سه دست‌انداز هوشمندسازی معادن

بهروز رحمتی درخصوص چالشها و فرصتهای پیشروی انقلاب صنعتی چهارم در معادن ایران سخن گفته است. او معتقد است: «در حالحاضر در ایران فقدان برخی زیرساختهای فناوری اطلاعات و ارتباطات، عدمتوسعه متوازن صنعتی و تحریمها، مهمترین چالشهای هوشمندسازی معادن است.» در ادامه مشروح این گفتوگو را بخوانید.

بروز و ظهور انقلاب صنعتی چهارم از چه دورهای در حوزه معادن در دنیا دیده شد و الان در چه سطحی است؟

بهتر است ابتدا نگاهی به تاریخچه انقلابهای صنعتی قبلی بیندازیم. از دیدگاه پیشرفت فناوریها و صنایع مدرن و ابداع شیوههای بدیع، نقاط عطفی در تاریخ معاصر وجود دارد که از آنها بهعنوان انقلابهای صنعتی نام برده میشود. در اواسط قرن هجدهم میلادی، شناخت و به کنترل درآوردن قدرت بخار به انقلاب صنعتی اول و تغییر تولیدات دستی به ماشینی و مکانیزهشدن صنایع مختلف منجر شد.

لکوموتیوهای بخار و افزایش کارخانههای پارچه را میتوان از نمادهای این دوره برشمرد. پس از آن، با ظهور الکتریسیته، تولید و انتقال آن به اقصینقاط مراکز صنعتی و شهری شاهد انقلاب صنعتی دوم بودیم که از جمله شاخصترین فناوریهای این دوره میتوان به خطوط تلگراف و امکان ارتباط سریع در نقاط مختلف جهان اشاره کرد. موج سوم انقلاب صنعتی را باید انقلاب رایانهای یا دیجیتالی نامید که در امتداد تاثیر نیروی برق بر زندگی جوامع بشری تعریف میشود؛ جاییکه در دهه ۱۹۷۰ میلادی، به کمک مواد نیمههادی اولین ترانزیستورها ساخته شدند و علم الکترونیک باعث ظهور کامپیوتر، انواع روباتهای صنعتی و دستگاههای خودکار و قابلبرنامهریزی و کمرنگشدن نقش نیروی انسانی در تولیدات صنعتی و از این طریق باعث جهش در تولیدات، اتوماسیون کارها، افزایش باورنکردنی دقت دستگاهها، تنوع محصولات الکترونیکی و در دسترس عموم قرارگرفتن آنها شد. ابررایانهها، فناوریهای ارتباطات و اطلاعات و ماهوارههای مختلف موجب دگرگونی صنایع و سبک زندگی انسانها شدند و از سال۱۹۹۰ ظهور اینترنت قدرت چندبرابری سیستمها را در اشتراک و جستوجوی مطالب فراهم کرد، اما انقلاب صنعتی چهارم که تقریبا از ۲۰۱۱ میلادی شروع شد، برپایه انقلاب سوم و تلفیق و ترکیب علوم رایانهای و دنیایمجازی فناوریهایی مانند رایانش ابری، اینترنت اشیا و هوشمصنوعی خلق شده و به تمامی ابعاد زندگی انسانها رسوخ کرده است.

