لقد مرت عشر سنوات منذ ظهور أول شاحنات ذاتية القيادة بالكامل في العالم في منجمي يانديكوجينا ونامولدي التابعين لشركة ريو تينتو في بيلبارا. ومنذ ذلك الحين، أصبحت المناجم الأسترالية رائدة عالميًا في اعتماد الأتمتة والرقمنة، مع فوائد واضحة للصحة والسلامة.
وقد ساعدت هذه التكنولوجيا في انتشال العديد من العمال من الأجزاء الأكثر خطورة في مواقع المناجم، ومع ذلك لا تزال هناك حالات وفاة وحوادث تغير حياتهم. وفي عام 2024، كان عدد الوفيات المسجلة أعلى بنسبة 39% من متوسط الصناعة لمدة خمس سنوات، وفقًا لبيانات من Safe Work Australia. على الرغم من أن التعدين لا يزال لديه متوسط معدل وفيات أقل من صناعات الزراعة والنقل والبريد والتخزين والغابات وصيد الأسماك، إلا أنه لا يزال هناك مجال للتحسين.
اكتشف تسويق B2B عالي الأداء
اجمع بين ذكاء الأعمال والتميز التحريري للوصول إلى المتخصصين المشاركين عبر 36 منصة إعلامية رائدة.
اكتشف المزيد
تتعرض صناعة التعدين لضغوط لتحسين صحتها وسلامتها، وتظهر الروبوتات والأتمتة كحل رئيسي. ومع ذلك، فإنها تأتي مصحوبة بتحديات جديدة، بما في ذلك التعقيد التشغيلي المتزايد الذي يمكن أن تخلقه هذه التقنيات.
“إن ما نراه في صناعة التعدين الأسترالية هو نقطة تحول،” يوضح سيسكو سارا، كبير مديري تسويق المنتجات في شركة تزويد البرمجيات “أكروينت”، التي تعمل مع شركات التعدين في جميع أنحاء أستراليا.
“مع تزايد التعقيد التشغيلي بسبب الشاحنات ذاتية القيادة، والضغط من أجل التغيير البيئي، وانخفاض جودة الموارد التي تتطلب من الشركات إجراء تعدين أعمق لاستخراج المزيد من مواقعها، أو العمل في مناطق نائية، هناك مخاطر متزايدة تجعل العمليات أكثر صعوبة.”
تقوم شركات التعدين، بما في ذلك BHP وRio Tinto، بدمج تقنية التوأم الرقمي في جميع عملياتها للمساعدة في إدارة بعض هذا التعقيد. وجد تقرير أصدرته شركة Bentley Systems عام 2024 أن ما يقرب من 90% من مؤسسات التعدين التي شملها الاستطلاع إما تستخدم أو تنفذ أو تجرب التوائم الرقمية، مع الإشارة إلى الصحة والسلامة باعتبارها المحرك الأكبر لهذا الاعتماد.
BHP: تحسين عملية صنع القرار
التوائم الرقمية عبارة عن نسخ افتراضية ديناميكية للأصول المادية والعمليات ومواقع التعدين بأكملها. يتم تحديث نموذج التوأم الرقمي باستمرار من خلال أجهزة استشعار إنترنت الأشياء (IoT) الموجودة على البنية التحتية المادية، وكذلك من الأنظمة الآلية والرقمية. وتتيح هذه التقنية المراقبة عن بعد، ومحاكاة السيناريوهات الخطرة، والصيانة التنبؤية للمعدات الحيوية للسلامة، من بين وظائف أخرى.
الناشئة كشركة رائدة في هذه الصناعة في هذه التكنولوجيا هي BHP. تقوم الشركة بنشر التوائم الرقمية عبر عملياتها، من الحفرة إلى الميناء، في المقام الأول لفهم وإدارة الأنظمة المعقدة والمترابطة، وليس كأداة مستقلة للسلامة، كما يقول إيفان لوبيز، نائب الرئيس لهندسة القيمة في BHP.
ويعلق لوبيز قائلا: “إن عمليات التعدين الحديثة مترابطة إلى حد كبير، حيث تؤثر القرارات في جزء واحد من سلسلة القيمة على السلامة والإنتاجية والتكلفة والنتائج البيئية في أماكن أخرى. وتوفر التوائم الرقمية وسيلة لرؤية واختبار تلك التفاعلات بشكل واضح، بدلا من الاعتماد على افتراضات معزولة.
“إن فوائد السلامة والإنتاجية والاستدامة تتدفق من هذا الفهم المحسن. وفي كثير من الحالات، يتم تحقيق نتائج أكثر أمانًا لأن الفرق يمكنها تجنب القرارات التي تبدو مثالية محليًا ولكنها تخلق مخاطر في مكان آخر من النظام.”
ومن الأمثلة الواضحة على ذلك، وفقا لوبيز، استخدام التوائم الرقمية لسلسلة القيمة في مواقع مثل BHP Mitsubishi Alliance، التي تنتج الفحم المعدني في مقاطعة كوبر جنوب أستراليا في كوينزلاند. مثال آخر هو إسكونديدا في شيلي، حيث يتم اختبار السيناريوهات بشكل شامل قبل تنفيذ التغييرات في الميدان.
