اینترنت اشیا و ارتقاء بهره‌وری، ایمنی و انطباق با معیارهای ESG در بخش معدن

شرکت‌های معدنی در آینده نزدیک با مشکلات متعددی روبرو هستند و اینترنت اشیا (IoT) می‌تواند در حل این مسائل کمک‌کننده باشد.

اینترنت اشیا، یا IoT، به استفاده از حسگرها و عملگرهای متصل برای کنترل و نظارت بر محیط، اشیای متحرک در آن و افراد فعال در آن اطلاق می‌شود. این دستگاه‌های متصل، طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی را پوشش می‌دهند، از مدیریت موجودی تا بازرسی خودکار تجهیزات از طریق استفاده از ربات‌ها.

صنعت معدن در آینده نزدیک با چالش‌های متعددی مواجه است. کاهش عیار سنگ معدن، شرکت‌های معدنی را مجبور می‌کند تا برای یافتن ذخایر معدنی، هرچه بیشتر از مناطق متمدن دور شوند، در حالی که برای حفظ سطح تولید باید عمیق‌تر حفاری کنند. این امر دو پیامد دارد: بهره‌وری شرکت‌های معدنی کاهش می‌یابد و کارکنان باید برای فرصت‌های شغلی بیشتر به مناطق دورتر بروند. صنعت معدن همچنین در مورد محیط زیست شهرت خوبی ندارد، زیرا هم یک صنعت استخراجی است که نیازمند مقررات شدید است، و هم صنعتی است که مواد معدنی حیاتی لازم برای گذار انرژی را تولید می‌کند. علاوه بر این، معدن همچنان یک حرفه فوق‌العاده ناامن است. طبق تحقیقاتی در اسپانیا، این صنعت به طور متوسط ۱۴ برابر ناامن‌تر از سایر بخش‌ها است.

همه این عوامل به کمبود قابل توجه نیروی کار ماهر در این صنعت کمک کرده است. طبق یک نظرسنجی مک‌کینزی در سال ۲۰۲۲، ۸۶ درصد از مدیران معدنی در جذب و حفظ کارگران ماهر با مشکل مواجه هستند و این بخش تا سال ۲۰۲۶ در استرالیا با کسری احتمالی ۸۴۰۰ کارگر روبرو خواهد شد.

دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) پتانسیل افزایش ایمنی، تقویت بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها، کشف ذخایر جدید منابع و بهبود انطباق با استانداردهای زیست‌محیطی، اجتماعی و حاکمیتی (ESG) را دارند، که بدین ترتیب به برخی از نگرانی‌های اصلی مدیران صنعت معدن می‌پردازند. علاوه بر این، استقرار فناوری‌های اتوماسیون به حسگرهای IoT متکی است که مقادیر زیادی از داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند. در حالی که نرخ جهانی پذیرش فناوری‌های اتوماسیون مانند حمل و نقل و تجهیزات خودران هنوز متوسط است، پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۳۰، نیمی از عملیات معدنی در استرالیا خودکار شوند، همانطور که توسط سازمان تحقیقات علمی و صنعتی کشورهای مشترک‌المنافع (CSIRO) گزارش شده است. انتظار می‌رود این تغییر با کاهش ۷۵ درصدی تعداد کارکنان در مناطق خطرناک، کمبود نیروی کار قریب‌الوقوع استرالیا را کاهش دهد.

ادغام حسگرهای IoT و دستگاه‌های متصل برای مقابله با چالش‌های گسترده‌ای که صنعت معدن انتظار دارد با آن‌ها روبرو شود، ضروری است. بر اساس پیش‌بینی هزینه‌های ICT شرکت GlobalData برای بخش معدن، انتظار می‌رود هزینه‌های IoT از سوی شرکت‌های معدنی از ۵.۸ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۵ به ۸.۲ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۷ افزایش یابد، با نرخ رشد مرکب سالانه ۱۷.۳ درصد بین سال‌های ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۷.