پیوند بین پدیدههای فیزیکی و مجازی مهمترین پدیده این دوره است. وجود اینترنت همراه و فراگستر، اینترنتاشیا، هوشمصنوعی (Artificial intelligence)، یادگیری ماشین (Machine learning)، حسگرها و پردازندههای کوچکتر و نیرومندتر، ظهور اتومبیلهای خودران و روباتهای هوشمند که قابلیت یادگیری و تعامل با انسانها را دارند از جمله فناوریهای نوظهور این دوره هستند. با شروع انقلاب صنعتی چهارم، نقش و اثر آن در حوزه معادن نیز آغاز شده است. طی حدود ۱۰سال گذشته و با ورود هوشمصنوعی و یادگیری ماشین در حوزههای مختلف معدنی اعم از اکتشاف، استخراج و بهرهبرداری و پشتیبانی تحولات مهمی رخ داده است که چشمانداز بسیار هیجانانگیزی برای آن تصور میشود. پهپادهای هوشمند و مجهز به انواع سنسورها که به کمک اکتشاف آمدهاند، سیستمهای حفاری خودکار که بهصورت هوشمند عمل میکنند، لودرها و تراکهای خودران که بدون راننده محمولههای چندین تنی را جابهجا میکنند و سیستمهای فرآوری و جداسازی باطله از ماده معدنی که به کمک الگوریتمهای هوشمند و بهصورت بهینه و کمهزینه عملیات فرآوری را کنترل میکنند، همگی محصول فناوریهایی هستند که بر پایه هوشمصنوعی و اینترنت اشیا و فضایمجازی شکل گرفتهاند و در بسیاری از معادن دنیا در حال استفاده هستند. افزایش دقت و حساسیت فرآیندها، افزایش بهرهوری و کاهش مخاطرات و اثرات مخرب زیستمحیطی از جمله تاثیرات مهم انقلاب صنعتی چهارم بر حوزه معدن هستند.

انقلاب صنعتی چهارم در چه دوره وارد ایران شد و به چه شکلی بروز کرده است؟

باتوجه به اینکه تحولات انقلاب چهارم صنعتی بهطور کامل مبتنی بر فناوریهای رایانهای و اینترنت است، تقریبا از ابتدا ابزارهای آن در ایران تا حدی فراهم بوده و همزمان با تحولات جهانی، در ایران نیز فناوریهای نوظهور موردتوجه قرار گرفته و بهسرعت در حال فراگیر شدن هستند.

شرکتهای دانشبنیان و استارتآپهای مختلفی بر پایه دانش هوشمصنوعی و یادگیری ماشین و اینترنت اشیا شکلگرفتهاند و خدمات فناورانه خود را در حوزههای مختلف ارائه میدهند. اگرچه انکارپذیر نیست که به دلیل تحریمها در برخی شاخهها با فناوریهای روز جهان فاصله داریم، اما بهطور کلی پیشرفتهای خوبی داشتهایم و نقش هوشمصنوعی و یادگیری ماشین در صنایع مختلف پر رنگتر میشود.

ایران در این حوزه با دنیای پیشرفته چقدر فاصله دارد؟

میتوان گفت روند پیشرفت ایران با کشورهای صنعتی که نرخ پیشرفت تکنولوژی در آنها نسبت به ایران بیشتر است، چشمگیر نیست و در برخی جنبهها ما عمدتا مصرفکننده تکنولوژی هستیم تا تولیدکننده آن، به همین دلیل با دنیای امروز که همیشه در حال تولید و بهروزرسانی تکنولوژی هستند، فاصله داریم. اینکه دقیق بتوان این فاصله را مشخص کرد نیاز به بحث و بررسی بیشتری دارد ولی اگر بخواهیم ایران را با کشورهای منطقه و غرب آسیا مقایسه کنیم، پیشرفت زیادی نسبت به آنها داریم.

چالشهای پیشرو در این زمینه چیست؟

میتوان فقدان برخی زیرساختهای فناوری اطلاعات و ارتباطات، عدمتوسعه متوازن صنعتی و تحریمها را مهمترین چالشهای این حوزه در ایران دانست.

در جریان انقلاب صنعتی چهارم در معادن سیاستگذار به این موضوع چطور نگاه کرده است؟ آیا الزامات قانونی کافی وجود دارد؟

