وفي عمليات التعدين، تمثل المعدات أحد أكبر الاستثمارات الرأسمالية ومحركات التكلفة التشغيلية، ويمكن أن تكلف شاحنة واحدة من الهالكات ملايين الدولارات، ويمكن أن يتجاوز وقتها غير المخطط له 000 10 دولار في الساعة في الإنتاج المفقود، ومن الناحية التاريخية، فإن استراتيجيات الصيانة تعتمد على عمليات التفتيش المقررة وعمليات الإصلاح التي يمكن التنبؤ بها والتي تؤدي في كثير من الأحيان إلى إخفاقات كارثية تمزق من خلال سلسلة الإمداد، وقد أدى الرصد عن بعد إلى تغيير جذري في مجموعة الصيانة الحقيقية.

The Rise of Remote Monitoring in Mining

ولم يستخدم مفهوم الرصد عن بعد في التعدين منذ عقود لتتبع مواقع المعدات ومعايير المحرك الأساسية، غير أن التقارب الأخير بين أجهزة الاستشعار الميسورة التكلفة والشبكات اللاسلكية القوية ومحللي البيانات المتقدمين قد فتح عهدا جديدا من المعلومات الاستخبارية المتعلقة بالنفقة، إذ أن النهج التقليدية المعتمدة على الصيانة القائمة على الزمن )مثل التغيرات في النفط كل ٥٠٠ ساعة( أو الإصلاحات غير المتوقعة بعد انقضاء فترة زمنية معينة، لا تزال غير فعالة:

وقد بدأ المعتمدون المبكرون للرصد عن بعد في قطاع التعدين في نشر أجهزة استشعار عن طريق شبكة الإنترنت للأشياء على الأصول الحرجة مثل خطوط الجرار، وأجهزة السحق، وأحزمة النقل في أوائل عام 2010 حيث قدمت هذه النظم في البداية إنذارات أساسية عن ارتفاع درجات الحرارة أو الأورام الهزازية، واليوم، نضجت التكنولوجيا لتصبح برامج شاملة للإعالة قائمة على الظروف، وعلى سبيل المثال، تعمل الآن المئات من مراكز التعدين الرئيسية مثل ريو تينتو وبار

ومن التطورات المحورية ما حدث في الحوسبة الحادة، فبدلا من إرسال جميع البيانات الخام إلى بيانات السحابة، وعملية أجهزة الحافة محليا، والاكتفاء بنقل التحذيرات أو الإحصاءات الموجزة، مما يقلل من تكاليف عرض النطاقات ويتيح اتخاذ القرارات في القريب من الأحوال، فبالإضافة إلى نماذج التعلم الآلات التي يتم تدريبها على أنماط الفشل التاريخي، يمكن أن تصدر نظم الرصد عن بعد توصيات الصيانة بأوقات مشهودة قبل أن يفشل عنصرها.

الفوائد الرئيسية للرصد عن بعد

انخفاض وقت العمل وزيادة توافر الأصول

فالرصد عن بعد يعالج هذا مباشرة من خلال توفير الإنذار المبكر بالتدهور الميكانيكي، على سبيل المثال، يمكن لتحليل اليقظة على عجلات شاحنة الشاحنات أن يكشف سوء التصرف أو اللبس الذي يؤدي إلى حدوث عطل خطير ومكلف، ومن خلال برمجة التصليحات أثناء التغييرات المخطط لها في النوبات أو نوافذ الصيانة، يمكن للشركات أن تقلل بنسبة 30 في المائة من وقت العمل غير المخطط له.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الرصد عن بعد يتيح " الصيانة المشروطة " حيث لا يتم استبدال الأجزاء إلا عندما تشير البيانات إلى أنها قريبة من نهاية عمرها المفيد، وهذا النهج يزيد من استخدام المكونات، ويقلل من تواتر التدخلات ويمنع الفشل أيضا، وفي التعدين تحت الأرض، حيث يصعب الوصول إلى الأماكن، وتكون مخاطر السلامة عالية، فإن القدرة على تشخيص المعدات دون إرسال أفراد تحت الأرض هي قدرة تحولية.