انطباق زیست‌محیطی وابسته به IoT است

ادغام حسگرها و فناوری IoT، نظارت و عملکرد زیست‌محیطی را در معدن بهبود می‌بخشد. این سیستم‌های پیشرفته به ویژه در ردیابی باطله‌ها – مواد باقیمانده از فرآوری کانسنگ، با استفاده از شبکه‌های حسگر IoT برای نظارت بر مهار آنها در حوضچه‌های مصنوعی که توسط سدهای باطله محافظت می‌شوند، موثر هستند. این ساختار دو منظوره نه تنها از فرار باطله‌ها جلوگیری می‌کند، بلکه بازیافت آب را برای فرآوری، حفاظت از تنوع زیستی محلی و نظارت بر انتشار گازها تسهیل می‌بخشد. به عنوان مثال، Rio Tinto شروع به افشای داده‌های دقیق مصرف آب در سراسر عملیات جهانی خود کرده است، در حالی که Teck Resources از هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی فرآیندهای تصفیه آب استفاده کرده و به صرفه‌جویی‌های سالانه قابل توجهی دست یافته است.

استقرار حسگرهای IoT در اطراف سدهای باطله، امکان نظارت لحظه‌ای بر آلاینده‌های آب و یکپارچگی ساختاری را فراهم می‌کند و پاسخ‌های سریع به مسائل بالقوه را که ممکن است روش‌های دستی سنتی نادیده بگیرند، ممکن می‌سازد. علاوه بر این، شرکت‌هایی مانند VROC از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی شرایط آتی سدها استفاده می‌کنند که برنامه‌ریزی عملیاتی را بهبود می‌بخشد. فراتر از مدیریت باطله‌ها، حسگرها برای اندازه‌گیری انتشار گازهای گلخانه‌ای نیز به کار گرفته می‌شوند، همانطور که همکاری Cognizant با Orica برای توسعه یک پلتفرم دیجیتال برای نظارت بر کاهش انتشار گازها نشان می‌دهد. علاوه بر این، فناوری ماهواره‌ای IoT جمع‌آوری داده‌های ESG را ساده می‌کند و بینش‌های لحظه‌ای را در مورد مصرف منابع و سطوح آلودگی، حتی در مناطق دورافتاده، ارائه می‌دهد. یک مطالعه اخیر Viasat نشان داد که ۸۶ درصد از شرکت‌های معدنی، راه‌حل‌های IoT مبتنی بر ماهواره را برای بهبود پایداری ضروری می‌دانند، که تعهد صنعت را به افزایش حاکمیت و شفافیت از طریق راه‌حل‌های تکنولوژیکی پیشرفته برجسته می‌کند.

نگرانی‌های ایمنی می‌تواند کارجویان بالقوه را دچار تردید کند

شرکت‌های معدنی به طور فزاینده‌ای ایمنی را از طریق ادغام فناوری‌های پوشیدنی در اولویت قرار می‌دهند، که نقش مهمی در کاهش خطرات مرتبط با این صنعت ایفا می‌کند. این پوشیدنی‌ها، که شامل کلاه‌های ایمنی هوشمند، ساعت‌ها، نشان‌ها، ژاکت‌ها و لباس‌های کامل بدن می‌شوند، مجهز به حسگرهایی هستند که معیارهای مختلف سلامتی را پایش می‌کنند و داده‌های لحظه‌ای را ارائه می‌دهند که می‌تواند پروتکل‌های ایمنی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

یکی از مهم‌ترین نگرانی‌ها در معدن، خستگی است، که علت اصلی حوادث محل کار است. روش‌های گزارش‌دهی سنتی اغلب ناکافی هستند، اما پوشیدنی‌هایی که به طور مستقیم سطوح خستگی را اندازه‌گیری می‌کنند، می‌توانند به معدنچیان و اپراتورها هشدار دهند که زمان استراحت لازم فرا رسیده است. علاوه بر این، شرایط شدید معدن می‌تواند تنظیم حرارت بدن را مختل کند و منجر به علائم حیاتی غیرقابل پیش‌بینی شود. فناوری پوشیدنی می‌تواند به طور مداوم این علائم حیاتی را پایش کند، امکان مداخله فوری در مواقع اضطراری را فراهم کرده و اطمینان حاصل کند که همه پرسنل در صورت بروز بحران سلامتی به سرعت مطلع می‌شوند. علاوه بر این، این دستگاه‌ها می‌توانند شامل ژیروسکوپ برای تشخیص سقوط و حسگرهای خارجی برای جلوگیری از برخورد باشند، در حالی که به عنوان ردیاب دارایی نیز برای ردیابی موقعیت کارکنان عمل می‌کنند. به عنوان مثال، حسگرهای Beacon Trax می‌توانند به کارگران در مورد مناطق خطر هشدار دهند و در طول تخلیه اطلاعات به‌روز را ارائه دهند.

