بهبود ایمنی با هوش مصنوعی و اینترنت اشیا برای صنعت معدن

معدن یکی از خطرناک ترین صنایع برای کار است. معادن تقریباً هر ساعت در معرض حوادث غیرقابل پیش بینی هستند. به عنوان مثال، تیم ها اغلب نیاز به استخراج فیزیکی برخی از انواع مواد معدنی دارند. با این کار، خطر آسیب ناشی از سقوط آوار وجود دارد. در سال 2010، تنها در ایالات متحده، 71 مورد تلفات ناشی از حوادث مین رخ داد. تا سال 2020، این تعداد به نصف کاهش یافت.

هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء در استخراج به طور قابل توجهی به این کاهش کمک کرده اند، زیرا به شروع اقدامات فوری برای جلوگیری از آسیب کمک می کنند.

به عنوان مثال، اپراتورها می توانند وضعیت معادن را نظارت کنند. حسگرهای نصب شده روی تجهیزات، داده ‌های بی ‌درنگ را جمع ‌آوری کرده و برای تجزیه و تحلیل به ابر ارسال می‌ کنند. این به تشخیص نشت و خرابی های احتمالی در شفت ها کمک می کند. اگر مشکلی پیش بیاید، مهندسان بلافاصله مطلع می شوند و می توانند به سرعت برای کاهش خطرات اقدام کنند.

اینترنت اشیا همچنین می تواند برای شناسایی و اجتناب از موانع احتمالی در معادن استفاده شود. کامیون های معدن مجهز به برچسب ها، رادارها، نظارت تصویری و سیستم های مادون قرمز، موانع را مشاهده کرده و اپراتورهای ماشین آلات را مطلع می کنند. براساس داده ‌های حسگر، مجموعه های IoT می ‌توانند امن‌ ترین مسیر را در اطراف یک مانع برنامه‌ریزی کنند و هیچ دخالت مهندسی لازم نیست.

اینها تنها چند نمونه از چگونگی نشان دادن ارزش هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء برای ایمنی معدن زغال سنگ است. در واقع ده ها نفر هستند! بیایید آنهایی را که برجسته ترین هستند در نظر بگیریم.

مورد 1: اینترنت اشیا در استخراج برای بهبود سلامت کارگران و تجهیزات

استنشاق گرد و غبار زغال سنگ یکی از رایج ترین نگرانی های معدنچیان است. استنشاق مداوم گرد و غبار زغال سنگ می تواند باعث ایجاد "ریه سیاه معدنچی" شود. علائم آن شامل تنگی نفس و اسکار بافت ریه است. گرد و غبار برای چرخ دنده ماشین ها نیز مضر است.

برای محافظت از کارگران و ماشین آلات معدن در برابر آلودگی گرد و غبار، شرکت ها می توانند سیستم های کنترل گرد و غبار اینترنت اشیا را پیاده سازی کنند. آنها از سنسورهای نظارت بر زمان واقعی،  APIهای داده و پلتفرم های تجزیه و تحلیل تشکیل شده اند. داده های مربوط به گرد و غبار تولید شده در زمان واقعی نظارت و تجزیه و تحلیل می شود. سپس، موتور تحلیلی بینش منحصر به فردی را در مورد سطح گرد و غبار در مناطق انتخاب شده به مهندسان خدمات ارائه می دهد. این به مهندسان کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه ای در مورد چگونگی کاهش سطح گرد و غبار برای ایمن تر کردن عملیات معدن بگیرند.

کارگران همچنین با خطر مسمومیت با متان و مونوکسید کربن مواجه هستند. برای جلوگیری از این امر، ارائه دهندگان فناوری سنسورهای تشخیص گاز، جریان هوا و نظارت بر تهویه را معرفی کرده اند. این حسگرها سطوح گاز سمی و قابل اشتعال را در یک محیط کنترل می کنند. اگر نشت گاز یا انفجار رخ دهد، هشدارها برای کارگران ارسال می شود. سنسورها همچنین تضمین می کنند که جریان هوا و تهویه در سطوح بهینه نگه داشته می شوند.

مثال واقعی: کنترل سطوح گرد و غبار معدن زغال سنگ

Dust Master System (DMS) - راه حلی از شرکت کانادایی ABCDust - سطوح گرد و غبار را در طول فرآیند استخراج بررسی و سرکوب می کند.

این سیستم اینترنت اشیا مجموعه ای از افزودنی ها، وسایل نقلیه و حسگرهای سرکوب کننده است. یک وسیله نقلیه ویژه این مواد افزودنی را در معادن پخش می کند. سنسورها کل فرآیند را در زمان واقعی نظارت و کنترل می کنند. این سیستم همچنین شامل یک راه حل مدیریت یکپارچه است که برای ردیابی مستمر و بهینه سازی مهار گرد و غبار استفاده می شود.