الوفورات في التكاليف من خلال النفقة الافتراضية ضد النفقة الاستباقية

فالأثر المالي للرصد عن بعد كبير، إذ يمكن أن تخفض تكاليف الصيانة الافتراضية بنسبة 15 في المائة إلى 25 في المائة مقارنة باستراتيجيات التفاعل، وفي بعض الحالات تقلل نسبة التوقف الإجمالي عن العمل بنسبة 60 في المائة، وفي حالة وجود منجم كبير به مئات من المعدات المتنقلة، فإن هذه الوفورات يمكن أن تبلغ ملايين الدولارات سنوياً، وعلاوة على ذلك، فإن الرصد عن بعد، عن طريق تجنب الإخفاقات الكارثية، يقلل من الأضرار الثانوية التي تلحق بمكونات الأخرى، على سبيل المثال، فإن النتيجة الفاشلة التي تؤدي إلى استبدال المحرك الكامل.

ومن الفوائد الأخرى من حيث التكلفة تحقيق الحد الأمثل لمخزون قطع الغيار، حيث يمكن للألغام، مع التنبؤات الأفضل بالفشل، أن تخزن الأجزاء الصحيحة في الوقت المناسب، مما يقلل من الحاجة إلى عمليات جرد كبيرة وكثيفة رأس المال لقطع الغيار، وتفيد بعض شركات التعدين عن انخفاض تكاليف الجرد بنسبة 20 في المائة بعد تنفيذ برامج الرصد عن بعد.

تحسين سلامة الموظفين

فالتعدين خطير في جوهره، فالعمال معرضون للآلات الثقيلة والأماكن المحصورة والبيئات الخطرة، ويقلل الرصد عن بعد من الحاجة إلى أن يكون الأفراد في طريق الضرر، وعلى سبيل المثال، بدلا من إرسال فني لتفتيش كابل ذي دفعة عالية على مجرفة في حفرة مفتوحة، يمكن للمستشعرات أن ترصد باستمرار سلامة الكابلات ومشغلات الإنذار عند حدوث انخفاضات في مقاومة التعدي.

وفيما عدا المعدات، يمكن للرصد عن بعد أن يتتبع الظروف البيئية مثل مستويات الغاز، وتركيزات الغبار، والاستقرار الهيكلي، حيث يمكن أن يرصد أيضا صحة العمال ومواقعهم، مما يتيح الاستجابة السريعة في حالات الطوارئ، ونتيجة لذلك، كثيرا ما تشهد الألغام التي تعتمد نظما شاملة للرصد عن بعد انخفاضا كبيرا في معدلات الإصابة المسجلة.

صنع القرار

ويولد الرصد عن بعد ثروة من البيانات تتجاوز الصيانة، كما أن نفس أجهزة الاستشعار التي تتبع صحة المكونات توفر أيضاً معلومات عن ظروف التشغيل وسلوك المشغل واستهلاك الطاقة، ويمكن لمديري التعدين استخدام هذه البيانات لتحقيق الحد الأمثل من مواعيد التحول، وتعديل أنماط التفجير، بل وإعادة تصميم الطرق الهالكة لتقليل ارتدائها على الإطارات، وعلى مر الزمن، تتيح البيانات التاريخية وضع معايير لأداء المعدات عبر مختلف المواقع والمشغلين، مما يؤدي إلى تحسين مستمر.

فعلى سبيل المثال، يمكن للألغام، عن طريق تحليل الارتباط بين وزن الحمولة واستهلاك الوقود، أن تدرب المشغلين على تجنب الإفراط في تحميلها، مما يقلل من تكاليف الوقود والإجهاد الناجم عن الإجهاد، كما يمكن للمحللين المتقدمين أن يحددوا أيضاً ما يتسبب به المشغلون باستمرار من ارتفاع معدلات الارتداء، مما يتيح التدريب أو إعادة الانتداب، وهذه الثقافة التي تحركها البيانات تحول الصيانة من مركز للتكلفة إلى عامل استراتيجي للإنتاجية.

Technology Driving Change

IoT Sensors and Telematics

وتشكل قاعدة الرصد عن بعد شبكة من أجهزة الاستشعار التي تلتقط البارامترات المادية، وتشمل أجهزة الاستشعار المشتركة مقياسا للتسارع في الازدهار، وأجهزة حرق الحرارة في درجات الحرارة، وقياسات الإجهاد للحمولات الهيكلية، ومنتجات الضغط للنظم الهيدروليكية، وتُستخدم هذه أجهزة الاستشعار لقياس درجة الحرارة القصوى، والصدمات، والتراب الذي يُستخدم في نظم التعدين الحديثة.

