BE1027171B1 - Verfahren und Einrichtung zum automatisierten Betrieb einer vorwiegend im Tagebau einsetzbaren Materialgewinnungsanlage - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betreiben einer Materialgewinnungsanlage, bei der wenigstens ein Abbaugerät (100) zum Erzeugen von Schüttgut und wenigstens ein erstes Fördergerät (105) zum Abtransportieren des abgebauten Schüttgutes vorgesehen sind, und wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Prozesszustand der Materialgewinnung und der Betriebszustand des wenigstens einen Abbaugerätes (100) sowie des wenigstens einen ersten Fördergerätes (105) mittels wenigstens eines autonomen, unbemannten Fahrzeugs (200), insbesondere eines Fluggerätes (200) überwacht werden, wobei an dem wenigstens einen unbemannten Fahrzeug (200) eine Sensorik (205) angeordnet ist, mittels der wenigstens eine den Prozesszustand betreffende physikalische Größe und wenigstens eine den Betriebszustand betreffende physikalische Größe erfassbar sind.

Description

Beschreibung Verfahren und Einrichtung zum automatisierten Betrieb einer vorwiegend im Tagebau einsetzbaren Materialgewinnungsanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer insbesondere im Tagebau einsetz- baren Materialgewinnungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm, ein maschinenlesbarer Datenträ- ger zur Speicherung des Computerprogramms und eine Einrichtung, mittels derer das erfin- dungsgemäße Verfahren durchführbar ist.

Stand der Technik Ein automatisierter Betrieb von hier betroffenen Materialgewinnungs- bzw.

Materialförderan- lagen erfordert eine aufwändige und kostenintensive Sensorik zur kontinuierlichen Datener- fassung, insbesondere zur kontinuierlichen Erfassung der Umgebung eines an der Material- gewinnung aktiv beteiligten, bewegbaren Materialgewinnungsgerätes.

So erfordert z.B. die Erzgewinnung oder Braunkohlegewinnung im (Über-) Tagebau eine kontinuierliche räumliche Überwachung des Umfelds eines Abraumbaggers, z.B.

Schaufelradbaggers, insbesondere in seiner Bewegungs- bzw.

Vorschubrichtung.

Aus DE 10 2016 208 465 A1 geht ein Sensornetzwerk mit einem autonom agierenden Flug- gerät („Drohne“) mit einer Mehrzahl von Sensoren hervor, wobei das Fluggerät einen mobi- len Kommunikations-Hauptknoten aufweist, der mittels einer Sende- und Empfangseinrich- tung zum Senden bzw.

Empfangen von Daten eingerichtet ist.

Die gewonnenen, für eine räumliche 3D-Erfassung einer Umgebung geeigneten Messdaten werden in Echtzeit ausge- wertet.

Zudem wird die Erfassung von Betriebsparametern von Maschinen und Anlagen zur Ableitung wichtiger Informationen bezüglich Betriebsverhalten oder Verschleiß ermöglicht.

Als Sensoren können Abstandssensoren, Drucksensoren, Temperatursensoren, Mikropho- ne, Kameras, 3D-Messeinrichtungen, Gassensoren, Sensoren für thermodynamische Grö- Ben, Vibrationen und/oder Materialuntersuchungen oder Stoffqualitäten, eine globale und/oder lokale Positionsbestimmungseinrichtung mittels GPS sowie ein Gyrometer und/oder Beschleunigungssensor vorgesehen sein.

Ferner geht aus EP 2 930 652 A1 ein Verfahren zur thermischen Überwachung von Indus- trie- oder Kraftwerksanlagen oder deren Anlagenteilen hervor.

Dabei wird ein dreidimensio-

nales Modell eines zu überwachenden Objektes mittels einer Kamera oder Wärmebildkame- ra erfasst und in dem Modell Messpunkte mit zugehörigen thermischen Sollwerten sowie Überwachungszeitpunkte mit zugehörigen Überwachungsabläufen festgelegt. Zum jeweili- gen Überwachungszeitpunkt werden dann der entsprechende, zugehörige Überwachungsab- lauf aufgerufen und an den festgelegten Messpositionen zweidimensionale Thermalbilder der Messpunkte von einer Überwachungsvorrichtung aufgenommen. Die aufgenommenen Ther- malbilder werden von einer zentralen Auswerteeinrichtung mit dem dreidimensionalen Modell abgeglichen. Das Modell kann danach für einen Vielzahl von Überwachungsabläufen für das jeweilige zu überwachende Objekt als Referenz herangezogen werden.

Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei industriell eingesetzten Materialgewinnungs- anlagen, insbesondere bei im Über- und Untertagebau eingesetzten Materialgewinnungsan- lagen und -geräten sowie entsprechenden Materialförderanlagen und -geräten, sowohl eine situative Prozessüberwachung als auch eine Maschinenzustandsüberwachung durch Daten- erfassung mittels wenigstens eines nicht bemannten, autonomen Fahrzeugs (sog. „Drohne“), welches eigenständig operiert oder ferngesteuert wird, bereitzustellen. Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Luftfahrzeug bzw. Fluggerät, welches autonom bzw. eigen- ständig agiert bzw. operiert, und mit einer Sensorik ausgestattet, ebenfalls eigenständig sen- sorisch agieret.

Es ist hierbei anzumerken, dass es sich bei dem unbemannten Fahrzeug auch um ein auf dem Boden fahrendes, entsprechend sensorisch agierendes Kraftfahrzeug bzw. Zusatzgerät handeln kann.

Die Prozessüberwachung umfasst bevorzugt eine Umgebungsüberwachung der Materialge- winnungsanlage bzw. der dort vorgesehenen Arbeitsgeräte. Dabei kann ein genanntes auto- nomes Fahrzeug, z.B. Fluggerät, auch eine dezentral einsetzbare Aktorik umfassen, um be- stimmte Eingriffe an der Anlage bzw. einem Arbeitsgerät bereits vor Ort durchführen zu kön- nen.

Es ist anzumerken, dass die genannte automatisierte Prozessüberwachung sowohl die Über- wachung von industrieller Prozess- bzw. Verfahrenstechnik als auch die Überwachung des _Materialgewinnungsprozesses bei genannten Materialgewinnungsanlagen, insbesondere zum sicheren Betrieb der an der Materialgewinnung und Materialförderung beteiligten Geräte bzw. Maschinen, umfasst.

