کاربست فناوری های نسل چهارم در معدن

اختصاصی/ به گزارش راه امروز: محیا غیاثی، پژوهشگر موسسه مطالعات و پژوهش های بازرگانی طی گزارشی اختصاصی کاربست فناوری های نسل چهارم در بخش معدن را تحلیل کرده که به در این گزارش بدان خواهیم پرداخت. 

 از آغاز صنعتی شدن، تغییرات متعددی در پارادایم‌های تولید رخ داده است که تحت عنوان انقلاب های صنعتی شناخته شده و با افزایش و کاربرد فناوری‌های جدید ارتقا یافته است. اما نسل چهارم انقلاب صنعتی متفاوت با مفاهیم انقلاب های صنعتی قبلی؛ با طیف گسترده‌ای از مفاهیم از جمله افزایش سطح مکانیزاسیون و اتوماسیون، دیجیتالی سازی، شبکه سازی و کوچک‌سازی همراه است و بر ایجاد سیستم های هوشمند و ارتباطی از جمله ارتباط ماشین به ماشین و تعامل انسان و ماشین تمرکز دارد. 

انقلاب صنعتی چهارم (Industry 4.0) ممکن است کمی دیرتر از سایر بخش‌ها به معدن رسیده باشد، اما به سرعت در حال فراگیری است، به طوری که تا سال 2025 سطح فراگیری فناوری های آن در بخش معدن در بازه 57 تا 90 درصد خواهد رسید (شکل 1).

 

هرکدام از فناوری های انقلاب صنعتی چهارم در سراسر زنجیره ارزش تغییرات عملیاتی ایجاد می کند و راهکاری جهت حل چالش های بخش معدن ارائه می دهد، چنانچه آمارهای مجمع جهانی اقتصاد  نشان می دهد استفاده از این فناوری ها و هوشمندسازی معادن برای جامعه و صنعت ارزشی بالغ بر 427 میلیارد دلار به همراه دارد که 126 میلیارد دلار آن مربوط به ایجاد فضای یکپارچه در سراسر زنجیره تأمین، 120 میلیارد  دلار حاصل بکارگیری اتوماسیون، رباتیک و سخت افزار عملیاتی، 170 میلیارد دلار حاصل استفاده از نیروی کار توانمند شده به وسیله دیجیتال و 11 میلیارد دلار ایجاد ارزش ذاتی تقریبی استفاده از دستگاه های سیار متصل، واقعیت مجازی/ افزوده، گجت های پوشیدنی و اینترنت اشیاء برای این صنعت است. از این رو می توان بیان داشت انقلاب صنعتی چهارم با کاربست فناوری های جدید در بخش معدن در نهایت منجر به تغییر شیوه‌های استخراج و فرآوری می گردد و یک فرآیند تغییر عرضیرا در سراسر زنجیره ارزش از اکتشاف تا تولید محصولات نهایی و تجاری سازیایجاد می کند (شکل 2).

چنانچه مطالعات مکینزی نشان می دهد پیاده سازی فناوری های نسل چهارم، در بهبود شاخص های کلیدی عملکرد در بسیاری از شرکت های معدنی موثر بوده (جدول 1) و تخمینزده می شوداین فناوری ها تا سال 2035 برای تولیدکنندگان مس، سنگ آهن، گاز طبیعی، زغال سنگ و نفت خام، سالانه 290 تا 390 میلیارد دلار صرفه جوییبه همراه داشته باشد.

