در موضوع هوشمندسازی معدن یا معدنکاری دیجیتال یکی از دغدغه‌ها و پرسش‌های مهم مدیران معدن این است با توجه به مناطق گسترده معدنی در محیط‌های جغفرافیایی دوردست اگر امکان دسترسی آسان به برق و شبکه‌های فیبر نوری نباشد، چگونه فناوری‌های نظارتی را می‌توانیم بدون هزینه‌های هنگفت زیرساخت استفاده کنیم؟
مجتبی ابدالی، مدیر ارشد پروژه‌های یکپارچگی زیرساخت صنعتی فناپ زیرساخت، در گفت‌وگو با پایگاه تخصصی معدن 24 از فناوری‌هایی گفت که پاسخگوی این چالش هستند، وی تصریح کرد: خوشبختانه امروزه سخت‌‌افزارهای نظارت تصویری به فناوری‌هایی تجهیز شده‌اند که امکان پردازش لبه (توسط خود دوربین) و هوشمندسازی فرایند نظارت را بشدت بالا برده‌اند. دوربین‌ها قابلیت اتصال به فضاهای ابری را دارند و می‌توانیم براحتی آنها را به شبکه‌های موجود سازمان متصل کنیم، بی آنکه نیاز به هزینه و نیروی کار بیشتر برای فیبر یا کابل‌کشی باشد.
سازوکار فناورانه دوربین‌های نظارتی جدید
ابدالی گفت: امروزه دوربین‌هایی باکیفیت بسیار بالاتر نسبت به دوربین‌های قدیمی عرضه می‌شوند که امکان رصد دوربرد و شناسایی منطقه بسیار گسترده‌تری را دارند. افزون بر این، این دوربین‌ها کم مصرف‌ترند، با سرعت و سادگی بیشتری به شبکه‌های برخط متصل می‌شوند، کیفیت بالاتری دارند و نیاز به استفاده از تعداد زیادی از دوربین‌ها را برای پوشش یک منطقه خاص کم می‌کنند.
افزون بر پارامترهایی مانند کیفیت و سرعت انتقال داده، روش‌های تأمین انرژی این دوربین‌ها نیز توسعه و بهبود یافته است. باتری‌های کارآمدتر جایگزین نمونه‌های قدیمی و ضعیف شده‌اند و در بیشتر سایت‌های معدنی از سلول‌های خورشیدی برای تغذیه انرژی دوربین‌ها استفاده می‌شود. بویژه، دوربین‌های مدار بسته به تغییرات در فرایندهای معدنی بسیار حساس هستند، زیرا زوایا و دایره دید آنها تغییر می‌کند و همین امرکارایی نهایی آنها را افزایش می‌دهد.
می‌دانیم که انتقال کابل‌های منبع تغذیه به سایت‌های دورافتاده معادن بسیار دشوار و پرهزینه است. برای غلبه بر چنین چالشی، دوربین‌هایی طراحی شده‌اند که از انرژی بادی یا خورشیدی برای تأمین برق مورد نیاز خود استفاده می‌کنند. این دوربین‌ها مختص محیط‌هایی هستند که یکی از این منابع انرژی تجدیدپذیر در آنها به اندازه لازم وجود دارد و تازه آنها بگونه‌ای بهینه‌سازی شده‌اند که برای مثال، فقط چند ساعت در روز تابش خورشید برای فعالیت چند روز و هفته دوربین‌ها کافی است. بویژه، باتری‌های کمکی آنها بگونه‌ای طراحی شده‌اند که در روزهای مطلوب انرژی بیشتری در خود ذخیره کنند تا در روزهای بدون باد یا ابری امکان نظارت مستمر تصویری همچنان برقرار باشد.
از دیگر راهکارها برای مناطق با دسترسی محدود به برق و اینترنت، شبکه‌های بی‌سیم مش است. این شبکه‌ها از سیگنال‌های رادیویی برای انتقال داده‌ها بین دوربین‌ها و سایر دستگاه‌های شبکه استفاده می‌کنند. آنها مطلوب مناطقی هستند که شبکه فیبر در دسترس نیست و نیاز به اتصال مستمر و با فاصله‌ای وجود دارد.
راهکارهای فناورانه نظارتی برای صنایع معدنی
مدیر ارشد پروژه‌های یکپارچگی زیرساخت صنعتی فناپ زیرساخت تصریح کرد: هم‌اکنون، فناوری‌های نظارتی زیادی هستند که می‌توانند به نظارت پیوسته بر مناطق گسترده و با دسترسی محدود به برق و اینترنت کمک کنند. برخی از این فناوری‌ها شامل دوربین‌های خورشیدی، حس‌گرهای بی‌سیم و رادیوهای دوربرد هستند.
