كيف تعيد الأدوات الذكية تشكيل قطاع التعدين في أستراليا
تقدم التقدم في الأتمتة والطائرات بدون طيار صناعات بسرعة في جميع المجالات، ولا يعد التعدين استثناءً.
من الاستكشاف المعدني إلى النقل وتفتيش المواقع والتنظيف، يتم نشر تقنيات مثل الطائرات بدون طيار والروبوتات وأجهزة الاستشعار المتقدمة بشكل متزايد لجعل الألغام أكثر أمانًا وذكاءً من أي وقت مضى.
إن تكامل تقنيات الأتمتة يدشن عصرًا جديدًا من الممارسات الأكثر كفاءة واستدامة، وكأحد اللاعبين الرئيسيين في قطاع التعدين العالمي، تستعد أستراليا للشعور بالتأثير.
لضمان ازدهار هذه الصناعة المزدهرة بالفعل، ننظر إلى بعض التقنيات التي تقود هذه التهمة – والتحديات التي يجب التغلب عليها.
صعود الأتمتة في أستراليا
تتوقع وكالة العلوم الوطنية في أستراليا، CSIRO، أنه بحلول عام 2030، سيكون نصف عمليات التعدين في البلاد آليًا بالكامل. وفقًا لخريطة طريق لتكنولوجيا التعدين لعام 2023، سيؤدي هذا التحول إلى انخفاض بنسبة 75% في عدد العمال البشريين اللازمين في المناطق الخطرة وتحسين بنسبة 40% في استرداد الموارد من خلال الاستخراج المحسن.
تقول تشاد هارغريف، مجموعة أبحاث تقنيات التعدين في المنظمة، إن أستراليا شهدت “امتصاصًا كبيرًا” لأدوات التشغيل الآلي، مدفوعة بقوى عاملة قوية للتعدين، وإرث الابتكار والمقياس الهائل لعملياتها.
“هذه العوامل تمنح الأمة ميزة قوية عندما يتعلق الأمر بتطوير وتنفيذ وتعزيز تقنيات التشغيل الآلي التي يمكن نشرها مباشرة في المناجم”، يضيف.
دوافع لزيادة الأتمتة
فيما يتعلق بالدوافع لاعتماد الأتمتة، يشير هارغريف إلى الطلب العالمي على المعادن، وانخفاض درجات الخام والضغط من أجل التنمية المستدامة كمحركات رئيسية.
“تمثل هذه العوامل المشتركة فرصة رائعة للأتمتة، حيث ستكون هناك حاجة إلى طرق جديدة لتلبية الطلب، في حين أن الموارد الأعمق والأقل وصولًا تتطلب عمليات استخراج تزيل المشغلين البشريين من بيئة التعدين الخطرة المتزايدة”، كما يقول.
وبالمثل، يلاحظ آيدن نايت، المحلل المساعد للذكاء الاستراتيجي في Globaldata، أن الأتمتة ضرورية بشكل متزايد للإنتاجية مع انتقال عمال المناجم إلى التضاريس الأعمق والبعيدة.
“لا تزال النفقات العمالية والوقود والصيانة وارتداء التآكل في زيادة الاتجاه نحو الأتمتة، حيث أن الروبوتات والمعدات المستقلة وأنظمة النقل المستقلة يمكن أن تخفف من الخطأ البشري وتقليل التكاليف”، كما يوضح.
يسلط نايت أيضًا الضوء على الحفاظ على معايير السلامة كدافع وراء تبني الأتمتة، حيث تم طرح التقنيات الرئيسية كونها أنظمة النقل المستقلة (التي تظهر في المقام الأول في عمليات التعدين فوق الأرض) والطائرات بدون طيار، التي تستخدم بشكل أساسي في المناجم تحت الأرض.
يقوم المشغلون الرئيسيون في أستراليا بالفعل بتقديم هذه الأدوات لاستخدامها، وبما أن عمال المناجم يتعارضون مع ارتفاع التكاليف التشغيلية وتكثيف ضغوط الإنتاجية، فمن المتوقع أن يرتفع التركيز على هذه التقنيات.
أمثلة أتمتة صناعة التعدين
من المتوقع أن تنمو صناعة الروبوتات إلى 218 مليار دولار بحلول عام 2030، ارتفاعًا من 63 مليار دولار في عام 2022، وفقًا لـ Globaldata، منجم أسترالياالشركة الأم.
بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لمسح تبني تقنية موقع المناجم، فإن ما يقرب من نصف الألغام التي شملها الاستطلاع قد استثمرت بالفعل بشكل كبير في الطائرات بدون طيار أو تنفيذها بالكامل.
