ด้วยการเติบโตอย่างต่อเนื่องของความต้องการของแร่ธาตุในโลก และความกดดันต่อสิ่งแวดล้อม ความปลอดภัย และค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น รูปแบบการผลิตเหมืองแร่แบบดั้งเดิมเผชิญกับโจทย์ยากอย่างไม่เคยมีมาก่อนคลื่นของการเปลี่ยนแปลงทางดิจิตอลกําลังกวาดล้างทั่วทุกอุตสาหกรรม"การประมวลผลแร่หินที่ฉลาด" ในฐานะองค์ประกอบหลักของการเหมืองหินที่ฉลาด กําลังกลายเป็นแนวทางการพัฒนาและความเห็นชอบของอุตสาหกรรมไม่เพียงแค่นวัตกรรมทางเทคโนโลยี แต่ยังมีการเปลี่ยนแปลงทางวิธีการผลิตดังนั้น เราใกล้ชิดแค่ไหนกับการบรรลุ "การประมวลผลแร่หินที่ฉลาด"
01 อัตโนมัติ: หินมุมของการประมวลผลแร่หินที่ฉลาด01 อัตโนมัติ: หินมุมของการประมวลผลแร่หินที่ฉลาด
อัตโนมัติเป็นพื้นฐานของการประมวลผลแร่หินที่ฉลาด หลักของมันคือการแทนที่แรงงานทางมือ ในการปฏิบัติงานที่ซ้ําซ้ํา อันตราย หรือมีความละเอียดสําคัญส่งผลให้การผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้นการประกันความปลอดภัย และการลดความเข้มข้นในการทํางาน
1การใช้งานอัตโนมัติในปัจจุบันในโรงงานแปรรูปแร่
ปัจจุบันส่วนใหญ่ของโรงงานแปรรูปแร่ที่ทันสมัยได้นําเทคโนโลยีอัตโนมัติมาใช้อย่างกว้างขวาง โดยหลัก ๆ ในด้านดังนี้:
อัตโนมัติการบดและบด:
- อัตโนมัติเครื่องบด: เซ็นเซอร์ภาระและเครื่องวัดระดับติดตามสถานะของวัสดุภายในห้องบดอัตโนมัติปรับอัตราการให้อาหารและเปิดการปล่อยเพื่อบรรลุเป้าหมายที่ดีที่สุดของ "การบดมากขึ้นผัดน้อยลง"
- อัตโนมัติโรงงานบด: ใช้ระบบโซนาร์, เซ็นเซอร์พลังงาน, เซ็นเซอร์อุณหภูมิเบอร์, และเซ็นเซอร์อื่น ๆประกอบด้วยเครื่องมือวิเคราะห์ออนไลน์ เช่น เครื่องวัดปริมาณความเข้มข้นในการบด และ เครื่องวัด pH ของสารสับ, การควบคุมวงจรปิดของอัตราการให้อาหารโรงงาน, ปริมาณน้ํา, และความเร็วได้รับการประกอบ, รับประกันขนาดอนุภาคผลิตภัณฑ์การบดที่มั่นคงและยกระดับประสิทธิภาพการบด.ระบบควบคุมอาหารแบบฉลาดที่ใช้สัญญาณเสียงจากโรงงานผลิต.
- การเก็บตัวอย่างอัตโนมัติและการวิเคราะห์ออนไลน์: เครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติถูกติดตั้งไว้ที่จุดสําคัญในวงจรการบดและระบายน้ํารวมกันกับเครื่องวิเคราะห์แสง X-ray ออนไลน์ (เช่นซีรีส์ Courier จาก Outotec ของฟินแลนด์) และเครื่องวัดความเข้มแข็งด้วยเสียงฉาย, ปริมาตรสําคัญ เช่น คุณภาพของสารสับสน, มูลนิธิ, และขนาดของอนุภาคถูกติดตามในเวลาจริง, สร้างพื้นฐานสําหรับการควบคุมต่อมา
อัตโนมัติระบายน้ํา
- การควบคุมระดับเซลล์ระบายน้ําอัตโนมัติ: เซ็นเซอร์ระดับและวาล์วไฟฟ้าปรับระดับเซลล์ระบายน้ําอัตโนมัติเพื่อรักษาชั้นฟองที่มั่นคง
- การควบคุมปริมาณอากาศและความเร็วของเครื่องปั่นอัตโนมัติ: จากคุณสมบัติของหมากและผลงานการปั่นอากาศ ปริมาณอากาศและความเร็วของเครื่องปั่นอากาศถูกปรับปรับโดยอัตโนมัติเพื่อปรับปรุงเหรียญ
- ระบบการเติมปริมาณสารปฏิกิริยาอัตโนมัติ: โดยใช้เกรดของสารพัดปุ๋ย, pH และข้อมูลอื่น ๆ จากเครื่องวิเคราะห์ออนไลน์, ปั๊มหมุนหรือปั๊มวัดจะเพิ่มสารปฏิกิริยาระบายอัตโนมัติและแม่นยํา เช่น คอลเลคเตอร์,ผสมผสานและตัวกํากับการควบคุม ซึ่งทําให้สามารถ "การปริมาณตามความต้องการ" ป้องกันการปริมาณเกินหรือต่ําเครื่องปั่นบางเครื่องได้นํามาใช้ระบบควบคุมตัวประกอบแบบฉลาด โดยใช้ผลการวิเคราะห์เกรดออนไลน์.
อัตโนมัติการป้อนและกรอง:
- การอัตโนมัติของเครื่องหนา: ใช้เครื่องวัดปริมาณความเข้มข้นในระยะล่างและเครื่องตรวจจับอินเตอร์เฟซความเร็วของปั๊มระบายน้ําลดลง และปริมาณของสารระบายน้ําถูกปรับโดยอัตโนมัติ เพื่อให้มีความเข้มข้นระบายน้ําลดลงที่มั่นคงและระบายน้ําลดลงอย่างชัดเจน.
- อัตโนมัติกรอง: ปริมาตร เช่น ระดับความว่างและปริมาตรความชื้นของเค้กกรองจะถูกติดตามและปรับปรุงโดยอัตโนมัติเพื่อรับรองประสิทธิภาพการกรองและคุณภาพสินค้า
อัตโนมัติการขนส่งและการจัดเก็บ
- การควบคุมระยะไกลและการป้องกันการล็อคสายพานขนส่ง: สามารถเริ่มต้น, หยุดและปรับความเร็วระยะไกล และรวมถึงคุณสมบัติการป้องกันความผิดพลาดสําหรับการเบี่ยงเบน, การฉีกขาดและการกั้น
- การอัตโนมัติ Stacker และ Reclaimer: ทําให้สามารถใช้งานการสต็อปและการฟื้นฟูที่ไม่มีผู้คนและอัตโนมัติในโรงเก็บสินค้า
2. ประโยชน์ของอัตโนมัติ
การนําเทคโนโลยีอัตโนมัติมาใช้อย่างแพร่หลายในโรงงานแปรรูปแร่ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต, ความมั่นคง, ความปลอดภัย และผลกําไรทางเศรษฐกิจให้ดีขึ้นอย่างมาก
- ประสิทธิภาพการผลิตที่ดีขึ้น: กระบวนการผลิตที่ต่อเนื่องและมั่นคง ลดเวลาหยุดและความสับสนที่เกิดจากการแทรกแซงของมนุษย์
- คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุด: การควบคุมปริมาตรสําคัญอย่างละเอียดทําให้คุณภาพและอัตราการฟื้นฟูของสารประกอบที่มั่นคง
- ลดต้นทุนการผลิต: ลดค่าใช้จ่ายของสารปฏิกิริยาและพลังงาน ค่าแรงงาน และค่ารักษา
- สภาพแวดล้อมการทํางานที่ดีขึ้น: การแทนที่การทํางานด้วยมือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงจะเพิ่มความปลอดภัย
ถึงแม้ว่าอัตโนมัติได้ทําความก้าวหน้าอย่างสําคัญ แต่เนื้อหาของมันคือ การควบคุม "แข็งแกร่ง" ที่ใช้กฎที่ถูกกําหนดไว้ล่วงหน้าและรูปแบบที่คงอยู่เมื่อเงื่อนไขการผลิต (เช่น คุณสมบัติแร่และการสกัดอุปกรณ์) เปลี่ยนแปลงอย่างสําคัญการอัตโนมัติของระบบอัตโนมัติ มักจะต้องสู้เพื่อปรับตัว และยังต้องมีการลงมือและปรับตัว
02 ความฉลาด: การกระโดดไปสู่การประมวลผลแร่หินที่ฉลาด
ความฉลาดเป็นระดับที่ก้าวหน้าของอัตโนมัติ หลักของมันคือการทําให้ระบบการประมวลผลแร่มีความสามารถในการเรียนรู้อิสระการปรับปรุงและปรับตัวเองโดยใช้เทคโนโลยีที่ก้าวหน้า เช่น ข้อมูลขนาดใหญ่, คอมพิวเตอร์ในเมฆ, ความฉลาดประดิษฐ์ (AI), อินเตอร์เน็ตของสิ่งของ (IoT) และแฝดดิจิตอล โดยทําให้นักผลิตมีความยืดหยุ่น, ปรับปรุงและประสานงาน
1ระบบเทคโนโลยีหลักของการประมวลผลแร่หินที่ฉลาด
(1) อินเตอร์เน็ตของสิ่งของในอุตสาหกรรม (IIoT) และการรวบรวมข้อมูล
- การใช้เซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ อุปกรณ์ฉลาด และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ขอบ เพื่อรวบรวมปริมาณทางกายภาพ (อุณหภูมิ ความดัน การไหลผ่าน ระดับของของเหลว ขณะนี้ ความตึงเครียด การสั่นสะเทือน เป็นต้น)ปริมาณสารเคมี (เกรด), ค่า pH, พลังงาน redox ฯลฯ) และข้อมูลสถานะการทํางานของอุปกรณ์ของกระบวนการผลิตการแปรรูปแร่ทั้งหมดในเวลาจริงและมีความแม่นยําสูง
- Use communication technologies such as industrial Ethernet and wireless sensor networks to build high-speed and reliable data transmission channels and aggregate massive data to the cloud or local data center.
- กรณีเชิงปฏิบัติการ: การใช้เทคโนโลยีมองเห็นด้วยเครื่องจักร เพื่อติดตามสถานะฟองในเวลาจริง
(2) แพลตฟอร์มข้อมูลขนาดใหญ่และการขุดหาข้อมูล
- สร้างแพลตฟอร์มข้อมูลขนาดใหญ่สําหรับการขุดหินแบบรวมกัน เพื่อทําความสะอาด, การบูรณาการ, การเก็บและการจัดการข้อมูลจากอุปกรณ์ต่างๆ ระบบต่างๆ และมิติเวลาต่างๆ
- ใช้เทคโนโลยีการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ (เช่น การขุดหากฎสมาชิก การวิเคราะห์คลัสเตอร์ การวิเคราะห์การลดลง เป็นต้น) เพื่อค้นพบกฎที่เป็นไปได้รูปแบบที่ผิดปกติและโอกาสในการปรับปรุงในการผลิต จากข้อมูลประวัติศาสตร์ขนาดใหญ่, เช่นการคาดการณ์ความล้มเหลวของอุปกรณ์และการวิเคราะห์กระบวนการ
(3) สติปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการเรียนรู้เครื่องจักร (ML):
การระบุและการคาดการณ์ที่ฉลาดโดยใช้ Deep Learning
- การระบุสรรพคุณแร่แบบฉลาด: ใช้เทคโนโลยีการมองเห็นด้วยเครื่องจักรและการวิเคราะห์สายสีเพื่อระบุและจัดหมวดหมู่เกรด, ประกอบแร่และลักษณะที่ฝังของแร่แพร่ที่เลือกในเวลาจริง, ให้พื้นฐานที่แม่นยําสําหรับการบดและ flotation.
- การคาดการณ์ความผิดพลาดของอุปกรณ์และการจัดการสุขภาพ (PHM): โดยการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของอุปกรณ์, อุณหภูมิ, กระแสและข้อมูลขนาดใหญ่อื่น ๆใช้โมเดลการเรียนรู้ลึก เพื่อคาดการณ์อายุการใช้งานที่เหลือและความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นของอุปกรณ์ (เช่นโรงงานผลิต), เครื่องระบายน้ํา, ปั๊ม), ดําเนินการบํารุงรักษาป้องกัน, และหลีกเลี่ยงการหยุดทํางานทันที.
การเรียนรู้เสริมกําลังและการควบคุมแบบปรับตัว
- การปรับปรุงวงจรการบดที่ฉลาด: โดยใช้อัลการอริทึมการเรียนรู้การเสริมทรัพย์ ระบบบดจะหาผสมที่ดีที่สุดของอัตราการให้อาหารและความเร็วการบดผ่านการทดลองและความผิดพลาด, การบรรลุขนาดอนุภาคผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดและลดการบริโภคพลังงานให้น้อยที่สุด
- การควบคุมสารปฏิกิริยาการระบายน้ําที่ฉลาด: ระบบการตัดสินใจของสารปฏิกิริยาการระบายน้ําที่ฉลาดที่ใช้การเรียนรู้เสริมสร้างขึ้นผลการวิเคราะห์เกรดออนไลน์, และตัวชี้วัดการระบายน้ํา ระบบปรับชนิดของสารปฏิกิริยา, โดซ่า, และจุดการเพิ่มอย่างไดนามิก, ทําให้การปรับปรุงการปรับปรุงของกระบวนการระบายน้ํา
กราฟระบบและความรู้ของผู้เชี่ยวชาญ: ประสบการณ์และความรู้ของวิศวกรบดแร่ถูกดิจิตอลและสร้างโครงสร้างเพื่อสร้างกราฟความรู้การแปรรูปแร่มันช่วยให้รูปแบบ AI ในการตัดสินใจ และให้คําแนะนําที่ฉลาดสําหรับมือใหม่.
2เส้นทางเชิงปฏิบัติการสําหรับการประมวลผลแร่หินที่ฉลาด
- การออกแบบและการวางแผนระดับสูงสุด: พัฒนาแบบแผนการพัฒนาการแปรรูปแร่หินที่ฉลาด ที่สอดคล้องกับยุทธศาสตร์ของบริษัท โดยกําหนดเป้าหมายที่ฉลาด แนวทางทางเทคนิคและขั้นตอนการดําเนินการ.
- การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานข้อมูล: ปรับปรุงระบบอัตโนมัติ ใช้อินเตอร์เน็ตอุตสาหกรรมของสิ่งของ (IIoT) รับประกันการรวบรวมและส่งข้อมูลที่มีคุณภาพสูงและครบวงจรและสร้างแพลตฟอร์มจัดการข้อมูล.
- อัลการิทึมหลักและการพัฒนารุ่น:การพัฒนาหรือนํามาอัลการิทึมและโมเดลของ AI และ Big Data โดยใช้ลักษณะเฉพาะเจาะจงของกระบวนการแปรรูปแร่หิน เพื่อแก้ปัญหาสําคัญ เช่น การควบคุมขนาดอนุภาคการบด, การปรับปรุงตัวประกอบการระบายน้ํา และการคาดการณ์ความล้มเหลวของอุปกรณ์
- การพัฒนาแพลตฟอร์มดิจิตอลทวิน: การจัดตั้งแบบดิจิตอลทวินของโรงงานแปรรูปแร่ธาตุอย่างช้าช้า เพื่อให้สามารถติดตามภาพ, ปรับปรุงการจําลอง และเตือนแบบคาดการณ์ได้
- การพัฒนาพรสวรรค์และการเปลี่ยนแปลงองค์กร: พัฒนาพรสวรรค์ระหว่างวิชา ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่และความสามารถในการใช้ AI และส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงไปสู่ระบบที่เรียบและฉลาดมากขึ้นและรูปแบบการจัดการร่วมมือ.
- การทดลองครั้งแรกและการขยายค่อยๆ: เลือกสายการผลิตหลักสําหรับโครงการทดลอง เพื่อตรวจสอบความเป็นไปได้ทางเทคนิคและผลกําไรทางเศรษฐกิจแล้วค่อยๆขยายไปยังโรงงานแปรรูปแร่ทั้งหมด และแม้กระทั่งกลุ่มเหมืองแร่.
03 ความท้าทายและมุมมอง
1ความท้าทาย
ถึงแม้ว่าการแปรรูปแร่ที่ฉลาดจะมีความหวังมาก แต่การพัฒนาของมันไม่ไร้ความท้าทาย
- คุณภาพและมาตรฐานข้อมูล: กระบวนการแปรรูปแร่ธาตุมีความซับซ้อน ส่งผลให้มีประเภทข้อมูลที่หลากหลายรูปแบบและการสูญเสียข้อมูลและเสียงดังเป็นเรื่องปกติทําให้การทําความสะอาดและการบูรณาการข้อมูลยาก
- การขาดทุนของความสามารถด้านหลายสาขา: การขาดทุนของความสามารถด้านหลายสาขา ที่ทั้งสองฝีมือในเทคโนโลยีการประมวลผลแร่ธาตุและ AI, ข้อมูลขนาดใหญ่และเทคโนโลยีอินเตอร์เน็ตอุตสาหกรรม เป็นอุปสรรคขัดขวางการพัฒนา.
- การลงทุนเริ่มต้นสูง: การใช้เซ็นเซอร์ที่ทันสมัย, เครือข่ายสื่อสาร, แพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ และระบบซอฟต์แวร์ ต้องการการลงทุนทุนที่สําคัญทําให้มีภาระหนักต่อบริษัทเหมืองแร่บางบริษัท.
- ความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวของข้อมูล: ข้อมูลขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรมเกี่ยวข้องกับความลับการผลิตขององค์กรหลัก ทําให้ความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวของข้อมูลเป็นสิ่งสําคัญที่สุด
- ความเหมาะสมกับระบบที่มีอยู่: ระบบควบคุมและอุปกรณ์ของโรงงานแปรรูปแร่เก่า ๆ มักขาดอินเตอร์เฟซที่ฉลาดทําให้การปรับปรุงหลังยากและนําไปสู่ปัญหาความสอดคล้องที่สําคัญ.
2. มุมมอง: อนาคตของการแปรรูปแร่ที่ฉลาด
ในอนาคต "การประมวลผลแร่หินที่ฉลาด" จะพัฒนาไปในทิศทางต่อไปนี้
- การปรับปรุงและเยียวยาตนเองด้วยการร่วมมือทั้งกระบวนการ: นี้จะทําให้การรับรู้ที่ฉลาด การตัดสินใจในเวลาจริง การควบคุมร่วมมือและการปรับปรุงปรับปรุงตลอดกระบวนการทั้งหมดจากแร่เพื่อเน้นแม้ว่าจะมีความสามารถในการเยียวยาตัวเองในกรณีฉุกเฉิน
- การผลิตร่วมกันระหว่างภูมิภาคและหลายเหมืองคอมพิวเตอร์ในเมฆและดิจิทัลทวิน จะทําให้การจัดสรรทรัพยากรและการประสานงานผลิตที่ดีที่สุดระหว่างโรงงานแปรรูปแร่แร่ต่าง ๆและแม้แต่ภายในกลุ่มเหมืองแร่
- แอปพลิเคชั่นความเป็นจริงแบบเวอร์ชูเอล/เติบโต (VR/AR): รวมกับดิจิทัลทวิน แอปพลิเคชั่นเหล่านี้จะให้อุปกรณ์แปรรูปแร่ที่มีการดําเนินงานทางไกล, การแนะนําการบํารุงรักษาและการฝึกอบรมบุคลากร.
- เศรษฐกิจสีเขียว คาร์บอนต่ํา และวงกลม: การประมวลผลแร่หินที่ฉลาดจะควบคุมการบริโภคพลังงาน น้ํา และสารเคมีให้แม่นยํามากขึ้นและส่งเสริมการพัฒนาที่เขียวและยั่งยืนของอุตสาหกรรมแปรรูปแร่.
04 สรุป: ถนนข้างหน้ายาว แต่ทางจะมา
การบรรลุ "การประมวลผลแร่หินที่ฉลาด" เป็นกระบวนการที่ยาวและซับซ้อน ซึ่งไม่สามารถบรรลุได้ในคืนเดียวแต่เป็นการปรับเปลี่ยนวิศวกรรมอย่างเป็นระบบจากอัตโนมัติไปสู่ความฉลาด เราได้ก้าวไปอย่างแข็งแกร่ง และตอนนี้กําลังเคลื่อนย้ายไปสู่ระดับความฉลาดที่ลึกซึ้งกว่า
เรากําลังอยู่ในช่วงวิกฤตสําคัญในการเปลี่ยนจาก "อัตโนมัติ" ไปสู่ "ความฉลาด"การใช้งานที่ฉลาดในบางกระบวนการ ได้ถูกนําไปใช้อย่างช้า ๆ และแสดงถึงศักยภาพที่สําคัญ. บริษัทเหมืองแร่ควรตัวกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงเพิ่มการลงทุนในงาน R&D เทคโนโลยี ปลูกฝีมือหลายด้าน เสริมความร่วมมือระหว่างอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัย และวิจัยและค่อย ๆ ส่งเสริมการพัฒนาการประมวลผลแร่หินที่ฉลาด.
"การประมวลผลแร่หินที่ฉลาด" ไม่เพียงแค่ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างสําคัญ ลดต้นทุน และรับประกันความปลอดภัยแต่ยังเป็นทางเดียวที่จะส่งเสริมการพัฒนาที่มีคุณภาพสูง และบรรลุการพัฒนาที่เขียวและยั่งยืนในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ด้วยความเชื่อมั่นที่ไม่สั่นสะเทือน การลงทุนอย่างต่อเนื่อง และการฝึกซ้อมอย่างลึกซึ้ง เราเชื่อว่า แผนผังใหญ่ของ "การประมวลผลแร่หินที่ฉลาด"เปิดฉากใหม่ในการพัฒนาอุตสาหกรรมเหมืองแร่.