En ny era för gruvbranschen

Gruvdrift utgör ryggraden i vårt samhälle. Varför? Därför att mineraler som utvinns ur gruvor är en del av varje process och de flesta produkter som skapas. I slutändan möjliggör de även alla tjänster genom att vara en komponent i produkter och den infrastruktur som används för att leverera dem. Utan koppar och platina hade den digitala revolutionen inte varit möjlig, eftersom koppar bär all elektrisk ledning medan platina möjliggör höghastighetsinternet genom optiska fibrer. Denna viktiga bransch genomgår nu en period av betydande förändring, och Stellar Capacity arbetar med kunder i branschen för att hjälpa dem navigera dessa förändringar. I det här blogginlägget listar vi de mest diskuterade tekniska innovationerna som påverkar branschen framöver, samt några intressanta tekniska prototyper som potentiellt kan påverka rymdbrytning!

Visualisering av IoT mellan robotik och maskiner – Infinite Uptime

Realtidsdata (IoT)

Robotik och AI har möjliggjort effektivare gruvdrift i åratal, men just nu sker en acceleration i användningen som matchar de nya kapaciteterna inom AI med ett ständigt växande antal nya användningsområden. Framtidens gruvor kan utnyttja all insamlad data från sina processer i ett centralt styrt program för effektivitetsförbättringar genom IoT (Internet of Things). IoT möjliggör djupgående kommunikation mellan AI-robotik och deras mjukvarusystem genom att implementera sensorer på diverse gruvutrustning. Dessa sensorer skapar enorma datamängder från den fysiska världen, från varje sensor och process, vilket genererar big data från verksamheten som i sin tur möjliggör praktisk övervakning, AI-optimerat underhåll och analys av hela produktionskedjan.

Ett tidigt exempel på en gruva som integrerade IoT i hela sin värdekedja är Glencores Matagami Zinc-gruva i Kanada. Med sammankopplingen av alla gruvtillgångar genererades big data och företaget kunde se hur deras tillgångar fungerade i relation till hela produktionskedjan. Det gjorde det möjligt att identifiera flaskhalsar som skadade produktionen och samtidigt presentera möjliga lösningar. IoT kan, med implementering av AI, utnyttja relevant data för att förutsäga exempelvis när underhåll behövs, istället för att förlita sig på traditionella förutbestämda underhållsscheman. Med IoT kan den centrala kontrollstationen få varningar när specifika gruvschakt blir instabila, när maskiner slutar fungera eller bedöms skapa trängsel i tunnlar, och föreslå lösningar för händelser som ännu inte inträffat baserat på insamlad data. Detta är avgörande för att förbättra säkerheten för arbetsstyrkan, som inte bara kommer att arbeta mer effektivt utan också känna sig tryggare i sin arbetsmiljö. Tekniken ger mer kontroll över verksamheten och producerar kostnadsbesparande produktionsmetoder baserade på datainsamling, samtidigt som den adresserar säkerhetsaspekter i ett sammankopplat smart nätverk!

Visualiserad representation av en digital tvilling – Reuters Events

Digitala tvillingar

Konceptet bygger på utnyttjande av data insamlad från IoT och andra mätmetoder. Digitala tvillingar är i korthet den digitala manifestationen av all insamlad data från delar av eller hela produktionskedjor, som skapar en virtuell kopia av verksamhetens operationer. Bolidens Aitik-gruva samlar exempelvis effektivt in och utnyttjar data genom att skapa digitala tvillingar för att stödja utvecklingen av en optimal kontrollstrategi för Aitiks kopparmalnningskretsar. Den digitala tvillingen möjliggör testning av olika strategier och procedurer på begäran utan att behöva stoppa produktionen eller riskera att skada utrustning. Du kan simulera vad som skulle hända om du byter de operativa kretsarnas material till gummi eller diamant, med en mängd ytterligare alternativ, för att testa vad som kan förbättras för ökad effektivitet utan att störa produktionen – vilket i praktiken skapar en djupgående, interaktiv simulering av processen.

Sett från "gruva till hamn" har hamnen i Livorno på kusten väster om Florens (Italien) skapat en digital tvilling av hela sin infrastruktur som, likt Boliden, möjliggör AI- och mänsklig interaktion med den digitala repliken, där man experimenterar med verksamheten för att hitta mer effektiva alternativ. Utnyttjandet av visualiserad och simulerad driftsdata ger säkerhetsmässiga, ekonomiska och miljömässiga värden som tillsammans uppskattas spara 2,5 miljoner euro årligen för hamnen! Möjligheterna med digitala tvillingar är oändliga, så länge du kan odla relevant data från den fysiska världen med rätt sorts sensorer!

