هوشمندسازی، یک ضرورت است
توجه به هوشمندسازی معادن، امری مهم و ضروری است و باید توجه خاص و ویژه‌ای به آن شود. معادن کشور به‌واسطه هوشمندسازی می‌توانند وارد مسیر رشد و تحول خود شوند و خود را با سایر معادن جهان برابر کنند. ایران با دارا بودن معادن سرشار، همچنان نتوانسته است آن‌طور که باید، در راستای هوشمندسازی، گام بردارد و در این امر، ضعیف عمل کرده است. ما باید در راستای تحقق وعده‌های معدن هوشمند، گام‌های مهم در این زمینه برداریم. هوشمندسازی به‌ویژه در معادن زغال‌سنگ که بیشترین حوادث معدنی را به‌دنبال دارد، می‌تواند خسارات جانی و مالی را تا میزان بسیار بالایی کاهش دهد. برای مثال، سیستم‌های هوشمند می‌توانند وجود گاز در معدن را به معدنکاران هشدار دهند و افراد به‌واسطه همین هشدار، معدن را ترک می‌کنند تا خسارات جانی به صفر برسد.
اهمیت استفاده از سیستم مدیریت هوشمند معدن چیست؟
هوشمندسازی معدن در ابتدا به‌دلیل پرهزینه و ساختار شکننده آن در مقایسه با معدنکاری سنتی از جانب صاحبان معدن موردمخالفت قرار گرفت، اما رفته‌رفته با نمایان شدن پیشرفت‌های به‌دست‌آمده در این مسیر و تاثیر مثبت آن بر روند عملکرد معادن و مشاهده بازگشت چندبرابری هزینه‌های انجام‌شده، تمامی صاحبان معدن با رضایت کامل نسبت به عملی کردن آن اقدام کردند.
بخش عمده‌ای از هزینه‌های تولیدی یک معدن صرف عملیات بارگیری و حمل می‌شود، از همین‌رو بهینه‌سازی این فرآیند پیچیده می‌تواند به مقدار قابل‌توجهی در زمان و هزینه صرفه‌جویی کند. از سوی دیگر، نظارت بر روند استخراج، کنترل مسیر کامیون‌ها، کنترل عملکرد نیروی انسانی و پیگیری روند عملیات بسیار سخت، پرهزینه و زمانبر است. در چنین شرایطی، استفاده از قابلیت‌های سیستم مدیریت ناوگان این فرآیند را تا حد قابل‌قبولی تسهیل می‌بخشد.
به‌طورکلی استفاده از سیستم مدیریت هوشمند معادن، پیش‌بینی شرایط بحرانی را برای مدیران عملیات ممکن می‌سازد، از آسیب به تجهیزات گران‌قیمت جلوگیری می‌کند و هزینه‌های سنگین عملیاتی را به‌طورچشمگیری کاهش می‌دهد. علاوه بر این، استفاده از چنین سیستمی این امکان را برای مدیران پدید می‌آورد که به‌جای زمان گذاشتن برای جمع‌آوری دیتاها به روش سنتی، زمان خود را صرف تحلیل و تجزیه داده و بهره‌وری بیشتر عملیات کنند.
سیستم مدیریت هوشمند معادن
سجاد نامداری، فعال حوزه معدن در ارتباط با موضوع هوشمندسازی معادن و اهمیت آن به صمت گفت: هنگامی که مفهوم معدنکاری هوشمند مطرح می‌شود، ناخودآگاه تصویرسازی ذهنی ما را به‌سمت ماشین‌آلات معدنی با سیستم‌های کنترل از راه دور می‌برد که در این تصویر، افراد به دور از خطرات و ریسک‌های ناشی از معدنکاری سطحی یا زیرسطحی، مشغول به هدایت ماشین‌آلات و تجهیزات از راه دور به‌وسیله کنترل گرهای 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. در این مفهوم، تمامی داده‌های حاصل از فرآیندهای پیچیده معدنکاری به الگوریتم‌های هوش‌مصنوعی ارسال و از تفسیر این داده‌ها، حداکثر اطلاعات ممکن استخراج می‌شود. نقش افراد در این فرآیند، نظارت بر صحت انجام عملیات و برخورد با موارد استثنایی بوده و به این ترتیب، تعداد پرسنل درگیر در این فرآیند به‌حداقل خواهد رسید. 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 بخش‌ها است.
