مهم‌ترین معادن ایران شامل زغال‌سنگ، مواد معدنی فلزی، شن و ماسه، مواد معدنی شیمیایی و نمک است. بیشترین معادن فعال ایران در استان خراسان قرار دارند. دیگر ذخایر بزرگ ایران که عمدتا توسعه نیافته‌اند، عبارتند از: روی (بزرگ‌ترین در جهان)، مس (نهمین در جهان در سال ۲۰۱۱ به گفته مدیرعامل شرکت ملی صنایع مس ایران)، آهن (دوازدهمین در جهان در سال ۲۰۱۳ بر اساس گزارش‌های سازمان زمین‌شناسی امریکا)، اورانیوم (دهمین در جهان) و سرب (یازدهمین در جهان). ایران با تقریبا یکدرصد از جمعیت جهان بیش از ۷درصد از کل ذخایر معدنی جهان را در اختیار دارد؛ لذا توسعه حوزه معدن در ایران ضرورت دارد و در این راستا لازم است موانع موجود در این زمینه شناخته شده، آسیب شناسی شوند و تدبیری برای برطرف شدن این موانع اندیشیده شود.

اما شرکت‌های معدنی با چالش‌های بسیاری برای فعالیت رو به‌رو هستند، به‌طوریکه فعالیت در مناطق غیرقابل‌سکونت و دور افتاده از جمله معضلات پیش روی آنهاست بطوریکه یکی از مهم‌ترین مسائل مد نظر در حوزه معدن، افزایش ایمنی و هوشمندسازی معادن است و نیز اینکه تحت‌تاثیر حوادث سیاسی و اقتصادی غیرقابل‌پیش‌بینی جهان، پیوسته در معرض نوسان نرخ کالاها و افزایش هزینه‌های تولید قرار دارند.

افزایش ایمنی درکنار بهره‌وری

شرکت‌های معدنی در جهان همچنین تلاش کرده‌اند در کنار افزایش ایمنی، بهره‌وری را نیز افزایش دهند. از این‌رو، شرکت‌های معدنی گام‌های استواری را در راستای دیجیتال‌سازی و هوشمندسازی فرآیندهای معدن‌کاری برداشته‌اند.

هوشمندسازی معادن یکی از تحولات بزرگ در صنعت معدنکاری است که با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، بهره‌وری و ایمنی را در معادن به طور چشمگیری افزایش می‌دهد. معدن‌کاری هوشمند یک رویکرد نوآورانه در صنعت معدن است که از فناوری‌های دیجیتال پیشرفته برای بهبود کارآیی عملیاتی، ایمنی و پایداری استفاده می‌کند. این رویکرد به عنوان پاسخی به تقاضاهای فزاینده برای شفافیت بیشتر و مسئولیت‌پذیری زیست‌محیطی ظهور کرده است. اهمیت معدن‌کاری هوشمند در ظرفیت آن برای انقلابی در صنعت با بهبود بهره‌وری و کاهش تأثیرات زیست‌محیطی نهفته است. مطالعات اخیر نشان می‌دهند که اتخاذ فناوری‌های هوشمند می‌تواند منجر به افزایش سالانه بهره‌وری حدود ۲.۸درصد و ایجاد صرفه‌جویی بالقوه‌ای بین ۲۹۰ تا ۳۹۰ میلیارد دلار تا سال ۲۰۳۵ برای کالاهای کلیدی شود. علاوه بر این، روش‌های معدن‌کاری هوشمند به بهبود ایمنی محیط کار کمک کرده‌اند و کاهش قابل توجهی در حوادث مرگ‌بار در سال‌های ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۹ گزارش شده است.

شرکت‌های معدنی موفق در جهان با پذیرش فناوری‌های دیجیتال و هوشمند در تمامی مراحل معدن‌کاری، موفق شده‌اند کل زنجیره عملیات معدن را خودکار و بهینه کنند. براین اساس می‌توان گفت هوشمندسازی معادن در سطح جهان منجر به تحقق دو هدف شده‌است. نخست؛ تبدیل محیط کار معدن به محیطی امن و مناسب و دیگری اثربخشی بیشتر اقدامات به‌طوری که تولید با سودآوری پایدار همراه شده‌است. بررسی وضعیت هوشمندسازی معادن در کشور، گویای آن است که هوشمندسازی به آن شکل و معنایی که در دنیا مطرح است در ایران صورت نگرفته‌است. برخی فناوری‌های جدید در حوزه معدن ورود پیدا کرده‌اند و مورداستفاده قرار می‌گیرند، اما هوشمندسازی و معدن‌کاری مدرنی که در دنیا در حال انجام است، همچنان در ایران ظهور نکرده‌است؛ در واقع به دلیل نگاه سنتی به معدن‌کاری و عدم‌استفاده از فناوری‌های نوین، بخش معدن کشور از نگاه فناوری حفاری، آتشباری، ترابری و فرآوری عقب‌تر از حوزه‌های دیگر حرکت کرده‌است، به‌طوری‌که جز در موارد معدودی در چند مجموعه بزرگ، هوشمندسازی چندان فراگیر نشده‌است و فقط برخی شرکت‌های معدنی گام‌هایی در راستای هوشمندسازی برخی فعالیت‌های معدن‌کاری برداشته‌اند.

نسبت هزینه تعمیرات به کل ارزش سرمایه‌گذاری ماشین‌آلات در بخش معدن بیشتر از بخش صنعت است. از دلایل این امر می‌توان به فرسودگی ماشین‌آلات، عدم‌حضور سیستم کنترل هوشمند ناوگان ترابری و نبود هماهنگی میان واحدهای ترابری اشاره کرد؛ با انجام هوشمندسازی در معادن می‌توان سطح مکانیزاسیون و اتوماسیون، بهره‌وری استخراج، ترابری، تهویه و فرآوری را افزایش داد و در نتیجه کاهش هزینه و افزایش کیفیت و تنوع محصول (قابلیت استحصال چند محصولی) را دربر خواهدداشت.

