آیا می دانید اینترنت اشیا چیست و کاربرد آن در معدنکاری هوشمند کجاست؟

اینترنت اشیا یا IOT، یا به عبارتی (Internet of Things) اصطلاحی فراگیر است که به توانایی اشیاء فیزیکی روزمره برای اتصال با دستگاه‌های دیگر از طریق اینترنت اشاره می‌کند و آنها را قادر می‌سازد تا داده‌ها را ارسال و دریافت کنند. با جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌هایی که منتقل می‌کنند، مصرف‌کنندگان و کسب‌وکارها قادر خواهند بود این «اشیا» را بسیار کارآمدتر نظارت، نگهداری و ارتقا دهند.

اینترنت اشیا (IoT) گسترش اتصال اینترنت به دستگاه‌های فیزیکی و اشیاء روزمره است که از طریق الکترونیک, و اتصال به اینترنت و سایر سخت‌افزارها می‌باشد. این دستگاه‌ها می‌توانند از طریق اینترنت با دیگران ارتباط برقرار کرده و با آنها تعامل داشته باشند و می‌توان آنها را از راه دور نظارت و کنترل کرد. در صنعت معدن، IoT به عنوان وسیله‌ای برای دستیابی به بهینه‌سازی هزینه و بهره‌وری، بهبود اقدامات ایمنی و توسعه نیازهای هوش مصنوعی آنها استفاده می‌شود.

به عبارت ساده‌تر اینترنت اشیا، ارتباط گیرنده‌ها و دستگاه‌ها با یک شبکه مرکزی است که از طریق آن می‌توانند با کاربران و یکدیگر تعامل برقرار کنند.

مفهوم اینترنت اشیا ممکن است به سادگی یک تلفن هوشمند و یا پیچیدگی نظارت بر زیرساخت‌های شهری و ترافیک شهر باشد. در واقع این مفهوم بسیاری از دستگاه‌های پیرامون ما را در بر می‌گیرد، از ماشین لباسشویی گرفته تا حتی پوشاک. پس جای تعجب ندارد که در مفاهیم گسترده‌تر و صنایع مختلف راه پیدا کرده باشد. امروزه به لطف مدرنیته و دیجیتالی شدن جهان، مفهوم اینترنت اشیا در معدنکاری هوشمند یا معدنکاری دیجیتال جایگاه ویژه‌ای دارد.

آینده استفاده از اینترنت اشیا در معدنکاری دیجیتال چیست؟

استفاده از اینترنت اشیا می‌تواند آینده استخراج هوشمند را گسترده‌تر کند. در واقع فناوری دیجیتال، عامل اصلی رقابت در بخش معدن است. اگر چه اکثر معادن بزرگ و اصلی در حال حاضر سفر دیجیتال خود را آغاز کرده‌اند اما بسیاری از معادن کوچک هنوز از تحول دیجیتال و مدرنیزه شدن عقب مانده‌اند.

اینترنت اشیای صنعتی یکی از عوامل تعیین کننده و تأثیر‌گذار در فردای تجارت صنعتی است. اکثر صنایع خصوصاً صنعت معدنکاری می‌کوشد که با مدرنیزه و قاعده‌های جهانی تکنولوژی هماهنگ باشد و هم پای سرعت تحولات در بازار حرکت کند و مجهز به تجهیزات به روز و مدرن باشد.

در حال حاضر آن دسته از معدنکارانی که از اینترنت اشیا استفاده می‌کنند، پیشرفت قابل ملاحظه‌ای از نظر امنیت، سودآوری و بازدهی داشته‌اند. البته پیش‌بینی می‌شود که اکثر معدن دارانی که خود را مجهز به فناوری‌های دیجیتال نکنند، دیگر نمی‌توانند فضای رقابتی موجود در بازار این صنعت را تحمل کرده و کم کم از این فضا خارج می‌شوند، اما آن دسته از معدن دارانی که خود را به دانش روز و فناوری‌های جدید تجهیز می‌کنند قطعاً در آینده حرفی برای گفتن داشته و می‌توانند در سطح بازار رقابتی بین المللی بدرخشند.

افزایش دقت و سرعت تصمیم‌گیری: صنعت معدن تقریباً هر ساعت با شرایط اضطراری با درجه بالایی از موارد غیرقابل پیش‌بینی مواجه می‌شود. اینترنت اشیا به ایجاد تعادل در موقعیت‌ها و تصمیم‌گیری صحیح در موقعیت‌هایی که چندین جنبه به طور همزمان فعال هستند کمک می‌کند تا بتوانید عملیات روزمره را به الگوریتم‌های هوشمند تغییر دهید.

