Planificación de Producción Colaborativa Basada en un Sistema de Minería No Tripulado Inteligente para Minas a Cielo Abierto en la Era de la Industria 4.0
Autores: Liu, Kui; Mei, Bin; Li, Qing; Sun, Shuai; Zhang, Qingping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Planificación de Producción Colaborativa Basada en un Sistema de Minería No Tripulado Inteligente para Minas a Cielo Abierto en la Era de la Industria 4.0
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Minería a cielo abierto
Extracción de materias primas industriales
Preocupaciones de seguridad
Operaciones mineras no tripuladas
Sistemas de minería no tripulados inteligentes
Optimización multiobjetivo.
Licencia
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Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
La minería a cielo abierto es un pilar de la extracción de materias primas industriales, sin embargo, está plagada de preocupaciones de seguridad debido a las duras condiciones operativas. La llegada de la Industria 4.0 ha introducido tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial, el Internet de las Cosas y sistemas autónomos, preparando el terreno para un cambio de paradigma hacia operaciones mineras no tripuladas. Con este estudio, abordamos la urgente necesidad de una producción segura y eficiente basada en sistemas mineros inteligentes y no tripulados en minas a cielo abierto. Se desarrolló un modelo de planificación de producción colaborativa para un sistema inteligente no tripulado que comprende múltiples excavadoras y camiones mineros. El modelo está formulado para optimizar múltiples objetivos, como la producción total, el tiempo de inactividad del equipo y el costo de transporte. Se empleó un enfoque de optimización multiobjetivo basado en el algoritmo genético para resolver el modelo, asegurando un equilibrio entre objetivos en conflicto e identificando las mejores soluciones posibles. Los experimentos computacionales revelaron que el método de planificación de producción colaborativa reduce significativamente el tiempo de inactividad del equipo y mejora la producción. Además, con el método propuesto, al optimizar la configuración para incluir 6 excavadoras no tripuladas, 50 camiones mineros no tripulados y 4 puntos de descarga, se logró una reducción del 92% en el tiempo de inactividad de las excavadoras y un aumento del 44% en la producción total. Estos resultados muestran el potencial del modelo para transformar las operaciones de minería a cielo abierto mediante el uso de una planificación inteligente.
Descripción
La minería a cielo abierto es un pilar de la extracción de materias primas industriales, sin embargo, está plagada de preocupaciones de seguridad debido a las duras condiciones operativas. La llegada de la Industria 4.0 ha introducido tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial, el Internet de las Cosas y sistemas autónomos, preparando el terreno para un cambio de paradigma hacia operaciones mineras no tripuladas. Con este estudio, abordamos la urgente necesidad de una producción segura y eficiente basada en sistemas mineros inteligentes y no tripulados en minas a cielo abierto. Se desarrolló un modelo de planificación de producción colaborativa para un sistema inteligente no tripulado que comprende múltiples excavadoras y camiones mineros. El modelo está formulado para optimizar múltiples objetivos, como la producción total, el tiempo de inactividad del equipo y el costo de transporte. Se empleó un enfoque de optimización multiobjetivo basado en el algoritmo genético para resolver el modelo, asegurando un equilibrio entre objetivos en conflicto e identificando las mejores soluciones posibles. Los experimentos computacionales revelaron que el método de planificación de producción colaborativa reduce significativamente el tiempo de inactividad del equipo y mejora la producción. Además, con el método propuesto, al optimizar la configuración para incluir 6 excavadoras no tripuladas, 50 camiones mineros no tripulados y 4 puntos de descarga, se logró una reducción del 92% en el tiempo de inactividad de las excavadoras y un aumento del 44% en la producción total. Estos resultados muestran el potencial del modelo para transformar las operaciones de minería a cielo abierto mediante el uso de una planificación inteligente.