یکی از صنایع مطرح و مهم در سطح جهان، صنعت معدن میباشد که کشور ایران هم با برخورداری از درصد قابل توجهی از ذخایر معدن دنیا، در این حوزه از جایگاه ویژهای برخوردار است.
در حال حاضر برای بهره برداری و کشف معادن در جهان از انواع فناوریها و تکنولوژیهای به روز بهره گرفته میشود. در واقع تکنولوژی و هوش مصنوعی جایگزین استفاده از ابزارآلات و روشهای قدیمی شده است.
در این راستا مفهومی تحت عنوان معدن هوشمند مطرح شده است که در آن کارها باکمترین دخالت نیروی انسانی و با کمک هوش مصنوعی انجام میشود. هوشمند سازی معدن باعث افزایش کیفیت، ایمنی و سرعت انجام کارها میشود و بهره وری عملیات را هم بهبود میبخشد. در ادامه تصمیم داریم به مصادیق هوشمند سازی معادن بپردازیم. لذا توصیه میکنیم ادامه مطلب را بخوانید.
نقشه برداری از معادن با پهپاد
یکی از کاربردهای هوشمند سازی در صنعت معدن، امکان نقشه برداری با پهپاد است. پهپاد ها امکان نظارت و دسترسی مستمر بر تاسیسات را به صورت سریع تر، با هزینه کمتر و با بازدهی بیشتر فراهم میکنند. علاوه بر این پهبادها بدون نیاز به بازرس انسانی میتوانند بعضی از بازرسیهای مورد نیاز در معدنها را به شکل منظم انجام دهند و میزان گاز و بیثباتی ساختاری معدن و نظارت بر سایر شاخصها را تشخیص بدهند.
برداشت دادهها در پیتهای معدنی با استفاده از GPSهای دو فرکانسه و پهپاد با و بدون پردازش PPK صورت میپذیرد. عمده استفاده برداشتهای پهپاد در این مجموعه در راستای دپومتری و پایش حجم عملیات خاکی بوده و نیز رصد ریزش دیوارهها در پیتهای معدنی است. همچنین تهیه نقشه با روشهای نقشه برداری زمینی انجام میپذیرد. در راستای انجام محاسبات دپومتری و نیز رصد دیوارههای پیتها و پایش ریزش آنها، نیاز به مدلهای متفاوتی نسبت به برداشتهای کلاسیک دارد.
خاک برداری، زمین شناسی و اکتشاف هوشمند
یکی دیگر از حوزههایی که هوشمند سازی معدن به کار میآید و در معدن هوشمند مفید واقع میشود، مربوط به اکتشاف و خاک برداری است. این تکنولوژی به صورت خودکار رخساره سنگها را پردازش کرده و به فرآیند اکتشاف کمک میکند. در واقع معدن هوشمند امکان کنترل از راه دور را دارد . ضمنا قابلیت نظارت بر نمونه برداری، اکتشاف و تصویربرداری به صورت زنده و از راه دور هم فراهم میشود.
هوش مصنوعی برای طبقه بندی سنگها هم به کار میآید و به کمک دادههای سنجش از دور، به شناسایی سنگ و خاک و پیشبینی محلهای مناسب اکتشاف میپردازد. این موضوع به متخصصان، بسیار کمک میکند. لازم به ذکر است که با هوشمند سازی معادن، امکان تحلیل دادههای دورسنجی، نقشههای ژئوفیزیکی، نقشههای ژئوشیمی، نقشههای زمینشناسی، عکسهای هوایی و عکسهای ماهوارهای بدون نیاز به نیروی انسانی فراهم میشود.
کاربرد دیگر هوش مصنوعی در حوزه اکتشاف، مربوط به شناخت مناطق بالقوه ارزشمند جهت حفاری یا استخراج است. در واقع هوشمند سازی معادن امکان پردازش دادههای زمین شناسی را با کمک تطبیق الگوها و تجزیه و تحلیل فراهم میکند. به این ترتیب هوش مصنوعی تشخیص میدهد که در کدام قسمتها منابع بهتری وجود دارد و امکان برنامه ریزی دقیقتر و عملکرد بهتر را به دنبال خواهد داشت.