Rolls-Royce mini-kärnreaktor - Rolls-Royce

Rymdbrytning

I en inte alltför avlägsen framtid kan din nyinköpta iPhone 28XS innehålla mineraler från månen eller asteroider! Rymdbrytning beskriver ambitionen att utvinna sällsynta mineralfyndigheter utanför jorden, och likt många tidigare science fiction-idéer som blivit verklighet har brytning av rymdmaterial potential att bli gruvdriftens framtid i jakten på värdefulla material. Rolls-Royceutvecklar exempelvis en mini-kärnkraftsenhet med denna ambition, som kan hantera rymdens krävande miljö och driva både energikrävande borrning och transportsystem. Den första modellen i sitt slag har redan ett datum satt för testning i slutet av detta decennium (2029), och prototypen bygger på att omvandla sönderfallsvärme till elektrisk energi via termoelektriska generatorer. I korthet möjliggör detta en pålitlig energikälla för konstant mobilitet och drift, vilket är avgörande i rymden. Det har även potential att möjliggöra konstant borrning, även på månens baksida, utan att behöva förlita sig på solpaneler för energi – vilket innebär att större territorier av himlakroppar dolda från solen skulle vara tillgängliga för mineralutvinning. Mini-kärnkraftsprototypen kan också ge en energilösning för 3D-printad konstruktion av byggnader på månen, en möjlighet som NASA för närvarande utforskar!

Illustrativ bild av Aquanaut - NASA

Rymdrobotikens potential: Djuphavet

En annan spännande innovation är användningen av rymdrobotar i djuphavet. Med sitt autonoma mjukvaruprogram och robusta hårdvara är Aquanaut-roboten förberedd att utföra olika uppgifter, från underhåll av offshore-infrastruktur till brytning av sällsynta mineraler helt nedsänkt i exempelvis Marianergravens djup.

Genom att låta en AI-robot rekognosera det omgivande havet, kartlägga utrymmen och identifiera mineraler med sitt breda utbud av sensorer (som visionssystem och infraröda sensorer) samlar den in enorma mängder data som kan användas för flera syften utöver gruvdrift, exempelvis infrastrukturplanering av oljeplattformar. Aquanaut har även funnit användningsområden inom den snabbast växande havsbaserade industrin idag: havsbaserade vindkraftsparker. När världen kämpar mot skenande energipriser från traditionella energikällor har vindkraft sett ett ökat intresse tack vare sin rena energiproduktion och snabba tid från fabrik till driftsklar. Havsbaserade vindkraftsparker är idealiska platser för konstant vind, och Aquanaut har förmågan att assistera i nedsänkt underhåll – vilket gör proceduren mer effektiv utan att sätta människor i fara. Möjligheterna är oändliga – inte bara erbjuder havet en perfekt testmiljö för rymdrobotar, utan det öppnar också nya territorier för utvinning idag utan att behöva sänka ner människor för det tunga arbetet. Medan roboten får rymdliknande övning i sin utplacering i "arbetsstyrkan" blir AI:n välövad för när tiden för rymdbrytning kommer.

Världens första vätgasdrivna gruvlastbil - CNN

Vätgasbränsleceller

Det här är en innovation som har potential att minska gruvindustrins utsläpp med 30–50 procent utan att offra produktivitet! Denna nya motor genererar elektricitet från vätgas, som sedan driver en elmotor precis som en vanlig elbil. Det nollutsläpp som uppnås är särskilt efterfrågat i trånga underjordiska utrymmen där hälsoproblem är närvarande. En stor fördel med bränsleceller är deras förmåga att producera sin egen elektricitet från lagrad vätgas under färd, vilket gör motorn lättare och effektivare än traditionella elmotorer. Volvo Group utvecklar vätgasbränsleceller för tunga och långdistanslastbilstransporter, vilket kommer att möjliggöra en grön transformation av gruvbranschens hela process och skapa behov av ny logistik och nya kompetenser.

Gruvbranschen genomgår en betydande transformation som kräver en omfattande kompetensutveckling av medarbetare och ledare i branschen. Med den kontinuerliga utvecklingen av avancerad teknologi kommer förändrade krav på ytterligare avancerade kompetenser i arbetsstyrkan. Kompetenser som starka datorkunskaper, mjukvarukännedom och analytiska färdigheter kommer att fortsätta växa så att big data och AI-implementeringar kan utnyttjas effektivt i hela processen framöver. Samtidigt kräver de mänskliga färdigheterna att hantera komplexitet och förändring, få med sig människor på en ny vision och nya arbetssätt, samt kreativt hitta lösningar på stora problem, också en kompetensutveckling inom områden som kreativitet, samarbete och förändringsledning.

På Stellar Capacity hjälper vi gruvbranschen både med aktiv kompetensutveckling inom analytiska färdigheter och teknikmedvetenhet, men också inom team- och ledarskapsrelaterade färdigheter.

Nyfiken på att lära dig mer och även hur du kan anpassa dina färdigheter för framtida teknologiska framsteg som ligger i linje med din sektors framtida behov? I våra skräddarsydda program för gruvindustrin adresserar vi de senaste teknologiska genombrotten, utmaningarna de representerar och hur företag kan skapa en motståndskraftig kultur och mindset för att göra medarbetarna öppna för framtida disruptiv förändring.

Kontakta oss för att ta reda på mer!