راهکاری سودآور برای معادن

به گزارش می‌متالز، تجربه نشان داده است که دامنه تغییرات هزینه‌های نت تجهیزات معدنی ۲۰ تا بیشتر از ۳۵‌درصد کل هزینه‌های عملیاتی معدن بوده و به طور پیوسته افزایش می‌یابد. علاوه براین، بر اساس آمار منتشرشده در صنایع تولیدی، هزینه تولید ازدست رفته به دلیل توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده بیش از ۵۰ میلیارد دلار در سال بوده است. همچنین بر اساس آمار ارائه شده در سال ۱۹۹۵، ۲۰ تا ۵۰‌درصد هزینه صنعت معدن، ۱۰ تا ۲۵‌درصد هزینه در صنایع فلزی و ۳ تا ۱۵‌درصد هزینه‌ها در صنایع تولیدی را هزینه‌های نگهداری و تعمیرات تشکیل می‌دهند.

دو رویکرد مختلف تعمیر و نگهداری وجود دارد که صنعت معدنکاری در دنیا به طورکلی از آن استفاده می‌کند: تعمیر و نگهداری اصلاحی (ازکارافتادن تا شکست) و دیگری تعمیر و نگهداری پیشگیرانه. بر اساس رویکرد اول، سیستم‌ها تا زمانی که از کار بیفتند مورد استفاده قرار می‌گیرند و پس از رسیدن به این مرحله اقدامات تعمیر یا جایگزینی آغاز می‌شود. از طرف دیگر، رویکرد دوم شامل کلیه فعالیت‌ها و فرآیند‌های اجراشده برای حفظ یک سیستم در یک حالت مشخص از طریق بازرسی، شناسایی و اجتناب از خرابی‌ها می‌شود. جلوگیری از خرابی از طریق اقدامات تعمیر و نگهداری منظم و تعویض قطعات از قبل معمولا ارزان‌تر از تعمیر خرابی‌های غیرمنتظره است؛ اما هزینه و اثربخشی چنین رویکردی برای تعمیر و نگهداری را می‌توان با اتخاذ یک رویکرد تعمیر و نگهداری پیش بینانه بهینه کرد. بر اساس این رویکرد، خرابی‌ها قبل از وقوع با آنالیز داده‌ها و اطلاعات موجود از تجهیزات که معمولا از طریق سنسور‌های متصل بی سیم جمع آوری می‌شوند، پیش‌بینی خواهند شد.

تعمیر و نگهداری پیش‌بینانه نه تن‌ها کل خرابی سیستم را با استفاده از آنالیز پیش‌بینی کننده مبتنی بر الگوریتم‌های یادگیری ماشین به حداقل می‌رساند، بلکه هزینه‌های تعمیر و نگهداری را با اجتناب از اقدامات تعمیر و نگهداری غیرضروری که معمولا تحت یک برنامه ثابت برنامه‌ریزی و اجرا می‌شوند، بهینه می‌کند. به عنوان مثال، تنظیم سوپاپ یک کامیون در معدن تحت یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه معمولا یک فعالیت ۱۲ساعته است که در فواصل زمانی منظم انجام می‌شود. آنالیز داده‌های جمع آوری شده از طریق سنسور‌های نصب‌شده بر روی کامیون، در هنگام باز و بسته شدن سوپاپ ورودی و خروجی، می‌تواند به شناسایی سوپاپ‌های خاصی که نیاز به تنظیمات دارند کمک کند و ازاین رو، مدت زمان کلی فعالیت را به کمتر از سه‌ساعت کاهش دهد. برای یک معدن بزرگ، این موضوع سبب پس انداز شدن میلیون‌ها دلار خواهد شد. بنابراین، امروزه اتخاذ و اجرای استراتژی تعمیر و نگهداری صحیح برای موفقیت شرکت‌های معدنی حیاتی شده است.

هزینه مرتبط با استراتژی‌های مختلف نگهداری و تعمیرات در شکل زیر نمایش داده شده است. در استراتژی نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه، هزینه پیشگیری بسیار بالا خواهد بود، در حالی که هزینه تعمیر کم خواهد بود؛ زیرا خرابی‌های زیادی رخ نمی‌دهد. به عبارت دیگر، نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه به میزان قابل توجهی تعداد خرابی‌ها را کاهش می‌دهد، اما بسیار پرهزینه خواهد بود. در حالی که در استراتژی نگهداری و تعمیرات واکنشی، تعداد بیشتری از خطا‌ها رخ خواهد داد و به هزینه بالای تعمیر و هزینه کم برای پیشگیری منجر خواهد شد. همان‌طور که در نمودار مشخص است، ترکیبی از استراتژی‌های نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه و واکنشی می‌تواند قابلیت اطمینان، دردسترس بودن و نگهداری را بهبود بخشد و به طور هم زمان هزینه نگهداری و تعمیرات را کاهش دهد.

هزینه‌های مرتبط با استراتژی‌های نگهداری و تعمیرات

اینترنت‌ اشیا (IoT) که از طریق اتصال وایرلس فعال می‌شود، ستون و سنگ بنای اصلی به منظور اتخاذ و پیاده‌سازی یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه است. این فناوری، حرکات ناشی از ماشین‌ها و اطلاعات لحظه‌ای محیط اطراف را به سیگنال‌های دیجیتالی مورد استفاده توسط الگوریتم‌های یادگیری ماشین تبدیل می‌کند. داده‌های مربوط به پارامتر‌های حیاتی، مانند دما و لرزش، به همراه داده‌های مربوط به کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی، پایانه‌های سیستم اجرای استخراج و سیستم‌های مدیریت تعمیر و نگهداری رایانه‌ای به طور مداوم از طریق سنسور‌ها جمع آوری می‌شوند. اطلاعات از تمام این سیستم‌ها و سنسور‌های مختلف، مبنایی را برای نهایی کردن رویکرد‌های تعمیر و نگهداری پیشگیرانه فراهم می‌کنند.

با استفاده از قدرت اینترنت‌اشیا در فرآیند تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، بهره وری تا ۲۵‌درصد افزایش، ازکارافتادن تجهیزات تا ۷۰‌ درصد و هزینه نگهداری تا ۲۵‌ درصد کاهش خواهد یافت. اما باید از این تصور نادرست که تعمیر و نگهداری پیشگیرانه همیشه بهترین سیاست نگهداری است اجتناب شود. موفقیت در اجرای یک تکنولوژی نگهداری و تعمیرات پیشرفته، نیازمند پایه نظری قوی و آگاهی کافی از سخت افزار و نرم‌افزار‌های مرتبط است.

پیاده‌سازی استراتژی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه با استفاده از اینترنت اشیا صنعتی می‌تواند یک عملیات پرهزینه باشد و تنها زمانی منطقی است که نسبت به سایر روش‌های تعمیر و نگهداری سودآورتر باشد. مانند هر تصمیم دیگری، ارزش اطلاعات جمع آوری شده از طریق این فرآیند باید بیشتر از کل هزینه جمع آوری آن اطلاعات باشد. ازاین رو، مقرون به صرفه بودن راه حل تعمیر و نگهداری پیشگیرانه یکپارچه، از جمله زیرساخت IoT و سیستم (های) ارتباطات وایرلس، باید قبل از اتخاذ تصمیم سرمایه‌گذاری استراتژیک ارزیابی شود.

رویداد جامع معدن و صنایع معدنی ۱۴۰۳ از ۳۰ اردیبهشت تا ۰۳ خرداد به همت گروه رسانه‌ای «دنیای‌اقتصاد» برگزار می‌شود.

سجاد ادهمی - کارشناس ارشد حوزه معدن و صنایع معدنی
امید اصغری - دانشیار دانشکده مهندسی معدن دانشگاه تهران

منبع: دنیای اقتصاد