Mittels eines oder mehrerer solcher autonomer Fahrzeuge kann eine kontinuierliche dezen- trale Umgebungserfassung, insbesondere als integrativer Bestandteil einer hier betroffenen Anlage bzw. eines oder mehrerer der an der Anlage beteiligten Geräte bzw. Maschinen, er- folgen. Die mittels eines solchen Fahrzeugs sensorisch ermittelten Daten können insbeson- dere zur Kollisionsverhinderung von Geräten oder Anlagenteilen mit anderen Geräten, An- lagenteilen, Personen, Tieren, pflanzlichen Gewächsen bzw. Vegetation oder geologischen Objekten wie z.B. Findlingen im Betrieb einer hier betroffenen Anlage verwendet werden. Die sensorisch ermittelten Daten können zusätzlich mit modellbasiert berechneten Daten abge- glichen werden.

Da die Steuerung einer hier betroffenen Anlage bzw. eines an der Materialgewinnung bzw.

Materialfôrderung beteiligten Arbeitsgerätes auf die Datenerfassung mittels des autonomen Fahrzeugs zurückgreift, kann das Fahrzeug als fester und integrativer, sensorischer Be- standteil der Anlage bzw. des beteiligten Gerätes verstanden werden. Dadurch kann auf eine zur Automatisierung hier betroffener Anlagen und Geräte erforderliche, höherwertige statio- näre Sensorik zur gleichzeitigen Erfassung von Anlagen- und Prozessdaten entweder ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden.

Da bei der hier vorgeschlagenen Automatisierung eine kontinuierliche Datenerfassung erfor- derlich ist, würde eine stationäre Sensorik erhebliche technische Aufwendungen und damit auch erhebliche Kosten für die Implementierung erfordern. Es ist dabei hervorzuheben, dass dies gemäß dem Stand der Technik eine technisch relativ aufwändige und somit kostspielige Sensorik erfordern würde. Denn dabei wäre eine Vielzahl von an jedem einzelnen Arbeitsge- rät der Anlage bzw. an jeder Anlagenkomponente anzuordnenden, multiphysikalischen Sen- soren vorzusehen.

Hinzu kommt, dass mittels solcher autonomer Fahrzeuge die Erfassung verschiedenster Da- ten einer hier betroffenen Anlage von außen meist wesentlich effektiver ist und aufgrund der dabei möglichen Raumperspektive auch wesentlich mehr Informationen über den Zustand der Anlage bzw. der dort ablaufenden Prozesse bereitgestellt werden. Darüber hinaus er- möglicht die Umgebungserfassung mittels solcher Fahrzeuge insbesondere auch Abschat- tungseffekte im „Blickfeld“ von stationär angeordneten Sensoren sicher zu vermeiden.

Darüber hinaus kann mittels solcher autonomer Fahrzeuge, insbesondere mittels autonomer Fluggeräte, auch eine räumlich sehr ausgedehnte Materialgewinnungsanlage einfach und kostengünstig überwacht werden, da eine Vielzahl von stationären Sensoren durch wenige an dem jeweiligen Fahrzeug angeordnete mobile Sensoren ersetzt werden kann. So kann im Falle einer Materialgewinnungsanlage, bei der die dortige Förderbandtechnik meist über wei- te Strecken ausgedehnt angeordnet ist, eine Vielzahl von an Förderbandrollen angeordneten stationären Sensoren oder an Übergabepunkten zwischen verschiedenen Fördergeräten an- geordneten stationären Sensoren durch wenige oder sogar nur einen einzigen mobilen Sen- sor ersetzt werden.

Gemäß einem Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens und der Einrichtung ist wenigstens ein genanntes autonomes Fahrzeug vorgesehen, welches mit einer für die Überwachung ei- ner hier betroffenen Anlage geeigneten Sensorik, und ggf. einer zusätzlichen Aktorik, ausge- stattet ist. Als Sensorik können an sich bekannte Sensoren mit entsprechender Datenverar- beitung dienen, wobei es vorliegend auf die jeweils gewählte Art der Sensorik nicht an- kommt. Jedoch kommen dabei bevorzugt an sich bekannte optische Sensoren oder Kame- ras, 3D-Messeinrichtungen zur Erfassung einer Umgebungstopografie, thermographische Messeinrichtungen und/oder akustische Messeinrichtungen in Betracht.

Es ist hierbei anzumerken, dass als Sensorik des autonomen, unbemannten Fahrzeugs jegli- che Sensorik gemäß dem Stand der Technik möglich ist, welche auf einem solchen Fahr- zeug bzw. Fluggerät, d.h. mobil, eingerichtet werden kann. So können alternativ oder zusätz- lich eine laserbasierte Sensorik, eine radarbasierte Sensorik, eine Näherungssensorik, oder eine IR-Kamera zur Ermöglichung von Nachtflügen des Fahrzeugs bzw. Fluggerätes, vorge- sehen sein.

Ferner ist erwähnenswert, dass als Aktorik des autonomen Fahrzeugs z.B. eine Aktorik zum Verrücken bzw. Versetzen von Anlagenteilen, zum Betätigen von Mechanismen an der Anla- ge, oder dergleichen, vorgesehen sein kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens und der Einrichtung kann das autonome Fahrzeug entweder den zu überwachenden Flächen- bzw. Raumbereich ras- ter- oder zeilenförmig (d.h. zyklisch) abfliegen oder aber in einer empirisch vorgebbaren Flughôhe stationär betrieben werden. Ein solcher stationärer Betrieb bietet sich insbesonde- re dann an, wenn es dadurch nicht zu unerwünschten Abschattungseffekten kommt.

Das autonome Fahrzeug stellt die von seiner (mobilen) Sensorik erfassten Daten bevorzugt nur inkrementell bereit. Daher sind gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Ver- fahrens bzw. der Einrichtung im Betrieb einer hier betroffenen Anlage durchgeführte geräte- und/oder anlagenbezogene Prozessschritte auf die inkrementelle Datenversorgung seitens 5 des autonomen Fahrzeuges abgestimmt. So kann die für den Vorschub der Anlage bzw. ei- nes beteiligten Gerätes dienende Aktorik so eingerichtet sein, dass ein Vorschub erst bei ei- nem mittels der Sensorik bezüglich der Umgebung als sicher eingestuften Vorschubbetrieb durchgeführt wird.