مدیریت ناوگان و حمل و نقل
یکی از کاربردهای مهم هوشمند سازی معدن مربوط به مدیریت ناوگان حمل و نقل است. در ادامه مزایای معدن هوشمند را در این حوزه مورد بررسی قرار میدهیم:
جلوگیری از فرسودگی خودروها و تعمیر به موقع آنها
یکی از چالشهای کار در ارتباط با صنعت معدن این است که خودروهای معدنی به علت عبور از مسیرهای ناهموار و نامناسب سریعتر و بیشتر به نگهداری و تعمیرات نیاز پیدا میکنند و در صورتی که این تعمیرات انجام نشود، خودرو از دور خارج میشود و لازم است خودروهای جدید خریداری شود. اما در معدن هوشمند، خودروها به موقع تعمیر میشوند و با بررسی مداوم وضعیت خودرو، جلوی از کار افتادگی آنها گرفته میشود.
مدیریت هوشمند عملکرد ناوگان حمل و نقل
این بخش شامل مدیریت و بررسی اطلاعات رانندگان، بارگیری آنها، اطلاعات مربوط به سرعت و توقفات و میزان روشن بودن ماشین آلات سنگین، اطلاعات تخلیه بار، میزان مصرف بنزین و انتخاب مسیر بهینه جهت جلوگیری از ایجاد صف میشود .
رانندگان زیادی در شرکتهای معدن و راه سازی مشغول به کار هستند که این امر و حجم از کار بررسی عملکرد رانندگان را به امری مهم و البته دشوار تبدیل میکند. هوشمند سازی ناوگان حمل و نقل معدن و استفاده از نرم افزارهای خاص برای مدیریت ناوگان، امکان کنترل وزن بار و رصد دقیق رفتار رانندگان را نیز فراهم میکند.
تعیین مسیر بهینه برای رسیدن به معدن
یکی از موارد بسیار مهم و تاثیر گذار در خصوص راندمان معادن، سرعت رسیدن خودروها به معدن میباشد. هوشمند سازی عملکرد ناوگان حمل و نقل باعث امکان تعیین مسیر بهینه برای رسیدن به مقصد را برای رانندگان فراهم میکند و به این ترتیب خودروها طی کوتاه ترین زمان ممکن و بدون اتلاف انرژی در معدن هوشمند به مقصد تعیین شده میرسند.
کنترل مصرف انرژی هوشمند
هوشمند سازی معادن با استفاده از اقدامات خاصی، امکان کنترل مصرف انرژی را فراهم میکند و بدین ترتیب باعث میشود در مصرف انرژی و هزینهها صرفه جویی شود. این اقدامات شامل موارد زیر میشود:
بهره گیری از سنسورها در هوشمند سازی معادن
به عنوان نمونه سنجش وضعیت تجهیزات ماشین آلات با نصب سنسور بر روی آنها، زمان توقف، نگهداری و تعمیرات را کاهش میدهد. علاوه بر این با بهره گیری از سنسورها پردازش اطلاعات در عمقهای پایینتر ممکن میشود و به این ترتیب پهنههای بیشتری آن هم با اطلاعات دقیق تر مورد اکتشاف واقع میشوند و احتمال دسترسی به رگههای مورد نظر افزایش پیدا میکند.
استفاده از نوار نقاله هوشمند
نوار نقاله وسیلهای برای حمل مواد میباشد که انواع مختلفی مانند نقاله منجید دار ، نقاله سیم دار، نقاله باکت دار ، نقاله آرامیدی ، نقاله لوله ای ، نقاله یک لایه و نقاله شورون دارد. هر کدام از این نوار نقالهها تسمه مخصوص به خود را داشته و کاربرد منحصر به فردی دارند. استفاده از نوار نقاله هوشمند فرآیند انتقال مواد و تغلیذ را در معدن هوشمند بهبود میبخشد.
کلاه ایمنی هوشمند
کاربرد دیگر هوش مصنوعی در معادن مربوط به کلاههای ایمنی میباشد که با هوشمند سازی آنها، میتوانیم با استفاده از سنسورهایی خاص بر شرایط معدن نظارت داشته باشیم و وجود گازهای سمی و خطر انفجار را تشخیص دهیم.
