Інтелектуальне гірництво: як інтернет речей і рішення Huawei революціонізують галузь
Інтернет речей (IoT) докорінно змінює гірничодобувну галузь, уможливлюючи дистанційно кероване дроблення руди, роботу автоматизованих транспортних засобів і робототехніки. Чень Веньфен (Chen Wenfeng), директор з маркетингу гірничодобувного підрозділу Huawei, розповідає, як передові технології, такі як Wi-Fi 6 і 5G, оптимізують роботу та підвищують безпеку в гірничодобувному секторі.
Гірничодобувна промисловість відчуває щоразу більший тиск щодо підвищення ефективності, оскільки якість руди знижується, запаси стають більш розпорошеними, а витрати на видобування зростають. Штучний інтелект (AI), хмарні обчислення та інтернет речей — це лише деякі з інноваційних технологій, які можуть допомогти підвищити ефективність, продуктивність і безпеку роботи. Вони використовуються в таких процесах, як автоматизоване буріння, профілактичне обслуговування, а також уможливлюють роботу безпілотних вантажівок. Використовуючи 5G-пристрої, датчики та програмне забезпечення, встановлені на транспортних засобах та обладнанні, гірничодобувні компанії можуть здійснювати моніторинг роботи в реальному часі та краще контролювати процес видобутку.
Підключені натільні пристрої та датчики наближення можуть посилити безпеку праці на гірничодобувних підприємствах, а також надавати дані про стан обладнання, навколишнього середовища та потенційні загрози безпеці праці. До того ж технології інтернету речей дозволяють автоматизувати робочі процеси і підвищити ефективність, скорочуючи витрати.
Технології інтернету речей також сприяють більш сталому видобутку корисних копалин завдяки моніторингу обладнання та навколишніх умов на майданчиках. Вони можуть визначати забруднювачів повітря, ефективність роботи обладнання, якість стічних вод. Використовуючи дані з гірничодобувного обладнання для підвищення ефективності, компанії можуть скоротити викиди і поліпшити природоохоронні, соціальні та управлінські показники.
Цілком ймовірно, що тренд на ширшу підключеність збережеться із розвитком штучного інтелекту та комп'ютерних технологій. Проте інтернет речей також створює виклики, і його впровадження у гірництві ще перебуває на стадії розвитку. Крім того, все більша підключеність гірничодобувних підприємств вимагає надійних заходів кібербезпеки, в які компанії повинні інвестувати, щоб захистити нові технологічні операції.
Поточний ринок та нові технології
За останні роки гірництво зазнало значних змін. Галузь стала більш глобалізованою і водночас чутливішою до коливань кон’юнктури ринку. Гірничодобувний сектор зазнав впливу пандемії Covid-19, що посилило перебої у ланцюжку постачань і дефіцит робочої сили. Крім того, виснаження ресурсів означає розробку родовищ із низьким вмістом корисних копалин та інвестування в сучасніші та дорожчі методи розвідки і видобутку.
Поряд із цими змінами з'явилися і були інтегровані в галузь такі технології, як інтернет речей, що впливає на продуктивність, дистанційний моніторинг, автоматизацію, прогнозоване технічне обслуговування, операційну ефективність, стійкість і безпеку працівників.
Опитування GlobalData щодо технологічних настроїв за другий квартал 2023 року показало, що інтернет речей є важливим предметом обговорення в усіх галузях. 48% респондентів заявили, що інтернет речей уже змінює їхню галузь. Технологія інтернету речей використовується в усьому ланцюжку створення вартості в гірничодобувній галузі — від розвідки до освоєння. Її поширенню сприяють зменшення часу затримки, збільшення обчислювальних потужностей і падіння цін на датчики, що призвело до прискорення окупності інвестицій.
Крім того, AI набуває все більшої актуальності на всіх рівнях інтернету речей. Усе більше продуктів і послуг включають цю технологію, особливо для прогнозованого обслуговування і цифрового двійникового моделювання.
Глобальне дослідження GlobalData щодо впровадження технологій у гірництві за 2023 рік показує, що більше половини опитаних відповідних підприємств уже зробили значні інвестиції або повністю впровадили програмне забезпечення для планування та управління гірничими роботами і системи шахтного зв'язку. Однак лише 19% респондентів повністю впровадили профілактичне обслуговування мобільного обладнання і лише 23% повністю впровадили профілактичне обслуговування установок.
За прогнозами GlobalData, загальний ринок інтернету речей у гірництві становитиме 7,8 мільярда доларів у 2027 році, збільшившись на 16,1% проти 3,7 мільярда доларів у 2022 році. Крім того, дослідження GlobalData щодо впровадження технологій на гірничодобувних підприємствах показало, що в наступні два роки пріоритетними інвестиційними напрямами компанії вважатимуть ініціативи, пов'язані з інтернетом речей. Це, зокрема, технології виявлення втоми, безпілотники та прогнозне технічне обслуговування. Це свідчить про зосередженість гірничодобувних компаній на впровадженні цих технологій для цифрової трансформації гірничих операцій.
Як технології змінюють видобування
Збільшення технологічних можливостей призвело до помітного зрушення у підключеності гірництва та еволюції у пристроях, сервісах і додатках.
Чень Веньфен є директором з маркетингу гірничодобувного підрозділу Huawei та членом відданої команди, яка готова впроваджувати технології, покликані підвищити ефективність видобутку корисних копалин і поліпшити умови праці гірників.
«Видобуток корисних копалин є нелегкою справою, адже робоче середовище дуже небезпечне, — говорить Чень Веньфен. — Тож ми задумалися, як можна використати технологію зв'язку 5G, щоб допомогти. Тільки в Китаї налічується понад два мільйони гірників, які працюють переважно позмінно, деякі з них — на глибині 1 000 метрів. Там дуже спекотно і некомфортно. А якщо вони могли б працювати віддалено? Жити на відстані від майданчика та працювати в офісі чи операційній кімнаті, керуючи технікою дистанційно? Частину цієї мрії ми вже реалізували. За останні три роки ми розгорнули 5G на більш ніж 500 майданчиках у Китаї та за кордоном, у тому числі на двох вугільних шахтах у Південній Африці».
Чень Веньфен додає, що застосування інтернету речей також допомагає подолати нестачу робочої сили і заохочує молодь обирати гірничодобувну галузь для кар’єри. Новітні технології дозволяють відійти від стереотипів про індустрію як про брудну і небезпечну галузь. Наразі випускники IT-спеціальностей зацікавлені будувати кар’єру у сфері гірництва.
Дослідження ринку праці від GlobalData підтверджує зростання за останні декілька років кількості пропозицій роботи, яка пов’язана з IoT. Оскільки інтернет речей та штучний інтелект часто доповнюють один одного, зростання найму в сфері IoT може бути пов’язаним зі зростанням інтересу до AI після запуску у листопаді 2022 року чат-бота ChatGPT. Поки IoT-технології збирають дані, AI-алгоритми аналізують їх для поліпшення процесу автоматизації, підвищуючи ефективність гірничодобувних процесів.
Такі інновації також допомагають зменшити операційні витрати і досягти цілей ESG. Застосування AI-технологій може поліпшити ефективність усієї гірничодобувної галузі, скорочуючи відходи і витрати через простої. Чень Веньфен додає, що розвиток інтелектуального гірництва є надважливим для досягнення цілей світових економік щодо нульового викиду вуглецю.
Усунення слабких сторін завдяки інноваціям
Для Huawei суть інтелектуального гірництва полягає у промисловому інтернеті. Створення уніфікованих стандартів та архітектури є важливим аспектом. І щоб досягти цього, компанія дотримується стратегії «Платформа + AI + екосистема», розгортаючи інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ) нового покоління — від хмарного обчислення і великих даних до 5G, AI та промислового інтернету речей (IIoT). Це допомагає створити промисловий інтернет для гірничодобувної галузі та перейти на застосовування інтелектуальних технологій.
