Kopalnie coraz bardziej inteligentne

Sektor wydobywczy – dotąd postrzegany jako zacofany i oparty w dużej mierze na pracy manualnej – zaczyna w coraz większym stopniu wdrażać technologie takie jak sztuczna inteligencja, cyfrowe bliźniaki, Big Data, blockchain czy przetwarzanie danych w chmurze. Ich zastosowanie przekłada się m.in. na poprawę wydajności i bezpieczeństwa pracy w kopalniach oraz redukcję kosztów i negatywnego wpływu górnictwa na środowisko.

Polskie i europejskie podmioty – w tym gigant miedziowy KGHM i jednostki Sieci Badawczej Łukasiewicz – pracują właśnie nad projektem, który ma skoordynować i zoptymalizować całość procesów cyfryzacji w sektorze górniczym. To część międzynarodowej inicjatywy Mine.io, w której uczestniczą partnerzy z 11 krajów Europy. Jej celem jest całkowita zmiana sposobu myślenia i podejścia do wydobywania i przetwarzania surowców.

Sektor wydobywczy, który generuje kilka procent polskiego PKB i zatrudnia ok. 80 tys. ludzi, jest jedną ze strategicznych branż polskiej gospodarki. Podobnie jak wszystkie inne podlega jednak regulacjom związanym z zieloną transformacją i ekologią.

– Przemysł górniczy do tej pory kojarzył się głównie z zastosowaniami analogowymi. Ale od jakiegoś czasu występuje w tym przemyśle silny trend cyfryzacji. Wykorzystujemy w nim m.in. elementy związane z internetem rzeczy i przetwarzaniem dużych zasobów danych. Wszystko to powoduje, że górnictwo jest bardziej ekologiczne – mówi agencji Newseria Biznes Marek Kościelski z Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Tele- i Radiotechnicznego.

Górnictwo 4.0

Zastosowane technologie wpisują się w koncepcję górnictwa 4.0. Ten trend spowodował, że w polskim przemyśle wydobywczym coraz częściej pojawiają się pojęcia takie jak cyfryzacja, automatyzacja i inteligentne kopalnie.

– Górnictwo 4.0 to nowe podejście jakościowe do całego sektora górniczego. Polega na zastosowaniu nowych technologii, które są już w tej chwili rozwijane. To są właśnie technologie internetu rzeczy. Czyli połączenie różnego rodzaju sensorów w jeden system. Sztuczna inteligencja, która jest wschodzącą technologią i ma potencjał, żeby zoptymalizować procesy i zarządzanie przemysłem górniczym. To są też technologie mobilne, które doprowadzą do tego, że praca w górnictwie, w kopalniach będzie bezpieczniejsza. A maszyny pod nadzorem systemów komputerowych będą optymalnie wykorzystywane. Dalej wchodzimy w erę dużych ilości danych, które przetwarzano w chmurze w trakcie tych wszystkich procesów optymalizacyjnych czy nadzorczych. Wszystko to prowadzi do coraz większej digitalizacji zakładów górniczych. To właśnie nazywamy górnictwem 4.0 – wyjaśnia dr Jacek Galas z Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Tele- i Radiotechnicznego.

Cel górnictwa 4.0

Celem górnictwa 4.0 jest zapewnienie tej branży możliwości rentownego i efektywnego funkcjonowania w dłuższej perspektywie czasowej. Cyfryzacja i zastosowanie w niej nowych technologii przekłada się m.in.:

• na poprawę wydajności,
• redukcję kosztów
• i poprawę bezpieczeństwa pracy w kopalniach.

Pozwala też na dokładne monitorowanie i optymalizację procesów wydobywczych w zakresie całego łańcucha usług. Począwszy od poszukiwania potencjalnych złóż, przygotowanie wyrobisk, przez wydobycie, obróbkę i przetwarzanie rud, aż do zarządzania odpadami. Co jest kluczowe w kontekście ekologii oraz obniżenia negatywnego wpływu przemysłu wydobywczego na środowisko naturalne.