لزوم استفاده از اینترنت اشیا در معدنکاری هوشمند کجاست؟

اینترنت اشیا حدود چهل سال است که وارد دنیای صنعت و زندگی مردم عادی شده است، اما در کشورهای غیر توسعه یافته هنوز به طور صد در صد مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

اینترنت اشیا در صنعت معدنکاری هوشمند ظرفیت این را دارد که از یک مفهوم انتزاعی به یک واقعیت بصری تمام و کمال تبدیل شود. این فناوری به راحتی می‌تواند در بخش معدنکاری دیجیتال، تأثیر عملیاتی معدنی بر محیط‌زیست را کاهش دهد. اینترنت اشیا می‌تواند علاوه بر کاهش اثرات مخرب و زیان‌بار معدنکاری، ایمنی کار را در محیط بالا ببرد و البته اتوماسیون ماشینی را انجام دهد.

همچنین با کمک اینترنت اشیا در معدنکاری می‌توان عملیات‌ و روند کار استخراج و بهره‌برداری را تسهیل کرد. هزینه نگهداری و تعمیرات را کاهش داد و داده‌های عملیاتی را لحظه به لحظه مدیریت و کنترل کرد.

در حال حاضر شرکت‌های عظیم ریوتینتو و بی اچ بی بیلتون، به کمک این فناوری، مراکز کنترل یکپارچه عملیات از راه دور را تأسیس کرده و تمامی فرآیندهای معدنکاری خود را از این طریق مدیریت می‌کنند. مثلاً عملیات استخراج سنگ آهن در معدن Pilbara را از فاصله هزار و پانصد کیلومتری از مرکز کنترل، مدیریت و کنترل می‌کنند.

چه پدیده‌ای فراتر از این؟ که می‌توان از این سر دنیا، عملیاتی به این پیچیدگی را در آن سر دنیا مدیریت و نظارت کرد.

در هر حال گزارش‌ها حاکی از آن است که اینترنت اشیا به صورت روز افزون در سر تا سر دنیا و در تمامی زمینه‌ها خصوصاً نظارت بر محیط زیست به کار گرفته می‌شود، خصوصاً در معدنکاری هوشمند.

کاربرد اینترنت اشیا و هوش مصنوعی (AI) در صنعت معدن

مزایای استفاده از اینترنت اشیا در صنعت معدنکاری چیست؟

یکی دیگر از مزایای اینترنت اشیا در صنعت معدن، نقش آن به عنوان سیستم زیربنایی تسهیل کننده استفاده از هوش مصنوعی (AI) است. از اکتشاف گرفته تا فرآوری و حمل و نقل، هوش مصنوعی قدرت راه‌حل‌های اینترنت اشیا را به عنوان ابزاری برای ساده کردن عملیات، کاهش هزینه‌ها و بهبود ایمنی در صنعت معدن افزایش می‌دهد.

۶ مورد از عملکردهای عالی در زمان استفاده از اینترنت اشیا

۱) ردیابی دارایی، تشخیص از راه دور، حرکت از نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه به پیش‌بینی شده

معدن شامل مجموعه وسیعی از تجهیزات و ماشین‌آلات مثل بیل مکانیکی، دامپتراک و نوارنقاله گرفته تا پمپ‌ها، موتورها و فن‌ها و… است که به طور گسترده در سطح و زیر زمین پراکنده شده‌اند. حسگرهای بی‌سیم اینترنت اشیا که پارامترهای حیاتی مانند فشار، ارتعاش، سرعت جریان، دما، جعبه‌های تله‌متری موتور و …. را کنترل و ردیابی می‌کنند، تشخیص از راه دور، عیب‌یابی و ردیابی دارایی را در کل معدن امکان‌پذیر می‌کنند. در ترکیب با مدل‌های تحلیلی، تعمیر و نگهداری اصلاحی و تهیه قطعات یدکی را می‌توان به طور موثر برای جلوگیری از خرابی دارایی‌ها برنامه‌ریزی کرد و به شرکت‌ها کمک کرد تا از ضررهای سنگین تولید در امان بمانند.

۲) انتشار و نظارت بر سطح آب زیرزمینی

گاز اگزوز ساطع شده از تجهیزات و ماشین‌آلات بخصوص در معادن زیرزمینی حاوی گازهای سمی و ذرات‌ریز است که خطرات جدی برای سلامتی به همراه دارد. با استفاده از آشکارسازهای گاز ثابت و متحرک، و همچنین حسگرهای سنجش ذرات، سطوح انتشار و مقادیر حد آستانه را می‌توان به طور موثر کنترل کرد تا محیط کاری ایمن که با استانداردهای ایمنی مطابقت دارد حفظ شود.

