства – снижение затрат на процесс транспортировки. Применение в карьерных самосвалах накопителей энергии (батарей или конденсаторов) по сравнению с ДВС приведет к значительной экономии на топливе, а также положительным образом скажется на экологической обстановке в карьерах. Применение накопителей позволит снизить затраты на обустройство карьера (монтаж сети) и не вызовет проблем при эксплуатации контактной сети при неблагоприятных погодных условиях.Кроме того, возможна реализация полностью беспилотного движения автосамосвалов в карьере и оптимизация движения при выполнении транспортной задачи по известному маршруту. Это возможно благодаря применению оптимальных законов управления в беспилотном режиме движения путем программного управления тяговыми двигателями.