Dijital Dönüşüm ve Madencilik Sektörü

Endüstri 4.0’ın getirilerinden biri olan dijitalleşme her sektörde kendisini göstermektedir. Dijitalleşmenin dokunmadığı sektör neredeyse kalmamıştır. Bunlardan biri de madenciliktir. Dünyanın en zor mesleği diye tanımlanan madencilik ile ilgili hafızalarımıza kazınmış acı hatıralar vardır. Türkiye’de de yakın geçmişimizde Soma faciası gerçekleşmiştir. Soma’da 301 işçi yaşamını yitirmiştir. Maden işleme alanlarının; güvenlik önlemleri alınmazsa, maden ocakları uygun ortamlara kurulmazsa büyük bir felaket doğuracağı geç de olsa anlaşılmıştır. İşte tam da bu noktada dijitalleşme hem dünya hem de Türkiye için bir umut ışığı olacaktır.

19

Madencilikte Dijital İnovasyon

Madencilik sektörü küresel anlamda bir baskı altına girmiştir. Kısa vadede düşen emtia fiyatları nakit akışını sınırlandırmaktadır. Madencilik faaliyetleri; on yıl öncesine göre %28 oranda daha az verimlilik göstermektedir. İleriye baktığımızda ise düşük cevher kalitesi, uzun nakliye mesafesi, cevher kütle replasman oranlarındaki düşüş ve yeni maden geliştirme sürelerindeki yükseliş sonucunda birçok var olan maden çıkarılmamakta ve bekletilmektedir. Sektör, var olan varlıkları "sömürerek" verimliliğini artırmaya odaklanmaktadır ancak bu strateji sadece günü kurtarmaya yetecektir. Sektördeki iflaslar ve başarısızlıklara rağmen, madenciliğin doğası on yıllardır aynı kalmıştır. Verimlilik performansı üzerinde bir atılım gerçekleştirmek, madenciliğin nasıl çalıştığını yeniden düşünmek demektir.

İnsan yaşamının pek çok parçasını etkileyen madencilik sektörünün gelişmesi için; madenciliğin kilit yönlerini değiştirebilecek sayısal ve teknolojik yeniliklere ihtiyaç vardır. Bu yenilik de hiç şüphesiz ki Endüstri 4.0’ın bir getirisi olan dijitalizasyondur. Dijitalleşme ile malzeme ve donanım akışı optimize edilir, arıza beklentileri saptanır, performanslar gerçek zamanlı izlenebilir.

Dijitalleşme ile hem üretimde verimlilik artacaktır hem de güvenlik açıkları kapatılacaktır.

Verimlilik Zorunluluğu

Yapılan analizler, küresel madencilik verimliğinin 2004-2014 yılları arasında %3,5 azaldığını göstermektedir. (Şekil 1.) Bu eğilim emtialar, coğrafik şartlar ve çoğu maden şirketleri arasında oldukça belirgindir.

Madencilik Neden Dijital İnovasyonlara İhtiyaç Duyar?

Madencilik endüstrisi;  çalışma ortamları açısından diğer endüstrilerden farklılık göstermektedir. Madenciliğin kaynak alanlarındaki belirsizlikler sebebiyle son derece değişken bir endüstridir. Madencilik faaliyetleri sıklıkla ekstrem ortamlarda ve yaşam alanlarından uzak yerlerde gerçekleşir. Sadece çalışanları çalışma alanına ulaştırmak için bile değerli miktarda zaman ve para harcanması gerekebilir. Maden ekipmanına yüzey ve kayalar tarafından yüklenen gerilim ve yük sık ve öngörülmeyen arızalara neden olur. Bu noktada dijital akıllı planlama ve koordinasyon sistemleri devreye girebilir. Bu sistemler arızalara sebep olan dış etmenleri hafifletecektir.

Madencilik faaliyetlerinde verimliliğin artması için değişkenliğin azaltılması gerekmektedir. Bu da dijitalleşme ile mümkün olabilir. Bu süreçleri aşağıdaki gibi başlıklara ayırabiliriz. Öngörülemeyen değişkenleri ortadan kaldırmak için disiplinli yürütme gereklidir. Madencilik verimliliğinde artış sağlamanın yolu madenciliği diğer sektörlerden ayıran öngörülemeyen değişkenliğin azaltılması ve mümkün olduğunca ortadan kaldırılması yoluyla gelmektedir. Bu da dijital inovasyonlarla mümkündür.

Madencilik Endüstrisi İçin Dönüm Noktası I Dijital Dönüşüm

Madencilik endüstrisinde, dijital teknolojilerin öngörülemeyen değişkenliği yönetmek ve üretkenliği artırmak için yeni yollar açma potansiyeline sahip bir dönüm noktası olduğu çok açıktır. Bu teknolojiler hem güvenlik hem de üretkenlik açısından son derece önemlidir.

Büyük Veri, Hesaplama Gücü ve Bağlanabilirlik

Fiziksel nesnelerle çok sayıda sensörün bir araya getirilmesi- analizler için büyük hacimlerde verilerin toplanması ve makineler arasında iletişimin sağlanması üretime bağlanabilirlik ve kolaylık kazandırır.

