Digitalisering inom gruvindustrin: Från utmaningar till möjligheter

Digitalisering träder fram som en grundläggande strategi för att framtidssäkra industrin. Teknologier som förbättrar driftseffektiviteten, höjer säkerhetsnivån och ökar produktiviteten blir alltmer utbredda, med maximal tillväxt förväntad mellan 2021 och 2026. Denna trend understryker den viktiga rollen som digitalisering spelar för att driva innovation och en hållbar tillväxt inom gruvsektorn.

Den anpassningsförmåga och uppfinningsrikedom som länge har definierat gruvindustrin kanaliseras nu mot att omfamna denna digitala revolution. Kringliggande tekniker är nu centrala för att hantera branschens mest angelägna utmaningar, från att förbättra säkerheten till att uppfylla strikta miljökrav och sociala krav (ESG). Dessutom får nya utmaningar ökad betydelse, såsom cybersäkerhet, medan traditionella frågor som ESG och Licens to operate (LTO) kräver innovativa tillvägagångssätt.

Digital transformation inom gruvindustrin

Gruvindustrin genomgår för närvarande en betydande övergång mot digitalisering. Flera tekniker hjälper till att omforma gruvdriften:

• Autonoma fordon: Fordon som är självkörande och fungerar utan mänsklig inblandning, förbättrar driftseffektiviteten genom att utföra uppgifter som borrning och transport säkrare och mer förutsägbart.
• Fjärrstyrningscentraler (ROC): Dessa centra möjliggör centraliserad kontroll och övervakning av gruvdriften, vilket gör det möjligt för experter att övervaka och optimera processer på distans.
• Avancerad dataanalys: Användningen av dataanalys hjälper till att optimera produktionen, minska ineffektivitet och stödja beslutsfattande. Datadrivna insikter gör det möjligt för gruvdriften att bättre anpassa sig till produktionsmål, säkerhetsstandarder och ESG-mål.

Ett av de viktigaste exemplen på integrerad digital operativ kontroll illustreras i figuren.

När gruvföretag anammar digital transformation blir innovationer som autonoma fordon, fjärrstyrningscentraler och dataanalys avgörande för tillväxt och hållbarhet. Övergången till digitalisering kräver dock att man övervinner utmaningar relaterade till infrastrukturkompatibilitet, cybersäkerhet och kompetensutveckling av arbetskraften. Dessa utmaningar måste hanteras genom samarbete och kontinuerlig innovation för att driva långsiktiga förbättringar inom sektorn.

Automationspyramiden för gruv- och mineralbearbetning visas i figur 2.

Cyber-fysiska system och Industri 4.0

När tekniken fortsätter att utvecklas implementeras nya system som cyber-fysiska system (CPS) inom gruvindustrin. Dessa system möjliggör decentraliserad kommunikation och autonomt beslutsfattande. CPS-arkitekturen anpassar sig till sin omgivning och underlättar "peer-to-peer"-kommunikation, vilket gör systemet mer flexibelt och kapabelt att reagera på förändrade förhållanden.

Förbättra säkerheten inom gruvdrift genom digital transformation

Säkerhet är av högsta prioritet inom den riskfyllda gruvsektorn . Digital transformation har introducerat nya säkerhetsmöjligheter som omdefinierar traditionella arbetssätt och etablerar en högre säkerhetsstandard. Några av de digitala teknologierna som formar säkerheten är:

• System för hantering av trötthet: Dessa system använder bärbara enheter och teknik i fordon för att övervaka arbetarnas trötthet och utfärda varningar när vila behövs för att förhindra olyckor.
• Bärbara RFID-taggar: Dessa enheter spårar arbetare i realtid, särskilt vid nödsituationer som ras, vilket möjliggör snabb respons och förbättrar räddningsoperationer.
• Kollisionsensorer: Dessa sensorer förhindrar olyckor genom att upptäcka närhet mellan personal och maskiner och utfärda varningar när det finns risk för kollision.

Korta kontrollintervaller (SIC) i gruvdrift

Kort kontrollintervall (SIC) är en metod för att dela upp arbete i korta, hanterbara intervaller, vilket möjliggör realtidsövervakning och justering av operationer. SIC underlättar omedelbara svar på operativa förändringar, i linje med produktionsmål och säkerhetsstandarder. Kärnkomponenterna i SIC inkluderar:

• Användning av realtidsdata: Avancerade sensorer och IoT-teknik fångar upp operativa data, vilket möjliggör snabba beslut och justeringar.
• Produktivitets- och effektivitetsvinster: SIC kan förbättra produktiviteten med 10-20% genom att identifiera ineffektivitet i realtid och snabbt vidta korrigerande åtgärder.

Dock kräver implementeringen av SIC robusta anslutnings- och datastyrningssystem för att säkerställa sömlös drift.

Figur 4 presenterar byggstenarna för korta kontrollintervaller.

Implementeringen av SIC innebär också kulturella förändringar inom gruvföretag, där operatör och arbetsledare behöver anta ett datadrivet tänkesätt och kontinuerligt sträva efter förbättring. Figur 5 illustrerar DIKW-pyramiden (Data, Information, Knowledge, Wisdom) – en modell som belyser omvandlingen av data till handlingsbar kunskap.

Strategisk tillgångsförvaltning och integration

Digitalisering revolutionerar också strategisk tillgångsförvaltning och integration inom gruvindustrin. Digitala verktyg möjliggör datadrivna beslut, dynamisk planering och uppdateringar i realtid, vilket förbättrar anpassningen mellan strategiska mål och den operativa verksamheten. Dessa verktyg främjar en mer integrerad syn på verksamheten, bryter ner traditionella silos och stödjer samordnade åtgärder över hela gruvsystemet.

Banbrytande innovation inom gruvdrift

När gruvindustrin går framåt mot en digital framtid möter den stora utmaningar men också enastående möjligheter till transformation och tillväxt. Genom att omfamna digitalisering står gruvföretag på gränsen till att revolutionera sina verksamheter, göra dem säkrare, mer effektiva och mer hållbara. Detta avgörande skifte, som kräver anpassning över teknologiska, kulturella och operativa aspekter, placerar industrin i framkanten av innovation. Genom att navigera det digitala landskapet med strategisk framsynthet och ett engagemang för kontinuerlig förbättring kan gruvföretag säkra sin framgång och motståndskraft under de kommande åren, och bana väg mot en framtid där teknologi och tradition samverkar för att omdefiniera excellens inom gruvdrift.

AFRY Smart Site

AFRY Smart Site är vår portfölj av digitala tjänster och produkter för processindustrin, anpassade för att ge dig den support som krävs för att utforma, implementera och ta din verksamhet till en digital nivå som krävs för att driva ett Industri 4.0-kompatibelt bolag. Vårt erbjudande inom AFRY Smart Site levereras genom ett spektrum av nyckelkompetenser inom digitalisering och industriell IT. Vi erbjuder en omfattande portfölj av digitala tjänster med global expertis och stark lokal närvaro av IT-konsulter och digitaliseringsexperter.

Författare:
Anastasiia Safonova, Process specialist, AFRY i Finland
Diego Mariano de Oliveira, Process specialist, AFRY i Brasilien