جدول 1- میزان اثرگذاری فناوری های نسل چهارم بر شاخص های کلیدی عملکرد در بخش معدن 

1-با درنظر گرفتن چالش های موجود در بخش معدن کشور، بکارگیری فناوری های نسل چهارم در ایران با رعایت ملاحظاتی می تواند در موارد زیرمثمر ثمر باشد:

افزایش عمقفعالیتهایاکتشافیوانجاماستخراجعمیق با بکارگیری تجزیه و تحلیل کلان داده ها، هوش مصنوعی و اتوماسیون صنعتی؛

بهینه‌سازیفرآیندهایاکتشافواستخراجموادمعدنی، کاهشریسکوافزایشبهره‌وری با کمک تجزیه و تحلیل کلان داده ها، اتوماسیون فرآیندهای تولید و تصمیم‌گیری و استفاده از اینترنت اشیا و دستگاه های متصل؛

کاهش ضایعات وباطله‌های حاصل از استخراج وفرآوری موادمعدنی با افزایش اتوماسیون و استفاده ار فناوری بازیابی درجا؛

استحصال وفرآوری عناصرنادرخاکی با بهره گیری از تجزیه و تحلیل کلان داده ها، اتوماسیون و فناوری های هوش مصنوعی؛

حفاظت از داده ها، ارتقا امنیت سایبری و ایجاد شفافیت در زنجیره تأمین مواد معدنی با بکارگیری فناوری بلاکچین؛

آموزش نیروی کار ماهر با توانمندی های لازم با استفاده از واقعیت مجازی و واقعیت افزوده؛

کمک به پایداری محیطی و بهبود بهره وری آب و انرژی با  استفاده از تجزیه و تحلیل کلان داده ها و بگارگیری وسایل نقلیه الکتریکی؛

بهبود ایمنی و کاهش خطر بروز حوادث با افزایش استفاده از اتوماسیون، اینترنت اشیا، دستگاه های متصل و دوقلوهای دیجیتال؛

کاهش تولید آلاینده ها، کاهش هزینه های عملیاتی، رفع مشکل تامین سوخت ماشین آلات معدنی و افزایش عمر مفید تجهیزات با استفاده از تجهیزات برقی و بکارگیری وسایل نقلیه الکتریکی.

2- جهت بهره مندی از مزیت‌ها و فرصت‌های انقلاب صنعتی چهارم،تدوین نقشهراه فناوری صنعت 4.0 در حوزه معدن و صنایع معدنی ضرورت دارد و می تواند موجب تسهیل راهبری و تسریع در بهره برداری از فرصت ها گردد.

3- کاربست این فناوری ها همگام با ایجاد پلتفرمی یکپارچه که به واسطه آن همه فعالانحوزه معدن و صنایع معدنی و اکوسیستم نوآوری و فناوری بتوانند گرد هم آیند و از توانمندی ها و ظرفیت های یکدیگر بهره مند شوند، می تواند مسیر کوتاه تری را پیش روی هوشمندسازی بخش معدن قرار دهد.

4- بررسی تجربیات موفق معدنکاران بزرگ در جهان نشان می دهد، این شرکت ها توانسته اند به مدد همکاری با شرکت های فنی-مهندسی برجستهو سازندگان پیشرو تجهیزات معدنی نظیرکاترپیلار و کوماتسو بخش عظیمی از فناوری‌‌‌های هوشمند را در اختیار گیرند و از سرعت قابل توجهی در این زمینه برخوردار شوند؛ این امر لزوم حرکت شرکت های بزرگ معدنی کشور را به سمت توسعه همکاری های بین المللی می رساند. 

5- در نهایت، توجه به این نکته نیزضرورت دارد که فناوری های نسل چهارم با امکانات و توانمندی‌های خود، مشاغل آینده را تحت تأثیر قرار خواهند داد و در کنار فرصت های شغلی که حذف می شود، فرصت های شغلی جدیدی خلق می کنند (تغییرات ساختاری در بازار کار بخش معدن). در نتیجه گروهی از مشاغل بخش معدن‌ نیازمند تغییر و به‌روزرسانی مهارت‌ها خواهند بود تا با این فناوری ها همراه شوند. از این روجهت بهره‌برداری بهینه از این فناوری ها و مدیریت تأثیرات آنها بر بازار کار، آموزش و ارتقای مهارت‌های جدید برای نیروی کار بخش معدن ضروری است که در سایه برنامه‌ریزی و گسترش همکاری میان صنعت و دانشگاه و توسعه ظرفیت جذب فناوری های جدید در بنگاه های این بخش قابل دستیابی است.