Die vorgenannte Abstimmung ermöglicht zudem eine inkrementelle Verifikation von vorlie- genden Sensordaten, um dem autonomen Fahrzeug, als autonomes Hilfsgerät, Ausfallzeiten für Aufladung, Betankung, Austausch und/oder Reparatur zudem ermöglichen, ohne den Ge- samtbetrieb der Anlage zu beeinflussen. Das autonome Fahrzeug sammelt dabei, von dem jeweiligen Gerät bzw. der Anlage getriggert und priorisiert bedarfsgerecht Prozess-, Umfeld- und Zustandsdaten und speist diese kontinuierlich und drahtlos in ein lokales Datenverarbei- tungssystem bzw. eine Steuereinheit ein.

Aufgrund von erforderlichen Ausfallzeiten des autonomen Fahrzeuges insbesondere im Falle eines autonom betriebenen Fluggerätes, z.B. für die Batterieaufladung oder Betankung so- wie den Austausch bzw. die Reparatur von defekten Bauteilen, können wenigstens zwei au- tonome Fahrzeuge bzw. Fluggeräte vorgesehen sein, so dass bei einem vorübergehenden Ausfall des einen Fahrzeugs bzw. Fluggerätes die kontinuierliche Überwachung der Anlage durch das wenigstens zweite Fahrzeug bzw. Fluggerät sichergestellt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. der Einrichtung kann vorgesehen sein, dass die situative Umgebungs- und Gefahrenerkennung anhand der von dem wenigstens einen autonome Fahrzeug sensorisch gelieferten Daten mittels einer an dem jeweiligen Gerät bzw. an der Anlage angeordneten Auswertelogik erfolgt. Die Auswerte- logik kann eine speicherprogrammierbare Maschinensteuerung (SPS bzw. engl. PLC) und/oder ein „Maintenance Assistance System“ (MAS) umfassen.

Dasn ist dabei aufgrund seiner Mobilität in der Lage, die zugrunde liegende Datenerfassung bedarfsgerecht, d.h. nur auf Anforderung seitens der Auswertelogik, durchzuführen und an diese drahtlos zu kommunizieren. Das autonome Fahrzeug kann dabei die sensorische Ab- deckung am jeweiligen Materialgewinnungsgerät bzw. -anlage mittels eines Lernverfahrens fortlaufend erhöht bzw. verbessert werden, um stets eine hochwertige Datenqualität zu ge- währleisten.

Es ist hierbei anzumerken, dass zur Prozessüberwachung auch an sich bekannte Systeme zur Kollisionserkennung bzw. -vermeidung von Anlagenteilen sowie an sich bekannte Syste- me zur Prozessoptimierung und Emissionsreduktion auf der Basis von mittels des autono- men Fahrzeugs gewonnenen Daten agieren können bzw. entsprechend betrieben werden können.

Das vorgeschlagene Verfahren bzw. die Einrichtung ermöglichen somit eine situativ gesteu- erte Überwachung des Einsatzbereichs von hier betroffenen Materialgewinnungsgeräten bzw. -anlagen, und zwar ohne örtliche Gebundenheit oder anderweitige räumliche Ein- schränkungen beim Einsatz wenigstens eines genannten autonomen Fahrzeugs.

Es ist hierbei zudem anzumerken, dass der Einsatz wenigstens eines sensorisch agierenden Fahrzeuges, insbesondere Fluggerätes, an Stelle einer fest eingerichteten, aus mehreren Sensoren gebildeten Sensorik, bei einer hier betroffenen Anlage letztlich erst dadurch mög- lich ist, dass bei der Materialgewinnung im Tagebau die entsprechenden Geräte bzw. An- lagenteile nur relativ langsam bewegt werden. Daher kann insbesondere ein solches Flugge- rätin der verfügbaren Zeit sowohl den optisch einsehbaren Raum als auch den nicht einseh- baren Raum, in den sich z.B. ein Gerätebestandteil hinein bewegt, sensorisch abdecken. Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. der Einrichtung arbei- tet das wenigstens eine autonome Fahrzeug mit einer Maschinensteuerung der Anlage, z.B.

einer genannten SPS-Steuerung, zusammen. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei der Ak- tivierung eines Aktors der Materialgewinnungsanlage bzw. eines Arbeitsgerätes der Anlage im Wesentlichen zeitgleich ein Anforderungsbefehl bzw. ein entsprechendes Signal an das autonome Fahrzeug gesendet wird, um den noch nicht einsehbaren bzw. unbekannten Be- reich auszuleuchten bzw. sensorisch zu erfassen. Die von dem autonomen Fahrzeug erfass- ten Daten werden dann funktechnisch an die Maschinensteuerung übertragen und bei der weiteren Ansteuerung des jeweiligen Aktors bzw. der Anlage berücksichtigt.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. der Einrichtung kann bei einer ein MAS-System mit einer stationären Sensorik umfassenden Materialgewin- nungsanlage in dem Fall, dass das MAS-System in den von der Sensorik erfassten Daten eine Auffälligkeit erkennt, das autonome Fahrzeug eingesetzt werden, um die Auffälligkeit vor Ort genauer zu untersuchen bzw. zu analysieren. Eine solche Auffälligkeit kann ein be- sonders erhöhter Leistungsbedarf an einem Gurtförderer sein. Die genaue Analyse kann mit- tels geeigneter, an dem autonomen Fahrzeug angeordneter Sensorik, z.B. einem thermogra- phischen Sensor, erfolgen.

Als geeignete Sensorik des autonomen Fahrzeugs kann eine Positions- und eine Bilderfas- sung vorgesehen sein. Dabei kann durch überlagerte Positions- und Bilderkennung ermittelt werden, ob an dem Gurtförderer ein Satz blockierender Tragrollen vorliegt, welche durch re- sultierenden Reibungswiderstand zum Gurt hin zu der von dem MAS-System ermittelten Auf- fälligkeit im Leistungsbedarf führen kann. In dem MAS-System wird diese Information des erhöhten Leistungsbedarfs mit dort hinterlegten Informationen zu erhöhten Tragrollentempe- raturen zusammengeführt. Dies ermöglicht eine Klassierung entsprechender Zustandsdaten der betroffenen Komponente des Gurtförderers, so dass das MAS-System den Austausch der betroffenen Tragrollen an den jeweiligen Maschinenoperator oder an ein nachgeschalte- tes, automatisiertes „Maintenance System“ empfehlen kann. Gemäß einem noch weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. der Einrichtung können in an sich bekannter Weise z.B. mittels stationärer Sensoren überwachte Endschal- ter von bewegbaren Anlagenteilen oder überwachte Temperaturen an Antriebsteilen einer hier betroffenen Anlage bzw. einem beteiligten Gerät über dezentral und an einem autono- men Fahrzeug mobil angeordnete Sensoren überwacht werden. Dabei können z.B. Getriebe- temperaturen solcher Antriebsteile zwar nicht direkt und kontinuierlich an jeder Komponente erfasst werden, sondern nur indirekt und sequentiell durch Erfassung von Gehäusetempera- turen mittels der an dem autonomen Fahrzeug angeordneten Sensoren.

