Tiina Heiniö: Kestävien ratkaisujen ja uusien teknologioiden kehittäminen on velvollisuutemme ja kaikkien etu

Sandvik Mining and Rock Solutions on sitoutunut edistämään kestävän kaivostoiminnan tuottavuutta, turvallisuutta ja tehokkuutta uusilla, innovatiivisilla ratkaisuilla. Tekniikan tohtori Jani Vilenius vastaa tutkimus- ja teknologiajohtajana liiketoiminta-alueen teknologiavisiosta ja -strategiasta. Tulevaisuuden kaivosteknologioiden kehittäminen vaatii vuosien tutkimustyötä. Tällä hetkellä tutkimuksessa keskitytään sähköistymisen ja digitalisaation edistämiseen sekä kaivosautomaation tehostamiseen tekoälyn, koneoppimisen ja signaalinkäsittelyn alueilla.

Kaivosalalla on käynnissä teknologiamurros, jota ohjaavat sähköistyminen, digitalisaatio ja automaatio. ”Kaivoksissa uusien teknologioiden käyttöönotto nähdään usein hyvinä mahdollisuuksina. Se on luonnollinen kehityskulku ja mahdollistaa toiminnalle korkeamman tuottavuuden, tehokkuuden ja vastuullisuuden. Työntekijöille tarjoutuu turvallisempi ja ergonomisempi työympäristö, kun automatisoituja maanalaisia toimintoja valvotaan maan päällä sijaitsevasta ohjauskeskuksesta. Teknologinen kehitys ratkaisee monia perinteisten menetelmien haasteita,” Jani Vilenius kuvailee.

Kaivosteollisuus on ala, jolla automaatiota on ollut käytössä jo vuosikymmenien ajan. Sandvikin toimittama ensimmäinen automaatiojärjestelmä otettiin käyttöön vuonna 2004 Codelco-yhtiön kaivoksessa Chilessä. Tämän jälkeen Sandvikin automaatiojärjestelmiä ja autonomisia, itsenäisesti kaivoksessa liikkuvia laitteita on toimitettu jo satoihin kaivoksiin ympäri maailmaa. Niiden luotettavuudesta ja turvallisuudesta kertoo se, että niillä on ajettu yli 20 miljoonaa tuntia ilman onnettomuuksia.

Sandvikin digitaalinen tarjonta maanalaisten kaivostoimintojen kehittämiseen kattaa mm. analytiikan, tuotannonohjauksen, törmäykseneston ja prosessien optimointijärjestelmän. Showroomissa Tampereella voi tutustua ratkaisujen kattaviin toiminnallisuuksiin.

Autonomiset ratkaisut voivat olla tehokkaita myös jatkuvasti muuttuvissa ympäristöissä. Sandvikin AutoMine® Concept -porauslaite on tulevaisuuden autonomisen kaivostoiminnan suunnannäyttäjä.

Vaikuttavia ratkaisuja kestävään kaivostoimintaan

Sandvik näkee, että kestävä kehitys ja tuottavuus kulkevat käsi kädessä, ja toiminnan tulee ottaa huomioon niin yhteiskunnan, ympäristön kuin taloudenkin tarpeet. Uudet teknologiaratkaisut mahdollistavat vastuullisen maanalaisen kaivostoiminnan ja edistävät koko arvoketjun kestävyyttä. Vileniuksen teknologiatiimi on kiinnostunut luomaan vaikuttavia ratkaisuja nykypäivän kestävän kehityksen kaivostoimintaan. Tehtävä ei ole yksinkertainen, koska datan kerääminen, tavoitteiden asettaminen ja hyödyllisyyden arviointi ovat monimutkaisia kokonaisuuksia, ja kaivosympäristö, jossa menetelmiä on tarkoitus käyttää, on usein vielä monimutkaisempi.

”Miten saadaan esimerkiksi toiminnanohjaus keskustelemaan kaivoksen tuotannonohjauksen ja kaivoksessa olevien laitteiden kanssa ja minkälaisen verkon välityksellä?

Ilman toimintavarmaa verkkoa automatisoidusta kaivostoiminnasta ei saa tehokasta ja turvallista. Uusien digitaalisten kaivosteknologioiden kehittämistä varten otimme maailman ensimmäisenä maanalaisena toimintaympäristönä Tampereen testikaivoksessamme käyttöön 5G-verkon viipalointiin ja reunalaskentaan perustuvan virtuaalisen yksityisverkon, joka mahdollistaa huippunopeat ja luotettavat datayhteydet. Erilaisia digitaalisia ratkaisuja kuten tekoälyä voidaan käyttää tukemaan päätöksentekoa kaivostoiminnassa ja esimerkiksi optimoimaan resurssien käyttöä. Kun yhdistetään älykäs datankäsittely, ennakointi, tuottavuus, tehokkuus, kestävän kehityksen ymmärtäminen, vaikuttavien tavoitteiden määrittäminen ja kaikkien sidosryhmien mukaan ottaminen alusta alkaen, on meillä käsissämme avaimet, joiden avulla voimme toteuttaa digitalisaation, automaation ja sähköistymisen tuomat valtavat mahdollisuudet kaivostoiminnassa. Tämä ei silti poista sitä, että meidän pitää ymmärtää kaivoksen perusprosessit ja kaivostoiminnan periaatteet, jotta oikeita teknologioita voidaan kehittää hyödyntämään jo olemassa olevia käytänteitä”.