همچنین این کلاههای ایمنی هوشمند، موقعیت مکانی معدن کاران را مشخص می کند و در حفظ سلامت آنها تاثیر چشم گیری دارد. چرا که در صورت انتشار گاز سمی در محیط، سنسورهای این کلاه به کارگر هشدار میدهند و فرد سریعا از محل خارج میشود. به علاوه تعبیه سنسور در کلاههای هوشمند، میتواند به کارگران این اطمینان خاطر را بدهد که دمای محیط در حالت استاندارد قرار دارد.
سیستم اطفا حریق هوشمند
با توسعه روز افزون فضاهای بزرگ، پیشگیری از آتش سوزی در این محیطها هم بیش از پیش اهمیت پیدا کرده است. اما نکتهای که در این ارتباط وجود دارد این است که اطفا حریق در چنین فضاهایی بسیار سختتر است و به هماهنگی بیشتری نیاز دارد. استفاده از سیستم اطفا حریق هوشمند با به کارگیری میکروکامپیوترها، اطفای حریق را تا چندین برابر سادهتر و سریعتر میکند.
هوشمند سازی معادن باعث میشود که با اتصال به دستگاهها و تجهیزات خاص، یک واحد کلی و هوشمند داشته باشیم که در صورت بروز آتش سوزی خیلی سریع تر اطلاع رسانی و اقدامات مربوطه صورت میگیرد. توجه داشته باشید که سیستم اطفای حریق هوشمند یک مرحله ای به این صورت است که با فعال شدن سنسور به همه کارگران هشدار میدهد. اما نوع دیگری از اطفا حریق هوشمند به صورت دو مرحلهای طراحی شده است که در ابتدا به کسانی که میتوانند دستگاه حریق را خاموش و فعال کنند، اطلاع رسانی میکند و بعد از آن اعلان هشدار عمومی صورت میگیرد.
وزن کشی آنلاین استخراجات و ارسال لحظه ای برای محاسبات لازم
امروزه تقاضای مواد خام و معدنی از سوی شرکتهای تولیدی به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرده است. در همین راستا جهت کنترل کردن تعدد و حجم مراودات به داخل و خارج از معادن به یک سیستم هوشمند داخلی احتیاج داریم که از طریق هوشمند سازی معادن قابل انجام است. در واقع استفاده از هوش مصنوعی در این حوزه منجر به کنترل بهینه تر عملیات مهم توزین و مدیریت به صورت جامع تر و یکپارچه تر میشود.
هوشمند سازی توزین، امکان وزن کشی استخراجات را به صورت آنلاین فراهم میکند. به این ترتیب اطلاعات و ارتباطات دپارتمانهای تولید، انبار، قرار داد و خرید و فروش و تدارکات در معدن هوشمند با هم به شکل آنلاین هماهنگ میشوند. در واقع سیستم توزین هوشمند به مثابه یک تحلیل گر گزارشهای آماری هوشمند عمل میکند که وضعیت و روند عملیات را به طور شفاف برای مدیران صنعت شرح میدهد. از جمله کاربردهای دیگر هوشمند سازی معدن در حوزه وزن کشی میتوانیم موارد زیر را نام ببریم:
- گزارش دقیق محصولات و ماشین آلات
- امکان ثبت پلاک خودروهای حامل بار به وسیله دوربین پلاک خوان
- امکان اتصال چندین دستگاه باسکول به صورت هم زمان
- کنترل و مدیریت ماشین آلات در هنگام ورود و خروج
- مدیریت آفلاین و آنلاین اطلاعات
انبارداری هوشمند
انبارداران معادن اطلاعات زیادی را در مورد محصولات، قطعات یدکی، کالاها و موضوعات مربوط به آنها دریافت میکنند. حجم بالای این اطلاعات هماهنگی را با چالش مواجه میکند. به همین دلیل شرکتهای معدن معمولا جهت دسترسی به اطلاعات به روز از وضعیت انبارها و نظارت بر آنها، از مکانیسمهای بهروز انبارداری استفاده میکنند.
