معدنکاری هوشمند با فناوری‌های نوپدید

دو سال گذشته برای صنعت معدن سال‌های بسیار مهمی بوده است، به این دلیل که فشارهای جهانی اقتصادی و زیست‌محیطی مالکان صنایع معدنی و شرکای آنها را وادار کرده که در زمینه‌های مهندسی، تدارکات و ساخت و ساز از فناوری‌های دیجیتال بهره‌بگیرند تا چالش‌های برنامه‌ریزی و عملیات را حل کنند و به کارکرد پایدارتری برسند. شرکت‌های بسیاری در حوزه استخراج معدن سخت‌ترین گام‌ها را برای دیجیتالی‌سازی و معدنکاری هوشمند برداشته‌اند. این گام‌ها شامل تضمین تعهد برای سفر دیجیتال و آغاز تحول دیجیتال می‌شود. اما ابزارهای دیجیتال جدید دچار شرایطی مثل تیم‌های مهندسی معدن هستند که اغلب بصورت مجزا کار می‌کنند و امکان به اشتراک‌گذاری اطلاعات مهم بین اپلیکیشن‌های مختلف وجود ندارد. شرکت‌های فعال در زمینه استخراج معدن برای دستیابی به ارزش واقعی، باید ابزارهای مهندسی، داده‌ها، افراد و فرایندهای خود را در قالب یک همزاد دیجیتالی هوشمند در فضای ابری یکپارچه‌سازی کنند. این اقدام، امکان بهره‌برداری از بیشترین ظرفیت ابزارهای مهندسی برای افزایش کارایی عملیاتی و بهره‌گیری از نتایج آن در طول زنجیره ارزش را تضمین می‌کند. با تراز کردن همه بخش‌ها حول یک محور واحد، بخش معدن می‌تواند به سه حوزه اصلی تمرکز خود بپردازد: ایمنی، محیط‌زیست و کارایی. در مطالعه‌ای که شرکت «اکسنچر» بتازگی‌در مورد نوآوری دیجیتال در صنعت معدن انجام داد مشخص شد 40 درصد از مدیران معدن از زمان معرفی راهکارهای دیجیتالی و معدنکاری هوشمند، به فرایندهای تصمیم‌گیری بهتری دست یافته‌اند و 47 درصد، کارایی عملیاتی موثرتری را گزارش کرده‌اند.  

ایمنی بیشتر با همزاد دیجیتالی در معدنکاری هوشمند

خوشبختانه بخش معدن در دنیا، فرایندهای سختگیرانه‌ای را برای محافظت از نیروی انسانی خود در پیش گرفته است. یکی از شایع‌ترین علل حوادث، خطای انسانی است. فناوری همزاد دیجیتالی، انقلابی در آموزش کارگران ایجاد می‌کند و در عین حال تعداد کارگران مورد نیاز در محل را نیز کاهش می‌دهد. برآوردها حاکی از این است که تحول دیجیتال در حوزه معدنکاری هوشمند بتواند سالیانه جان 1000 نفر را نجات دهد و از بروز 44هزار آسیب در سال در سراسر جهان جلوگیری کند. این عدد معادل با کاهش 10 درصدی تلفات جانی و کاهش 20 درصدی صدمات در صنعت معدن است.  

  امروزه در صنعت بکارگیری شبیه‌سازهای آموزش اپراتور (OTS) در واحدهای فرایندی روز به روز رایج‌تر می‌شود. استفاده از این شبیه‌سازها در حفظ جان کارگران و مهندسان و به‌روز کردن مهارت اپراتورها نقش بسیار مؤثری دارد. به کمک این ابزار اپراتورهای تازه‌کار در یک محیط مجازی با فرایندهای کاری آشنا می‌شوند و تجربه و مهارت خود را افزایش می‌دهند. این نوع شبیه‌سازهای آموزش اپراتور را می‌توان با استفاده از داده‌های همزاد دیجیتالی معدن که با شبیه‌سازی فرایند پیشرفته تقویت شده است، برای هر معدن متناسب‌سازی کرد. با دسترسی به نسخه‌ای واقعی از معدن و سامانه‌های عملیاتی و کنترلی آن، کارگران محیطی امن برای تمرین، آزمایش، شکست و مهم‌تر از همه یادگیری دارند. شبیه‌سازهای آموزش اپراتور در پروژه‌های «سرمایه‌گذاری گرین‌فیلد» که نوعی سرمایه‌گذاری مستقیم خارجی است، به اپراتورها صلاحیت‌هایی برای بهره‌برداری ایمن از یک معدن جدید ارائه می‌دهد. این نوع سرمایه‌گذاری در یک زمین خالی و بی‌استفاده انجام شده و در جریان آن سرمایه‌گذار نسبت به راه‌اندازی یک کارخانه، شرکت، پروژه و… اقدام می‌کند. در نوع دیگر سرمایه‌گذاری مستقیم خارجی یا «پروژه‌های براون‌فیلد» که یک شرکت نسبت به خرید یا اجاره کارخانه‌ و شرکت‌های موجود قدیمی به منظور بازسازی و راه‌ندازی فعالیت جدید تولیدی در آنها اقدام می‌کند، قرارگرفتن زیاد در معرض سناریوهای شبیه‌سازی شده در معدنکاری هوشمند باعث ایجاد اعتماد به نفس و مهارت در بستری ایمن می شود. در عملیات‌ها، استقرار شبیه‌سازهای آموزش اپراتور ابری، به تیم‌ها امکان می‌دهد که سناریوها را بدون نیاز به قدم گذاشتن در محل، آزمایش کنند. شبیه‌ساز آموزشی ساخته شده برپایه همزاد دیجیتالی در صنعت معدن، روش بصرفه‌ای برای آموزش مداوم نیروی کار است. بسته به مرحله پروژه، میزان آموزش می‌تواند افزایش یا کاهش یابد و محدودیت‌ها، هزینه‌ها و الزامات یادگیری سنتی و مبتنی بر کلاس درس را ندارد. این نوع آموزش همه‌جانبه و تکرارپذیر است، از همین رو حفظ یا مدیریت آموخته‌ها، نسبت به شیوه آموزش از مسیر کلاس‌های درسی که یک‌بار برای همیشه برگزار می‌شود، بسیار مؤثرتر است.      