– Górnictwo ogólnie ma dość duży wpływ na środowisko, a technologie opracowane w ramach Mine.io mają za zadanie likwidowanie tego negatywnego wpływu – mówi Marek Kościelski. – Projekty pilotażowe Mine.io dotyczą wielu etapów. Jednym z nich jest opracowanie wspólnej architektury, która będzie pomagała kopalniom przyszłości. 

Projekt Mine.io

Celem międzynarodowego projektu Mine.io, finansowanego z programu „European Union’s Horizon Europe research and innovation programme”, jest opracowanie nowego Całościowego Zdigitalizowanego Ekosystemu Przemysłu Górniczego 4.0. Czyli nowej organizacji procesu wydobycia, przetwarzania i wykorzystania surowców mineralnych. To kompleksowe podejście do przemysłu górniczego, które ma na celu nie tylko wdrożenie nowych technologii w całym łańcuchu dostaw związanych z przemysłem wydobywczym. Ale też całkowitą zmianę sposobu myślenia i podejścia do wydobywania i przetwarzania surowców.

– Projekt Mine.io skoncentrowany na całym przemyśle górniczym, który składa się z podstawowych trzech segmentów. Pierwszy to są oczywiście kopalnie, drugi to zakłady przeróbki surowców mineralnych, a trzeci segment to hutnictwo. Do tej pory te elementy systemu pracowały rozdzielnie. Były ze sobą powiązane np. w ramach jednej korporacji. Natomiast brakowało szerszego spojrzenia, że to wszystko powinno być jakoś ze sobą skoordynowane. Projekt Mine.io ma służyć właśnie takiej koordynacji. Ma doprowadzić do digitalizacji zasobów, które są w tej chwili rozproszone po wielu zakładach przemysłowych – tłumaczy dr Jacek Galas.

Polska w projekcie Mine.io

Projekt Mine.io to wspólna inicjatywa konsorcjum 25 partnerów – zarówno przemysłowych, jak i naukowych – z 11 krajów:

• Polski,
• Włoch,
• Niemiec,
• Finlandii,
• Szwecji,
• Hiszpanii,
• Grecji,
• Cypru,
• Portugalii,
• Węgier
• i Norwegii.

Każdy z partnerów wnosi do projektu swoje unikalne kompetencje i technologie. Ta rozległa współpraca międzynarodowa ma pokazać, że rozwiązanie globalnych problemów ekologicznych i energetycznych wymaga szerokiego zaangażowania. Polskę w projekcie Mine.io reprezentują:

• Instytut Tele- i Radiotechniczny
• oraz Instytut Technik Innowacyjnych EMAG,
  • należące do Sieci Badawczej Łukasiewicz,
• krakowska Akademia Górniczo-Hutnicza
• oraz polski gigant miedziowy, czyli spółka KGHM jako odbiorca technologii.

– Nasz instytut jest w szczególnej sytuacji, ponieważ nasza praca jest ukierunkowana na zastosowania w KGHM. To jest bardzo duży podmiot o randze światowej. W związku z czym każda innowacja, którą opracujemy i wdrożymy w KGHM, będzie mogła później przechodzić do innych podmiotów, które są zarządzane przez tę spółkę – mówi ekspert z Sieci Badawczej Łukasiewicz.

– Rozwiązania opracowywane w ramach projektu Mine.io są cyfrowe, więc dają się stosunkowo łatwo skalować. Oczywiście problemami będą standaryzacja i dostęp do informacji. Jednak w przypadku niezbyt zaawansowanej technologii damy radę je dostosować – dodaje Marek Kościelski.

W ramach części projektu, która jest prowadzona w Polsce, KGHM udostępni linię technologiczną flotacji miedzi, na której następuje – za pomocą procesów mechanicznych i chemicznych – wypłukiwanie z rudy metalu gromadzącego się w tzw. pianie flotacyjnej. Natomiast pozostałe jednostki opracują system pomiarowy – wykorzystujący technologię sztucznej inteligencji – który umożliwi ciągły monitoring zawartości metalu w pianie flotacyjnej oraz sterowanie i optymalizację procesem flotacji rud miedzi na bazie algorytmów. Efektem projektu, opracowanego przez polskie podmioty, ma być technologia możliwa do zaimplementowania w KGHM. Prowadząca do optymalizacji technologii flotacji w zakładach spółki.

Galeria