مزایا

این شرکت به مشتریان خود تضمین می کند:

• جلوگیری از گرد و غبار تا 99%
• صرفه جویی در مصرف آب تا 90 درصد
• کاهش انتشار CO2
• سایت های استخراج امن تر
• پیشگیری از خطرات بهداشتی پرسنل
• عملیات تمیزتر

مورد 2: استفاده از هوش مصنوعی در معادن برای مدیریت حوادث

از غارهای معدن گرفته تا انفجار گاز و دمای شدید، حوادث معدن بسیار خطرناک هستند. با این حال، آنها قابل مدیریت هستند. اینجاست که هوش مصنوعی و اینترنت اشیا برای ایمنی کارگران به کمک می آیند.

شرکت ‌ها ممکن است از الگوریتم ‌های هوش مصنوعی و مجموعه‌ های مبتنی بر اینترنت اشیا متشکل از حسگرها، آلارم ‌ها و برنامه ‌های موبایل و وب استفاده کنند. سنسورها هرگونه مشکل خطرناک را کنترل و تشخیص می دهند و آلارم بلافاصله در مورد تلفات هشدار می دهد. داده ها در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می شوند و به توصیه های ناوبری آسان ترجمه می شوند. همه اینها در یک برنامه در قالب راهنمایی نمایش داده می شود.

اینترنت اشیا حتی می تواند یک مسیر تخلیه ایجاد کند و آن را با توجه به داده های مربوط به قرار گرفتن در معرض خطرات احتمالی تغییر دهد.

مثال واقعی: جایگزینی انسان ها در مکان های پرخطر

برای افزایش ایمنی معدن با بهینه سازی کارایی نظارتی،Huawei  راه حل Mine Brain مجهز به هوش مصنوعی را طراحی کرد. هدف اصلی این سیستم جایگزینی انسان در شرایط خطرناک است.

به لطف الگوریتم های آموزش دیده هوش مصنوعی، Mine Brain هرگونه خطر بالقوه را تشخیص می دهد. بینایی کامپیوتر سناریوهای ناامن را شناسایی می کند و آنها را به سیستم مرکزی ارسال می کند. سپس، این سیستم توصیه های ایمنی را برای مکان هایی که انسان ها باید جایگزین شوند، ایجاد می کند. یک معدن زغال سنگ مغولستان در حال حاضر از راه حلHuawei  برای کاهش تعداد افراد مورد نیاز در شفت ها و حفظ سوابق ایمنی استفاده می کنند.

مزایا

مشتری Huawei می گوید که آن ها به موفقیت های زیر دست یافتند:

• با تعویض تجهیزات ایمنی کارگران خود را افزایش دهند.
• تعداد جراحات را نصف کنند.
• برنامه های ایمنی و طرح های ارزیابی ایمنی را تهیه کنند.

مورد 3: از هوش مصنوعی در استخراج برای نظارت بر رفاه کارکنان استفاده کنید

اینترنت اشیا و هوش مصنوعی در استخراج نیز تغییرات مثبتی را در مدیریت سلامت شخصی به ارمغان آورده است. کارگران معدن در معرض خطر دائمی خواب آلودگی و آسیب های ناشی از خستگی، استرس گرما و رطوبت و سایر خطرات سلامتی هستند.

برای نظارت بر کارگران زیرزمینی، فروشندگان دستگاه های هوشمند مختلفی مانند ساعت، کلاه ایمنی، جلیقه و کلاه را ارائه می دهند. این دستگاه ها اطلاعات بیومتریک اصلی را در زمان واقعی ارائه می دهند و از هرگونه انحراف مطلع می شوند. این ممکن است به نجات جان انسان ها کمک کند و آسیب ها و هزینه های ناشی از کار را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

مثال واقعی: مقابله با خواب آلودگی راننده

یک شرکت معدنی استرالیایی-بریتانیایی به نام BHP به تازگی کلاه های هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی را در معادن مس خود در شیلی پیاده سازی کرده است. خستگی و خواب آلودگی علت اصلی تصادفات در آنجا بوده است، بنابراین BHP تصمیم گرفت این مشکل را برطرف کند.

کلاه ها با تجزیه و تحلیل امواج مغزی خستگی راننده را اندازه گیری می کنند. در داخل کلاه، نوار حسگری وجود دارد که امواج مغزی را اندازه گیری می کند و الگوهایی را که نشانه های خستگی را نشان می دهند، تشخیص می دهد. سنسور با واحدی در کابین کامیون صحبت می کند. در صورت تشخیص خستگی، رانندگان و ناظران ایمنی را مطلع می کند.