عینک‌های واقعیت افزوده و واقعیت مجازی، آموزش را با شبیه‌سازی شرایط زیرزمینی، ارتقا می‌دهند و امکان تمرین ایمن را بدون خطر فراهم می‌کنند. استفاده از حسگرهای IoT فراتر از پوشیدنی‌ها است؛ سیستم‌های حمل و نقل خودران مجهز به فناوری جلوگیری از برخورد، حوادث را به طور قابل توجهی کاهش داده‌اند، به طوری که طبق گزارش‌ها، Cat MineStar Command از Caterpillar حوادث در محل معدن را تا ۵۰ درصد کاهش داده است. پهپادها نیز با بازرسی چاه‌های عمیق، اطمینان از پاکسازی کارکنان قبل از انفجار، و نظارت بر کیفیت هوا برای کاهش خطرات سلامتی ناشی از آلاینده‌های هوابرد، به ایمنی کمک می‌کنند. با استفاده از سیستم‌های نظارت لحظه‌ای برای ذرات معلق و نگهداری پیش‌بینی‌کننده برای تجهیزات، شرکت‌های معدنی می‌توانند بیشتر در معرض خطرات را کاهش داده و ایمنی کلی را در محل کار بهبود بخشند.

دستگاه‌های IoT همچنین می‌توانند بهره‌وری را در یک سایت معدن بهبود بخشند

عملیات معدن اغلب به دلیل عوامل مختلفی از جمله خرابی تجهیزات، الزامات نگهداری، بازرسی‌های ایمنی و شرایط نامساعد محیطی، با زمان‌های توقف قابل توجهی مواجه است. این عدم فعالیت نه تنها منجر به زیان‌های مالی می‌شود، بلکه برنامه‌های تولید را نیز مختل می‌کند. به عنوان مثال، یک حادثه اخیر در Impala's shaft منجر به از دست دادن ۲۰ درصد درآمد و توقف سه ماهه عملیات به دلیل توقف برنامه‌ریزی نشده ناشی از خرابی تجهیزات و نگرانی‌های فوری ایمنی شد.

برای مقابله با این چالش‌ها، ادغام فناوری IoT یک عامل تغییردهنده بازی است. IoT نگهداری پیش‌بینی‌کننده را امکان‌پذیر می‌سازد، که امکان نظارت لحظه‌ای بر سلامت تجهیزات از طریق حسگرهای از راه دور را فراهم می‌کند و به شناسایی مسائل بالقوه قبل از تشدید آنها کمک می‌کند. شرکت‌هایی مانند Anglo American و Vale کاهش‌های قابل توجهی در زمان توقف برنامه‌ریزی نشده، تا ۷۵ درصد، و افزایش قابل توجهی در بهره‌وری را به لطف این پیشرفت‌ها گزارش کرده‌اند. علاوه بر این، IoT اتوماسیون فرآیندهای معدن را تسهیل می‌کند و امکان کنترل از راه دور تجهیزات و افزایش کارایی عملیاتی را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، کامیون‌های خودران که توسط فناوری IoT تغذیه می‌شوند، می‌توانند به طور مداوم کار کنند و خطای انسانی را از بین ببرند و بهره‌وری را ۱۵ تا ۳۰ درصد بهبود بخشند.

تحلیل و جمع‌بندی

گزارش فوق، نقش محوری فناوری اینترنت اشیا (IoT) را در تحول صنعت معدن برجسته می‌سازد. این صنعت که با چالش‌های ساختاری و عملیاتی عدیده‌ای دست و پنجه نرم می‌کند، شاهد ورود گسترده IoT به منظور بهبود بهره‌وری، افزایش ایمنی و تضمین انطباق با مقررات زیست‌محیطی، اجتماعی و حاکمیتی (ESG) است.

۱. چالش‌های ساختاری و فشار بر حاشیه سود

صنعت معدن در حال حاضر با معضل کاهش عیار سنگ معدن روبرو است که به معنای نیاز به حفاری عمیق‌تر و جستجو در مناطق دورافتاده‌تر برای حفظ سطح تولید است. این امر به طور مستقیم هزینه‌های عملیاتی (OPEX) را افزایش می‌دهد، از جمله هزینه‌های لجستیک، انرژی و نیروی انسانی. افزایش هزینه‌ها، در کنار نوسانات قیمت کامودیتی‌ها، فشار فزاینده‌ای بر حاشیه سود شرکت‌های معدنی وارد می‌کند. IoT با ارائه راهکارهای نگهداری پیش‌بینی‌کننده و اتوماسیون، می‌تواند به کاهش زمان توقف برنامه‌ریزی نشده (downtime) که به طور مستقیم بر درآمد و سودآوری تاثیر می‌گذارد، کمک کند. به عنوان مثال، حادثه Impala's shaft که منجر به ۲۰ درصد کاهش درآمد و سه ماه توقف عملیات شد، نشان‌دهنده ابعاد فاجعه‌بار چنین توقف‌هایی است. کاهش ۷۵ درصدی زمان توقف برنامه‌ریزی نشده توسط شرکت‌هایی مانند Anglo American و Vale، مستقیماً به معنای افزایش بهره‌وری سرمایه و بهبود جریان نقدی است.