اهمیت معدنکاری هوشمند
وی گفت: 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. توانایی شناخت دقیق ارتباط بین این اطلاعات عموما ازعهده مغز انسان خارج بوده و در برخی موارد نیز زمان زیادی برای تصمیم‌گیری وجود ندارد. در معدنکاری هوشمند، وظیفه جمع‌آوری، تفسیر و در موارد خاص، تصمیم‌گیری برعهده یک سیستم که دارای ارتباط درونی بین تکنولوژی‌های مختلفی مانند اینترنت اشیا (IoT) و یادگیری ماشین (ML) است که نیاز به حضور ناظران و مدیریت در محل را به مقدار بسیار زیادی تقلیل می‌دهد.
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. استفاده از هوش اجرایی (OI) در این زمینه، بسیار کمک‌کننده خواهد بود. افراد می‌توانند با استفاده از گجت‌هایی مانند موبایل یا ساعت‌های هوشمند، به سیستم مرکزی متصل شوند که در هنگام رویداد چنین حوادثی، زودتر از موعد آنها را آگاه کرده و راهنمایی‌های لازم را به آنها ارائه کند. این راهنمایی‌ها شامل محل وقوع یا امکان وقوع حادثه، محل تخلیه و پیشنهاد نزدیک‌ترین موقعیت‌های امن خواهد بود. با این رویکرد، می‌توان تعداد حوادث را تا حد زیادی کاهش داد و تلفات ناشی از اتفاقات غیرقابل‌اجتناب را تا مقادیر بسیار مطلوبی پایین آورد.
این کارشناس معدن در ادامه این گفت‌وگو خاطرنشان کرد: بسیاری از تجهیزات موجود در معادن مانند ماشین‌آلات سنگین، جزئی از سرمایه‌گذاری شرکت‌های معدنی است که هزینه‌های مربوط به تعمیرات و نگهداری آنها درصد زیادی از هزینه‌های اجرایی را به خود اختصاص می‌دهد. نظارت کامل بر صحت و سلامت این تجهیزات، از وظایف اصلی واحدهای ماشین‌آلات و پشتیبانی است. در یک معدن هوشمند، سنسورها به‌صورت‌مداوم 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. در صورت مواجهه با هر اطلاعاتی که نشان‌دهنده فشار به ماشین‌آلات باشد، الگوریتم هوش‌مصنوعی می‌تواند الگوریتم‌های حمل مواد معدنی را مورد بازبینی قرارداده و پیشنهادهایی را برای بهبود عملکرد ماشین‌آلات ارائه داده و نتایج تغییرات را گزارش دهد. به این وسیله، هزینه‌های تعمیرات و نگهداری تا حد زیادی کاهش داده خواهند شد.
وی گفت: اگرچه معدنکاری هنوز بر پایه‌های سنتی خود تکیه دارد، اما بسیاری از شرکت‌های فعال در این زمینه اهمیت موضوع معدنکاری هوشمند را دریافته‌اند. در معدنکاری هوشمند، اطلاعات برمبنای برداشت‌های مکرر سیستم‌های برداشت داده توسط حسگرها به یک سیستم هوش‌مصنوعی مرکزی ارسال شده و تصمیم‌گیری‌ها برمبنای الگوریتم‌های هوشمند آموزش‌دیده مانند یادگیری ماشین در بستر اینترنت صنعتی انجام می‌پذیرد. این سیستم‌ها می‌توانند به‌صورت بی‌وقفه مدیران را در اتخاذ تصمیمات یاری کنند و علاوه بر آن، خروجی الگوریتم‌های هوش‌مصنوعی را به‌صورت مستقل جهت بهینه‌سازی شرایط موجود به‌کار گیرند. کاهش هزینه‌های عملیاتی و تعداد حوادث و افزایش راندمان پیشروی، استخراج و فرآوری مواد معدنی و در نتیجه، بهبود کلی عملیات معدنی از نتایج بکارگیری این مفهوم هستند.
توجه به هوشمندسازی معادن
شهرام شریعتی، کارشناس و فعال معدن در ارتباط با بحث هوشمندسازی معادن اظهار کرد: بخش عظیمی از معدنکاری در تمام کشورهای دنیا با استفاده از روش‌های قدیمی و سنتی انجام می‌شود و جز شرکت‌های بسیار بزرگ معدنی، بقیه از تکنولوژی روز عقب هستند. بنابراین عقب‌ماندگی در زمینه هوشمندسازی معادن، مختص ایران نیست و در سراسر دنیا به‌چشم می‌خورد، اما راه ما به نسبت دیگر کشورهای دنیا دورتر است و پیچ‌وخم‌های بیشتری دارد. در حال حاضر، بیش از ۲۰ سال است که معادن بزرگ دنیا، حداقل معادن شاخص در کلاس بین‌المللی، قدم در مسیر هوشمندسازی گذاشته و زیرساخت‌های موردنیاز آن را پیاده کرده و به مرحله عملیاتی رسانده‌اند. اما در کشور ما حتی در معادن بزرگ هم، هوشمندسازی در سطح متوسط، به‌معنای واقعی، اجرایی نشده است.