ومن الأمور الحاسمة الأهمية في مجال الربط اللاسلكي، ففي المناجم المفتوحة، تغطي شبكات العجلات الأربع G/5G أو Wi-Fi المشرق مناطق كبيرة، في حين تعتمد الألغام الجوفية في كثير من الأحيان على كابلات مغذية مسربة أو خلايا صغيرة ناشئة من طراز 5G، ويشوّف الاتصال الساتلي الثغرات في المناطق النائية، ويؤثر اختيار الربط على مدى ملاءمة البيانات ووساطة النطاق الترددي؛ وبالنسبة للتنبيهات في الوقت الحقيقي، كثيرا ما يكون من الضروري تجهيز الحواف المحلية.

تحليل البيانات والاستخبارات الفنية

وتُعد بيانات الاستشعار عن طريق الفم ضخمة جداً بالنسبة للبشر لتفسيرها مباشرة، إذ تُدرَّب خوارزميات التعلم الماكنة، ولا سيما نماذج الكشف عن الشذوذ والتنبؤ، على البيانات التاريخية للتعرف على الأنماط السابقة للفشل، مثلاً، يمكن للشبكة العصبية المتكررة أن تتعلم توقيع جهاز ترس صحي للعتاد، ثم تكشف عن انحرافات طفيفة تشير إلى وجود نقص في الوزن أو التحلل الحراري.

كما تخول منظمة العفو الدولية صلاحية الصيانة الوصفية - التوصية بمسار العمل الأمثل (مثلاً، " الانتقال في غضون 72 ساعة أثناء تغيير التحول " ) بل وحتى توليد أوامر العمل تلقائياً في نظام إدارة الأصول في المؤسسة، ويتيح الجمع بين تكنولوجيا التوائم الرقمية (نسخة إلكترونية من المعدات المادية) محاكاة سيناريوهات " ما إذا كان ذلك، مثل أثر تأخير الإصلاح على توافر الأسطول عموماً.

المنصات السحابية والحساب الإلكتروني

وتوفر برامج التنظيف مثل الـ (أو تي) و(مايكروسوفت أزور) والحلول الصناعية الخاصة من شركات مثل شركة أوبتيك ومؤسسة SKF تخزيناً قابلاً للقياس، ومحللاً، وتصويراً، وهي تتيح لفرق الصيانة (الملفات الزجاجية) عبر مواقع متعددة، غير أن الاعتماد على الغيومية القصيرة الأجل فقط يمكن أن يكون إشكالياً بالنسبة للتنبيهات الخفية.

وثمة تكنولوجيا رئيسية أخرى هي برامج رصد الحالة التي تدمج مع نظم مراقبة وتقييم البيانات (نظام المراقبة والاستيلاء على البيانات) ونظام إدارة الصيانة (نظم إدارة الصيانة المدمجة) وهذا التكامل يغلق الحلقة من الكشف إلى العمل، ويكفل عدم فقدان الإنذارات في الضوضاء.

تكنولوجيات الاتصال اللاسلكية

وتطرح بيئات التعدين تحديات فريدة: كثيرا ما تحجب الأجهزة الثقيلة، وتولد تدخلا الكهرومغناطيسيا، وتؤثر درجات الحرارة القصوى على الأداء الإذاعي، وتشمل شبكات الاتصال الخاصة بشبكة التعدين المتوسطة الحجم، التي توفر الترددات العالية والضعف، على سبيل المثال، Ericivitysson وBolidentLE]

التحديات والتوقعات المستقبلية

مخاطر الأمن السيبرى

فإتصال معدات التعدين بالشبكات يعرضها للخطر السيبراني، إذ يمكن أن يتلاعب الفاعل الخبيث الذي يكسب الوصول إلى نظام الرصد عن بعد بقراءات أجهزة الاستشعار، ويتسبب في حالات إنذار كاذبة، بل وحتى في حالات غير قابلة للكشف عن المعدات، مما يؤدي إلى وقوع أضرار مادية أو حوادث أمان، ويجب على شركات التعدين أن تنفذ تدابير قوية لأمن الفضاء الإلكتروني: تجزؤ الشبكة، والتبريد، وتحديثات المنتظمة للبرمجيات، وتدريب الموظفين.