ويضيف: “من خلال محاكاة ظروف التشغيل والقيود وإجراءات الاسترداد المختلفة، يمكن للفرق تحديد ظروف تشغيل أكثر أمانًا، وتجنب الإصلاحات قصيرة المدى عالية المخاطر وتقليل احتمالية العمل التفاعلي تحت الضغط، وهو ما يؤدي في كثير من الأحيان إلى زيادة مخاطر السلامة”.
يوضح لوبيز أن التكنولوجيا تدعم التخطيط والتنسيق بشكل أفضل، مما يقلل بشكل مباشر من الازدحام والأنشطة المتضاربة والتدخلات غير المخطط لها.
ويضيف: “على الرغم من أن هذه الفوائد لا يتم قياسها دائمًا على أنها “مقياس أمان” واحد، إلا أنها تقلل التعرض بشكل ملموس من خلال تحسين القدرة على التنبؤ وجودة القرار عبر النظام”.
وفي الوقت نفسه، في كوبر جنوب أستراليا، يتم استخدام التوأم الرقمي لتقييم تدفقات المياه والطاقة والمواد لدعم عمليات أكثر استقرارًا للأنظمة المقيدة، مما يقلل من احتمالية “التجاوزات البيئية أو الاستجابات لحالات الطوارئ”، كما يقول لوبيز.
وفيما يتعلق بالتكنولوجيا نفسها، تستخدم BHP مجموعة من المنصات الجاهزة والنماذج المخصصة المصممة خصيصًا لتناسب الواقع التشغيلي لكل أصل وتعقيده.
ومع ذلك، تجمع BHP بشكل ملحوظ بين التوائم الرقمية والذكاء الاصطناعي التوليدي لجعل التكنولوجيا أكثر سهولة في الاستخدام. وقد أدى هذا إلى تقليل الحاجز بين الأشخاص والنماذج المعقدة، كما يقول لوبيز، على الرغم من أنه يشير إلى أنها ليست بعد الواجهة الوحيدة أو القياسية لجميع التفاعلات، ولكنها يتم تنفيذها حاليًا بشكل انتقائي حيث تضيف “الوضوح والسرعة”.
ويشير: “تقليديًا، يتطلب التفاعل مع التوأم الرقمي مهارات متخصصة. ويتيح الذكاء الاصطناعي التوليدي للمستخدمين طرح أسئلة باللغة الطبيعية، واستكشاف السيناريوهات دون الحاجة إلى فهم بنية النموذج الأساسي وترجمة المخرجات التقنية إلى رؤى واضحة تركز على القرار.
“وهذا أمر قوي بشكل خاص لتوسيع نطاق الوصول إلى ما هو أبعد من المتخصصين الفنيين ودعم القادة وفرق الخطوط الأمامية للتعامل مع الأفكار.”
كما اعتمدت شركة Rio Tinto أيضًا توائم رقمية في منجم Gudai-Darri، وهو أول موقع جديد لها في بيلبارا. وقالت الشركة إنها تستخدم التكنولوجيا لرصد البيانات التي تم جمعها من مصنع المعالجة بالموقع والرد عليها. يتم استخدام نفس النموذج أيضًا لبيئة تفاعلية ثلاثية الأبعاد للتدريب على الواقع الافتراضي، مما يمكّن أعضاء الفريق من التنقل بصريًا في الأصول وتخطيط عملهم باستخدام نموذج ثلاثي الأبعاد واسع النطاق.
تريمبل: نظام إنذار جيوتقني
وفي أماكن أخرى، تعمل شركة تكنولوجيا البرمجيات والأجهزة والخدمات الأمريكية تريمبل مع كيانات التعدين الأسترالية باستخدام تقنية التوأم الرقمي لمساعدتها على الحفاظ على السلامة الجيوتقنية أثناء قيامها بالحفر بشكل أعمق للوصول إلى المزيد من الموارد.
تقوم الشركة بتضمين أجهزة استشعار في منحدرات المناجم وبيئة التعدين العامة لتقييم مدى تغير الهيكل مع مرور الوقت. تقوم أجهزة الاستشعار، المتصلة بالبرمجيات، بجمع المعلومات تلقائيا في الوقت الحقيقي – بدلا من قيام الفرق في الموقع بإجراء القياسات – وتزويد الفرق الجيوتقنية بالتحليل حتى يتمكنوا من اتخاذ قرارات بشأن المخاطر المحتملة طوال عمر المناجم، والتصرف وفقا لذلك.
يقول رايلي سميث، مدير المراقبة والتعدين وحفر الأنفاق في شركة تريمبل: “هناك دائمًا توازن بين مدى الانحدار والعمق الذي يمكن أن يصل إليه عامل المنجم عندما يصبح غير آمن للغاية”.
