تاثیر دیجیتالی شدن بر کاهش هزینه در پروژه های استخراج

مقدمه: تحول دیجیتال پروژه های استخراج

صنعت استخراج - شامل معدن، نفت و گاز و پردازش مواد معدنی - از لحاظ تاریخی سرمایه فشرده و عملیاتی پیچیده بوده است، با این حال، ظهور دیجیتال سازی این بخش ها را با ارائه ابزارهای قدرتمند برای کاهش هزینه ها در حالی که افزایش بهره وری و ایمنی فن آوری های یکپارچه سازی مانند اتوماسیون صنعتی، اینترنت اشیا (IoT)، تجزیه و تحلیل پیشرفته، و هوش مصنوعی، شرکت ها از طریق تجزیه و تحلیل های فعال در عملیات های استخراج دیجیتال، ارائه می دهند و تحلیل های هدایت شده به سمت این روش های دیجیتال، به دنبال عملیات های کلیدی و هدایت می باشد.

مکانیسم های اصلی کاهش هزینه از طریق دیجیتال سازی

بهینه سازی عملیاتی real-Time

دیجیتال سازی نظارت مداوم از هر مرحله از فرایند استخراج را امکان پذیر می کند - از حفاری و انفجار برای حمل و نقل و پردازش. سنسورها قرار داده شده در تجهیزات، نقاله ها و خطوط لوله داده ها را به سیستم عامل های مرکزی که عملکرد را در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می کنند، این اجازه می دهد تا اپراتورهای بلافاصله پارامترهایی مانند نرخ تغذیه، مصرف سوخت، یا حفاری عمق را برای به حداقل رساندن زباله و استفاده از انرژی تنظیم کنند.

کارایی کار از طریق اتوماسیون

ماشین آلات خودکار و سیستم های رباتیک انجام کارهای تکراری، خطرناک یا دقیق بحرانی که قبلاً نیاز به خدمه بزرگ داشتند.در معدن زیرزمینی، کامیون های حمل و نقل خودکار و حفاری 24/7 بدون خستگی، کاهش هزینه های کار تا 30٪ در حالی که افزایش از طریق تجهیزات، به طور مشابه، مراکز عملیات از راه دور اجازه می دهد یک اپراتور واحد برای کنترل چندین سخت از یک مکان امن، کاهش هزینه های انسانی بیشتر [F].

قابلیت نگهداری پیش بینی و دارایی

شکست های تجهیزات غیر منتظره باعث خرابی های پرهزینه و تعمیرات اضطراری می شود که دوقلوهای دیجیتال همراه با مدل های یادگیری ماشین، لرزش، دما و داده های فشار را تجزیه و تحلیل می کنند تا هفته های شکست را پیش بینی کنند.این روش تعمیر و نگهداری پیش بینی شده، قطع برق های بدون برنامه را 30 تا 50 درصد کاهش می دهد و طول عمر تجهیزات مانند ریو Tinto و BHPiton را افزایش می دهد.

انرژی و بهینه سازی منابع

مصرف انرژی نشان دهنده هزینه عمده ای در استخراج است، به ویژه برای کاهش (ششیدن و سنگ شکن) در معدن.سیستم های دیجیتال استفاده از انرژی را با تنظیم سرعت آسیاب، بار و چگالی در زمان واقعی بهینه می کنند، علاوه بر این، مدیریت آب فعال IoT مصرف و هزینه های درمان را کاهش می دهد.

تکنولوژی های دیجیتال رانندگی هزینه صرفه جویی

اینترنت صنعتی چیزها (IIoT) و شبکه های سنسور

هزاران سنسور تعبیه شده در تجهیزات و شکل گیری زمین شناسی، یک جریان مداوم از داده ها را فراهم می کند.این داده ها به داشبورد هایی که ارائه می دهند دید به سلامت ماشین، نرخ تولید و شرایط محیطی است.هزینه سنسور ها به طور چشمگیری کاهش یافته است و امکان استقرار آنها را در مقیاس فراهم می کند.IIoT تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط را به جای خدمات مبتنی بر تقویم، حذف جایگزین های غیر ضروری و کار.