Так, Huawei надає рішення для усунення деяких головних слабких сторін галузі, зокрема важких умов праці, нестачі робочої сили, загрози безпеці, високих операційних витрат, незапланованих простоїв через проблеми з техобслуговуванням.
Робоче місце на шахті може бути небезпечним, особливо під землею, з високим рівнем пилу та шуму, екстремальними температурами.
Поширені причини нещасних випадків — втома, спричинена водінням у складних умовах. Однак, застосовуючи IoT, 5G і HD-відеорішення для моніторингу обладнання і працівників, кількість таких інцидентів можна скоротити. До того ж для повністю автоматизованих вибоїв навіть на глибині 100 метрів можна розгорнути надшироку висхідну лінію зв'язку 5.5G від Huawei з понад 100 HD-камерами для завантаження відео у реальному часі. Застосовуючи AI-технологію для поєднання панорамних відео, інтелектуальне рішення 5.5G забезпечує чітке відтворення для операцій під землею, що значно поліпшує безпеку.
Поліпшення робочого середовища шахтарів покращує ефективність роботи і зменшує навантаження на операторів, що запобігає втомі за кермом і зменшує кількість інцидентів. До того ж мобільні і носимі сенсори можуть постійно контролювати робоче середовище, зокрема якість повітря та температуру. Такі дистанційні робочі рішення і застосування IoT та AI призвели до зростання інтересу до роботи в галузі. Це заохочує випускників університетів йти працювати у сектор, який раніше вважався старомодним.
Застосування AI разом з IoT дозволяє аналізувати кожен процес, зокрема цільові показники виробничої потужності, порушення безпеки і прийняття рішень. Управління цифровими активами гарантує відсутність простою активів і проведення інвентаризації за лічені секунди завдяки універсальній точці доступу Wi-Fi 6 з підтримкою Wi-Fi, RFID і Bluetooth. Моніторинг енергоефективності скорочує витрати і викиди на виробництві.
Превентивне техобслуговування із застосуванням сенсорів для моніторингу обладнання та ідентифікації і миттєвого усунення проблем скорочує час простоїв завдяки ефективнішому керуванню обслуговуванням.
Huawei застосовує нові технології для надання рішень
Для ефективного інтелектуального гірництва повинна послідовно взаємодіяти велика кількість різних типів обладнання. Проте більшість комерційного обладнання у гірничодобувній сфері застосовує різні стандарти інтерфейсу.
Тут на допомогу приходить операційна система MineHarmony OS від Huawei. Вона розроблена для уніфікації стандартів даних для інтелектуального гірництва, що дозволяє обладнанню взаємодіяти між собою, застосовуючи сенсорні технології для забезпечення узгоджених протоколів даних і з’єднань між різними системами.
Чень Веньфен пояснив, що ця операційна система є основою інтелектуального гірництва: «MineHarmony OS призначена для IoT-систем. До прикладу, може існувати понад 20 операційних систем у різних машинах на майданчику. І через те, що вони застосовують різні операційні системи, їхній взаємозв’язок заслабий. Завдяки MineHarmony OS формат даних і протоколи говорять однією мовою».
Наприклад, вугільний комбайн зазвичай застосовує три операційні системи, три протоколи зв’язку і 161 різновид чипів. MineHarmony OS забезпечує узгодженість протоколів і форматів даних, спрощуючи зв'язок між різними типами обладнання та уможливлюючи інтелектуальну взаємодію.
MineHarmony OS також підтримує оновлення сенсорів, обладнання, портативних пристроїв, забезпечує плавну передачу даних до хмари через інтегровані шахтні мережі за допомогою технологій 5G, F5G, і Wi-Fi 6. Операційна система також реалізує міжсистемний взаємозв’язок даних, важливий для розвитку інтелектуальної системи і реплікації додатків у пакетному режимі, що закладає міцну цифрову основу для інтелектуальних шахт.
Щоб дізнатися більше про те, як рішення Huawei можуть зробити гірництво безпечнішим і продуктивнішим, будь ласка, перейдіть за посиланням.