تقول ريبيكا كهرهوف، مديرة الصناعة للتعدين في شركة نظام المعلومات الجغرافية ESRI، إن هذه الأدوات تستخدم في المقام الأول للمسح ورسم الخرائط والمراقبة والتفتيش.
تم تصميم تقنية رسم الخرائط الخاصة بـ ESRI للتكامل مع الطائرات بدون طيار لتخطيط الرحلات الجوية وجمع الصور وإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد تلقائيًا، ومعالجة نقاط الألم مثل جمع كميات هائلة من البيانات وتجنب البيئات الخطرة.
وتقول: “يمكن للطائرات بدون طيار أن تذهب إلى حيث تكون محفوفة بالمخاطر بالنسبة للناس، مثل جدران الحفرة أو سدود المخلفات، أو في ظروف خطرة”. “ما كان يستغرق أيامًا يمكن الآن القيام به في غضون ساعات قليلة وعلى أساس تمس الحاجة إليه-وتحصل على بيانات في الوقت الفعلي بشكل أفضل وعالي الدقة تساعدك على تعزيز عملية صنع القرار.”
يتم بالفعل رؤية الطائرات بدون طيار عبر مواقع المناجم الأسترالية، حيث تدير BHP ما يقرب من 20 رحلة طائرة بدون طيار يوميًا في مواقع خام الحديد في غرب أستراليا (WA) لتفتيش السلامة. وفي الوقت نفسه، تقوم South32 بتجربة منصة بدون طيار مستقلة تمامًا في موقع Worsley Alumina، وهو أول نظام طائرة بدون طيار تلقائية متعددة الأغراض.
خارج الطائرات بدون طيار، قامت BHP بتطوير تدريبات مستقلة عبر عمليات خام الحديد في WA، بينما تقوم Rio Tinto بتشغيل شبكة القطار الآلية بالكامل، Autohaul، في Pilbara منذ عام 2019.
مع تقدم التكنولوجيا بسرعة، يتم تعيين أنواع الأدوات التي يتم نشرها أيضًا للاستمرار في التوسع – التكيف مع مجموعة متزايدة من المهام حيث يتطلع المبتكرون إلى إعادة تشكيل ليس فقط كيفية استخراج المعادن ولكن كيف يتم تصميم وإدارة العمليات بأكملها.
تقدم تقنية المستشعر
يرى غافن بول، أستاذ مشارك في معهد روبوت في جامعة سيدني (UTS) في جامعة SYDNEY، تكامل الاستشعار المتقدم والروبوتات والتوأم الرقمي في الوقت الحقيقي باعتباره أحد أكبر التحولات التكنولوجية في أتمتة التعدين.
“إن الاستشعار عالي الأداء، مثل تحليل درجة خام في الوقت الفعلي ورسم الخرائط البيئية ثلاثية الأبعاد، يتيح الآن اتخاذ قرارات أفضل في وجه الألغام”، كما يقول منجم أستراليا. “تقنيات الواقع الممتدة-مثل الواقع الافتراضي والمعزز والمختلط-تعمل على تحويل التفاعل بين الإنسان والآلة، مما يجعل الأنظمة الآلية أكثر بديهية للعمل.”
يمكن رؤية أحد الأمثلة على هذه الأنظمة الجديدة في شراكة UTS الخاصة مع شركة Nextore الأسترالية لتطوير مستشعر الرنين المغناطيسي (MR) الذي صممه CSIRO في الأصل قبل أكثر من عشر سنوات.
باستخدام نفس التكنولوجيا مثل ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي في المستشفيات، يقوم الجهاز بمسح رواسب الخام بسرعة، وتحديد المواد القيمة من نفايات التعدين. يقول بول إن فريق UTS ساعد في توسيع نطاق وأتمتة النظام، مما يسمح له بمسح “تحميلات الشاحنات بدلاً من أحزمة النقل” للمواد.
“لتمكين المسح الفعال، استخدمنا Lidar [تكنولوجيا الكشف عن الضوء والمسافة] لالتقاط غيوم نقاط ثلاثية الأبعاد مفصلة من حمولات الشاحنات في الوقت الفعلي، وتطوير الخوارزميات لتصميم تحميل خام، وتحديد مواقع مسح استشعار MR الأمثل”، يوضح.
استخدم المشروع أيضًا تقنية التوأم الرقمية لمحاكاة بيئة تحميل الشاحنات، مما يسمح للفريق بإجراء اختبارات متعددة للأدوات دون التأثير على المعدات في العالم الحقيقي.