تكاليف التجهيز الأولية العالية

إن نشر نظام للرصد عن بعد على نطاق الأسطول يتطلب نفقات رأسمالية كبيرة للمستشعرين، والهياكل الأساسية للربط، وتخزين السحابات، ومنابر التحليل، وبالنسبة لعمليات التعدين الصغيرة ذات الميزانيات الضيقة، يمكن أن يكون الاستثمار الأولي حاجزا، غير أن عائد الاستثمار يتم عادة في غضون 12 إلى 18 شهرا من خلال انخفاض وقت العمل ووفورات الصيانة، ويعرض بعض البائعين الآن " الرصد كخدمة " ، مما يؤدي إلى تقليص عدد من الحواجز.

قفزة المهارات وتغيير الإدارة

ويتطلب تفسير بيانات الاستشعار والتصرف على أساس التوصيات التي وضعتها منظمة العفو الدولية وجود قوة عاملة لديها محلل جديد للبيانات المتعلقة بالمهارات ومهندسون موثوقون وأخصائيون في تكنولوجيا المعلومات، ولكثير من الألغام ثقافة قائمة على أساس التطبيق، والصيانة الميكانيكية، والانتقال إلى نهج قائم على البيانات يمكن أن يتصدى للمقاومة، ويجب أن تعالج برامج التدريب واستراتيجيات التوظيف هذه الفجوة، بالإضافة إلى أن أفرقة الصيانة تحتاج إلى الثقة في توصيات الخوارزم، التي تولدت سجلات الشفافية.

تكامل البيانات وتوحيدها

وكثيراً ما تستخدم عمليات التعدين معدات من عدة نظم إيلامية، وكل منها لديه بروتوكولات وبيانات عن بعد، وتُدمج مختلف مسارات البيانات في منبر موحد، وهي تحديات تقنية، إذ أن مبادرات الصناعة مثل معيار الإدارة الصناعية (إدارة المركبات الصناعية) والمعايير المفتوحة لتحديد المواقع لا تزال تساعد، ولكن التوحيد لا يزال يتطور، فبدون الإدماج السليم، فإن فوائد الرصد عن بعد تضعف، حيث يجب على أفرقة الصيانة أن تُضفي على عدة لوحات.

التوقعات المستقبلية: التعدين المستقل والتوائم الرقمية

وفي المستقبل، فإن الرصد عن بعد يشكل حجراً متدرجاً لعمليات التعدين المستقلة تماماً، إذ تقوم شركات مثل Caterpillar بنشر شاحنات ذاتية ذاتية ] تعتمد على الرصد المستمر عن بعد لإدارة الصحة، أما الحدود التالية فهي النموذج الإلكتروني الرقمي المزدوج الدينامي الذي يعكس الأصول المادية في الوقت الحقيقي، ويمكن للتوائم الرقمية أن يتصور كيف ستستجيب معدات الصيانة إلى ظروف التشغيل المختلفة.

وثمة اتجاه آخر ناشئ يتمثل في استخدام الواقع المعزز للمساعدة عن بعد، إذ يمكن لأخصائي تقني في موقع نائي أن يرتدي نظارات آر آر تُلقي معلومات تشخيصية من نظام الرصد على الجهاز المادي، بينما يقدم خبير عن بعد التوجيه عن طريق الفيديو، وهذا الجمع يقلل تكاليف السفر ويعجل بإجراء إصلاحات معقدة.

وأخيرا، فإن إدماج الرصد عن بعد في أهداف الاستدامة البيئية يكتسب زخما، إذ يمكن لشركات التعدين، من خلال تحقيق الأداء الأمثل للمعدات، أن تقلل من استهلاك الوقود وانبعاثاته، فعلى سبيل المثال، فإن رصد ضغط الإطارات لا يحول دون حدوث الفشل فحسب بل ويحسن أيضا كفاءة الوقود عن طريق خفض المقاومة المتجددة، ونظرا لأن الضغط العالمي على إزالة الكربون سيزداد، فإن الرصد عن بعد سيكون أداة أساسية لقياس الأثر البيئي والحد منه.

خاتمة

فالرصد عن بعد قد تطور من تكنولوجيا النشوء إلى ضرورة أساسية لشركات التعدين التي تسعى إلى البقاء قادرة على المنافسة، والقدرة على التنبؤ بالفشل، والارتقاء بمواعيد الصيانة إلى الحد الأمثل، وتحسين السلامة، قد أثبتا قيمة كل نوع من أنواع عمليات التعدين من الألغام النحاسية المفتوحة إلى الودائع الذهبية تحت الأرض، وفي حين أن التحديات مثل أمن الفضاء الإلكتروني، والتكاليف الأولية، وتكامل البيانات لا تزال واضحة: