現代の鉱業は、何千年にもわたる成功した先人たちの繁栄によって複雑になっています。資源と鉱石は有限であり、未請求で補充されない供給は、急増する人口からの需要の中で減少しています。利用可能な資源をより適切に特定し、アクセシビリティの限界を再定義するためには、新しい技術が必要です。
インダストリー4.0は、古代の鉱業という労働を改革しています。産業用IoT技術は、鉱業のあらゆる段階で新しい能力と効率を掘り起こしています。コンピューティング処理と接続性は、電力と速度を向上させています。堅牢なハードウェアアーキテクチャは、より不安定で危険な環境で高度なアプリケーションを実行できます。
以下は、現代の鉱業の5つの段階です。これらは、新しい技術の導入と調和して、何世紀にもわたって改良・拡張されてきました。インダストリー4.0の登場は、これらの長年の実績のある手法を、安全性、効率性、繁栄の向上によって強化します。
探鉱／調査
鉱山技師は、何世紀にもわたる歴史的データと現代的要因を活用して地質調査を行います。調査では、統計情報と調査情報を収集し、適切な採掘場所をインテリジェントに予測します。関心のある地点は、地表でサンプリングされるか、地震、重力、電磁気などの変数を活用した間接的な方法で地下を調査されます。データは、衛星、航空機、地表収集技術、探査を通じて収集される場合があります。データ収集段階では、無数のセンサーとローカライズされたコンピューティング能力に依存して、情報を処理および保存します。
収集されたデータは、探している材料に従って徹底的にテストされます。岩石、土壌、水の定量的分析に供され、地球化学的および地理植物学的特性についてさらに研究される場合があります。調査結果がその地点がさらなる調査に値することを示す場合、より詳細な探査が行われます。堆積物の規模と品位のより明確な全体像を生成するために、その地点でより豊富なサンプルが採取されます。これらのより代表的なサンプルは、化学、冶金、放射線学、分光分析など、他の多くの分野で測定されます。CPUとGPUコンピューティングの組み合わせは、複雑なデータ量を集約および処理し、優れたAIと推論分析を活用して、調査された場所の採掘の適合性、実現可能性、収益性について迅速かつ高精度な判断を下します。
鉱山現場の設計／計画
鉱山現場の設計と開発には、再び高度なコンピューティング能力が使用されます。鉱山現場の計画では、操業のその後のすべての段階が考慮されます。この時点で、鉱山技師は、必要な資材、機器、人員への最適なアクセス、社会的および環境的責任への配慮、および必要なインフラを決定します。現場条件、収集されたデータ、および予測分析は、鉱山操業の最も安全で効率的な設計を決定するのに役立ちます。この段階で、技師は最終的に鉱山現場の経済的実現可能性と、利害関係者にとって期待されるROIを生み出す能力を決定します。
建設
確固たる計画ができた後、鉱山作業者は必要な建設段階を開始します。鉱山現場は一般的に、隔離された自己完結型で持続可能な場所であり、クルー宿泊施設、アクセス道路、輸送システム、施設建物、および抽出地点からそれほど遠くない材料処理施設があります。堅牢な組み込みコンピュータを搭載した機械や車両は、鉱山現場の建設を制御するIoTネットワークの不可欠なコンポーネントとなります。過酷な条件下で機能するように構築された堅牢なコンピュータは、車両で一連の監視およびタスクアプリケーションを処理します。
作業員は、車両内組み込みコンピュータと産業用パネルPCを使用して、機器の状態、燃料消費量、および環境条件を監視できます。接続されたシステムは、他の車両と司令施設の間でデータをワイヤレスで通信します。収集および処理された車両テレマティクスは、現場作業者がフリート管理の実践を効率的かつ安全に最適化するのに役立ちます。
生産
稼働後、主要な現場目標を追求できます。鉱山作業員は、掘削、ボルト締め、掘削、運搬装置を多数展開して、求められる材料にアクセスし、抽出し、輸送します。機器に統合された組み込みコンピュータは、現場の分散制御システム（DCS）に接続します。DCSは、広大なエンタープライズプラットフォームを通じて、現場の独立したシステムのすべてのプロセスを管理します。DCSネットワークは、鉱山内で使用される機器、材料運搬車、通信システム、処理工場、精製所に及びます。
DCSは、リアルタイム処理と独立した制御が必要な主要な場所に組み込まれた産業用PCによって、鉱山自動化を可能にします。たとえば、自動掘削機は強力なコンピューティング能力を活用して、鉱山内の視覚および位置データを処理し、人間の介入をほとんどまたはまったくせずにビットを配置して表面に穴を開けます。掘削機は、事前にプログラムされたアプリケーションに従って、または新しい状況データに応答して、この活動を再配置および繰り返すことができます。産業用PCによるこのレベルの鉱山自動化は、危険な区域から作業員を遠ざけるリモートまたは自律操作を可能にします。自動化は、疲労やエラーなしに機器のメンテナンス、資源消費、材料移動プロセスをインテリジェントに管理するため、鉱山のほぼすべての運用部門で新しい効率を生み出します。
