تریبون معدن | تحول دیجیتال در صنعت معدن به مرحله‌ای رسیده که دیگر هدف آن صرفاً افزایش اتوماسیون و کاهش حضور انسان در عملیات نیست. رویکرد جدید، فناوری را ابزاری برای افزایش ایمنی، توانمندسازی نیروی انسانی، کاهش آثار زیست‌محیطی و ایجاد تاب‌آوری بیشتر در فعالیت‌های معدنی می‌داند؛ مسیری که نشانه‌های آن در ایده‌های فناورانه جدید صنعت معدن ایران نیز قابل مشاهده است.

تحولات فناوری در صنعت معدن طی سال‌های اخیر با سرعت بیشتری به سمت استفاده از هوش مصنوعی، اینترنت اشیای صنعتی، تجهیزات خودکار، سامانه‌های پایش آنلاین و تحلیل داده حرکت کرده است. با این حال، نسل جدید تحول صنعتی تنها بر دیجیتالی‌شدن تجهیزات متمرکز نیست و نقش انسان، محیط‌زیست و پایداری اقتصادی را نیز در مرکز توجه قرار داده است.

این تغییر رویکرد در پنجمین جشنواره «ایما» یا ایده‌های ارزش‌افزای معدن و صنایع معدنی نیز مورد توجه قرار گرفته است؛ رویدادی که با هدف شناسایی ایده‌های فناورانه، ارتباط میان صاحبان ایده و صنعت، کمک به تجاری‌سازی فناوری و هدایت سرمایه به سمت حل مسائل بخش معدن برگزار می‌شود. دانشگاهیان، فعالان صنعتی و شرکت‌های دانش‌بنیان از مهم‌ترین گروه‌های حاضر در این زیست‌بوم هستند.

از معدن دیجیتال تا معدن انسان‌محور

مجید وفایی‌فرد، دبیر پنجمین جشنواره ایما و مدیر مرکز نوآوری معادن و صنایع معدنی ایران، معتقد است مسیر فناوری در معدن در حال عبور از نگاه صرفاً دیجیتال نسل چهارم صنعت و حرکت به سمت رویکردی است که توسعه پایدار، تاب‌آوری و انسان‌محوری را هم‌زمان دنبال می‌کند.

در نسل چهارم صنعت یا Industry 4.0، دیجیتالی‌کردن فرایندها، اتصال تجهیزات، اتوماسیون و جمع‌آوری داده از خطوط تولید و ماشین‌آلات در مرکز توجه قرار داشت. اما مفهوم Industry 5.0 دامنه وسیع‌تری دارد. کمیسیون اروپا نیز این مفهوم را مکمل صنعت ۴.۰ تعریف کرده و سه محور «انسان‌محوری، پایداری و تاب‌آوری» را در مرکز آن قرار داده است. در این رویکرد، فناوری قرار نیست صرفاً جای نیروی انسانی را بگیرد، بلکه باید توانایی‌های او را افزایش دهد و شرایط کاری ایمن‌تر و کارآمدتری ایجاد کند.

این موضوع در معدن اهمیت ویژه‌ای دارد؛ صنعتی که بخش قابل توجهی از عملیات آن در محیط‌های سخت، دورافتاده و گاه پرخطر انجام می‌شود. بنابراین استفاده از فناوری می‌تواند به معنای دور کردن نیروی انسانی از نقاط پرریسک، افزایش قدرت تصمیم‌گیری اپراتورها و ایجاد امکان پایش مداوم وضعیت افراد و تجهیزات باشد.

فناوری در خدمت ایمنی نیروی انسانی

برخی از ایده‌های ارائه‌شده در جشنواره ایما نیز همین تغییر نگرش را نشان می‌دهند. دستبندهای هوشمند پایش سلامت کارکنان یکی از نمونه‌هایی است که می‌تواند اطلاعات مرتبط با وضعیت نیروی انسانی را در محیط معدن در اختیار سامانه‌های نظارتی قرار دهد.

نمونه دیگر، سامانه‌های مربوط به اندرکنش رمپ و لاستیک است که به یکی از بخش‌های پرهزینه و مهم عملیات حمل‌ونقل معدنی مربوط می‌شود. تحلیل وضعیت مسیر، شرایط حرکت ماشین‌آلات و عملکرد لاستیک‌ها می‌تواند علاوه بر کاهش هزینه‌های عملیاتی، احتمال وقوع برخی خرابی‌ها و حوادث را نیز کاهش دهد. وفایی‌فرد این نوع طرح‌ها را نشانه تغییر جهت فناوری از «حذف انسان» به «حفاظت و توانمندسازی انسان» می‌داند.