Örneğin akıllı şebekeler, milyonlarca evin güç kullanım bilgilerini gerekli yerlere bildirebilir ya da uzak derin deniz petrol kuyuları üzerindeki sensörler, sorunlar olduğunda merkezi kumanda merkezine yanıp sönen işaretlerle uyarılar gönderebilir. 2015’te her gün, 2003 boyunca toplamda olandan daha veri fazla üretilmektedir. Madenciler şu an daha fazla sensör verisi üretmekte ve kullanmaktadır. Bu sayede potansiyel olarak maden alanı yüzeyinde gerçeğe daha yakın tutarlı bilgilere ulaşmaktadırlar.

Akıllı Madencilik ve Derin Öğrenmenin Madencilikte Kullanılması

Makine öğrenmesi ve akıllı sistemlerdeki ilerlemeler madencilik için önemli değişim ve iyileştirmeler sağlamıştır. Veri entegrasyonu için geliştirilmiş istatistiksel tekniklerve geniş veri kümelerinin artık kullanılmaya başlaması madencilikte kullanılan ekipmanların ve madencilerin geleceğin olasılıkları hakkında bilgi sahibi olmasına yardımcı olur. Örneğin, telekomünikasyon şirketleri müşteri dönüşümünü öngörmek için akıllı algoritmalar kullanmaktadır.

Jeolojik modelleme, günün planlaması ve kestirimci bakım gibi kompleks madencilik görevleri akıllı istatistiksel ve optimizasyon algoritmaları alanında gittikçe artmaktadır. Gezegenin doğal kaynaklarını kurtarmak zor bir görevdir. Madenleri çıkarmak tehlikelidir ve çevreye zarar verebilir. Akıllı iletişimle gelen Bilgi Teknolojileri devrimi geniş çölleri kapsayan 'ekstremWi-Fi' ağları ve maden alanlarında dolaşan derin öğrenme algoritmalarıyla donatılmış birbirleriyle haberleşen özerk makineler verimlilik ve üretkenliği artırıp, insanların hayatını ve doğal çevreyi riske atacak durumları önlemektedir. İşçileri tehlikeli ekipmanlardan uzak tutmak, tüm büyük ölçekli üretim tesislerinde önemlidir, ancak madenlerde zorunludur.  Dijital dönüşümün nihai hedefi ise insanları bu tehlikeli çalışma ortamlarından tamamen uzak tutup zorlu koşullardaki üretimi bütünüyle özerk hale gtirmektir.

İnsan Makine Etkileşimi ve Akıllı Teknolojilerin Kullanılması

Akıllı telefonlar ve diğer mobil cihazlar ile insan-makine etkileşimi artmıştır. Cihazları kullananlar akıllı telefonlarla; yol tarifi, taksi rezervasyonu, sağlık izlenmesi gibi pek çok şeyi yapabilmektedir. Uygulamalar endüstriyel alana da hızla yayılmaktadır. Örneğin, bir montaj hattında çalışan işçiler “akıllı gözlükler” aracılığı ile yöneticileri ile haberleşebilmektedir. Madenler gibi tehlikeli koşullarda çalışan işçilerin kendilerinin fiziksel durumu hakkında ilgili yerlere bilgi aktaran sensörlerle donatılmış IoT tabanlı giyilebilir teknolojileri kullanması ve ek olarak akıllı mobil cihazlar barındırmaları istenmeyen durumları azaltabilir hatta bütünüyle yok edebilir.

Dijital- Fiziksel Dönüşüm

Robotikteki gelişmeler, tamamen özerk olan daha ekonomik ve etkili ekipmanlar üretilmesine öncülük etmiştir. Yapay zeka gibi teknolojik alanda yapılan gelişmeler, robotların da gelişmişliğini arttırmaktadır. Madencilikte de özerk ekipmanlar oluşturulmaktadır ve bu robotlar nakliye, sondaj ve diğer çeşitli işlemleri gerçekleştirmektedir.

Tüm bu gelişmeler birlikte ele alındığında; madenciliğin çalışma biçiminde köklü bir değişim yaratır. Karar vermedeki değişkenlik azalır, bilgi akışı hızlanır, madencilik daha merkezi ve mekanik bir yapıya bürünür.

Kaynak Tabanının Derinlemesine Öğrenilmesi

Geçmişte; gerçekleştirilmiş coğrafi çalışmalar neticesinde, sondaj çalışmaları yapılıyordu fakat artık akıllı cihazlarla, makinelerin etkileşimi ile en verimli maden kaynaklarının nerede olup, bu kaynaklara nasıl ulaşılabileceği öğrenilebilmektedir. Böylelikle verimli olmayan yerlerde zaman harcanmamış oluyor.

Malzeme ve Ekipman Akışının Optimizasyonu

Gerçek zamanlı veriler ve daha iyi analitik motorlar, ekipman kullanımını ve verimleri maksimize eden planlama ve işleme kararlarını mümkün kılmaktadır. Örneğin; Gelişmiş analitik yöntem, bir altın madeninin performansının yükselmesine yardımcı olmaktadır.