وتوضح أن تقنية تريمبل تخلق مكونًا رقميًا في الوقت الفعلي على السطح وتحت السطح، مما يوفر كفاءة واضحة وفوائد تتعلق بالصحة والسلامة ولكنه يمكّن الفرق أيضًا من التركيز بشكل أكبر على اتخاذ القرارات بدلاً من جمع البيانات.
ويمكن تطبيق نفس المبادئ لمراقبة منحدرات المناجم المفتوحة لمنع الفشل، وكذلك على البنية التحتية لسدود المخلفات. ستقوم أجهزة الاستشعار بمراقبة خصائص الهيكل والتربة والحركة ودرجة الحرارة وضغط الرياح والمياه والأحجام لفهم كيفية تصرفها. وكانت الحوادث الكبرى البارزة، مثل كارثة سد برومادينهو في البرازيل، والتي أسفرت عن مقتل 270 شخصا وشهدت تشديد القواعد التنظيمية في جميع أنحاء العالم، دفعت إلى حد كبير إلى اعتماد التكنولوجيا لهذه الأغراض.
ويقول سميث إن الذكاء الاصطناعي يدعم أيضًا اتخاذ القرار في بعض التطبيقات. على سبيل المثال، يعمل تطبيق Trimble Mind Insights، وهو تطبيق سحابي، على الاستفادة من الذكاء الاصطناعي المدرب على مجموعة متنوعة من مجموعات البيانات الجغرافية المكانية لتقييم الخصائص الهندسية للمنحدر، والبحث عن المناطق المحتملة التي قد تكون أكثر عرضة للفشل.
يقول سميث، الذي لا يعتقد أن الذكاء الاصطناعي يجب أن يتخذ هذه القرارات بمفرده: “إنها لا تتنبأ بالفشل، ولكنها تصنف المناطق الموجودة في المنحدر التي قد تكون أكثر عرضة للفشل بسبب خصائصها”.
“وهذا يساعد الفرق على تحديد الأولويات حيث يحتاجون إلى تركيز جهودهم، مثل زيادة نطاق المعلومات التي يتم جمعها في تلك المجالات.”
تؤدي زيادة البيانات إلى تحسين التوأم الرقمي
وتعتقد سارة، التي توفر شركتها أنظمة إدارة المستندات الإلكترونية التي يمكن أن تدعم اعتماد التوائم الرقمية في مواقع المناجم، أن التكنولوجيا مقنعة لأنها، مع تزايد الرقمنة، تمكن المشغلين من الاستفادة من البيانات التي قد يكون من غير الواقعي أن يستخدمها البشر بمفردهم.
ويقول: “إذا تمكنت من الوصول إلى النقطة التي تحصل فيها على كل هذه البيانات في النظام ويمكنك فقط أن تطلب منه إعطائك المعلومات اللازمة لاتخاذ القرارات للحفاظ على أمان فريقك وتشغيل الموقع بفعالية – فهذا أمر قوي”.
“يمكن أن تؤدي البيانات المفقودة إلى خسارة أرواح؛ فقد وقعت حادثة قبل عامين حيث قاد رجلان سيارتهما إلى حفرة بسبب المعلومات التي قالاها إن الطريق آمن، لكنه لم يكن كذلك.”
وبفضل الاتصالات الساتلية المتاحة بسهولة وبأسعار معقولة، أصبح اعتمادها أسهل أيضًا. ومع ذلك، يقول سارة إنه يحب تذكير المتحمسين للتكنولوجيا بأنهم بحاجة إليها “للتأكد من ترتيب منزلهم أولاً”.
تضيف سارة: “تأكد من قيامك بإدارة المستندات والإعدادات الأخرى أولاً – ثم يمكنك البدء في توصيل بيانات المستشعر والبدء في فهم عمليات المحاكاة وتشغيلها في بيئة رقمية.”
ويؤكد لوبيز هذه النقطة، قائلاً إن اعتماد BHP كان تدريجيًا: “إن أكبر ما تعلمناه هو أن التوائم الرقمية ليست مجرد نشر للتكنولوجيا؛ فهي تتطلب أسس بيانات عالية الجودة، ومشاركة تشغيلية قوية، وحالات استخدام واضحة للقرار، والتكامل في إجراءات التخطيط والحوكمة.
“كان أحد الدروس الرئيسية هو أن القيمة لا تتحقق إلا عندما يصبح التوأم الرقمي جزءًا من “كيفية إنجاز العمل”، وليس تمرينًا تحليليًا يعمل بالتوازي”.
ويضيف أن شركة BHP تخطط لتوسيع نطاق القدرة الرقمية المزدوجة “حيث تقدم قيمة واضحة”، لكن كل موقع لن ينشر نفس الحل بنفس الطريقة أو في نفس الوقت.
ويخلص إلى أن “الاختلافات في نضج الأصول، وتعقيد النظام، وجاهزية البيانات، وملف المخاطر تتطلب من الشركة اتباع “نهج مناسب للغرض” حيث تستفيد بعض المواقع من توأم سلسلة القيمة الشاملة، بينما يركز البعض الآخر على أنظمة فرعية محددة”.
<!– –>
