Công nghệ khai thác mỏ điều khiển từ xa nhờ 5G

Khai khoáng là một trong những lĩnh vực phải đối mặt nhiều thách thức lớn trong quá trình số hóa, do những đặc thù trong vận hành và hạn chế về môi trường làm việc. Nhưng khi các ngành công nghiệp đặt mục tiêu chung về hạn chế ô nhiễm và nâng cao chất lượng môi trường làm việc cho người lao động, ngành khai khoáng buộc phải thúc đẩy chuyển đổi cấp thiết trong cơ sở hạ tầng và mạng lưới truyền thông, nhằm đáp ứng nhu cầu của bối cảnh mới này.

Trong quá trình thúc đẩy chuyển đổi này, mạng 5G là một trong những yếu tố cần thiết phụ trợ cho ngành khai khoáng, bên cạnh các giải pháp AI và IoT. IDC ước tính có khoảng 86% công ty khai thác trên toàn cầu đang triển khai kế hoạch đầu tư vào cơ sở hạ tầng không dây trong 18 tháng tới, trong đó 5G chiếm ưu tiên. Nghiên cứu khác từ châu Âu chỉ ra rằng các doanh nghiệp khai thác thông minh toàn cầu sẽ tăng gấp ba lần quy mô vào năm 2025, trong đó hình thức khai thác tự động hóa sẽ chiếm 25%.

Chuyển đổi công nghệ trong khai khoáng không chỉ hạn chế ô nhiễm môi trường và tăng cường an toàn cho người lao động, mà còn tạo ra tiềm năng lợi nhuận lớn. Theo nghiên cứu của công ty nghiên cứu Omdia tại Mỹ Latin, lợi nhuận từ 5G có thể đạt 9 tỷ USD vào năm 2025.

5G nâng cao hiệu suất khai thác và đảm bảo an toàn lao động

Nhờ độ trễ thấp và băng thông cao, thiết lập 5G tại các mỏ giúp tăng tốc độ mạng gấp 10 lần, thu thập và truyền tải dữ liệu nhanh gấp 100 lần so với 4G. Từ đây, nhiều lợi ích rõ rệt có thể thấy ngay khi áp dụng 5G vào khai khoáng.

Ví dụ, vận chuyển khoáng sản từ điểm khai thác đến các khu vực chế biến vốn chứa nhiều rủi ro. Phương tiện tự lái được điều khiển thông qua 5G có thể ngăn ngừa tai nạn và thương tích cho người lao động, đồng thời giảm tiêu thụ nhiên liệu và tăng hiệu suất hoạt động. Tương tự, các công cụ khai thác như cần cẩu, khoan máy điều khiển từ xa cũng nhanh hơn nhiều so với thiết bị truyền thống.

Nhân viên khai thác tại mỏ Xigou của Tập đoàn sắt và thép Jiuquan hợp tác với Huawei triển khai điều khiển thiết bị từ xa.

Tiếp đến, công nghệ kết nối mới cho phép giám sát thời gian thực diễn ra chính xác. 70% thiệt hại máy móc có thể được kiểm soát và xử lý tức thời nếu thông tin được thu thập và phân tích trong vài giây, từ đó xác định các lỗi tiềm ẩn do ảnh hưởng của sự mài mòn ở một số bộ phận cụ thể. Bằng cách giám sát trong thời gian thực, các nhà khai thác cũng giảm được nhiều chi phí phát sinh trong việc bảo trì.

Thế hệ kết nối thứ 5 nâng cấp khả năng kiểm tra thông minh của các mỏ. Thông qua robot kiểm tra kết nối 5G hoặc máy bay không người lái, dữ liệu kiểm tra, video và tín hiệu âm thanh được truyền đến trung tâm chỉ huy giám sát. Các thiết bị này còn có thể được dùng để kiểm tra những khu vực chưa được xác định là an toàn với con người. Theo Softtek, ứng dụng này giúp giảm 7% thời gian không hoạt động tại các mỏ và 51% chi phí cho nhà khai thác.

Huawei điều khiển xe khai thác khoáng sản từ xa tại sự kiện triển lãm MWC 2019.

Ở những môi trường buộc phải có nhân lực hoạt động như dưới lòng đất, 5G giúp cải thiện hệ thống thông gió. Các hệ thống thông minh tự động có những lợi ích như chất lượng không khí tốt hơn cho người lao động và cũng giảm chi phí thông gió đáng kể.

Không chỉ cải thiện môi trường làm việc, 5G còn đảm bảo an toàn cho người lao động trong trường hợp khẩn cấp, chẳng hạn như liên hệ với bác sĩ và công nhân qua vệ tinh, nhận tư vấn và các thủ tục từ xa thông qua bất kỳ thiết bị nào được kết nối mạng.

Ngoài ra, 5G còn tăng hiệu suất các ứng dụng trí tuệ nhân tạo, thực tế tăng cường và phân tích nâng cao trong quy trình sản xuất. Chìa khóa cho sự chuyển đổi thông minh của các mỏ nằm ở việc thu thập dữ liệu. Với sự trợ giúp của IoT kết hợp với mạng 5G, nhiều loại thông tin như thủy văn, khí đốt được thu thập, giảm bớt khó khăn trong quá trình xây dựng và bảo trì đường truyền.