۲. مدیریت ریسک و ESG به عنوان عوامل سرمایه‌گذاری

نگرانی‌های فزاینده در مورد پایداری زیست‌محیطی و مسئولیت اجتماعی شرکت‌ها، به طور فزاینده‌ای بر تصمیمات سرمایه‌گذاری در بخش معدن تاثیر می‌گذارد. سرمایه‌گذاران نهادی و صندوق‌های سرمایه‌گذاری بزرگ، توجه ویژه‌ای به عملکرد ESG شرکت‌ها دارند. اینترنت اشیا با امکان پایش لحظه‌ای آلاینده‌ها، مدیریت باطله‌ها و بهینه‌سازی مصرف آب همانند Rio Tinto و Teck Resources، به شرکت‌ها کمک می‌کند تا شفافیت بیشتری در گزارش‌های ESG خود داشته باشند و از این طریق، دسترسی به سرمایه‌های "سبز" و پایدار را تسهیل کنند. عدم انطباق با مقررات ESG می‌تواند منجر به جریمه‌های سنگین، لغو مجوزها و آسیب به اعتبار شرکت شود که همگی ریسک‌های قابل توجهی برای سرمایه‌گذاران محسوب می‌شوند. ۸۶ درصد از شرکت‌های معدنی که راه‌حل‌های IoT ماهواره‌ای را برای پایداری ضروری می‌دانند، نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم در رویکرد صنعت است که از یک الزام نظارتی به یک مزیت رقابتی تبدیل شده است.

۳. نیروی کار و اتوماسیون: چالش‌ها و فرصت‌ها

کمبود نیروی کار ماهر، به ویژه در کشورهایی مانند استرالیا (کسری احتمالی ۸۴۰۰ کارگر تا ۲۰۲۶)، یک مانع جدی برای رشد و پایداری صنعت معدن است. این کمبود نه تنها به دلیل ماهیت خطرناک و دورافتاده کار در معادن است، بلکه به دلیل عدم جذابیت این حرفه برای نسل‌های جدید نیز هست. IoT و اتوماسیون، با کاهش ۷۵ درصدی نیاز به نیروی انسانی در مناطق خطرناک، نه تنها ایمنی را افزایش می‌دهند، بلکه بخشی از این کمبود نیروی کار را نیز جبران می‌کنند. افزایش ۱۵ تا ۳۰ درصدی بهره‌وری از طریق کامیون‌های خودران، نشان‌دهنده پتانسیل عظیم اتوماسیون برای بهبود کارایی عملیاتی و کاهش وابستگی به نیروی کار انسانی است. این روند می‌تواند به افزایش سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های فناوری و کاهش نسبت نیروی انسانی به سرمایه منجر شود.

۴. رشد بازار IoT و فرصت‌های سرمایه‌گذاری

پیش‌بینی رشد هزینه‌های IoT در بخش معدن از ۵.۸ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۵ به ۸.۲ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۷، با نرخ رشد مرکب سالانه ۱۷.۳ درصد، نشان‌دهنده یک بازار رو به رشد و جذاب برای سرمایه‌گذاران در حوزه فناوری و خدمات مرتبط با معدن است. این رشد، فرصت‌های جدیدی را برای شرکت‌های ارائه‌دهنده راه‌حل‌های IoT، نرم‌افزارهای تحلیلی داده مانند VROC، هوش مصنوعی و تجهیزات خودران مانند Caterpillar ایجاد می‌کند. سرمایه‌گذاری در این شرکت‌ها، نه تنها به معنای قرار گرفتن در معرض رشد صنعت معدن است، بلکه از پتانسیل رشد یک بازار نوظهور و با فناوری بالا نیز بهره‌مند می‌شود. شرکت‌هایی که در تحقیق و توسعه R&D در این حوزه‌ها سرمایه‌گذاری می‌کنند، می‌توانند مزیت رقابتی پایداری را کسب کنند.