Başarısızlık Tahminlerinin Doğruluğu

Madencilik şirketleri genellikle; matkaplardan, kamyonlardan, işleme tesislerinden büyük miktarda veri toplar. Bu bilgileri toplamasına rağmen uygulama konusunda çok fazla kullanmamaktadır. Geleneksel zamana dayalı yaklaşım yerine; bu bilgilerle belirli bileşenlerin başarısızlık olasılığı tahmin edilebilir. Bakım harcamaları azaltılabilir ve planlanan kesintiler önlenebilir.

Otomasyon ve Mekanizasyonun Artması

Otomasyon, işletme maliyetlerini düşürme, işletme disiplinini geliştirme ve insanları zarar vermeyecek şekilde kullanma potansiyeline sahiptir. Özellikle otomatik nakliye ve sondaj gibi bazı teknolojiler tam ölçekli ticarileştirilmeye başlanmıştır.Özellikle otomatik püskürtme ve kürekleme gibi uygulamalar da test aşamasındadır.

Gerçek Zamanlı Performans İzleme

Gerçek zamanlı verilerin yararı, her saniyede bir madencilik işleminde her bir ekipman parçasının durumunu ve yerini özellikle plana göre veya planın dışında çalışıp çalışmadığını bilmeyi sağlar. Kontroller, tüm tedarik zincirinde operasyonları optimize etmek için eylemler gerçekleştirebilen daha sofistike bir karar verme kabiliyeti taşır. Bu kabiliyet, beklenen çalışma koşullarından sapmaları tespit ederek ve işletim ekipmanı kullanımını ve işletim planlarıyla tutarlı düşük işletme maliyetlerini korumak suretiyle güvenlik sonuçlarını iyileştirmek için kullanılabilir.

Başarılı bir performans için otomasyon sistemi iyi kurulmuş olmalıdır. Zamanla özerk makineler daha da geliştirilecektir. Tamamen entegre ve tamamen otomatik bir madencilik tedarik zinciri belki mümkün değildir fakat gerçek şu ki madencilik endüstrisini, belirsizliği azaltmak ve daha iyi yönetmek için en yakın noktaya taşıyan ve gerekli emniyet ve verimlilik kazanımlarına ulaşan sonuçtur.

Dijital Dönüşüme Bir Değer Koymak ve Dijitalleşmenin Doğuracağı Sonuçlar

Dijital yeniliklerden elde edilen değeri yakalamak, vizyon, strateji, işletme modeli ve madencilik sektöründeki yeteneklerin temel bir değişimidir. Özellikle, madencilikte değer yaratmanın büyük bir kısmı, operasyonun, materyali ne kadar iyi taşıdığından, materyali daha verimli toplamak için ne kadar iyi toplayıp, analiz edip, işleyip işlemediğini gözetir.

Dünya Ekonomik Forumu’nun hedeflenen değer analizi, Madencilik ve Metal endüstrisi, müşterileri, toplumu ve çevresi üzerindeki dijital dönüşüm girişimlerinin önümüzdeki 10 yıl boyunca kümülatif değer etkisini değerlendirmeyi amaçlayan niceliksel bir modeldir. Bu analizden elde edilen önemli bulgular, dijitalleşmenin şu sonuçları doğurabileceğini göstermektedir:

►Önümüzdeki yıllar içinde sanayi, müşteriler, toplum ve çevre için (2025'e kadar) 425 milyar dolardan fazla değer elde edilecektir. Bu, aynı dönemde sanayi gelirlerinin % 3-4'üne eş değerdir.

►2025’e kadar 320 milyar dolardan fazla sanayi değeri elde edilecektir. Madencilik sektörü için yaklaşık 190 milyar dolar, metal sektörü için 130 milyar dolar potansiyel bir fayda sağlanacaktır. Madencilik ve Metal sektörü için toplam fayda sanayi gelirinin% 7'si, sanayi karının ise% 9'u kadardır.

►Topluma ve çevreye tahmini değeri 30 milyar dolar olan 610 milyon ton CO2 emisyonunun azaltılması sağlanacaktır.

►Dijitalleşmeyle Yaklaşık 1.000 kişinin hayatı kurtarılmış ve 44.000 yaralanmadan kaçınılarak güvenlikte iyileştirme sağlanmıştır. Bu, kaybolan hayatlarda yaklaşık% 10'luk bir azalma ve endüstride yaralanmalarda% 20'lik bir düşüş anlamına gelmektedir.

 

Madencilik ve Metaller: sanayi ve toplum için değer (2016-2025, dijital girişim)

Dünya Ekonomik Forumu / Accenture analizi

Madenciliğin verimli bir hale getirilmesi için dijitalleşmeye tümüyle uyum sağlaması gerekmektedir. Madencilik şirketleri, teknolojiye doğru yatırımlar yapmalıdır. Madencilikteki belirsizlikler ancak doğru yatırımlarla yok edilebilir.

 

Kaynak: Mckinsey, Techradar, World Economic Forum, Accenture, Tenova

 

Yazar: Irmak Telatar