Kaivosteollisuuden sähköistyminen ja digitalisaatio tuovat mukanaan myös kriittisiä kysymyksiä datankäsittelyn, teknologian ja automaation perusteista ja niiden eriarvoisuudesta sekä turvallisista käytännöistä. Pystyvätkö esimerkiksi kaikki kaivokset tarvittavaan digi- ja sähköistymisloikkaan? Miten yritykset toimivat teknologia-aikakaudella ja millaisia riskejä dataan ja tekoälyyn liittyy? Miten varmistetaan oppiminen ja muutokset ajattelu- ja toimintatapoihin?

”On tärkeää, että teknologiaa ei kehitetä vain teknologiayritykset etulinjassa. Uusien teknologisten, digitaalisten ja sähköistymisratkaisujen kehittäminen ja kaupallistaminen vaativat vuosien tieteellistä tutkimusta ja uusien arvoketjujen kehitystä yhdessä monien yhteistyötahojen kanssa. Olemme tehneet merkittävää yhteistyötä yliopistojen ja eri tutkimuslaitosten kanssa jo vuosikymmenien ajan. Lisäksi tarvitaan asiakkaita ja heidän laitteidensa operaattoreita vaikuttamaan siihen, millaista teknologiaa kehitetään ja miten sitä käytetään niin, että innovaatiot vastaavat kaivosalan tarpeisiin”.

Jani Vilenius johtaa Sandvikilla uusien kaivosteknologioiden tutkimus- ja teknologiakehitystyötä.

Vuonna 2021 aloitettu Shi ’25-tutki- musohjelma, jossa kehitetään uusia, innovatiivisia ratkaisuja kaivosteollisuudelle, on Business Finlandin veturihanke, jossa Sandvik toimii tutkimus- ja teknologiayhteistyössä muiden toimijoiden kanssa globaalisti skaalautuvien kaivosteknologioiden kehittämiseksi. Nykyisten yhteistyötahojen joukossa ovat muun muassa Nokia, Tampereen yliopisto, VTT ja SIX. Tutkimusohjelman yhteydessä Sandvik kertoi viime vuonna 50 miljoonan euron investoinnista uusien teknologioiden kehittämiseen.

Tulevaisuuden kaivos sähköistyy ja automatisoituu lisää

Sandvik on jo esitellyt visionsa tulevaisuuden kaivoskoneesta. Se on täysin autonominen, akkukäyttöinen ja oppiva laite, joka hyödyntää tekoälyä ja pystyy kartoittamaan ympäristönsä kolmiulotteisena ja reagoimaan siihen reaaliajassa. Laite voi mukauttaa ja suunnitella reittejään sekä löytää parhaimman kulkutien jopa jatkuvasti muuttuvissa ympäristöissä. Seuraavan sukupolven kaivosteknologian käyttöönotto tulee avaamaan monia uusia mahdollisuuksia.

AutoMine® Concept -porauslaite on tulevaisuuden autonomisen kaivostoiminnan suunnannäyttäjä. Ohjaamoton, akkukäyttöinen porauslaite pystyy suunnittelemaan ja toteuttamaan koko poraussyklin: ajamaan kaivosperään, paikoittumaan porausta varten, poraamaan suunnitellut reiät ja palaamaan latauspisteeseen seuraavaa sykliä varten.

”Jatkamme kaivosautomaation rajojen laajentamista ja näytämme, mikä voi olla todellisuutta jo lähitulevaisuudessa. Pystymme tarjoamaan yhä parempia ratkaisuja kaivostoiminnan haasteisiin, joita ei ole pystytty ratkaisemaan aiemmin, sillä sähköistyminen, koneoppiminen ja tekoäly kehittyvät koko ajan. Tehtäväpohjainen tekoäly on kehittynyt jo melko hyväksi esimerkiksi kuvien, puheen, tekstin tai esteiden tunnistuksessa. Sähköisten laitteiden käyttöönotto kaivoksissa on nopeutunut. Niiden käyttö vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä, lisää tuottavuutta ja alentaa kaivoksen ilmastointikustannuksia merkittävästi. Vuonna 2022 akkulaitteiden tilausten määrä kasvoi Sandvikilla huomattavasti. Pystymme jo nyt tarjoamaan kaikkiin maanalaisiin sovellusalueisiin akkukäyttöisiä laitteita eri kokoluokissa ja vuoteen 2030 mennessä tarjonta täydentyy entisestään kaikkeen maanalaiseen kovan kiven toimintaan”, päättää Jani Vilenius.

TEKSTI: TIINA HEINIÖ