۵. کاربردهای خاص

 پایش باطله‌ها: استفاده از حسگرهای IoT برای نظارت بر سدهای باطله و پیش‌بینی شرایط آتی آنها مانند VROC ریسک‌های زیست‌محیطی و مالی مرتبط با حوادث فاجعه‌بار سدهای باطله را کاهش می‌دهد. این امر به طور مستقیم به کاهش هزینه‌های بیمه، جریمه‌ها و دعاوی قضایی کمک می‌کند.

 پوشیدنی ایمن: فناوری‌های پوشیدنی نه تنها ایمنی کارکنان را با پایش علائم حیاتی و تشخیص خستگی بهبود می‌بخشند، بلکه می‌توانند منجر به کاهش نرخ حوادث و در نتیجه کاهش هزینه‌های پزشکی و از دست دادن بهره‌وری شوند. کاهش ۵۰ درصدی حوادث توسط Cat MineStar Command نشان‌دهنده تاثیر قابل توجه این فناوری‌ها است.

 پهپادها و رباتیک: استفاده از پهپادها برای بازرسی‌های خطرناک و ربات‌ها برای بازرسی تجهیزات، نه تنها ایمنی را افزایش می‌دهد بلکه کارایی عملیاتی را نیز بهبود می‌بخشد و نیاز به توقف عملیات را کاهش می‌دهد.

جمع‌بندی

صنعت معدن در حال حاضر در یک نقطه عطف تاریخی قرار دارد که با چالش‌های پیچیده‌ای از جمله کاهش عیار سنگ معدن، فشارهای ESG، کمبود نیروی کار ماهر و نگرانی‌های ایمنی مواجه است. با این حال، فناوری اینترنت اشیا (IoT) به عنوان یک کاتالیزور قدرتمند برای حل این چالش‌ها ظهور کرده است. استراتژی‌های سرمایه‌گذاری در این بخش باید فراتر از تحلیل صرف قیمت کامودیتی‌ها باشد و شامل ارزیابی دقیق میزان پذیرش و سرمایه‌گذاری شرکت‌ها در فناوری‌های نوین مانند IoT و اتوماسیون باشد.

نکات مهم و برجسته

 گذار دیجیتال حیاتی: IoT دیگر یک گزینه لوکس برای شرکت‌های معدنی نیست، بلکه یک ضرورت استراتژیک برای حفظ رقابت‌پذیری، بهبود پایداری و کاهش ریسک‌های عملیاتی و مالی.

 ارزش‌آفرینی از داده: جمع‌آوری و تحلیل داده‌های گسترده از حسگرهای IoT، امکان تصمیم‌گیری مبتنی بر داده را فراهم می‌آورد که منجر به بهینه‌سازی فرآیندها، نگهداری پیش‌بینانه و افزایش بهره‌وری می‌شود.

 نقش ESG در جذب سرمایه: انطباق و بهبود عملکرد ESG از طریق IoT، نه تنها یک مسئولیت شرکتی است، بلکه یک اهرم قدرتمند برای جذب سرمایه از بازارهای مالی پایدار و سرمایه‌گذاران با رویکرد مسئولانه است.

 تحول نیروی کار: در حالی که اتوماسیون ممکن است نگرانی‌هایی را در مورد از دست دادن مشاغل سنتی ایجاد کند، اما در واقع به تغییر ماهیت مشاغل در صنعت معدن به سمت نقش‌های تخصصی‌تر در حوزه فناوری و تحلیل داده کمک می‌کند و ایمنی کارکنان را افزایش می‌دهد.

 فرصت‌های رشد در زنجیره ارزش: سرمایه‌گذاری‌ها نباید صرفاً به شرکت‌های استخراج‌کننده محدود شود. شرکت‌های ارائه‌دهنده راه‌حل‌های IoT، نرم‌افزارهای تحلیل داده، رباتیک و فناوری‌های پوشیدنی، نیز پتانسیل رشد قابل توجهی را به دلیل افزایش تقاضا از سوی صنعت معدن نشان می‌دهند.

 

با توجه به این تحلیل، صنعت معدن در حال گذر از یک مرحله تحول دیجیتال است که نه تنها پایداری عملیاتی آن را تضمین می‌کند، بلکه پتانسیل‌های جدیدی را برای سرمایه‌گذاری و رشد خلق می‌کند.