Digitalisierung des Bergbaus, um modernen Anforderungen gerecht zu werden
Die steigende Nachfrage und der technologische Fortschritt führen zu raschen Veränderungen in der Mineralgewinnungsindustrie. Der Bergbau hat sich im Vergleich zu den nachgelagerten Industrien nur zögerlich an die Möglichkeiten der Digitalisierung angenähert, doch das Projekt Dig_IT hat nun mehrere Instrumente zur Förderung der technischen Entwicklung erarbeitet.
Innovative Technologien
Die in den Projekten entwickelten Technologien vertreten zahlreiche Innovationen. Die Big-Data-Optimierung ermöglichte beispielsweise eine frühzeitige Vorhersage von Hangrutschungen in einem Tagebaubetrieb. Zu den weiteren Innovationen gehören eine nachhaltige Blockchain-Plattform für die Verwaltung von Bergbaudaten und eine Unterstützungssystem-Plattform für die Verwaltung von Bergbauentscheidungen. Darüber hinaus wurden im Rahmen des Projekts auch digitale Zwillinge in den Bereichen geotechnische Überwachung und Strömungsdynamik entwickelt. Ein digitaler Zwilling ist eine dynamische Kopie eines Systems oder einer physischen Anlage, die Daten verwenden kann, um Prozesse zu replizieren und dadurch Vorhersagen über den realen Zwilling zu treffen. Eine der bedeutendsten Innovationen des Projekts ist eine intelligente industrielle Plattform für das Internet der Dinge (Internet of things, IoT) zur Optimierung der Bergbauleistung, zur Verbesserung der Sicherheit und zum Schutz der Umwelt. Zu den IoT-Komponenten gehören eine Vielzahl von Geräten, die für die Sicherheit und Entwicklung von Vorhersagemodellen relevante Daten sammeln.
Datenerhebung auf mehreren Ebenen
Zur Entwicklung der IoT-Plattform sammelte Dig_IT Daten auf der Ebene der Menschen, der Umwelt und der Anlagen. Auf der menschlichen Ebene wurde im Rahmen des Projekts ein intelligentes Kleidungsstück (bestehend aus einem Armband, einer Weste und einem Headset) entwickelt, das vom Bergbaupersonal getragen werden kann und gesundheitsrelevante Daten für die jeweilige Person erfasst. Projektkoordinatorin María García Camprubí erklärt: „Das intelligente Kleidungsstück kann den rauen Bedingungen in den Bergwerken standhalten und verfügt über eingebettete Miniatursensoren, die Parameter für Gesundheit, Sicherheit und Umwelt am Arbeitsplatz (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Gase und Lärm) messen und biometrische Daten (z. B. Herzfrequenz und Körpertemperatur) erfassen.“ Im Umweltbereich hat Dig_IT Sensoren entwickelt, die zur Überwachung der Luft- und Wasserqualität in Bergwerken eingesetzt werden. Was die Luftqualität betrifft, so erfassten die Sensoren Daten über Staub, Dieselabgase, Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Außerdem messen die Sensoren die Trübung oder relative Klarheit des Wassers. Unter den Bergbauanlagen gibt es viele Arten von Maschinen und die IoT-Plattform umfasst mehrere Überwachungsgeräte. Diese Geräte messen unter anderem Standort, Geschwindigkeit, Kraftstoffverbrauch und Kühlmitteltemperatur. Die gesammelten Daten werden zur Entwicklung von Modellen für die vorausschauende Wartung verwendet, um die Leistung zu optimieren.
Nächste Schritte und Anwendungsfälle
Alle von Dig_IT entwickelten Technologien sind einsatzbereit. Sie werden in fünf Anwendungsfall-Bergwerken in Spanien, Italien, Finnland und Norwegen getestet, um den technologischen Reifegrad der IoT-Plattform anzuheben. Die COVID-19-Pandemie und der Krieg zwischen Russland und der Ukraine stellten das Projekt vor einige Herausforderungen. Die Reiseverbote während der Pandemie erschwerten die Koordinierung mit den als Anwendungsfälle ausgewählten Bergwerken. Eines von diesen wurde geschlossen, weil es auf Erdgas angewiesen war, und die Aktivitäten mussten in ein anderes Bergwerk verlegt werden. Ein zweiter Anwendungsfall ging durch die Kündigung eines Untervertrags verloren, aber glücklicherweise wurde eine sehr ähnliche Mine als Ersatz gefunden. Nach Abschluss der Testphase wird sich Dig_IT auf die Verbreitung der Ergebnisse konzentrieren. Die Innovationen des Projekts orientieren sich an gesellschaftlichen Bedürfnissen, die über die reine Nachfrage nach abgebauten Mineralien weit hinausgehen. Dig_IT liefert intelligente Lösungen, die der Gesundheit und dem Wohlbefinden von Mensch und Umwelt dienen und gleichzeitig den wirtschaftlichen Beitrag der Bergbauindustrie optimieren.
Schlüsselbegriffe
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