با توجه به اینکه فرآیند معدنکاری هوشمند در دنیا عمری در حدود یک دهه دارد و در ایران سابقهای به مراتب کمتر دارد، ساختار قوانین جاری کشور در این زمینه به بحث الزامات هوشمندسازی ورود جدی نداشته و فقط برخی شرکتهای معدنی بر حسب احساس نیاز گامهای کوچکی در راستای هوشمندسازی برخی فعالیتهای معدنکاری برداشتهاند، بنابراین بهنظر میرسد با توجه به پیشرفت روزافزون جهانی در زمینه هوشمندسازی معدنکاری، نیاز است جنبههای مختلف سیاستگذاری در این رابطه مورد بازنگری قرار گیرد. در این راستا، بهعنوان اولین حلقه در زنجیره معدنکاری، فرآیند پتانسیلیابی و پیجویی مناطق اکتشافی و یافتن تارگتهای اصلی و بهدنبال آن پیگیری برای دریافت مجوز اکتشاف مختلف در ایران خود با مشکلات بسیاری مواجه است. در این مورد قانون معادن و وزارت صمت چتر حمایتی مناسبی را برای مکتشفان معدنی در نظر نگرفته است. معدنکاران در ایران برای اکتشاف غیر از چالشهای ذکر شده، با مشکلات گوناگونی برای اخذ مجوز از سازمانها و نهادهای ذیربط روبهرو هستند. حتی قوانین نیز حمایتکننده نبوده و چهبسا در برخی موارد بهعنوان یک مانع و سرعتگیر برای معدنکار عمل میکنند.

پس معدنکاری هوشمند در ایران بهطور کامل شکل نگرفته است؟

معدنکاری هوشمند یک عنوان کلی است که شامل هوشمندسازی بخشهای مختلف از اکتشاف تا استخراج و فرآوری ماده معدنی میشود. با وجود گذشت یک دهه از آغاز هوشمندسازی، این صنعت در کل دنیا بسیار نوپا است و هنوز بهصورت گسترده و فراگیر مورداستفاده قرار نگرفته است و معادن بزرگ تمایل بیشتری برای اجرای طرحهای هوشمندسازی داشتهاند، زیرا طرحهای هزینهبری هستند و برای معادن کوچک توجیه اقتصادی نخواهند داشت.

معمولا شرکتهای معدنی بینالمللی، بسته به نیاز و سیاستگذاریهای خود و محدودیتهای تکنولوژیک، در یک یا چندجنبه خاص از عملیات معدنکاری اقدام به هوشمندسازی میکنند، با این حال فناوریهای هوشمندسازی معادن هنوز هم در حال کسب تجربه و رفع کاستیهای خود و بهبود عملکرد هستند. مجموعه گستردهای از فناوریها و ابداعات باید بهکار گرفته شود تا بهطور مثال بارگیری و انتقال ماده معدنی را بهطور کامل هوشمندسازی کرد.

بهدلیل گستردگی خدمات موردنیاز در معدنکاری و پیچیدگیهای دانش و تکنولوژی، غولهای نرمافزاری و تکنولوژیهای دیجیتال که تاکنون در زمینههای دیگر فعال بودند، وارد عرصه هوشمندسازی معادن شدهاند، با این حال در دنیا شرکتهایی که در هوشمندسازی معادن فعالیت میکنند، بهطور تخصصی فقط در یک یا چند زمینه بهصورت متمرکز کار میکنند. در ایران هم تقریبا میتوان گفت در معادن بزرگمقیاس معدنکاری هوشمند در فاز مطالعات مفهومی است؛ ولی بهخاطر اینکه نیاز به سیستمهای سختافزاری و شبکه ارتباطی مناسب وجود دارد، باید ابتدا زیرساخت لازم را فراهم کرد. با توجه به شرایط فعلی که تحریمهای ظالمانه علیه ایران تشدید شده، شاید بتوان پیشبینی کرد که هوشمندسازی معادن در یک دهه آینده در ایران شکل بگیرد، ولی هماکنون این فرصت هست که با استفاده از دانش ملی زیرساخت لازم برای هوشمندسازی معادن را فراهم کرد و در آینده نزدیک فاصله ما با کشورهای پیشرو کاهش یابد.

در حالحاضر تعدادی از شرکتهای دانشبنیان و استارتآپی اقدام به طراحی و تولید محصولاتی در برخی جنبهها مانند پلتفرمهای پایش هوشمند و نظارت عملیات معدنکاری و اعلام هشدارها و همچنین آموزشمجازی پرسنل کردهاند. همچنین فعالیتهای پژوهشی در حوزه اکتشافات هوشمند، تحلیل کلاندادهها (Bigdata) و دادهپردازی، دیسپچینگ و کنترل سیستم حملونقل ماشینآلات و کامیونها در حال انجام است که میتواند در آینده نزدیک بهصورت عملی نقش خود را در شناسایی ذخایر جدید ایفا کند.