این رویکرد با روند گسترده‌تر هوشمندسازی معدن نیز هماهنگ است. فناوری‌هایی مانند سنسورهای محیطی، اینترنت اشیای صنعتی، سامانه‌های موقعیت‌یابی تجهیزات، هوش مصنوعی و سیستم‌های هشدار هوشمند می‌توانند داده‌های عملیاتی را به‌صورت مستمر جمع‌آوری کنند و پیش از تبدیل یک وضعیت غیرعادی به حادثه، امکان واکنش را فراهم سازند.

اقتصاد چرخشی؛ ارزش‌آفرینی از پساب و باطله

بخش دیگری از تحول فناوری در معدن به نحوه برخورد با پسماندها و باطله‌های معدنی مربوط است. در مدل سنتی، بخش قابل توجهی از مواد باقی‌مانده از استخراج و فرآوری به‌عنوان پسماند در نظر گرفته می‌شود، اما فناوری‌های جدید تلاش می‌کنند بخشی از این جریان مواد را دوباره وارد زنجیره اقتصادی کنند.

در میان ایده‌های مطرح‌شده در جشنواره ایما، استحصال رنیوم از پساب اسیدی و تولید سیمان از باطله‌های معدنی از نمونه‌های مورد توجه بوده است. چنین پروژه‌هایی نشان می‌دهند اقتصاد چرخشی در معدن می‌تواند از یک مفهوم محیط‌زیستی فراتر رفته و به مدلی برای ایجاد ارزش اقتصادی از جریان‌هایی تبدیل شود که پیش‌تر هزینه یا پسماند محسوب می‌شدند.

این رویکرد در شرایطی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که صنایع معدنی علاوه بر فشار برای افزایش بهره‌وری، با ضرورت کاهش مصرف منابع، کنترل پسماند و کاهش آثار محیط‌زیستی فعالیت‌های خود نیز مواجه هستند. در چنین شرایطی، ارزش فناوری فقط با میزان افزایش تولید سنجیده نمی‌شود، بلکه توانایی آن در کاهش اتلاف منابع و استفاده مجدد از مواد نیز به یکی از شاخص‌های مهم تبدیل می‌شود.

عبور ۶۳ ایده از فیلتر ۴۰۵ طرح

آمار پنجمین دوره جشنواره ایما در عین حال یکی از مشکلات اساسی زیست‌بوم نوآوری معدن را آشکار می‌کند. از مجموع ۴۰۵ ایده اولیه که وارد فرایند ارزیابی شدند، تنها ۶۳ ایده توانستند به مرحله نهایی راه پیدا کنند؛ به بیان دیگر، حدود ۸۵ درصد طرح‌ها در مسیر ارزیابی کنار گذاشته شدند.

این اختلاف زیاد میان تعداد ایده‌های اولیه و طرح‌های نهایی را نمی‌توان صرفاً نشانه ضعف فناوری دانست. یکی از مسائل مهم، فاصله میان داشتن یک ایده فنی و تبدیل آن به محصولی قابل استفاده در معدن است. یک فناوری صنعتی علاوه بر عملکرد فنی باید مدل اقتصادی قابل دفاع، بازار مشخص، قابلیت مقیاس‌پذیری، امکان تعمیر و نگهداری و سازگاری با شرایط واقعی عملیات معدن را نیز داشته باشد.

وفایی‌فرد نیز ضعف در تحلیل بازار و مدل کسب‌وکار را از دلایل مهم حذف بسیاری از طرح‌ها عنوان کرده و شکاف میان «ایده‌پردازی» و «تجاری‌سازی» را یکی از نقاط ضعف زیست‌بوم نوآوری معدن دانسته است.

حلقه مفقوده نوآوری در اکتشاف و استخراج

یکی دیگر از نکات قابل توجه، تمرکز بخش قابل‌توجهی از ایده‌ها بر حوزه فرآوری است. در مقابل، حوزه‌های بالادستی مانند اکتشاف و استخراج همچنان به نوآوری‌های عمیق‌تر نیاز دارند. این مسئله زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که بخش بزرگی از ظرفیت تحول دیجیتال معدن دقیقاً در همین مراحل قابل استفاده است.