شریعتی گفت: باید گفت در معادنی مثل مس سرچشمه، گل‌گهر و چادرملو اقدامات مناسبی در این‌راستا انجام شده است، اما این موارد استثنا هستند و علاوه بر این، هنوز در کلاس جهانی به جایگاه مناسبی در زمینه هوشمندسازی دست پیدا نکرده‌اند. بنابراین، باید ۲ مسئله را مدنظر داشته باشیم؛ نخست اینکه، باید در قدم اول تصمیم‌گیری را جدی بگیریم که این مرحله در کشور ما بسیار سخت و پرچالش است و دیگر اینکه، فکری برای رابطه‌مان با دیگر نقاط دنیا کنیم و هرچه زودتر به آن سروسامان دهیم تا بتوانیم سرمایه‌گذار خارجی را جذب و در نهایت، بحث هوشمندسازی را کم‌کم پیاده‌سازی کنیم. هرچند در فرآیند هوشمندسازی تمام سیستم‌ها دیجیتالی است و استفاده از اینترنت می‌تواند راندمان بسیاری از صنایع را بالا ببرد، اما بسیاری از معادن بزرگ و شرکت‌های تولیدی و صنعتی در همه نقاط دنیا برای محافظت از اطلاعات محرمانه خود و نگرانی از بابت هک و نفوذ به سیستم‌ها، تمایلی به استفاده از اینترنت برای هوشمندسازی نشان نمی‌دهند.
وی افزود: در کشور ما هم، مشکلاتی در این‌باره به‌وجود آمده که موجب شده است، بعضی احساس کنند که وصل شدن به سیستم اینترنتی، امنیت چندانی ندارد و باعث می‌شود که سیستم با خطراتی روبه‌رو شود. هوشمندسازی به‌شکلی که در تعریف فوق به آن اشاره شد، استفاده از هوش‌مصنوعی و سیستم‌های رایانه‌ای است تا به مدیریت مجموعه برای افزایش راندمان کمک کند. پس در موارد زیر، می‌تواند کمک بزرگی به بهره‌بردار معادن کوچک یا متوسط باشد. می‌توان باجرأت گفت در حال حاضر معادن کوچک در کشور آنقدر گرفتار مسائل ابتدایی و کوچک شده‌اند که دغدغه اصلی آنها هوشمندسازی نیست و هوشمندسازی برای آنها اقدامی لوکس به‌نظر می‌رسد. بهره‌بردار بخش خصوصی که معدن کوچک یا متوسط‌مقیاسی دارد، امروزه بیشتر به فکر تامین حقوق کارگران، تامین سوخت موردنیاز یا تهیه ماشین‌آلات و... است و دیگر مجالی ندارد که به مسئله لوکسی مانند هوشمندسازی توجه کند.
شریعتی خاطرنشان کرد: البته قابل‌تصور است که در آینده و زمانی که رویای هوشمندسازی معادن محقق شود، فرصت‌های شغلی بسیاری از دست برود، اما به‌گمان‌من، نباید از امروز نگران این مسئله بود، زیرا همزمان نیروهای کارآمد، زبده و متخصص می‌توانند جذب بخش توسعه معدن و صنایع‌معدنی شوند. اگر دولت سوبسیدهایی برای هوشمندسازی به معادن اختصاص بدهد و امکانات آن را فراهم کند، موجب رشد و توسعه معادن و ایجاد فرصت‌های شغلی جدید می‌شود.
سخن پایانی
هوشمندسازی معادن می‌تواند گام مهمی در راستای ارتقا سطح ایران در بازار محصولات معدنی باشد. هر میزان بتوانیم خود را با تکنولوژی روز دنیا تطبیق دهیم، می‌توانیم در میان کشورهای دارای معدن، حرفی برای گفتن داشته باشیم. دیجیتالی‌شدن معدن و فلزات می‌تواند بیش از ۴۰۰میلیارد دلار ارزش برای صنعت جهانی طی یک دهه‌آینده ایجاد کند. در واقع تحول دیجیتال در صنعت و معدن این ظرفیت را دارد که تقریبا ارزش سه‌برابری را برای صنعت (۳۲۱ میلیارد دلار) ایجاد کند.