بیشتر دوربین‌های حرارتی برای تشخیص دوربرد طراحی شده‌اند. این محصولات در رده‌های مختلف با قابلیت‌های متمایز و متناسب با سایت‌های متفاوت معدنی طراحی شده‌اند.
با کمک راهکارها و تجهیزات محیطی حرارتی، تعداد هشدارهای بی‌مورد به حداقل رسیده و نرخ تشخیص دقیق دوربین‌های جدید بالا رفته است. افزون بر این، از رادارها برای ارتباط با دوربین‌ها و تغییر هوشمندانه زاویه تصویر بهره گرفته می‌شود. همه این پردازش‌ها و درصورت لزوم تغییرات، بطور خودکار و با پردازش لبه در محل نصب دوربین انجام می‌شوند. همچنین دوربین‌های هوشمند در ارتباط تنگاتنگ با تجهیزات اینترنت اشیا قرار دارند تا هرگونه تغییری در محیط را تشخیص و نیاز به تغییر موقعیت و ثبت آن را بسرعت برطرف کنند.
این فناوری‌ها نقش موثری در کاهش هزینه‌های مرتبط با نصب، نگهداری و مصرف انرژی دارند و البته در مقایسه با خطری که این دوربین‌ها از آن جلوگیری می‌کنند، سرمایه‌گذاری برای خرید و نصب و نگهداری از آنها بسیار ناچیز است.
فناوری دیگر پهپادها هستند که امکان نظارت تصویری بر مناطق سخت‌گذر را فراهم می‌کنند. این تجهیزات را می‌توان از راه دور کنترل کرد، مناطق بسیار وسیعی را پوشش می‌دهند و مصرف انرژی بسیاری کمی دارند.
فناوری پردازش لبه‌ای چگونه امنیت و عملکرد عملیات معادن را بهبود می‌بخشند؟
ابدالی ابراز داشت: وقتی کیفیت تصاویر بالا می‌رود و سخت‌افزارها داده‌های بیشتری را برای تجزیه و تحلیل جمع‌آوری می‌کنند، محاسبات پیچیده‌تر و مدیریت تحلیل‌ها دشوارتر می‌شوند. پردازش لبه‌ای به کاربران دوربین‌های هوشمند امکان می‌دهد تا بی‌نیاز از انتقال پیوسته ویدیوها به اتاق کنترل یا مرکز عملیات راه‌دور، تجزیه و تحلیل ویدیویی را بصورت آنی و در لبه (در خود دوربین) انجام دهند، همچنین امکان بهره‌گیری از انواع نرم‌افزارهای تجزیه و تحلیل ویدیویی برای شناسایی تهدیدهای ایمنی بالقوه، مانند عبور شخص یا وسیله نقلیه از ریل‌‌های موجود در سایت معدنی هم وجود دارد.
پردازش لبه یکی از اصلی‌ترین محورهایی است که به شرکت‌ها انعطاف لازم برای واکنش سریع به چالش‌ها و پتانسیل‌های عملیاتی را می‌دهد. دوربین‌ها با قابلیت پردازش لبه نه تنها می‌توانند یک موقعیت پیچیده را در محل تجزیه و تحلیل کنند، بلکه الگوریتم خود را برای پاسخگویی به نیاز معدن و واکنش به چالش‌ها به‌روز می‌کنند. آنها نیاز به انتقال و وقفه در پردازش را به صفر می‌رسانند و داده‌های باارزش و حیاتی را در لحظه به سناریوهایی برای اجرا بدل می‌کنند. همچنین، پردازش لبه هزینه‌های مرتبط با ذخیره و مدیریت داده را نیز کاهش می‌دهد.
بعنوان نمونه قرار دادن دوربین‌های هوشمند نظارتی با قابلیت پردازش لبه در مناطق پر رفت‌وآمد باعث می‌شود که نقاط داغ سایت‌ها از نظر ریسک با دقت بیشتر تحت نظر قرار بگیرند و واکنش سریع‌‌تری به حوادث نشان داده شود. با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی و شبیه‌سازی، معادن می‌توانند از هر منطقه‌ای که نیاز است مدلی دیجیتال و داینامیک برداشت کنند. این مدل با داده‌ها و تحلیل دوربین‌های هوشمند تغذیه و به‌روز می‌شود و امکان نظارت هوشمند و دقیق بیشتری به معادن می‌دهد. نقطه اوج این شبیه‌سازی‌ها همزادهای دیجیتالی است که نمونه دیجیتالی سایت‌های معدنی‌اند.