ترکیب داده‌های زمین‌شناسی با الگوریتم‌های هوش مصنوعی، تصویربرداری و نقشه‌برداری پهپادی، طراحی هوشمند شبکه حفاری، سامانه‌های حفاری خودکار، مدیریت دیجیتال ناوگان بارگیری و حمل، تعمیرات پیش‌بینانه تجهیزات و استفاده از حسگرها برای پایش عملیات از جمله فناوری‌هایی هستند که می‌توانند شکل اکتشاف و استخراج را تغییر دهند.

در مرحله فرآوری نیز استفاده از هوش مصنوعی برای تنظیم پارامترهای خطوط تولید، پایش آنلاین تجهیزات، پیش‌بینی خرابی ماشین‌آلات و فناوری دوقلوی دیجیتال امکان بهینه‌سازی فرایند پیش از اعمال تغییرات در محیط واقعی را فراهم می‌کند. گزارش‌های مرتبط با هوشمندسازی معدن در ایران نیز این حوزه‌ها را از مهم‌ترین ظرفیت‌های تحول دیجیتال صنعت معرفی کرده‌اند.

فاصله معادن ایران با هوشمندسازی فراگیر

با وجود افزایش توجه به فناوری، هوشمندسازی در صنعت معدن ایران هنوز فراگیر نشده است. در برخی مجموعه‌های بزرگ اقداماتی مانند کنترل ناوگان، پایش آنلاین تجهیزات، استفاده از پهپاد و توسعه سامانه‌های مدیریتی انجام شده، اما گزارش‌های تخصصی داخلی همچنان سطح بلوغ دیجیتال بسیاری از معادن کشور را پایین ارزیابی می‌کنند. محدودیت سرمایه‌گذاری اولیه، ضعف زیرساخت‌های ارتباطی در برخی مناطق معدنی، دسترسی دشوار به بعضی تجهیزات و فناوری‌ها و کمبود نیروی متخصص میان‌رشته‌ای از موانع این مسیر عنوان شده‌اند.

عبور از این شرایط فقط با خرید ماشین‌آلات جدید امکان‌پذیر نیست. معدن هوشمند به زیرساخت ارتباطی، داده قابل اعتماد، سنسور، نرم‌افزار، نیروی متخصص، آموزش مستمر و اتصال میان واحدهای عملیاتی نیاز دارد. به همین دلیل تحول دیجیتال معدن را باید بیش از آنکه پروژه خرید تجهیزات دانست، یک تغییر ساختاری در نحوه مدیریت و بهره‌برداری از معدن تلقی کرد.

آینده معدن؛ همکاری انسان و ماشین

جهت‌گیری نسل جدید فناوری نشان می‌دهد تصویر آینده معدن الزاماً محیطی بدون نیروی انسانی نیست. بخشی از فعالیت‌های سنگین، تکراری یا پرخطر به ماشین‌ها و سامانه‌های خودکار واگذار خواهد شد، اما هم‌زمان نیاز به اپراتورها، مهندسان، تحلیلگران داده و متخصصانی افزایش می‌یابد که بتوانند این سامانه‌ها را کنترل، تحلیل و توسعه دهند.

در چنین الگویی، ارزش نیروی انسانی از انجام عملیات فیزیکی صرف به سمت تصمیم‌گیری، تحلیل، نظارت و مدیریت فناوری حرکت می‌کند. مفهوم Industry 5.0 نیز دقیقاً بر همین همکاری میان توانایی‌های انسانی و فناوری‌های پیشرفته تأکید دارد؛ رویکردی که در آن افزایش بهره‌وری باید هم‌زمان با حفظ رفاه نیروی کار، پایداری و تاب‌آوری صنعت دنبال شود.

از این منظر، ایده‌هایی که امروز در رویدادهایی مانند ایما مطرح می‌شوند، در صورت عبور از مرحله نمونه اولیه و رسیدن به تجاری‌سازی، می‌توانند بخشی از زیرساخت تحول آینده معدن ایران را تشکیل دهند. چالش اصلی دیگر صرفاً تولید ایده نیست؛ بلکه ایجاد مسیری است که بتواند ایده، سرمایه، صنعت و بازار را به یکدیگر متصل کند و فناوری را از فضای آزمایشگاهی به محیط واقعی معدن برساند.