Die erfindungsgemäß ebenfalls vorgeschlagene Einrichtung ist eingerichtet, eine hier betrof- fene Materialgewinnungsanlage, insbesondere eine im Tagebau betriebene Erzgewinnungs- anlage, mittels des vorgeschlagenen Verfahrens weitestgehend automatisiert und dennoch sehr (betriebs-)sicher zu steuern.

Gemäß einem zusätzlichen Aspekt kann die vorgeschlagene Einrichtung wenigstens ein au- tonom agierendes Fluggerät umfassen, welches entweder in einer konstanten Flughöhe oder mittels einer Näherungssensorik in einer im Wesentlichen konstanten Flughöhe gegenüber Anlagenteilen und dem Boden bewegt wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Fluggerät stets einen optimalen Abstand zu den überwachten Bereichen bzw. Geräten ein- hält.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorgeschlagenen Einrichtung kann das autonome Fahr- zeug, insbesondere Fluggerät, „on-board“ eine geeignete Sensorik, z.B. eine monoskopisch oder stereoskopisch erfassende Kamera, einen Radarsensor und/oder einen thermografi- schen Sensor (IR Sensor), aufweisen. Durch Anordnung von wenigstens zwei physikalisch unterschiedlich erfassenden Sensoren, z.B. Radarsensor und Infrarot(IR)-Sensor, kann die gleichzeitige Überwachung von geräte- und prozessbezogenen Größen technisch besonders einfach und dennoch sehr zuverlässig erreicht werden. Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorgeschlagenen Einrichtung werden die senso- risch erfassten Daten fortwährend an eine zentrale Steuereinheit bzw. ein entsprechendes Steuergerät der Anlage drahtlos übermittelt, und zwar bevorzugt über eine sichere Wireless- Verbindung gegenüber einem geräte- bzw. anlagengebundenen „Access-Point“. Die mittels des autonomen Fahrzeugs ermittelten Daten umfassen dabei bevorzugt Positions- und La- gedaten des autonomen Fahrzeugs. Auch kann die Einrichtung eine Bilderkennung zur spe- Zzifischen Lokalisierung von ermittelten Daten entlang eines Gerätes oder einer Anlage auf- weisen, so dass sich in der zentralen Steuereinheit ein ggf. im Zeitbereich diskontinuierlicher Datenstrom ergibt, welcher jedoch alle für eine hier betroffene Anlagen- und Prozesssteue- rung relevanten Daten enthält. Das Steuergerät wertet die empfangenen Daten in Echtzeit aus und ermittelt daraus erforderliche Prozesseingriffe an der Anlage. Dabei kann auch vor- gesehen sein, dass das autonome Fahrzeug die räumliche Umgebung der Anlage bzw. von Anlagenteilen auf mögliche Hindernisse hin überwacht und die räumliche Ausrichtung von Übergabepunkten zwischen entsprechenden Anlagenteilen automatisiert steuert.

Die Erfindung kann insbesondere im Bereich der Materialgewinnung im Übertage- und Un- tertagebau, z.B. bei der Braunkohle-, Steinkohle- oder Erzgewinnung an einer entsprechen- den Minenanlage, aber auch bei anderen industriellen Anlagen, bei denen Arbeitsmaschinen oder Arbeitsgeräte im Betrieb bewegt werden müssen, zur Anwendung kommen. Das Ver- fahren und die Einrichtung können allerdings auch bei anderweitig eingesetzten Abraumla- gen, z.B. zur Stein-/Natursteingewinnung,, zur Gewinnung von Rohstoffen für die Zemen- therstellung, oder bei anderen industriellen Anlagen, bei denen Maschinen oder Arbeitsgerä- te zum Betrieb der jeweiligen Anlage bewegt werden müssen, entsprechend eingesetzt wer- den.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ab- läuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäfBen Verfahrens auf einem elek-

tronischen Steuergerät, ohne an diesem bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist der maschinenlesbare Datenträger vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemä- he Computerprogramm gespeichert ist. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Compu- terprogramms auf eine Einrichtung bzw. ein entsprechendes elektronisches Steuergerät wird die erfindungsgemäße Einrichtung erhalten, welches eingerichtet ist, um eine hier betroffene industrielle Großanlage bzw. deren Gerätschaft mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu betreiben bzw. zu steuern.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen sind identische oder funktional gleich- wirkende Elemente bzw. Merkmale mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläutern- den Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in ande- ren Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegen- den Erfindung zu verlassen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Figur 1 zeigt schematisch eine beispielhafte Erzgewinnungsanlage, zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung. Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäße Verfahrens bzw. der Einrichtung anhand eines kombinierten Fluss-/Blockdiagramms.

Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäße Verfahrens bzw. der Einrichtung anhand eines kombinierten Fluss-/Blockdiagramms. Beschreibung von Ausführungsbeispielen Die in Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht dargestellte, ein beispielhaftes Anwendungs- szenario der vorliegenden Erfindung betreffende Erzgewinnungsanlage umfasst einen Schaufelradbagger 100 zusammen mit entsprechenden Fördergeräten, welche gemeinsam an einer Abbaufront bzw. Abbaukante 130 eines angenommenen Erzlagers betrieben wer- den. Zusätzlich ist beispielhaft ein im Arbeitsbereich des Schaufelradbaggers angeordnetes, z.B. aus einem Findling gebildetes Hindernis 125 eingezeichnet. Als Hindernis kann aber auch ein vorübergehend im Bereich der Abbaukante 130 befindliches Fahrzeug, eine Per- son, ein größeres Gewächs oder dergleichen in Betracht kommen.

Der Schaufelradbagger 100 weist ein in der horizontalen Bodenebene (= Zeichenebene) so- wie meist auch senkrecht dazu drehbar gelagertes Schaufelrad 135 auf. Durch eine Drehbe- wegung des Schaufelrads 135, insbesondere in der Bodenebene entsprechend einer ersten Pfeilrichtung 140, und einen sukzessiven Vorschub des Schaufelrades 135, bzw. entspre- chend des Abraumbaggers 100, in einer zweiten Pfeilrichtung 145 zur Abraumkante 130 hin wird schüttfähiges Material abgebaut bzw. abgeräumt.