مزایا

از آنجایی که این شرکت از کلاه های هوشمند استفاده می کرد، به موفق های زیر دست یافت:

• کاهش 70 درصدی تصادفات پرهزینه و خطرناک
• دستیابی به نتایج ایمنی، سلامت و بهره وری بهتر در معدن
• ارائه درمان تخصصی برای 178 کارگر برای اختلالات خواب مرتبط.

مثال واقعی: ردیابی ایمنی کارگران

Maximo Worker Insights توسط IBM و Garmin به محافظت از رفاه معدنچیان کمک می کند. داده های بیومتریک و محیطی را برای کمک به شناسایی کارکنان در معرض خطر نظارت می کند. برای کمک به محافظت از رفاه کارگران، این راه حل به شرکت ها اجازه می دهد اقدامات ایمنی فوری را انجام دهند. ناگفته نماند که به کاهش هزینه های بیمه نیز کمک می کند.

پلتفرم IoT شامل پوشیدنی ها، دستگاه های هوشمند و حسگرهای محیطی است. داده های جمع آوری شده در زمان واقعی پردازش و تجزیه و تحلیل می شوند. سپس، این سیستم بینش های ایمنی مهمی را در اختیار سازمان ها قرار می دهد. در صورت بروز خطر، پلتفرم به مهندسان هشدار می دهد.

مزایا

مشتریان با استفاده از بینش Maximo Worker  موارد زیر را انجام خواهند داد:

• به طور فعال خطرات احتمالی را شناسایی کرده و به آنها پاسخ می دهند.
• نیروی کار را ایمن نگه می دارند.
• عملیات استخراج ایمن تر را هدایت می کنند.
• هزینه های بیمه را کاهش می دهند.

مورد 4: اینترنت اشیا در معادن برای بررسی اینکه آیا پرسنل از قوانین ایمنی پیروی می کنند یا خیر

متأسفانه، معدنچیان اغلب قوانین ایمنی اولیه را رعایت نمی کنند. این ممکن است شامل عدم آگاهی، ناآگاهی، یا حتی نقض عمدی باشد. اقدامات ناایمن ممکن است به قیمت جان انسان ها تمام شود، اما فناوری های هوشمند برای جلوگیری از این امر وارد عمل می شوند.

به عنوان مثال، استفاده از پلتفرم‌ های IoT و AI به تشخیص استفاده یا عدم استفاده کارگران از تجهیزات حفاظت شخصی خود (PPE)، کمک می‌ کنند. دوربین ‌های مجهز به هوش مصنوعی، به نظارت معدنچیانی که در ارتفاع کار می ‌کنند می پردازند. آنها باید از سیم و تسمه ایمنی استفاده کنند. سنسورها نه تنها تشخیص می ‌دهند که کارگران از PPE خود استفاده می‌ کنند، بلکه می ‌توانند ثابت و متصل بودن PPE را نیز مشخص نمایند.

مثال واقعی: ردیابی معدنچیان برای پوشیدن PPE

یک شرکت آمریکایی به نام Guardhat از کلاه ایمنی مجهز به اینترنت اشیا برای جمع آوری داده ها در مورد فعالیت کارگران استفاده می کند. این کلاه همچنین موقعیت، نبض، دمای بدن و محیط کار را ردیابی می کند. هر کلاه داده ها را برای نظارت، تجزیه و تحلیل و پاسخ سریع به یک مرکز کنترل ایمنی ارسال می کند.

این کلاه ها ترکیبی از دوربین ها، حسگرها و میکروفون های مورد استفاده برای جمع آوری داده ها هستند. حسگرها بر کارگران نظارت کرده و نحوه و مکان کار آنها را تشخیص می دهند. آنها همچنین تعیین می کنند که آیا معدنچیان برای انجام کار در آنجا ایمن هستند یا خیر. به عنوان مثال، تشخیص می دهند که آیا کارگر از کیت های ایمنی مناسب برای کار خارج از زمین استفاده می کند یا خیر. اگر آنها فاقد تجهیزات باشند، سیستم کارگر را از انجام کار خود باز می دارد. در صورت سقوط، قرار گرفتن در معرض گازهای سمی یا نزدیکی به تجهیزات متحرک، سیستم به سرپرستان ایمنی هشدار می دهد.

مزایا

شرکت هایی که از کلاه ایمنی Guardhat استفاده می کنند می توانند:

• مدیریت ایمنی را به صورت قابل توجهی بهبود بخشند.
• آسیب های محل کار را تا 20 درصد کاهش دهند.
• درک عمیق تری از وضعیت محل کار به دست آورند.

خاتمه

پیش ‌بینی رفتار و خطرات افراد برای تجهیزات، سلامت و ایمنی در بخش معدن بسیار مهم است. اما با پیشرو بودن فناوری های دیجیتال، این امر بیشتر و بیشتر امکان پذیر می شود.