في السابق، شارك فريق UTS في مشروع إلى جانب Ausdrill و IMCRC باستخدام الأنظمة الآلية والواقع الافتراضي لتوسيع نطاق الصخور – وهي عملية تتطلب تقليديًا فرق بشرية أن تزعج الجدران لأسفل لإزالة الصخور غير المستقرة. كان هدف المشروع هو استبدال العمال البشر بأنظمة آلية للحد من المخاطر وتحسين معايير السلامة.
مع استمرار التقدم الأدوات الرقمية، من المقرر أن تصبح سلسلة التوريد في التعدين متصلة بشكل متزايد وستصبح مشاريع مثل تلك التي كتبتها UTS أكثر شيوعًا.
ومع ذلك، فإن الأتمتة تعد بتقدم كبير في الكفاءة والسلامة في قطاع التعدين، فإن نشر هذه الأدوات لا يخلو من تحدياتها
التحديات التي تواجه اعتماد التكنولوجيا المستقلة على نطاق واسع في التعدين
في حين أن العديد من التقنيات اللازمة لتحديث المناجم معروضة بالفعل، يقول هارغريف إن مواقع الألغام قد أثبتت عادةً بيئات صعبة للتشغيل بسبب مواقعها النائية في كثير من الأحيان.
يقول: “يعد تنفيذ أنظمة الأتمتة الجديدة في بيئة تشغيلية أمرًا صعبًا دائمًا، ومواقع الألغام تمثل تحديات فريدة”. “البنية التحتية والمعدات القيمة وسلامة المشغل والأهمية الحاسمة للحفاظ على الإنتاجية كلها تتحد لخلق بيئة تقييدية للغاية للابتكار.”
ومع ذلك، مع تسريع الرقمنة، فإن التركيز على تبسيط الأدوات والأنظمة الآلية أمر ضروري لعمال المناجم خشية أن يتركوا وراءهم.
يحدد نايت أربع نقاط ألم رئيسية لنشر الأتمتة: الاتصال؛ عدم وجود بنية تحتية قوية للأمن السيبراني؛ قابلية التشغيل البيني بين الأجهزة؛ ونقص المشغلين المهرة.
من الأهمية بمكان، مع تزايد رقمنة مواقع الألغام، أصبحت أمن البيانات وسهولة الاستخدام أولويات للشركات التي تتطلع إلى طرح هذه الأدوات على نطاق أوسع. بالنسبة للصناعة البطيئة عادةً في اعتماد التغيير، فإن إثبات فعالية وفوائد هذه التقنيات ضرورية للتبني على مستوى الصناعة.
يقول بول: “إلى جانب الموثوقية التقنية، فإن حواجز القوى الثقافية والعامة هي أيضًا حقيقية”. “كان التعدين بطيئًا تقليديًا في تبني تقنيات جديدة، وقد يكون إعادة تدريب أو إعادة التفكير في ممارسات العمل أمرًا صعبًا.”
ويضيف: “تكاليف التكامل، والمخاطر التشغيلية المتصورة، والحاجة إلى تكييف البنية التحتية القديمة هي أيضًا عقبات كبيرة”. “بالنسبة للأنظمة التي يتم تفعيلها والمستقلة، فإن ضمان واجهات التحكم البديهية السهلة الاستخدام أمر بالغ الأهمية، خاصة وأن مشغلي التعدين ليسوا عادة خبراء روبوتين.”
الطريق إلى الأمام إلى التبني
على الرغم من التحديات، يبدو أن الإجماع العام هو أن العقبات يمكن التغلب عليها، مع التدريب المستهدف والتعاون بين المبدعين وعمال الخطوط الأمامية التي يُنظر إليها على أنها مفتاح.
يقول كهرهوف: “الأمر لا يتعلق باستبدال الناس – إنه يتعلق بترقية المهارات”. “الأشخاص الذين اعتادوا أن يكونوا في الحقل مع حافظة يطيرون الآن بدون طيار، أو يعملون مع نماذج ثلاثية الأبعاد، أو لوحات المعلومات.”
وتضيف: “يتم تطوير التكنولوجيا مع وضع قابلية الاستخدام في الاعتبار، وتستثمر الشركات بشكل متزايد في تعويض فرقها من خلال التدريب العملي في عمليات الطائرات بدون طيار وسير العمل الجغرافي المكاني”. “إن القدرة على تحمل تكاليف المعدات وتكلفة العمليات المنخفضة تساعد أيضًا على انخفاض حواجز الوصول. الكثير يساعد الشركات على التغلب على هذه العقبات.”
<!– –>
اشترك في جولة الإخبارية اليومية لدينا!
امنح عملك ميزة مع رؤى الصناعة الرائدة.