Die in Fig. 1 gezeigte Geräteanordnung umfasst zudem einen Förderbrückenwagen („belt wagon”) 105 mit einem Zuladeausleger („receiving boom”) 110 und einem Entladeausleger („discharge boom”) 115, sowie einem in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einer Fahrschiene bzw. einem Strossenband angeordneten Schüttgutwagen („hopper car“) 120.

Das von dem Schaufelradbagger 100 abgebaute Material bzw. Schüttgut wird von einem das Schaufelrad 135 tragenden Schaufelradausleger 150 über ein erstes Förderband 155 und über ein mit dem ersten Förderband 155 zusammenwirkendes zweites Förderband 160 an einem ersten Übergabepunkt 165 an den Förderbrückenwagen 105 übergeben. Der erste — Übergabepunkt 165 muss während des Abbau- bzw. Abraumbetriebs des Schaufelradbag- gers 100, d.h. insbesondere bei seinem Vorschub in der zweiten Pfeilrichtung 145 bei einer gleichzeitigen Rotationsbewegung des Schaufelrads 135, fortwährend mit dem Zuladeausle- ger 110 des Förderbrückenwagens 105 in räumliche Übereinstimmung gebracht werden, da- mit bei der Übergabe kein Schüttgut von dem zweiten Förderband 160 und/oder dem Zula- deausleger 110 herunterfällt. Daher besteht hier ein nicht unerhebliches Kollisionsrisiko des Schaufelradbaggers 100 und des Förderbrückenwagens 105 bzw. von deren Auslegern 110 mit umgebenden Maschinen, Geräten, Personen oder dem beispielhaft gezeigten Hindernis

125.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt auch die Ausrichtung des Entladeauslegers 115 des Förderbrückenwagens 105 gegenüber dem Schüttgutwagen 120 einen ebenfalls nicht fixen, zweiten Ubergabepunkt 170 dar, da der Schüttgutwagen 120 in der Vorschub- richtung 145 des Schaufelradbaggers 100 ebenfalls nachgeführt werden muss. Denn die je- weils freie Übergabe des Schüttguts an den beiden Ubergabepunkten 165, 170 während des Vorschubs des Schaufelradbaggers 100 in der zweiten Pfeilrichtung 145 erfordert eine steti- ge Anpassung bzw. Nachjustierung der jeweiligen beiden Übergabepunkte 165, 170, und zwar zwischen dem Schaufelradbagger 100 und dem Förderbrückenwagen 105 einerseits und zwischen dem Förderbrückenwagen und dem Schüttgutwagen 120 andererseits. Daher kann es auch an dem zweiten Übergabepunkt 170 zu kritischen bzw. bedrohlichen Fahr- zeug- oder Personenkollisionen kommen.

Es ist hierbei anzumerken, dass der Schüttgutwagen 120 in dem vorliegenden Ausführungs- beispiel ein schienengebundenes Transportfahrzeug, z.B. einen Güterwagen eines entspre- chenden Schienentransportnetzes darstellt. Allerdings kann der Abtransport des Schüttgutes auch mittels Radladerfahrzeugen, z.B. Großmuldenkippern, erfolgen. Insbesondere auch durch solche Radladerfahrzeuge kann es zu kritischen bzw. bedrohlichen Fahrzeug- oder Personenkollisionen kommen. Die genannten betrieblichen Anforderungen bzw. Sicherheitsanforderungen beim automati- sierten Betrieb einer in Figur 1 gezeigten Materialgewinnungsanlage können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Einrichtung mittels wenigstens eines im Wesentli- chen selbständig agierenden (hier nicht gezeigten) Fluggerätes (,Flugdrohne”) erfüllt werden. Bei dem automatisierten Betrieb der Anlage können insbesondere die genannten Übergabe- punkte 165, 170 automatisch ausgerichtet bzw. nachjustiert werden. Auch können rechtzeitig Anpassungen von Prozessparametern zur genannten Kollisionsverhinderung vorgenommen werden. Es ist hervorzuheben, dass an Stelle des Fluggerätes oder zusätzlich zu dem Fluggerät, je nach Beschaffenheit des Untergrundes, auch ein bodengebundenes autonomes Fahrzeug vorgesehen sein kann.

Das (hier nicht gezeigte) Fluggerät kann die in Fig. 1 gezeigte Anlage auf dem durch die Stri- chelung 175 eingegrenzten Raumbereich in der Weise überfliegen, dass auf eine fest ange- ordnete Sensorik ganz verzichtet werden kann. Der Raumbereich 175 „wandert“ dabei mit dem Vorschub 145 der Anlage entsprechend mit, damit die Abbau- und Fördergeräte der An- lage sowie deren Umgebung fortwährend abgedeckt sind. Der gezeigte, im Wesentlichen quadratisch oder rechteckförmig ausgebildete Raumbereich 175 kann von dem Fluggerät zeilenweise in der gezeigten X- oder Y-Richtung abgetastet bzw. gerastert werden. Alternativ kann das Fluggerät zunächst als besonders kritisch eingestufte bzw. priorisierte Überwa- chungsbereiche anfliegen und erst danach die übrigen Bereiche abdecken.

In der zusätzlich angedeuteten, senkrecht zur Papierebene liegenden Z-Richtung kann das Fluggerät sich entweder in einer konstanten Flughöhe gegenüber dem Boden bewegen oder sich mittels einer Näherungssensorik, z.B. einem Radarsensor oder einem Ultraschallsensor, in einer im Wesentlichen konstanten Flughöhe gegenüber den Anlagenteilen, Geräten und auch den freien Bodenbereichen der in Fig. 1 gezeigten Anlage bewegen. In der zuletzt ge- nannten Ausgestaltung kann somit sichergestellt werden, dass das Fluggerät stets einen für die weitere Sensorik optimalen Abstand zu den überwachten Bereichen bzw. Geräten ein- hält.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Fluggerät in einer empirisch vorgebbaren Flughô- he in Bezug auf die X- und Y-Richtung stationär betrieben wird, d.h. nicht den zu überwa- chenden Flächen- bzw. Raumbereich in der X- und Y-Richtung z.B. rasterförmig überfliegen muss. Ein solcher stationärer Betrieb bietet sich insbesondere dann an, wenn es dadurch nicht zu unerwünschten Abschattungseffekten kommt, d.h. die an dem Fluggerät angeordne- te Sensorik die zu überwachenden Bereiche in direkter Sichtlinie erfassen kann.

