ضرورت هوشمندسازی معادن

هوشمندسازی به‌معنای بهره‌گیری از ابزارها و تکنیک‌های فنی و اطلاعاتی برای 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 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. بر این اساس می‌توان گفت، 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 هوش‌مصنوعی، کلان‌داده و... موجب بهبود کارآیی و ارتقای عملکرد در فعالیت‌ها و فرآیندهای مرتبط می‌شود. هوشمندسازی در صنعت مفهومی عام دارد که این مفهوم درباره بخش معدن نیز درست است؛ به‌عبارت دیگر این اتفاق در معدن به همان معنایی است که در کشاورزی، خودروسازی، هوا و فضا یا حوزه‌های دیگر رخ می‌دهد و به همان استراتژی‌ها و روش‌ها در بخش معدن و صنایع‌معدنی، 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. به‌عبارت‌دیگر، هوشمندسازی معادن، بخشی از پروژه نوسازی، ارتقای تکنولوژی و نوآوری است؛ در واقع هوشمندسازی فرآیندی زمانبر و دانش‌محور است و نیازمند ارتباط مستقیم با دانش و مراکز علمی و تحقیقاتی است.

جنبه‌های مثبت و منفی هوشمندسازی

فرشاد رشیدنژاد، فعال معدن در ارتباط با موضوع هوشمندسازی معادن به صمت گفت: مانند تمام پدیده‌ها و دستاوردهای جدید علمی، هوشمندسازی هم می‌تواند جنبه‌های مثبت فراوان و همچنین جنبه‌های منفی بی‌شماری داشته باشد. برای مثال، این فرآیند اگر باعث شود ایمنی انسان افزایش یابد و آمار مرگ‌ومیر کاهش پیدا کند، بسیار خوب است و باید از آن استقبال کرد، اما همین فرآیند اگر بخواهد انسان را کنترل کند، روند ناخوشایندی خواهد بود.

رشیدنژاد ادامه داد: هوشمندسازی در صنعت مفهومی عام است که درباره معدن که یکی از زیرمجموعه‌های صنعت به‌شمار می‌رود هم، صدق می‌کند. به‌عبارت دیگر، این اتفاق در معدن به همان معنایی است که در کشاورزی، خودروسازی، هواوفضا یا حوزه‌های دیگر است و به همان استراتژی‌ها و روش‌ها در بخش معدن و صنایع‌معدنی، هوشمندسازی معدن می‌گویند. می‌توان گفت هوشمندسازی در تمام بخش‌های معدن، از روش تولید گرفته تا ایمنی اتفاق افتاده و امروزه نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد.

وی گفت: برای مثال در حال ‌حاضر می‌توان روی لباس، کلاه و تجهیزاتی که مورداستفاده کارگران قرار می‌گیرد، سنسورهایی نصب کرد که در هر لحظه، موقعیت فرد را نمایش دهد. از این ابزار هوشمند که روی لباس فرد کار گذاشته می‌شود، می‌توان برای اهداف مختلفی استفاده کرد و یکی از این اهداف، حفظ ایمنی نیروی انسانی است، زیرا می‌توان با کمک این وسیله موقعیت فرد را رصد کرد و مدیر مربوطه مشاهده کند که چه تعداد نیرو داخل کارگاه زیرزمینی هستند و چند نفر به بیرون از محوطه منتقل شده‌اند یا اگر حادثه‌ای روی داد و تعدادی از کارگران گرفتار شدند، به‌وسیله این فناوری‌ها، می‌توان به‌آسانی متوجه شد که هر یک از افراد در چه موقعیتی قرار دارند و چطور می‌توان آنها را نجات داد یا می‌توان جی‌پی‌اس‌هایی را روی ماشین‌آلات نصب کرد تا وقتی این دو متحرک به هم نزدیک می‌شوند، آژیر اخطار به‌صدا درآید و به این ترتیب جلوی تصادف گرفته شود.

مسیری که پایان ندارد

وی افزود: اگر معادن به ابزار و ادوات جدید مجهز شوند، می‌توان ادعا کرد معدن هوشمند شده است. این مسیری است که پایانی ندارد؛ به‌عبارت دیگر، تنوع سنسورها یا اپلیکیشن‌هایی که می‌توان به‌کار برد، نامحدود است و به این دلیل نمی‌توان حد و مرزی برای هوشمندسازی معادن در نظر گرفت و گفت اگر معدنی به ۱۰ آیتم مجهز شود، کاملا هوشمند شده است. در سیستم سنتی که دهه‌هاست مورداستفاده قرار می‌گیرد، باید صبر کرد کارگر محصول را وزن کند، اعداد را در دفتر بنویسد و داده‌های مکتوب را وارد فایل اکسل کند تا در بهترین حالت مشخص شود که در یک شیفت کاری چه گذشته است.