دوقلوهای دیجیتال و شبیه سازی

یک دوقلو دیجیتال – یک شبیه سازی مجازی از یک دارایی فیزیکی یا فرآیند – به مهندسان اجازه می دهد تا بدون خطر اختلال در دنیای واقعی، سناریوهای را آزمایش کنند.برای مثال، یک جفت از یک گودال معدن می تواند الگوهای انفجار مختلف را شبیه سازی کند تا موثرترین قطعات را تعیین کند.فت و شرکت های گاز از دوقلوهای دیجیتال برای پیش بینی خوردگی و بهینه سازی برنامه های خوک سازی استفاده می کنند.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

الگوریتم های AI داده های گسترده را برای کشف الگوهای انسانی تجزیه و تحلیل می کنند، AI می تواند پارامترهای حفاری بهینه (به عنوان مثال، وزن به طور جزئی، سرعت چرخش) را برای به حداکثر رساندن میزان نفوذ در حالی که به حداقل رساندن مدل های یادگیری ماشین نیز پیش بینی قیمت کالاها، کمک به شرکت ها تنظیم نرخ تولید برای تراز کردن با شرایط بازار. A مطالعه (FLT:0Pw [F] برآورد می کند که بزرگترین قیمت ذخیره سازی در سال 2030 را باز می کند.

Cloud Computing و Edge Analytics

سیستم عامل های ابری داده ها را از سایت های دور جمع آوری می کنند، تجزیه و تحلیل متمرکز و معیار در سراسر عملیات های متعدد را امکان می دهد. Edge داده های حیاتی را به صورت محلی پردازش می کند تا تاخیر برای کنترل زمان واقعی را کاهش دهد.این معماری ترکیبی استفاده از پهنای باند گران قیمت را کاهش می دهد در حالی که هنوز اجازه تجزیه و تحلیل عمیق مبتنی بر ابر به عنوان یک سرویس (SaaS) نیز نیاز به زیرساخت های بزرگ IT سایت را کاهش می دهد.

فراتر از صرفه جویی در هزینه مستقیم: مزایای مستقیم مالی

افزایش ایمنی و کاهش هزینه های حادثه

دیجیتال سازی باعث کاهش قرار گرفتن در معرض محیط های خطرناک می شود. نظارت از راه دور و وسایل نقلیه مستقل کارگران را از طریق آسیب دور نگه می دارد، که منجر به حوادث کمتر، حق بیمه پایین تر، و کاهش جریمه های نظارتی است. اداره ایمنی و بهداشت معدن ایالات متحده گزارش می دهد که معادن با استفاده از نظارت پیشرفته، کاهش 40٪ در آسیب های از دست رفته است.

بهبود تصمیم گیری-مینگ و برنامه ریزی استراتژیک

تجزیه و تحلیل داده ها مدیران را با یک منبع واحد از حقیقت برای معیارهای عملیاتی و مالی فراهم می کند.این دید از تصمیمات استراتژیک بهتر پشتیبانی می کند - مانند زمانی که برای باز کردن یک بدن جدید یا که مدار پردازش برای سرمایه گذاری در.کاهش حدس کار اجتناب از اشتباهات گران قیمت.به عنوان مثال، کنترل درجه در استخراج باز، دیف و یا از دست دادن را کاهش می دهد که به طور مستقیم ارزش اقتصادی استخراج مواد را بهبود می بخشد.

پایداری و سازگاری تنظیم کننده

دیجیتالی سازی به پاسخگویی به مقررات زیست محیطی بدون اصلاحات گران قیمت کمک می کند تا سیستم های نظارت گازهای گلخانه ای، کیفیت آب و اختلال زمین را ردیابی کنند، که بسیاری از دولت ها اکنون مجوز گزارش دیجیتال را دارند؛ عدم انطباق می تواند منجر به جریمه های سنگین یا خاموش شدن شود.

چالش های در مسیر دیجیتال سازی

سرمایه گذاری بالا

پیاده سازی زیرساخت های دیجیتال – سنسور ها، شبکه ها، نرم افزار و آموزش – سرمایه قابل توجهی را به خود می گیرد. استخراج کنندگان کوچک و متوسط ممکن است برای توجیه هزینه، به ویژه در هنگام رکود قیمت کالاها، تلاش کنند، با این حال، پیاده سازی مدولار با مناطق با سرعت بالا (به عنوان مثال، نگهداری پیش بینی) می تواند ارزش و پرداخت بیشتر را نشان دهد.