Das Fluggerät weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel „on-board“ eine geeignete Sensorik, z.B. eine monoskopisch oder stereoskopisch erfassende Kamera, einen Radarsen- sor und/oder einen thermografischen Sensor, auf. Das Fluggerät übermittelt die gewonnenen Daten fortwährend drahtlos an ein bei der Anlage vorgesehenes Steuergerät. Das Steuerge- rät wertet die empfangenen Daten in Echtzeit aus und ermittelt daraus nachfolgend beschrie- bene erforderliche Prozesseingriffe an der Anlage.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Fluggerät mit dem Steuergerät sowie mit einer fest angeordneten Sensorik bevorzugt bidirektional zusammenarbeitet, wobei das Fluggerät z.B. die räumliche Umgebung der Anlage bzw. von Anlagenteilen auf mögliche Hindernisse hin überwacht und wobei mittels der an der Anlage angeordneten Sensorik z.B. in Fig. 1 gezeigte räumliche Anordnung von Übergabepunkten zwischen entsprechenden Anlagenteilen automatisiert gesteuert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum automatisierten Betrieb einer in Fig. 1 gezeigten An- lage sowie eine entsprechende Steuereinrichtung werden nachfolgend an zwei Ausführungs- beispielen beschrieben. Es ist allerdings anzumerken, dass das Verfahren und die Einrich- tung auch bei anderen Industrieanlagen, welche entweder (räumlich) relativ weitläufige An- lagenteile oder relativ weitläufig bewegliche Anlagenteile aufweisen, entsprechend einge- setzt werden können.

Die Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einrichtung anhand eines kombinierten Block-/Flussdiagramms. Das gezeigte Verfahren basiert in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einem Fluggerät 200, z.B. einer Flug- drohne, welche die jeweils zu überwachende Industrieanlage, z.B. eine in Fig. 1 gezeigte Erzgewinnungsanlage, in der vorbeschriebenen Weise ständig überfliegt oder an einem ge- eigneten X/Y-Ort in einer vorgegebenen Flughöhe stationär gehalten wird. Das Fluggerät 200 weist eine aus zwei physikalisch unterschiedlich erfassenden Sensoren, und zwar in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einer optischen Kamera und einem Infra- rotsender/-empfänger, gebildete Sensorik 205 auf. Mittels der beiden unterschiedlichen Sen- soren wird insbesondere sowohl eine Maschinenzustandsüberwachung als auch eine Pro- zessüberwachung der Anlage ermöglicht. Die von den beiden Sensoren gelieferten Daten werden mittels eines ersten Funkmoduls 210 an die Anlage übertragen 218.

Bei einem nicht stationären Betrieb des Fluggerätes 200 ist an dem Fluggerät zusätzlich ein GPS-Sensor 215 angeordnet. Bei einem genannten Betrieb des Fluggerätes 200 mit variie- render Flughöhe ist an dem Fluggerät zudem ein (nicht gezeigter) Näherungssensor vorge- sehen.

In einem bodennahen Bereich der Anlage ist eine Maschinensteuerung angeordnet. Diese umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein zweites Funkmodul 220, welches sich im Betrieb des Fluggerätes 200 in einer ständigen Kommunikationsverbindung mit dem ers- ten Funkmodul befindet. Die von dem zweiten Funkmodul 220 empfangenen Daten werden einer genannten programmierbaren Steuerung (SPS) 225 sowie einem genannten Assis- tenzsystem (MAS) 230 zugeführt. Mittels der SPS 225 werden, wie nachfolgend anhand von Fig. 3 beschrieben, an der Anlage bzw. an den ihr zugeordneten Arbeitsgeräten angeordnete Aktoren, z.B. hydraulische und/oder motorische Antriebe für Schwenk- und Hubbewegungen des in Fig. 1 gezeigten Schaufelradbaggers 150 sowie hydraulische und/oder motorische Antriebe der Fördergeräte 105, 120, 160, automatisch angesteuert. Diese Ansteuerung beeinflusst bzw. bestimmt letzt- lich auch die Geschwindigkeit des Vorschubs der Anlage bzw. der an dem Abbau und der Förderung des Schüttguts beteiligten Anlagenteile bzw. Geräte in der in Fig. 1 gezeigten X- Richtung. Zusätzlich kann mittels der SPS 225 eine Verriegelung bzw. vollständige Abschal- tung von Aktoren der Anlage in genannten kritischen Betriebssituationen erfolgen.

Mittels des MAS 230 kann vorwiegend der Maschinenzustand („machine health“) ermittelt und bewertet werden.

Die von der SPS 225 und dem MAS 230 schließlich generierten Daten, und zwar Betriebszu- stände, Betriebsmeldungen, aufgetretene Maschinenbelastungen bzw. erfolgte Maschinen- zyklen, einschließlich erfolgter Alarmierungen bei kritischen Betriebssituationen, sowie ggf. spezielle Einsatzmodi der Maschine(n), werden schließlich einem Datenlogger („data log- ger“) 235 zu Speicherzwecken zur Verfügung gestellt.

Die SPS 225 arbeitet in an sich bekannter Weise nach dem „EVA-Prinzip“ und besitzt einen Eingabe-, einen Verarbeitungs- und einen Ausgabeteil. Die E/A-Geräte, d.h. die an die Ein- gänge/Ausgänge angeschlossenen Geräte, sind mit der SPS 225 verdrahtet. Es ist hierbei anzumerken, dass die Zuordnung der von der Sensorik 205 des Fluggerätes 200 erfassten Daten an einen bestimmten Eingang bereits auf Seiten des Fluggerätes 200 erfolgen kann, so dass an einer vorliegenden SPS 225 keine entsprechenden Anpassungen der genannten Verdrahtung erforderlich sind und lediglich das Fluggerät 200 entsprechend eingerichtet wer- den muss. Auch kann die Zuordnung der von der Sensorik 205 des Fluggerätes 200 erfass- ten Daten an die jeweilige Datenstruktur des MAS 230 angepasst werden.