رشیدنژاد خاطرنشان کرد: تصور کنید سیستمی طراحی شده باشد که فرد بتواند با استفاده از تلفن‌همراه خود میزان تولید را به‌طورلحظه‌ای رصد کند و بداند چقدر کنسانتره در فرآیند تولید است، همین‌طور با سنسور رطوبت‌سنج میزان این شاخص را زیر نظر داشته باشد یا تناژ، دانه‌بندی و ویژگی‌های دیگر را بررسی کند. در چنین وضعیتی می‌تواند ادعا کند خط تولید کارخانه یا معدنی هوشمند شده است. در سیستم‌های جدید، کارفرما می‌تواند در لحظه همه‌چیز را تحت‌نظر داشته باشد. با استفاده از این سیستم‌ها می‌توان دستورات مربوط به خط تولید را تغییر داد یا اصلاح کرد؛ برای مثال سرعت تولید را کم یا زیاد یا کلا عملیات را متوقف کرد.

وی ادامه داد: هوشمندسازی جلوه دیگری هم دارد و آن استفاده از تکنولوژی هوش‌مصنوعی است که کاربردهای گوناگونی دارد و در جایی ردپای آن را می‌توان یافت که کاری انسانی به ماشین محول شده باشد. به‌عنوان‌مثال این روزها در فروشگاه‌ها هوش‌مصنوعی جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است تا تمام رفتار مشتری را رصد کند و با شناخت رفتار مشتریان میزان فروش را ارتقا دهد. همین تعریف در معادن هم کاربرد دارد؛ به‌عنوان‌مثال از طریق آموزش به ماشین‌آلات، می‌توان سیستمی طراحی کرد که سینه کار را براساس رنگ شناسایی کند و تشخیص دهد که به‌عنوان‌مثال سرعت کار باید چقدر باشد یا سختی کار چقدر است و براساس این اطلاعات خود به خود تصمیم بگیرد که روش استخراج در بخش خاصی از معدن چگونه باید باشد.

وی افزود: می‌توان گفت بکارگیری فناوری‌های نوین در ماشین‌آلات معدنی، استفاده از ماشین‌لرنینگ 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 است و البته باید تاکید کرد این فرآیند انتهایی ندارد.

معدنکاری هوشمند در جهان امروز

سجاد نامداری، فعال معدن در ارتباط با اهمیت هوشمندسازی معادن به صمت گفت: زمانی که مفهوم معدنکاری هوشمند مطرح می‌شود، ناخودآگاه تصویرسازی ذهنی، ما را به‌سمت ماشین‌آلات معدنی با سیستم‌های کنترل از راه دور می‌برد که افراد به دور از خطرات و ریسک‌های ناشی از معدنکاری سطحی یا زیرسطحی، مشغول به هدایت ماشین‌آلات و تجهیزات از راه دور به‌وسیله کنترل‌گرهای دیجیتال هستند. حقیقت این است که این تصویر ذهنی، از واقعیت معدنکاری هوشمند فاصله زیادی دارد.