افزایش کارایی با یکپارچه‌سازی

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها برای بهبود کارایی پروژه‌ها و عملیات‌های سرمایه‌‌گذاری، کار سیلیویی یا کار بدون ارتباط و هماهنگی بین گروه‌ها و افراد است. با توجه به پیچیدگی و مقیاس معادن، تیم‌ها اغلب در بخش‌های خودگردان شبیه سیلو کار می‌کنند. پیامد این شرایط تصمیم‌گیری واکنشی، افزایش زمان‌بندی و هزینه، نشت اطلاعات، داده‌های از دست رفته، منابع هدر رفته، مصرف انرژی بالا و استفاده ضعیف از سرمایه است. ایجاد ارتباط بین مهندسان با ابزارها و داده‌های مناسب در زمان مناسب در جریان معدنکاری هوشمند باعث افزایش ضریب همکاری، شفافیت و دقت تصمیم‌گیری در پروژه می‌شود و ارزش ایجاد شده را به حداکثر می‌رساند. وقتی جریان دو طرفه داده‌ها در هر مرحله از چرخه عمر برقرار ‌شود و تیم‌ها توانمندتر شوند و از جریان یکنواخت اطلاعات در تمام طول مسیر دریافت کالا از معدن و تامین مالی آن، اطمینان حاصل شود، شرکت‌ها می‌توانند بجای اینکه واکنش‌گر باشند، کنش‌گر شده و حتی توانمندی پیش‌بینی وقایع را پیدا کنند. برای مثال، شرکت K + S Potash یکی از شرکت‌های فعال در حوزه استخراج معدن است که از فناوری همزاد دیجیتالی در پروژه گرین‌فیلد خود بهره می‌برد. این شرکت با AVEVA همکاری کرد تا فرایند تحویل خود را با 9 پیمانکار مختلف که در نقاط مختلفی از جهان قرار داشتند، به فرایندهای موثری تبدیل کند. اهداف کلیدی این شرکت تسریع زمان شروع و اطمینان از تحویل کامل و بی‌دردسر بود. برای دستیابی به این هدف، لازم بود تیم‌ها و رهبری عملیات شرکت K+S Potash با داده‌های یکپارچه‌ای کار کنند. اکنون نتیجه این همکاری به اینجا رسیده است که شرکت K+S Potash می‌تواند از اطلاعات درلحظه برای ایجاد رویه‌های مدیریت تغییر استفاده کند و انتشار کربن کارخانه خود را در بهینه‌ترین سطح ممکن کنترل کند  

حفظ محیط زیست با معدنکاری هوشمند

این روزها هر صنعتی برای کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی خود زیر فشار فزاینده‌ای است. سهام‌داران، قانون‌گذاران، و مردم خواستار تلاش‌های شفاف و پیوسته برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و امحای اصولی زباله‌ها هستند. به گفته مجمع جهانی اقتصاد، تحول دیجیتال می‌تواند باعث کاهش انتشار 610 میلیون تن دی‌اکسیدکربن شود که ارزش تخمینی آن برای جامعه و محیط زیست 30 میلیارد دلار است. در صنعت معدن، تلاش برای پایداری بیشتر کار آسانی نیست. کنشگران بخش‌های مختلف معدن و اپراتورهای صنعت هوشمند می‌توانند از طریق فناوری هوشمند همزاد دیجیتالی، در تمام طول زنجیره تامین و کنترل پروژه‌های سرمایه‌ای‌شان به درک بیشتر و بالاتری از واقعیت‌ها دست یابند. کارپوشه‌های کاملا تصویری و داده‌های لحظه‌ای در دسترس، تیم‌های اجرای پروژه را قادر می‌سازد منابع و مواد هدر رفته را در هر مرحله از ساخت و ساز به حداقل برسانند. همزادهای دیجیتالی پس از عملیاتی شدن، با شناسایی خطرات زیست‌محیطی و فرصت‌های بهبود، اعمال استانداردها را آسان‌تر می‌کند. راهکارهای دیجیتال یکپارچه در معدنکاری هوشمند به شرکت‌های فعال در زمینه استخراج معادن کمک می‌کند پیچیدگی عملیات و پروژه‌های سرمایه‌ای را کاهش دهند. تحول دیجیتال، سطوح جدیدی از توانمندسازی نیروی کار و بهینه‌سازی کارایی در اجرای پروژه، عملیات‌ها، ایمنی و پایداری را ایجاد می‌کند. معادن هوشمند با یکدیگر مرتبط خواهند بود. کارگران نیز با دسترسی به بینش ایجاد شده از مسیر جمع‌آوری داده‌های قابل اعتماد، ابزارها و فرایندهای یکپارچه برای تصمیم‌گیری هوشمندانه‌تر، عملکرد سریع‌تر و به حداقل رساندن تأثیر مخرب بر محیط‌زیست و جوامعی که معدن‌ها در آن فعال هستند، توانمند می‌شوند.   منتشر شده در روزنامه دنیای اقتصاد