Am Anfang eines Arbeitszyklus‘ wird ein sogenanntes „Peripherieabbild“ der Eingänge der SPS 225 eingelesen. Danach erfolgt die Verarbeitung eines jeweiligen Steuerprogramms und die Übergabe der entsprechenden Steuerdaten in das Peripherieabbild der Ausgänge der SPS 225. Die SPS 225 arbeitet zudem zyklisch, d.h. sie liest die Werte aller Eingänge am Anfang eines Arbeitszyklus‘ ein. Nach der Ausführung des gespeicherten Steuerpro- gramms setzt die SPS 225 entsprechend ihre Ausgänge. Danach startet der Arbeitszyklus von neuem. Mögliche Zustandsänderungen, die sich bei an den Eingängen der SPS 225 an- liegenden Sensorsignalen während eines Zyklusdurchlaufs ereignen, werden erkannt und abhängig von deren Werten die an ihren Ausgängen angeschlossenen Aktoren gemäß ei- nem eigens dafür vorgesehenen Programmteil angesteuert. Dies geschieht einmal am Ende eines jeweiligen Arbeitszyklus‘. Die (situative) Erkennungsgüte einer kritischen Betriebssituation und/oder Genauigkeit von beschriebenen automatischen Eingriffen in entsprechende Anlagenteile kann durch ein lern- — fähiges Verfahren zur prädiktiven Planung des Betriebs der Anlage, z.B. mittels eines künstli- chen neuronalen Netzes (KNN), zusätzlich verbessert werden. So kann eine entsprechende

Optimierung der erfassten Daten durch mehrfache und über sphärische Einhüllende über sog. „Points of Interest“ aufgenommene Daten erfolgen. Auch kann die Datenauswertung auf der Grundlage von funktionalen Modulen, z.B. eines genannten „Maintenance Assistance Systems“ (MAS) erfolgen, wobei die mittels des Fluggerätes erfassten Daten deterministisch bzw. „Machine-Learning“-basiert ausgewertet werden.

Das beschriebene Verfahren kann, anstatt einer beschriebenen prädiktiven Planung, auch als automatisiertes Regelungssystem bzw. als selbstlernender Regler ausgebildet sein. Bei einem solchen Regelungssystem kann als Soll-Größe entweder die Vorschubgeschwindig- keit der Anlage (Bezugszeichen 145 in Fig. 1) oder das Abraumvolumen pro Zeiteinheit der Anlage vorgegeben werden. Als Ist-Größe kann dabei die tatsächlich gemessene Vorschub- geschwindigkeit oder das Abraumvolumen so angepasst werden, dass die gesamte Anlage bezüglich des mittels des Fluggerätes 200 überwachten Abbau- und Förderprozesses, des Maschinenzustandes der am Abbau und der Förderung beteiligten Geräte sowie des Zustan- des der Umgebung sicher betrieben werden kann.

In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einrichtung anhand eines kombinierten Block-/Flussdiagramms dargestellt. Hierbei wird wiederum angenommen, dass das in Figur 1 gezeigte Fluggerät 200 eine zu überwachende Erzgewinnungsanlage fortwährend und flächendeckend überfliegt oder an einem geeigneten X/Y-Ort in einer vorgegebenen Flughöhe stationär gehalten wird. Die in Fig. 2 bereits gezeig- te Sensorik 205 des Fluggerätes 200 umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wie- derum wenigstens zwei Sensoren.

Die von dem Fluggerät drahtlos übertragenen 300 Daten werden zunächst einem Steue- rungsmodul 305 zugeführt, welches einen Signalwandler 310 zur Umwandlung des empfan- genen Signals in ein von einer Datenverarbeitungseinheit 315 nutzbares Datenformat auf- weist. Das Steuerungsmodul 305 arbeitet in der bereits beschriebenen Weise mit einem künstlichen neuronalen Netz (KNN) 320 zusammen, mittels dessen die Erkennungsgüte von kritischen Situationen bzw. die Aussagekraft der von dem Fluggerät 200 gelieferten Bildda- ten und/oder Audiodaten verbessert werden kann. Die Erkennung bzw. Aussagekraft betrifft insbesondere den von dem Fluggerät 200 überwachten Abbau- und Förderprozess, den Ma- schinenzustand der am Abbau und der Förderung beteiligten Geräte sowie den Zustand der jeweiligen örtlichen Maschinenumgebung.

Um die situative Erkennungsgüte bzw. die Aussagekraft noch weiter zu verbessern, können die sensorisch ermittelten Daten zusätzlich mit einer entsprechenden Modellrechnung abge- glichen bzw. plausibilisiert werden. Die Modellrechnung beruht dabei auf einer Simulation des Betriebsablaufs einer hier betroffenen Materialgewinnungsanlage, wobei insbesondere das genannte Ausrichten und Mitbewegen von an der Anlage beteiligten Arbeitsgeräten bei einem vorgegebenen Vorschub des Schaufelradbaggers berücksichtigt bzw. berechnet wer- den. Das Ausrichten bezieht sich dabei wiederum bevorzugt auf sowie die jeweils sich erge- benden Positionen von genannten Übergabepunkten.

Am Beispiel der in Figur 1 gezeigten, im Bereich der Abraumkante 130 angeordneten Gerä- tekette bestehend aus dem Schaufelradbagger 100, dem Förderbrückenwagen 105 und dem Schüttgutwagen 120, ist die Bewegung dieses Geräteverbunds hierarchisch zu steuern. Das Gerät an der Abbaukante 130, hier der Schaufelradbagger 100, ist dabei als führendes Gerät im Verbund am Abbauprozess orientiert. Die mittels des Fluggerätes 200 zur Verfügung ge- stellten Daten sind ggf. für den Abgleich eines an sich bekannten bergmännischen Modells der Abbaukante 130 verwendbar, um dieses mit aktuellen und spezifischeren Daten anzurei- chern. Die dem führenden Gerät 100 nachfolgenden Geräte 105, 120 orientieren sich primär am dem führenden Gerät, um die genannten geometrischen Randbedingungen, z.B. Überga- bepunkte zwischen den Geräten und zur Fahrschiene bzw. zum Strossenband des Schütt- gutwagens 120 hin, sowie Gegebenheiten in der Umgebung, z.B. Rampen, Hindernisse, etc, einzuhalten. Dabei kann der Abgleich der Positionen der Geräte bzw. der in Figur 1 gezeig- ten Ausleger 110, 115, 150 zueinander ebenfalls mittels der Sensorik des Fluggerätes 200 überwacht bzw. verifiziert werden, wobei als Ausgangspositionen empirisch vorgebbare, glo- bale Positionsdaten für die Positionierung herangezogen werden können.

Die von der Datenverarbeitungseinheit 315 erzeugten Steuerdaten werden schließlich wie- derum einer SPS 325 als Eingangsdaten zugeführt, welche die jeweils betroffenen Aktoren der Anlage in der genannten Weise automatisch ansteuert.