Kết nối không dây tin cậy - chìa khóa thành công

Huawei là công ty đi đầu trong ứng dụng công nghệ kết nối mới vào khai khoáng khi giúp hơn 200 mỏ than lắp đặt khoảng 3.000 thiết bị 5G. Đây cũng là đơn vị triển khai 5G thương mại từ khá sớm.

Tại sự kiện Triển lãm di động toàn cầu (Mobile World Congress - MWC) do Hiệp hội Hệ thống Thông tin Di động Toàn cầu (Global System for Mobile Communications - GSMA) tổ chức tại Thượng Hải năm 2019, Huawei giới thiệu khả năng vận hành hệ thống xe khai thác từ xa; đồng thời trình diễn điều khiển các xe trong mỏ than ngay tại sự kiện cách xa hàng nghìn km.

Các thiết bị 5G Huawei lần lượt có mặt tại nhiều nơi. Khai thác khoáng sản bằng xe tích hợp công nghệ 5G đã được thực hiện từ khá sớm tại mỏ than thành phố Lạc Dương, Trung Quốc. Đến tháng 5/2020, 5G chính thức được nhà sản xuất than cứng lớn nhất Trung Quốc Yangquan Industry áp dụng ở tỉnh Sơn Tây.

Đáng chú ý là sự kết hợp của Huawei và China Mobile Shanxi nhằm xây dựng hệ thống khai thác khoáng sản bằng 5G cho Tập đoàn Jinneng Holding Group. Các trạm gốc được lắp đặt tại mỏ Tongxin của Jinneng có khả năng chống ẩm, chống bụi và chống cháy nổ, đảm bảo phủ sóng đầy đủ các khu vực dưới lòng đất, băng thông cao cần thiết cho các mặt khai thác được cơ giới hóa hoàn toàn.

Các mỏ khác có sự hỗ trợ của Huawei như Xinyuan Trung Quốc, Boliden Aitik Thụy Điển đều có trạm gốc 5G được xây dựng bên trong và giữ công suất phát dưới 6 W để ngăn ngừa cháy nổ.

Văn phòng tại mỏ Xigou, thành phố Jiayuguan của Tập đoàn Jiuquan khi hợp tác với Huawei.

Tựu trung, bất kể công nghệ mà các công ty khai thác lên kế hoạch triển khai, chìa khóa thành công cuối cùng là kết nối không dây đáng tin cậy. Mạng di động 5G đóng vai trò quan trọng trong quá trình số hóa khai thác đó, khi cung cấp kết nối tốc độ cao, độ trễ thấp trong môi trường mật độ thiết bị ngày càng dày đặc, cùng nhu cầu quản lý lượng dữ liệu ngày càng tăng.

"Bản thân các mạng là nền tảng của mọi thứ, nhưng tương lai phát triển 5G sẽ phụ thuộc nhiều vào dịch vụ. Đổi mới sáng tạo dịch vụ với 5G sẽ giúp chúng ta thúc đẩy hiệu suất mạng lên cấp độ kế tiếp và giúp nhà khai thác viễn thông thu được lợi nhuận cao hơn từ khoản đầu tư 5G của họ”, ông Ken Hu - Chủ tịch Luân phiên của Huawei - đúc kết.

Dù 5G dự tính đem đến những những lợi ích lớn cho các doanh nghiệp trong ngành khai thác khoáng sản, sự phát triển của lĩnh vực kết nối cũng như sự chưa dừng lại ở công nghệ này. Hiện nay, doanh nghiệp thuộc nhóm dẫn đầu về viễn thông như Huawei đã cùng các chuyên gia và đối tác trong ngành tìm hiểu giải pháp mới để nâng cao hiệu quả kết nối.

Cụ thể, Huawei đã hợp tác cùng với Thái Lan trong việc xây dựng Trung tâm Đổi mới Hệ sinh thái 5G, quy tụ hơn 100 đối tác trong ngành để cùng nghiên cứu và triển khai các ứng dụng của công nghệ này.

Tại "Hội nghị thượng đỉnh các nhà phân tích toàn cầu Huawei 2022", hãng đã công bố tầm nhìn mới về 5.5G, sự phát triển tiếp theo của 5G trong tương lai. Theo ông Ken Hu, 5.5G sẽ nâng cao trải nghiệm mạnh gấp mười lần trong trải nghiệm so với 5G.

Với độ trễ thấp và độ tin cậy cao, phạm vi phủ sóng rộng khắp hơn, sự xuất hiện của 5.5G trong tương lai dự đoán đem đến cho ngành khai thác khoáng sản những tiến bộ sâu hơn trong việc quản lý và vận hành hoạt động, chẳng hạn như khai thác sâu hơn vào các hầm mỏ phức tạp và xa hơn tại các khu vực khó tiếp cận.