در واقع انبار داری هوشمند باعث میشود که بتوانیم انبار قطعات یدکی و سایر ملزومات و همچنین انبار محصولات فرآوری شده را کنترل کنیم. همچنین هوش مصنوعی مدیریت یکپارچه انبار و کنترل همه فرآیندها را به صورت سراسری فراهم مینماید. علاوه بر این هوشمند سازی معادن منجر به ثبت آنلاین ورود و خروج به کمک سیستم باسکول، اطلاع از موجودی دپوی محصول پیش فرآوری شده به شکل آنلاین و مدیریت گردش کالا میگردد.
توسعه زیرساختهای ارتباطی و سطح پوشش شبکه
ارتباطات، شبکههای داخلی و بیرونی، دسترسی به اینترنت با سرعت و کیفیت بالا در هر پروژه هوشمندسازی جزء مهمترین پیشنیازهای پیادهسازی صنعت 4 (Industry 4.0) میباشد. اتصال حسگرها (Sensors) و راهاندازها (Actuators) به شبکه، جهت انتقال دادهها و فرمانها در لحظه از کلیه تجهیزات و اشیا به نقطه تعیین شده، از لوازم این جهش و پیادهسازی انقلاب صنعتی چهارم میباشد.
شرکت مگفا با داشتن سابقهای طولانی در پیادهسازی زیرساختهای ارتباطی و شبکههای مورد نیاز شرکتهای بزرگ، قادر است در زمانی کوتاه و با کمترینهزینهها، زیرساخت مورد نیاز در معدن هوشمند را پیشنهاد دهد و تجهیزات لازم را نیز تأمین و نصب نماید. بسترهای مورد نیاز ممکن است به کمک شبکههای مخابراتی 4G، فیبر نوری، شبکه کابلی، شبکه بیسیم، LoRa، NBIoT و یا دیگر فناوریهای مورد نیاز پیادهسازی گردد. موارد ذکر شده در ادامه از جمله راهکاری این قضیه میباشند
امکان استفاده از فناوریهای نوین صنعت چهار از جمله اینترنت اشیا
توسعه شبکه ارتباطی و دسترسی به اطلاعات در سرتاسر شرکت
امکان دسترسی به اطلاعات برخط در سرتاسر شرکت
امکان پیادهسازی دوقلوی دیجیتال و نت پیشگویانه
تامین امنیت اطلاعات در معدن هوشمند – یک ضرورت اجتناب ناپذیر
احتمال نفوذ و هک سامانهها و سرورها و تجهیزات حیاتی در پروژههای هوشمند سازی معادن یا ایجاد اختلال در شبکههای داخلی پروژه، از زمانی که ایجاد شبکه بین سامانهها اجتناب ناپذیر شد یکی از چالشهای جدی هر پروژه میباشد. شرکت مگفا به لطف دسترسی به آخرین فناوریهای حوزه امنیت و شبکه قادر است دسترسیهای امنیت سایبری را با جزئیات بالا و دقتی که در سطح کارکنان یک شرکت قابل پیادهسازی است، طراحی، پیادهسازی و پایش نماید. توانمندیهای مگفا در تاسیس مرکز پایش و پردازش امنیت اطلاعات (SOC)، و مرکز پایش ترافیک شبکه (NOC) در معدن هوشمند عبارتند از:
ایجاد Data center با رعایت اصول امنیتی و امنسازی سامانههای موجود
طراحی، پیادهسازی، راهاندازی و راهبری مرکز عملیات امنیت (SOC)
تست نفوذ بر روی سامانههای حیاتی
ارائه گواهینامه انطباق سامانه مدیریت امنیت اطلاعات (ISMS) ایزو 27001
نتیجه گیری
بنا بر آنچه گفته شد، هوشمند سازی معادن در حوزههای مختلفی از قبیل مدیریت ناوگان حمل و نقل، نقشه برداری، مدیریت مصرف انرژی، بهبود فرآیند اکتشاف، ایمنی، وزن کشی، انبار داری و … نقش بسیار مهمی را ایفا میکند و میتواند تحول عظیمی را در حوزه صنعت معدن به بار آورد. استفاده از هوش مصنوعی در معادن، ایمنی، سرعت انجام عملیات و افزایش بهرهوری را به حداکثر و هزینه و خسارات احتمالی را به حداقل میرساند. جهت استفاده از خدمات مگفا در حوزه هوشمند سازی معادن و معدن هوشمند میتوانید با مدیران و کارشناسان مرتبط در این حوزه در تماس باشید.