پردازش لبه را در زمینه استخراج مواد معدنی، می‌توانیم برای تشخیص رفت‌وآمد افراد و انتقال تجهیزات به مناطق ممنوعه و جلوگیری از خطرات متناظر بکار بگیریم. آنها پردازش را به بعد موکول نمی‌کنند و بنابراین آژیر خطر در همان لحظه که لازم است به صدا در می‌آید.
راهکارهای فناوری ابری برای هوشمندسازی معادن
مدیر ارشد پروژه‌های یکپارچگی زیرساخت صنعتی فناپ زیرساخت با بیان اینکه نصب و نگهداری دوربین‌های نظارت تصویری و تحلیل داده‌های آنها پر هزینه است و به نیروی انسانی ماهر نیاز دارد، ابراز داشت: فضای ابری و خدمات پردازشی آن می‌تواند راهکاری مناسب برای کاهش هزینه‌ها و در عین حال دسترسی به آخرین فناوری‌های روز در تحلیل داده باشد.
ابزارهای ابری بر سلامت سیستم‌های تصویری نظارت دارند و هرگونه نیاز به مداخله را بموقع تشخیص می‌دهند. برای مثال، اگر گردوغبار معدنی باعث اختلال دید دوربین شود، پردازش تصاویر آن با نرم‌افزارهای خدمات‌‌دهنده ابری تشخیص و گزارش می‌شوند. بنابراین، هزینه‌های نگهداری و تعمیر تجهیزات نیز کاهش می‌یابد. به‌روزرسانی میان‌افزاری از دیگر خدمات ابری است که معادن می‌توانند از آن بهره ببرند و بدون نیاز به خرید گواهینامه و داشتن تخصص متناظر با آن، به فناوری جدید و قابلیت‌هایش دسترسی پیدا کنند.
با افزایش داده‌ها، نیاز به پردازش کلان داده‌ها بیشتر و بیشتر می‌شود و این تنها فضای ابری است که می‌تواند حجم بالایی از فضا برای ذخیره و قدرت پردازش برای تحلیل را تأمین کند؛ زیرا هر سازمانی قصد و شاید توان آن را نداشته باشد که مراکز داده اختصاصی در سایت‌های خود ایجاد کند. با این حال، ترکیبی از سرورهای مستقر در سایت و خدمات ابری می‌تواند گزینه مناسب‌تری باشد.
بویژه، حملات سایبری و سو استفاده از شکاف‌های نرم‌افزاری باعث شده است که شرکت‌ها بیشتر به فضای ابری و سپر محافظتی آن روی بیاورند. فضاهای ابری شرکت‌های بزرگ از دانش روز دنیا برای به‌روزرسانی خدمات پشتیبانی خود بهره می‌گیرد و دیوارهای امنیتی بلندتر و غیرقابل نفوذی در برابر هکرها و خرابکاران ایجاد می‌کنند.
در نهایت، خدمات ابری در قالب‌های زیر باعث بهبود عملکرد شرکت‌های معدنی می‌شوند:
- مدل پرداخت به ازای میزان استفاده: خدمات ابری را معمولا بر اساس میزان مصرف مشتریان از فضا و قدرت پردازش محصولات قیمت‌گذاری می‌کنند. بنابراین، هزینه‌ای که شرکت‌ها صرف مدیریت داده خود می‌کنند دقیقا همان مقدار مورد نیاز به ازای میزان دقیق داده‌ها است و هیچ هدررفتی در فضا، محاسبه، زمان و نیروی کار ایجاد نمی‌شود.
- کاهش هزینه‌های مرتبط با زیرساخت: خدمات ابری نیاز به سرورهای گران‌قیمت، خنک‌کننده‌ها، ذخیره‌سازی، فضای مورد نیاز برای تجهیزات، نیروی انسانی مورد نیاز برای نگهداری و … را از بین می‌برند.
- دسترسی به فناوری‌های پیشرفته: با پیاده‌سازی ویژگی‌های جدید بر پلتفرم‌های ابری، شرکت‌ها به پرداخت هزینه اضافی بابت به‌روزرسانی‌ها و بهره‌گیری از فناوری‌های جدید نیاز ندارند.
- اطمینان بیشتر و دسترسی بهبود یافته: ارائه‌دهندگان خدمات ابری معمولا سطوح بسیار بالایی از امنیت را فراهم می‌کنند؛ سطوحی که برای یک شرکت خاص و غیرمتخصص در امور فناوری و سایبری به تنهایی ممکن نیست.