採掘現場を超えて、処理工場と精製所も、産業用PCによる鉱山自動化を通じて、操業をより良く調整します。産業用GPUコンピュータとマシンビジョンシステムは、求められる鉱物や鉱石の材料を正確に分類および選別し、人間の対応者が引き起こす可能性のある生産のボトルネックを削減します。施設での基本的な単一目的のPLCから離れて、機器システムに派遣される組み込み産業用PCは、無数のセンサーからのデータに対応し、多数のデバイスを制御して運用ワークロードを統合し、最終的にハードウェアフットプリントを削減できます。
組み込み産業用パネルPCは、オペレータにDCS上のシステムへの多用途な制御ウィンドウを提供する堅牢なヒューマンマシンインターフェース（HMI）として機能します。HMIは、機器とオペレータの相互作用が必要なシステムアクセスポイントに統合されています。堅牢な産業用パネルPCは、物理的な鉱山環境の環境条件、衝突、衝撃に耐えることができます。そのワイヤレス機能により、車両搭載デバイスとリモートオペレーティングシステム（ROS）の場所との間で通信が可能になります。HMIの展開の柔軟性により、オペレータが危険な空間の外に留まることができる場所に統合できます。
閉鎖／再利用
鉱山閉鎖は、収集されたデータと全体的な経済的実現可能性予測に基づいて、初期の計画段階で策定されました。運用全体を通じて、これらの計画は、豊富な生涯現場データを使用して継続的に改訂されます。この第5段階においても、産業用PCによる鉱山自動化は、オペレーターが円滑で環境に配慮した閉鎖を通じて現場から撤退できるように支援します。
鉱山運営者には、閉鎖に関して2つの選択肢があります。後日操業を再開する意図がある場合、鉱山現場を閉鎖し、計画的な維持管理プロセスを確立します。維持管理は、鉱山現場が安全で安定した状態を維持し、アイドル状態の施設や機器が再稼働のために使用可能であることを保証するのに役立ちます。現場の人員が大幅に削減または完全に排除されるにつれて、産業用PCによる機械自動化が鉱山現場および機械のメンテナンスの大部分を実行します。監視および警報システムは、ビデオとデータをオフサイト管理施設に継続的に送信でき、機器監視システムは、必要に応じてまたは事前に決定されたに基づいてメンテナンスプロセスを開始できます。
鉱山現場が枯渇したか、経済的に実現不可能と判断された場合、運営者は土地の再利用プロセスを開始できます。採掘された土地を森林再生するために、スマート農業技術が導入される場合があります。自動植栽機および散水設備は、土壌データ、地形、気象情報を集約し、植栽および灌漑方法が土地価値の成功した回復のために最大の機会を可能にすることを確認します。重機は、土地を整地し、地形を移動させ、土壌を再安定させ、利用可能な水を必要な場所に誘導するためのキーラインを設定するために展開できます。再利用に使用される機器は、当初現場を建設する際に使用されたのと同じ自動化の多様性の多くに依存します。
Premio：産業用PCによる鉱山自律性の核心
Premioの堅牢な産業用コンピューティングソリューションは、鉱山自律性のための構成要素を提供します。強力な処理、I/Oの柔軟性、信頼性の高い接続性が、耐久性のある専用ハードウェアに組み込まれています。
堅牢なエッジコンピューターは、困難なまたは危険な環境に豊富なIoTの多様性をもたらします。強力な処理は、データソースと下位機器システムに近い高度なマイニングアプリケーションをサポートします。ファンレス、ケーブルレスの設計は、過酷な領域に派遣されるハードウェアの主な故障点を排除します。豊富なI/Oオプションは、レガシーマイニング技術と最先端のサイバー物理システムをスムーズに統合します。
Premioのソリューションは、GPU処理を強化するために拡張されており、複雑なマシンビジョンアプリケーションと、大量で多様なデータに対する高度な推論分析を実行し、自律システムと車両に情報を提供するリアルタイムの意思決定を行います。
防水タッチスクリーンコンピュータは、鉱山オペレーターと自律システム間の直感的なHMI相互作用を提供します。WIOシリーズは、軽量で耐久性があり、腐食性および苛性物質に対する耐性を持つ高機能ステンレス鋼で強化されています。IP66定格のエンクロージャは、攻撃的な水やほこりの侵入を防ぎ、7H硬度のガラスは鋭利な物体や砂利による傷に耐えます。
Premioの堅牢なエッジおよび組み込みコンピューティングソリューションは、自律型鉱業システムのハードウェアのバックボーンを形成します。探鉱から着工、現場の閉鎖に至るまで、AIの決定と独立した応答によって改善されるすべてのプロセスには、安定した汎用性の高い配信デバイスが必要です。