Die Bergbauindustrie hat aufgrund der Art ihrer Tätigkeit eine Reihe spezifischer Herausforderungen zu bewältigen. Die Akteure müssen sich in einer Branche zurechtfinden, die mit immer strengeren Vorschriften, einem wachsenden Fachkräftemangel, da ältere Arbeitnehmer in den Ruhestand gehen, und der Sicherung von Erzvorkommen konfrontiert ist, bevor sie Gewinne erwirtschaften. Die neue Normalität in der Bergbauindustrie erfordert auch ein Überdenken bestehender Betriebsabläufe, wenn Bergbauunternehmen rentabel bleiben und sich gegen die Konkurrenz durchsetzen wollen.
Technologien für die digitale Transformation, die die Anwendung von Industrie 4.0-Geschäftsmodellen unterstützen, sind heute der Schlüssel zur Erschließung neuer Möglichkeiten zur Wertschöpfung und Steigerung des Umsatzwachstums im Bergbausektor. Laut dem Bericht des Weltwirtschaftsforums über die Bergbau- und Metallindustrie hat die digitale Transformation das Potenzial, einen Wert von 190 Milliarden US-Dollar für den Bergbausektor zu erschließen. Es stellt sich also die Frage, welche Vorteile die Digitalisierung des Bergbaus mit sich bringt.
Die digitale Transformation industrieller Prozesse führt im Allgemeinen zu verbesserten Abläufen, erhöhter Produktivität und datengestützten Erkenntnissen zur Lösung komplexer Probleme. Es wird erwartet, dass der Bergbausektor von diesen und anderen branchenspezifischen Vorteilen profitiert. Beispiele für die branchenspezifischen Vorteile, die Bergleute erwarten können, sind
Außerhalb der Grube ist die Fähigkeit, die Erzausbeute zu maximieren, entscheidend für das finanzielle Ergebnis einer Anlage. Herkömmliche Verfahren wie die Schaumflotation wurden eingesetzt, um die Mineralgewinnung zu maximieren, aber wenn ungenaue Verfahren oder die falsche Lösung verwendet werden, steigt der Mineralverlust. Digitale Transformationstechnologien bieten Anlagenbetreibern nun die Möglichkeit, Schaumflotationsverfahren zu optimieren, um die Ausbeute zu optimieren.
Ein Beispiel ist der Einsatz fortschrittlicher Prozesssteuerungssysteme und Schaumkameras, die Flotationsdaten erfassen, um die Mineralgewinnung oder den Schaumflotationsprozess zu verbessern. Die Anwendung der digitalen Transformationstechnologie kann die Erzgewinnungsrate je nach verwendeter Technologie um 4 bis 10 % verbessern.
Die Emissionsrate von Bergwerken und Mineralienaufbereitungsanlagen war schon immer ein Grund zur Sorge für die Umweltbehörden auf der ganzen Welt. Aus diesem Grund wurden strengere Emissionsvorschriften erlassen, und die Anlagen sind verpflichtet, innerhalb der festgelegten Richtlinien zu arbeiten. Technologien zur digitalen Transformation bieten Bergbauunternehmen zahlreiche Lösungen zur Reduzierung von Abfällen und Emissionen.
Ein Beispiel ist die Anwendung von IIoT-Tools zur Messung von Emissionsdaten aus dem Bergbaubetrieb. Die Betriebsdaten geben Aufschluss über den Bergbaubetrieb und seine Umweltauswirkungen. Die von IIoT-Geräten erfassten Daten können auch in Simulationsmodelle integriert werden, um die Auswirkungen bestimmter Bergbauarbeiten auf die Emissionsrate zu bewerten. Die Bewertungsergebnisse aus den Simulationsmodellen liefern dann die nötigen Erkenntnisse für die Gestaltung optimierter oder schlanker Bergbauprozesse.
Traditionell wurde die Simulationsmodellierung zur Entwicklung optimierter Pläne eingesetzt, um den optimalen Betrieb einer Anlage zu gewährleisten. Heute wird intelligente objektbasierte Simulationssoftware mit OptQuest, einem Optimierungstool, eingesetzt, um risikobasierte Pläne zu entwickeln, die Echtzeitereignisse berücksichtigen.
Die risikobasierte Planung in Bergbauanlagen kann die Investitionskosten senken, Ausfallzeiten reduzieren und gleichzeitig den Bergbaubetrieb verbessern. Die Anwendung optimierter Pläne, Förderanlagen und eines optimalen Ressourcenmanagementprozesses kann die Betriebskosten um bis zu 25 % senken.
Verbesserte Sicherheit ist ein Nebenprodukt der datengesteuerten Planungs- und Anlagenoptimierungsprozesse, die digitale Transformationsinitiativen ermöglichen. Ein optimierter Betriebsplan führt zu weniger Verkehr auf dem Werksgelände, automatisierte Materialtransportsysteme entfernen die Bediener aus den Gefahrenbereichen, und die Datenanalyse liefert vorausschauende Wartungsrichtlinien, die einen optimalen Betrieb der Anlagen gewährleisten.
Dem Bericht des Weltwirtschaftsforums zufolge hat die Anwendung der digitalen Transformation in der Bergbauindustrie schätzungsweise tausend Menschenleben gerettet und die Zahl der Betriebsunfälle um 44.000 reduziert.
Die Auswertungsmöglichkeiten der Simulationsmodellierung bieten ein leistungsstarkes Planungsinstrument für Bergbauunternehmen. Die Beteiligten können Simulationsmodelle nutzen, um optimierte Verarbeitungsanlagen zu entwerfen, die Einschränkungen einer Anlage zu bestimmen und Zeitpläne zur Produktivitätsoptimierung festzulegen.
Ein Beispiel ist die Anwendung der Simulationsanalyse zur Planung eines kostengünstigen Kohletagebaus in Südafrika und zur Bestimmung der Auswirkungen von Betriebsbeschränkungen auf die verfügbaren Ressourcen. Die Simulationsanalyse lieferte die nötigen Erkenntnisse für die Entwicklung eines optimierten Abbausystems, das einen höheren Durchsatz ermöglicht.
Im Bergbau können ungünstige Prozessänderungen katastrophale Folgen in Form von Durchsatzverlusten, einer Zunahme ungeplanter Ausfallzeiten oder sogar möglichen Verletzungen haben. Ein digitaler Prozesszwilling ermöglicht es dem Bergbauunternehmen, verschiedene Initiativen ohne Risiko für den Betrieb zu testen. Zum Beispiel kann ein Simulationsmodell testen:
Die Software kann diese Änderungen auch simulieren und die Ergebnisse für die wichtigsten Beteiligten visualisieren.
Es wird erwartet, dass die digitale Transformation des Bergbausektors reiche Vorteile wie Rentabilität, Umsatzwachstum, verbesserte Planung und Sicherheit in den Betrieben bringen wird. Die Einzigartigkeit der Bergbauindustrie bedeutet, dass der Weg der Transformation komplex sein kann und mit besonderen Herausforderungen verbunden ist. Deshalb empfehlen wir, mit Spitzentechnologien zu arbeiten und die Unterstützung von Experten in Anspruch zu nehmen. Sprechen Sie noch heute mit einem Vertreter von Simio und erfahren Sie mehr von den Experten für die Anwendung von Simulationsmodellen zur Optimierung von Bergbaubetrieben.
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