Claims (22)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Materialgewinnungsanlage, bei der wenigstens ein Abbaugerät (100) zum Erzeugen von Schüttgut und wenigstens ein erstes Förderge- rät (105) zum Abtransportieren des abgebauten Schüttgutes vorgesehen sind, da- durch gekennzeichnet, dass der Prozesszustand des Materialgewinnung und der Be- triebszustand des wenigstens einen Abbaugerätes (100) sowie des wenigstens einen ersten Fördergerätes (105) mittels wenigstens eines autonomen, unbemannten Fahr- zeugs (200), insbesondere eines Fluggerätes, überwacht werden, wobei an dem we- nigstens einen unbemannten Fahrzeug (200) eine Sensorik (205) angeordnet ist, mit- tels der wenigstens eine den Prozesszustand betreffende physikalische Größe und wenigstens eine den Betriebszustand betreffende physikalische Größe erfassbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Pro- zesszustandes eine Umgebungserfassung des wenigstens einen Abbaugerätes (100) und des wenigstens einen ersten Fördergerätes (105) umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei autono- me, unbemannte Fahrzeuge (200) vorgesehen sind, wobei mögliche Ruhe- oder Aus- fallzeiten eines der wenigstens zwei unbemannten Fahrzeuge von einem anderen un- bemannten Fahrzeug überbrückt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine unbemannte Fahrzeug (200) einen vorgebbaren, zu über- wachenden Bereich der Materialgewinnungsanlage rasterförmig zyklisch abfährt bzw. überfliegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das unbemannte Fahrzeug (200) als Fluggerät ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fluggerät (200) mittels einer Näherungssensorik in einer im Wesentlichen konstanten Flughöhe ge- genüber Anlagenteilen der Materialgewinnungsanlage und dem Boden bewegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das unbemannte Fahrzeug (200) als Fluggerät ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fluggerät (200) in einer empirisch vorgebbaren Flughöhe stationär betrieben wird, wobei die Sensorik (205) an dem Fluggerät (200 motorisch beweglich betrieben wird,

um den zu überwachenden Bereich der Materialgewinnungsanlage sensorisch raster- förmig abzudecken.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sensorisch (205) ermittelten Daten mit modellbasiert berechneten Daten ab- geglichen werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine unbemannte Fahrzeug (200) die von der Sensorik (205) er- fassten Daten nur inkrementell bereitstellt und dass anlagen- und/oder gerätebezoge- ne Prozessschritte auf die inkrementelle Datenversorgung abgestimmt sind.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die sen- sorische Erkennungsgüte des Prozesszustandes des Gewinnungsprozesses und/oder des Betriebszustandes des wenigstens einen Abbaugerätes (100) und/oder des wenigstens einen Fördergerätes (105) und/oder des Zustandes der Umgebung anhand eines mittels eines künstlichen neuronalen Netzes durchgeführten Lernver- fahrens verbessert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ma- terialgewinnungsanlage mittels einer Regelung betrieben wird, wobei als Regelungs- größe eine die Materialgewinnungsrate charakterisierende Betriebsgröße vorgegeben wird, wobei der mittels des unbemannten Fahrzeugs (200) überwachte Prozesszu- stand des Gewinnungsprozesses, der Betriebszustand des wenigstens einen Abbau- gerätes (100) und/oder des wenigstens einen Fördergerätes (105), und der Zustand der Umgebung berücksichtigt werden.

11. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine unbemannte Fahrzeug (200) mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung der Materialgewinnungsanlage zusammenarbeitet, wobei bei einer Aktivie- rung eines Aktors der Materialgewinnungsanlage ein Anforderungsbefehl an das un- bemannte Fahrzeug (200) übermittelt wird, um einen noch nicht überwachten Bereich sensorisch zu erfassen.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialgewinnungsanlage ein MAS-System umfasst, wobei in dem Fall, dass das MAS-System in den von dem unbemannten Fahrzeug (200) bereitgestellten

Daten eine Auffälligkeit erkennt, ein Anforderungsbefehl an das unbemannte Fahr- zeug (200) übermittelt wird, um die Auffälligkeit genauer zu untersuchen.

13. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.

14. Maschinenlesbarer Datenträger, auf welchem ein Computerprogramm gemäß An- spruch 13 gespeichert ist.

15. Einrichtung, welche eingerichtet ist, eine Materialgewinnungsanlage mit einem Ge- winnungsprozess, bei dem wenigstens ein Abbaugerät (100) zum Erzeugen von Schüttgut und wenigstens ein erstes Fördergerät (105) zum Abtransportieren des ab- gebauten Schüttgutes vorgesehen sind, anhand des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zu steuern.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch wenigstens ein autonomes, un- bemanntes Fahrzeug (200), insbesondere ein Fluggerät, mit einer an dem unbe- mannten Fahrzeug (200) angeordneten Sensorik (205) zur Erfassung wenigstens ei- ner den Prozesszustand des Gewinnungsprozesses und den Betriebszustand des wenigstens einen Abbaugerätes (100) sowie des wenigstens einen ersten Förderge- rätes (105) charakterisierenden physikalischen Größe.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem wenigs- tens einen unbemannten Fahrzeug (200) angeordnete Sensorik (205) wenigstens zwei verschiedene physikalische Größen erfassende Sensoren aufweist.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei verschiedenen physikalischen Größen mittels wenigstens zwei aus der Gruppe der folgenden Sensoren: - Monoskopisch oder stereoskopisch erfassende Kamera, - elektromagnetischer Sensor, insbesondere Radarsensor, zur Erfassung ei- ner Umgebungstopografie, - thermographischer Sensor, insbesondere Infrarotsensor, zur Erfassung von thermographischen Daten, - akustische Messeinrichtung, insbesondere Mikrofon. erfassbar sind.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem wenigstens einen unbemannten Fahrzeug (200) gelieferten Sensordaten mittels einer an dem unbemannten Fahrzeug (200) oder an einem Anlagenteil der Materialgewinnungsanlage angeordneten Auswertelogik zur Ermittlung des Prozess- zustandes des Gewinnungsprozesses und des Betriebszustandes des wenigstens einen Abbaugerätes (100) sowie des wenigstens einen ersten Fördergerätes (105) ausgewertet werden.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelogik durch eine speicherprogrammierbare Steuerung und/oder ein MAS gebildet wird.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelogik mit einem künstlichen neuronalen Netz zusammenarbeitet, mittels dessen die Auswer- tungsgüte der Auswertelogik verbessert wird.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei das unbemannte Fahrzeug (200) als Fluggerät ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens ei- ne Fluggerät (200) eine Näherungssensorik aufweist, mittels derer das Fluggerät (200) in einer im Wesentlichen konstanten Flughöhe gegenüber Anlagenteilen und dem Boden bewegbar ist.