نامداری ادامه داد: در جهان امروز، معدنکاری هوشمند به فرآیندهایی اطلاق می‌شود که طی آنها، داده‌ها از تمامی بخش‌های ممکن جمع‌آوری شده و به یک سیستم هوش‌مصنوعی تشخیص، تصمیم‌گیری و اعلام فرستاده می‌شود. جمع‌آوری داده از بخش‌های مختلف یک سایت معدنکاری شامل: پیت معدن روباز، معادن زیرزمینی، دپوی ماده‌معدنی، کارخانه‌های فرآوری ماده‌معدنی و تمامی تجهیزات و ماشین‌آلات درگیر در این بخش‌هاست. فرآیند معدنکاری یک فرآیند بسیار پیچیده است. پس از طی مرحله اکتشاف شامل پی‌جویی، زمین‌شناسی، تکتونیک، ژئوشیمی، ژئوفیزیک، حفاری‌های اکتشافی و مدل‌سازی ماده‌معدنی و تخمین ذخیره، نوبت به استخراج ماده‌معدنی می‌رسد. سودآوری معدنکاری به طول بلند زنجیره فرآیند استخراج تا استحصال محصول نهایی گره خورده‌ است. در هنگام پیمایش این زنجیره، اطلاعات فراوانی استخراج‌ شده است و در اختیار مدیریت قرار می‌گیرد. وی گفت: هوشمندسازی معادن دارای 2 مولفه فیزیکی (سنسورها و حسگرها) و غیرفیزیکی (الگوریتم‌ها و برنامه‌های هوش‌مصنوعی) است. حسگرها می‌توانند انواع تجهیزات ثابت (مانند سیستم‌های هیدرولیکی نگهداری، ایستگاه‌های برق و سوخت و تعمیرگاه‌های زیرزمینی) را از تجهیزات متحرک مانند ماشین‌آلات حفاری و حمل مواد معدنی متمایز کرده و برنامه جامعی را توسط شبکه‌های موبایل به کامپیوترهای موجود در هریک از تجهیزات ذکرشده ارسال کنند، بنابراین مانند معدنکاری سنتی، نیازی به استفاده از یک ناوگان بزرگ از رانندگان و توجیه کردن تمامی آنها در ابتدای هر شیفت کاری نخواهد بود. وی افزود: بروز حوادث مانند رانش زمین در سطح و ریزش در معادن زیرسطحی، یکی از بزرگ‌ترین عوامل تهدیدکننده سلامت پرسنل معدن و همچنین افرادی است که در نزدیکی محوطه سایت‌های معدنی زندگی می‌کنند. یک معدن هوشمند می‌تواند با استفاده از اطلاعات به‌دست‌آمده از تحلیل داده‌ها توسط یک سیستم هوش‌مصنوعی، از بروز بسیاری از حوادث جلوگیری کرده و حوادث غیرقابل‌اجتناب را پیش‌بینی کند. در یک معدن هوشمند، سنسورها به‌صورت مداوم و پیوسته اطلاعات مربوط به هریک از ماشین‌آلات را به سیستم مرکزی مخابره می‌کنند. این اطلاعات می‌توانند شامل دمای موتور، دمای مایع خنک‌کننده، چسبندگی و ویسکوزیته روغن موجود در موتور و میزان بار مورد حمل باشند.

الزام استفاده از هوش‌مصنوعی در معادن

چندی پیش، سمیه خلوصی، معاون برنامه‌ریزی و توانمندسازی سازمان توسعه و نوسازی معادن و صنایع‌معدنی در ارتباط با موضوع هوشمندسازی معادن اظهار کرد: تحول دیجیتال و استفاده از هوش‌مصنوعی تبدیل به یک الزام، ایجاد رقابت‌پذیری، رشد و ارتقای بهره‌وری شده و ایمیدرو به‌دنبال ایجاد بستر و تسهیلگری در معدن است.

وی افزود: سعی می‌کنیم تا بخش هوشمندسازی را با بخش معدن مرتبط کنیم و از ظرفیت نهادهای دولتی از جمله صندوق فناوری ریاست‌جمهوری و نهادهای حاکمیتی برای ایفای نقش تسهیلگری بهره می‌بریم.

معاون برنامه‌ریزی و توانمندسازی سازمان توسعه و نوسازی معادن و صنایع‌معدنی بااشاره به تحقق رشد ۱۳درصدی معدن گفت: استفاده از تکنولوژی‌ها برای رسیدن به این هدف کمک می‌کند، زیرا بدون هوشمندسازی دستیابی به این هدف شدنی نیست.

وی استقرار فناوری در صنایع‌معدنی را به‌منزله یک تغییر بزرگ دانست و از فراهم کردن توسعه همکاری بخش فناوری اطلاعات و هوشمندسازی در بخش معادن خبر داد و گفت: برنامه‌ای در ایمیدرو تعریف شده است تا بیش از 4 درصد سهم بهره‌وری معدن را تا پایان برنامه هفتم محقق کنیم.

سخن پایانی

هوشمندسازی فقط در راستای دیجیتال‌کردن نیست، بلکه راه‌حل‌هایی است که فرآیندها را ساده و سهل می‌سازد. به‌طورخلاصه 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 است و البته باید تاکید کرد، این فرآیند انتهایی ندارد.