معدن‌کاری در جهان مجازی

به گزارش می متالز به نقل از عصر مس آنلاین، عدم‌قطعیت‌های توأم با ذخایر معدنی و همچنین پیچیدگی عملیات معدن‌کاری همواره معدن‌کاران را با ریسک‌های متعددی مواجه کرده‌اند. افزایش اطلاعات موجود از مراحل مختلف معدن‌کاری سهم بسزایی در کاهش ریسک‌های موجود دارند. در دهۀ گذشته، شرکت‌های معدنی با استفاده از فناوری‌های دیجیتال سعی در کاهش عدم‌قطعیت‌ها، افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های عملیاتی داشته‌اند. تحول دیجیتال، یکی از محبوب‌ترین واژه‌ها در دنیای امروز معدن‌کاری است که تاکید ویژه‌ای بر توسعۀ فناوری‌های مبتنی بر فضای دیجیتال در معدن‌کاری و افزایش آگاهی از وضعیت لحظه‌ای عملیات و شرایط سایت‌های معدنی دارد. شرکت‌های غول‌پیکر معدنی با سرمایه‌گذاری در واحدهای تحقیق و توسعۀ خود و تخصیص بودجه‌های قابل توجه، نقش بزرگی در رشد هرچه سریع‌تر استفاده از فناوری‌های روز را داشته‌اند.

واقعیت مجازی (Virtual Reality یا VR) و واقعیت افزوده (Augmented Reality یا AR) از محبوب‌ترین فناوری‌های دنیای تکنولوژی هستند. واقعیت مجازی یک فناوری نوین است که به کاربر اجازه می‌دهد با استفاده از هدست‌های مخصوص، وارد دنیای مجازی شود و از طریق اندرکنش با کامپیوتر، تجربه‌ای تازه در دنیایی متفاوت را احساس کند. این دنیای مجازی که نوعی شبیه‌سازی کامپیوتری است، می‌تواند به‌صورت تصویری از دنیای واقعی یا انیمیشن باشد. در مقابل، واقعیت افزوده شامل عناصر مجازی است که به دنیای واقعی افزوده می‌شود. به‌طور مثال، می‌توان به بازی Pokemon go اشاره کرد که در آن عناصر بازی به‌صورت مجازی و از طریق موبایل به دنیای واقعی اضافه می‌شوند. امروزه، واقعیت افزوده کاربردهای فراوانی پیدا کرده و در مسائل مختلف مانند توریسم، رستوران‌داری، خرید و صنعت به‌کار می‌رود.

بر اساس پیش‌بینی مؤسسۀ گلدمن ساکس، حجم بازار این دو فناوری تا سال 2025 به 80 میلیارد دلار خواهد رسید. بر اساس این پیش‌بینی، 45 میلیارد دلار از این بازار متعلق به سخت‌افزار و 35 میلیارد دلار متعلق به نرم‌افزار است. کاربردهای اولیه این دو فناوری در معدن‌کاری به اوایل دهه 2000 میلادی بازمی‌گردد. با وجود این‌که AR/VR قابلیت‌های زیادی در حل مشکلات معدن‌کاری دارند، کاربردهای اولیه آن بر آموزش تمرکز داشتند. شرکت‌های بزرگی مانند آنگلوامریکن، کودلکو و ریوتینتو میلیون‌ها دلار بر توسعۀ نرم‌افزارهای آموزشی مبتنی بر واقعیت مجازی سرمایه‌گذاری کردند. بزرگ‌ترین مزایای کاربرد این فناوری‌ها در آموزش کاهش زمان یادگیری (کاهش تا 75درصد براساس آمار شرکت بویئنگ)، کاهش هزینۀ آموزش، افزایش نرخ یادگیری، کاهش خطرات در حین یادگیری در معدن و جایگزینی هدست‌های VR/AR به جای تراک‌ها و شاول‌ها است.

کاربردهای واقعیت مجازی و افزوده

به‌طور کلی، از مهم‌ترین کاربردهای VR/AR در معدن‌کاری می‌توان به آموزش، تجسم داده‌ها و طراحی، تعمیر و نگه‌داری، بهینه‌سازی و تصمیم‌گیری، پایش و ارائه برای سرمایه‌گذاران اشاره کرد. کاربرد گسترده این دو فناوری در معدن‌کاری حاکی از پتانسیل بزرگ موجود در صنعت است. قابلیت نمایش سه‌بعدی اطلاعات، نمای معدن، وضعیت داده‌های اکتشافی، عملیات استخراج و موقعیت محیط‌زیستی منطقۀ اطراف معدن، کمک شایانی به درک بهتر از اطلاعات و تحلیل آن‌ها می‌کند.

از دیگر قابلیت‌های واقعیت مجازی در زمینۀ نمایش سه‌بعدی اطلاعات، می‌توان به بررسی طراحی الگوی انفجار نیز اشاره کرد. شرکت O-PitBlast با استفاده از واقعیت افزوده، امکان نمایش سه‌بعدی الگوی انفجار روی بلوک استخراجی را فراهم کرده است. در نتیجه، کاربر می‌تواند موقعیت دقیق چال‌ها، میزان مادۀ منفجرۀ مصرفی و موقعیت دقیق پرایمر را مشاهده کند. همچنین، این نر‌م‌افزار امکان نمایش سه‌بعدی انفجار با توجه به زمان تاخیر چاشنی‌ها را فراهم کرده است. نمایش سه‌بعدی انفجار، کمک قابل‌ توجهی به تصمیم‌گیری در مورد تأخیر چال‌های انفجاری، میزان مادۀ منفجرۀ مورد مصرف و نتایج انفجار می‌کند.

نمایشگاه معدنی PDAC در تورنتو کانادا امسال میزبان بیش از 25هزار شرکت‌کننده از کشورهای مختلف دنیا بود. در این نمایشگاه، شرکت‌های معدنی بزرگ به ارائۀ دستاوردها و پتانسیل‌های خود در اکتشاف، استخراج و فرآوری پرداختند. محصولات و خدمات ارائه‌شده با استفاده از فناوری‌های VR/AR نشان از رشد توجه به این دو فناوری داشت. شرکت Norcat کانادا که از بزرگ‌ترین مراکز آموزشی معدن‌کاری در دنیاست، خدمات جدید خود در آموزش اپراتورهای ماشین‌آلات و آموزش‌های ایمنی معدنی را براساس فناوری‌های VR/AR ارائه کرده است. با استفاده از این فناوری، تنها با استفاده از یک هدست، می‌توان حضور در یک معدن زیرزمینی را به شکل سه‌بعدی تجربه و براساس سناریوهای مختلف، آموزش‌های تخصصی در زمینۀ ایمنی و مسائل فنی را ارائه کرد. همچنین، به‌راحتی می‌توان آموزش‌های لازم برای اپراتورهای بیل، تراک، دریل‌واگن و دیگر ماشین‌آلات و تجهیزات را تنها در اتاق آموزش فراهم کرد. MineLife VR از جذاب‌ترین محصولات ارائه‌شده در این نمایشگاه توسط شرکت کانادایی LlamaZoo بود. این محصول، قابلیت نمایش گرافیکی سایت معدنی، زیرساخت‌ها، مدل‌سازی زمین‌شناسی و پیت، موقیعت کارخانه، دامپ باطله و استوک‌پایل نسبت به پیت را فراهم می‌کند. شرکت Teck با استفاده از این نرم‌افزار یکی از سایت‌های معدنی خود را به‌طور کامل شبیه‌سازی کرده است. این نرم‌افزار، امکان نمایش سه‌بعدی سایت معدنی و برنامه‌های توسعه معدن را برای مهندسان، مدیران و سرمایه‌گذاران فراهم می‌کند. همچنین، به‌عنوان ابزاری قدرتمند، به شرکت، دولت و سازمان‌های محیط‌زیستی کمک خواهد کرد تا عملکرد معدن را با استانداردهای ملی مقایسه کنند. LlamaZoo در تلاش است با اسـتفاده از فناوری همزاد دیجیتال (Digital twinning) موقعیت ماشین‌آلات و وضعیت استخراج را پایش کند. همزاد دیجیتال به معدل مجازی یک شئ فیزیکی اشاره دارد که به‌منظور اهداف مختلف می‌توان از آن استفاده کرد. در این فناوری، از اطلاعات به‌دست‌آمده از سنسورهای نصب‌شده روی تجهیزات استفاده می‌شود تا وضعیت ماشین به‌صورت لحظه‌ای در همزاد دیجیتال انعکاس یابد. گفتنی است؛ همزاد دیجیتال، از لحاظ موقعیت، سرعت، وضعیت و شرایط همانند جسم اصلی است. 

شرکت کانادایی BGC که در زمینۀ مطالعات محیط‌زیستی معادن فعالیت می‌کند، در سال 2017 محصول جدید خود برای مدیریت و پایش تاثیرات زیست‌محیطی و اقدامات معدن‌کاران در جهت بازسازی محیط‌زیست را رونمایی کرد. این محصول که براساس واقعیت افزوده است، امکان نمایش سایت معدنی و شرایط محیط‌زیستی نظیر رویش گیاهان، وضعیت آب‌های سطحی و زیرزمینی و تغییرات سایت معدنی را فراهم می‌کند. این محصول با نمایش موقعیت کنونی معدن و منطقه و مقایسۀ آن با طرح برنامه‌ریزی‌شده، امکان ارزیابی دقیق پیشرفت‌های محیط‌زیستی و برنامه‌های مرتبط با توسعۀ پایدار را فراهم می‌کند.

علی سیامکی