بقایای مواد شیمیایی حاصل از عملیات معدنکاری، آب‌های زیرزمینی را آلوده کرده و مشکلات زیست محیطی جدی را به دنبال دارد. با داده‌های حسگرها، اپراتورهای معدن می‌توانند تغییرات لحظه‌ای در سطح آب‌های زیرزمینی را در شفت‌های معدن، به‌ویژه در هنگام بارندگی، رصد کنند. پمپاژ به موقع و موثر را می‌توان برای جلوگیری از ورود بیش از حد، در نتیجه جلوگیری از آلودگی و سیل زیرزمینی انجام داد.

۳) نظارت پس از انفجار

پس از یک انفجار برای شروع عملیات در معدن، منطقه اغلب مملو از دود و هوای سمی است. ساعت‌های انتظار برای اطمینان از پاک شدن کامل دود انفجار می‌تواند منجر به کاهش راندمان عملیات معدنکاری و افزایش هزینه شود. با وجود یک سیستم نظارت بر محیط زیست بی‌سیم، اپراتورها و معدنچیان می‌توانند از زمانی که یک منطقه به اندازه کافی برای از سرگیری کار ایمن است یا خیر، مطلع شوند. زمان‌های انتظار غیرضروری را می‌توان کاهش داد، در نتیجه امکان شروع مجدد با سرعت بالاتر پس از انفجار و افزایش بهره‌وری را فراهم کرده است.

۴) گزارش رویداد مبتنی بر پوشیدنی و مانیتورینگ راک بولت

از آنجایی که معادن به عنوان یکی از خطرناک‌ترین محیط های کاری با خطر بالای انفجار، تصادفات تجهیزات و قرار گرفتن در معرض مواد سمی شناخته می‌شوند، تضمین سلامت و ایمنی معدنچیان همیشه یک چالش بزرگ باقی مانده است. با کمک ابزارهای پوشیدنی اینترنت اشیا، وضعیت سلامت معدنکاران و محیط کاری (یعنی دما، رطوبت، تشعشع، نویز و سطوح گاز) اکنون می‌تواند در لحظه ردیابی شود. مدیران فوراً از خستگی، فرسودگی، و حوادث که توسط نیروها تجربه می‌شود مطلع می‌شوند، در حالی که معدنچیان در صورت بروز خطرات احتمالی هشدارهای به موقع دریافت خواهند کرد. به طور مشابه، سنسورهای نظارت بر فعالیت‌های لرزه‌ای در معادن را می‌توان بر روی پیچ سنگ‌ها یا ابزارهای دقیق نصب کرد تا به طور موثر یکپارچگی و فشارهای آنها را ارزیابی کرده و خطر مرگبار را کاهش داد.

۵) تهویه بر حسب تقاضا (VoD)

تهویه می‎تواند 30 تا 40 درصد انرژی مصرفی در معادن زیرزمینی را به خود اختصاص دهد. با پشتیبانی از اجرای سیستم‌های VoD، حسگرهای اینترنت اشیا را می‌توان برای نظارت دائمی بر کیفیت هوا و جریان هوا در مناطق مختلف معدن برای تنظیم از راه دور سرعت فن استفاده کرد. انتقال داده‌ها از سنسورها یا داده‌های ثبت شده هر کارگر از برچسب‌های NFC همچنین تضمین می‌کند که تهویه در مناطق کاری که معدنچیان حضور دارند فعال می‌شود. این منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی در انرژی می‌شود و در نتیجه هزینه‌های عملیاتی و ردپای زیست محیطی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

۶) ثبت اطلاعات در لحظه

دیگر نیازی نیست اطلاعات تجهیزات و ماشین‌آلات، میزان تولید، بار حمل شده، اطلاعات مرتبط با کارخانه فرآوری، سد باطله، مسائل ژئوتکنیکی، زمین‌شناسی و اکتشافی و… در چندین مرحله توسط اپراتورها و نیروها نوشته، جمع‌آوری و ثبت شود، چرا که منجر به زمان زیاد جهت دسترسی به اطلاعات و اشتباهات ناخواسته در این پروسه می‌گردد. حال تمام این اطلاعات توسط حسگرها و سنسورها اینترنت اشیا در لحظه به صورت کاملا دقیق ثبت می‌گردد.