با توجه به اینکه یکی از آثار توسعه فناوری کاهش هزینههاست؛ آیا در ایران شاهد کاهش هزینههای معدنکاری هستیم؟

دقیقا یکی از مهمترین جنبههای بهکارگیری فناوریهای هوشمند، کاهش هزینههای عملیات معدنکاری در عین افزایش راندمان است. شاید اینگونه بهنظر برسد که استفاده از این تکنولوژیها بار مالی سنگینی دارد؛ بهطور کلی این فناوریها در معادن بزرگ مقرونبهصرفه بوده و طی یک دوره زمانی منجر به کاهش هزینهها میشوند، بنابراین اگر هدف کار بهدرستی انتخاب و مزیتها، محدودیتها و گلوگاههای تکنولوژیکی آن بهخوبی شناسایی شود؛ میتوان به کمک شرکتهای دانشبنیان موانع را رفع کرد و در بلندمدت در جهت کاهش هزینهها گام برداشت.

در کاهش ریسکهای معدنکاری چطور تاثیر گذاشته است؟

ارزیابی فنی اقتصادی و تحلیل ریسک نیاز به دادههای اولیه دقیق دارد. هرقدر این اطلاعات از کیفیت و کمیت بالاتری برخوردار باشد و هرقدر موتور پردازشگر اطلاعات و الگوریتمهای بهکار گرفته شده در آن جامعتر و قدرتمندتر باشد، قطعا نتایج بهدستآمده از قطعیت بالاتری برخوردار خواهند بود، بنابراین در صورت استفاده از فناوریهای هوشمند میزان دقت و صحت اطلاعات تولیدی از اعتبار بالایی برخوردار خواهد بود و نتایج تحلیلشده هم قابلاعتمادتر خواهند بود، در نتیجه، انواع خطاهای سیستمی و انسانی کاهش پیدا میکند و میزان ریسک را کاهش میدهد.

اگر هوشمندسازی معادن شکل بگیرد غیر از کاهش هزینهها و کاهش ریسکها چه تحولی در حوزه معدن رخ میدهد؟

مدیریت یکپارچه و آنلاین فعالیتهای معدنی و افزایش سرعت تصمیمگیری مدیران، پایش ایمنی تاسیسات و پرسنل، آموزشمجازی با کیفیت بسیاربالاتر و حذف ریسکهای مخاطرات حینآموزش از جنبههای دیگر بهکارگیری فناوریهای هوشمند در فعالیتهای معدنی است.

تاکنون استارتآپها به دنیای معدنکاری ورود کردهاند یا اصلا از سوی معدنکاران ایرانی تمایلی به ورود آنها هست؟ و اصلا الزامات این کار چیست؟

طی یک دهه گذشته، مزیتهای هوشمندسازی در صنایع مختلف به اثبات رسیده است. جذابیتهای هوشمندسازی معدنکاری باعث شده است که بسیاری از شرکتهای فعال در دنیای دیجیتال، الکترونیک و ارتباطات وارد دنیای معدنکاری هوشمند شده و کارهای بزرگی انجام دادهاند، با اینوجود شرکتهای کوچک و استارتآپهای معدنی زیادی نیز ایجاد شدهاند و با ساختار چابک و منعطف خود به ارائه راهکارها و ابزارهای نوآورانه و خلاقانه در کنار رقبای قدرتمند خود به ارائه خدمات میپردازند. استرالیا، آمریکا و کانادا بیشترین شرکتهای استارتآپی در زمینه معدن و معدنکاری هوشمند را دارند. در ایران نیز شرکتهای دانشبنیان و استارتآپی معدنی و اکتشافی شکل گرفتهاند و درحالتوسعه دانش، زیرساخت و پکیجهای خدماتی موردنیاز معدنکاران هستند.