ضرورت هوشمندسازی معادن

هوشمندسازی به‌معنای بهره‌گیری از ابزارها و تکنیک‌های فنی و اطلاعاتی جهت مدیریت صحیح امور، تسهیل فعالیت‌ها، ارتقا و اصلاح سبک زندگی، شتاب بخشیدن به اجرای دقیق و حرفه‌ای‌تر امور، کاهش مصرف انرژی و بهره‌برداری حداکثری از خدمات حوزه فناوری اطلاعات در راستای ارتقای شاخص‌های زندگی فردی و اجتماعی است.

برای انجام هوشمندسازی در هر سازمانی، نخستین ابزار، داده‌ها به‌صورت آفلاین و آنلاین هستند؛ مرحله بعدی پردازش داده‌ها است که نیاز است داده‌های خطا حذف شود و داده‌های صحیح پردازش شود، در مرحله سوم براساس داده‌های صحیح مدل‌ها ساخته می‌شوند و در نهایت با تصمیم‌گیری درست می‌توان سبب ارتقای عملکرد شد. براین اساس می‌توان گفت که هوشمندسازی به مجموعه‌ای از فرآیندها و تکنیک‌های مورداستفاده در ساخت و توسعه سیستم‌های هوشمند اطلاق می‌شود که بخشی از پروژه نوسازی، ارتقای تکنولوژی و نوآوری است و با استفاده از ابزارهای مختلف مانند هوش مصنوعی، کلان‌داده و … موجب بهبود کارآیی و ارتقای عملکرد در فعالیت‌ها و فرآیندهای مرتبط می‌شود.

هوشمندسازی در صنعت مفهومی عام دارد که این مفهوم در مورد بخش معدن نیز درست است؛ به‌عبارت دیگر این اتفاق در معدن به همان معنایی است که در کشاورزی، خودروسازی، هواو فضا یا حوزه‌های دیگر رخ می‌دهد و به همان استراتژی‌ها و روش‌ها در بخش معدن و صنایع معدنی، هوشمندسازی معدن می‌گویند؛ در واقع هوشمندسازی معادن، یک فهم تخصصی در حوزه معدن است و نیاز دارد که بتوان آن را به زبان ریاضی و با استفاده از کامپیوتر مدل کرد.

به‌عبارت دیگر، هوشمندسازی معادن، بخشی از طرح نوسازی، ارتقای فناوری و نوآوری است؛ در واقع هوشمندسازی فرآیندی زمانبر و دانش‌محور است و نیازمند ارتباط مستقیم با دانش و مراکز علمی و تحقیقاتی است.

هوشمندسازی فقط در راستای دیجیتال کردن نیست

هوشمندسازی فقط در راستای دیجیتال کردن نیست بلکه راه‌حل‌هایی است که فرآیندها را ساده و سهل می‌سازد. به‌طور خلاصه می‌توان گفت بکارگیری فناوری‌های نوین در ماشین‌آلات معدنی، استفاده از فناوری یادگیری ماشین و هوش‌مصنوعی در کنترل سیستم‌ها و واگذاری کارهای سخت در اکتشاف، استخراج و فرآوری به ماشین و اقداماتی از این دست به‌معنای آن است که فعالیت معدن یا بخشی از آن هوشمندسازی شده و البته باید تاکید کرد این فرآیند انتهایی ندارد؛ بنابراین هدف از هوشمندسازی این است که عملیات معدن‌کاری را تحت‌یک سیستم واحد مدیریت کرد و قابلیت پیش‌بینی، قابلیت اطمینان و پایداری آنها را بهبود بخشید و ظرفیت اضافی و سرمایه‌گذاری در تجهیزات را کاهش داد. ترکیبی از بینش داده، تفکر انتقادی و حل خلاقانه مسئله راه را برای ارائه راه‌حل‌هایی که پیش از آن ممکن نبود، فراهم می‌سازد. برای این منظور باید از داده‌های در لحظه در مجموعه اطلاعات مدیریتی معدن و هوشمندسازی معدن برای سرعت بیشتر و باکیفیت بالاتر استفاده کرد. این امر به برنامه‌ریزان معدن اجازه می‌دهد تا مجموعه داده‌های متفاوت را تجزیه و تحلیل و ترکیب کنند تا بتوانند عملیات مختلف معدن را بهبود بخشند. به‌طور خلاصه هدف از هوشمندسازی معادن این است که باید داده‌ها و اطلاعات معدنی را قابل‌دسترس، استاندارد و قابل‌مقایسه کند. هوشمندسازی تسهیلات و امکانات فزاینده‌ای را برای رشد و توسعه اقتصادی در همه بخش‌ها ایجادکرده‌است. هوشمندسازی محرک افزایش بهره‌وری، افزایش کیفیت و میزان تولید محصول، افزایش ایمنی، کاهش ریسک، افزایش سرعت‌عملیات، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش و حذف کربن به دلیل پیامد تغییر اقلیم و گرمایش جهان است.

سخن پایانی

معدن‌کاری دیجیتال ریزترین جزییات فعالیت معدنی را تغییر خواهد داد. از ادوات و دستگاه‌های حفاری تا لباس کارگران با فناوری‌هایی که در جریان انقلاب چهارم صنعتی پرورش‌یافته و به پختگی رسیده‌اند، ایمنی، هزینه، فرآیند و خروجی کار را ارتقا داده و کیفیت تولید را بالا می‌برند.