ادغام داده ها و سیستم های میراث

بسیاری از سایت های استخراج به تجهیزات قدیمی که فاقد قابلیت های دیجیتال هستند، اعتماد دارند و سیستم های مختلف را به هم متصل می کنند (به عنوان مثال ERP، SCADA، GIS) به طور فنی چالش برانگیز است بدون ادغام مناسب، سیلوهای داده مزایای دیجیتالی شدن شرکت ها را تضعیف می کنند.

بازی Workforce Skill Gaps

ابزارهای دیجیتال خواستار نیروی کار راحت با علم داده، نرم افزار و اتوماسیون هستند. جذب و حفظ این استعداد در مناطق معدنکاری از راه دور دشوار است. Reskilling کارکنان موجود ضروری است، اما مشارکت با کالج های فنی محلی و برنامه های آموزش متقابل می تواند شکاف را پل بزند.

امنیت سایبری و حریم خصوصی داده ها

از آنجایی که عملیات به هم متصل تر می شود، سطح حمله تهدیدات سایبری گسترش می یابد.حمله باج افزاری به سیستم های کنترل معدن می تواند تولید را متوقف کند و میلیون ها نفر را در چارچوب های امنیت سایبری قوی، حسابرسی منظم و انزوای شبکه های حیاتی ICS ایجاد کند اما پیچیدگی و هزینه اضافه می کند.

چشم انداز آینده: موج بعدی کاهش هزینه

عملیات خودکار در مقیاس

معادن و پلتفرم های کاملاً مستقل دیگر علمی تخیلی نیستند، پروژه های "من آینده" توسط شرکت هایی مانند Rio Tinto در حال حاضر اتوماسیون نهایی را نشان می دهند، زیرا تکنولوژی بالغ می شود، هزینه های کار بیشتر کاهش می یابد و عملیات 24/7 با حداقل مداخله انسانی اجرا می شود.

ادغام زنجیره تامین AI-Driven Supply Chain

پروژه های استخراج وابسته به زنجیره های تامین پیچیده برای سوخت، مواد منفجره، قطعات یدکی و تدارکات. AI می تواند تدارکات، سطح موجودی و برنامه های تحویل را برای کاهش هزینه های حمل و نقل بهینه کند و از کمبود جلوگیری کند. بلاکچین همچنین ممکن است ردیابی شفاف و دستکاری مواد از گودال به پورت، کاهش کلاهبرداری و خطا را ارائه دهد.

نسل کشی دوقلو های دیجیتال

دوقلوهای دیجیتال از مدل های تک ارزیابی به دوقلوهای سراسر جهان و حتی دوقلوهای کل اکوسیستم تکامل خواهند یافت، این ها نه تنها تجهیزات بلکه زمین شناسی، آب زیرزمینی و اثرات زیست محیطی را شبیه سازی می کنند. چنین مدل سازی جامع، برنامه ریزی برای پروژه های چند دهه ای را قادر می سازد، به حداقل رساندن شگفتی های گران قیمت.

Edge AI و 5G Connectivity

شبکه های سلولی نسل پنجم (5G) تأخیر پایین و پهنای باند بالا مورد نیاز برای کنترل از راه دور واقعی تجهیزات رباتیک را فراهم می کنند. Edge AI داده ها را در محل پردازش می کند، پاسخ های فوری بدون وابستگی ابر را فعال می کند.این ترکیب برنامه های صرفه جویی جدید مانند حفاری پویا و قابل اشتعال را بر اساس شرایط سنگ فوری باز می کند.

نتیجه گیری

دیجیتالی شدن یک روند موقت نیست، بلکه یک تغییر اساسی در چگونگی دستیابی به نظم و انضباط هزینه است.با استفاده از اتوماسیون، تجزیه و تحلیل پیش بینی، IIoT و AI، شرکت ها می توانند هزینه های عملیاتی را با درصد دو رقمی کاهش دهند در حالی که بهبود ایمنی و پایداری سفر نیاز به سرمایه گذاری، تغییر فرهنگی و انتخاب دقیق تکنولوژی دارد، اما پرداخت طولانی مدت به عنوان ابزار دیجیتال بیشتر و کارآمد برای اپراتورهای ذخیره سازی در این پروژه، حتی برای استفاده از مزایای پیام های کوچک است.