A Bányászat 4.0 koncepciójának, ahogy az Ipar 4.0-nak is esszenciális pillére az automatizáció, a virtuális- és a kibővített valóság, az Internet of Things (IoT) technológiák, felhő-alapú számítás, big data, fejlesztett analitika és a mesterséges intelligencia (AI). Az ipari szektor elsődleges motivációja az automatizálásban a gyártási folyamatok hatékonyságának fokozása volt, míg a bányászatban a döntés-előkészítés, a biztonság és a konzisztensebb munkavégzés.
A három legnagyobb kihívás a következő:
1. az ércek természetének, belső struktúrájának jobb megértése a precíziósabb operáció végett;
2. a helyhez kötöttségből fakadóan az erőforrások (gépek, szakemberek) optimalizált időzítése és kihelyezése;
3. részben az első pontból fakadóan, eszközproduktivitás maximalizálása az esetleges hibák előre történő prognosztizálásával, amivel a második cél támogatható.
A legnagyobb hatása a bányászati folyamatra vélhetően az első pontnak lesz. Tudományos szempontból, az ércek analízise és viselkedésük az, amikhez minden mást hozzá kell igazítani, mert azok nem befolyásolható paraméterek. Az ilyen tudás támogatja a precizitást, így csökkentve a hígulás esélyét és az erőforrás-pazarlásét a kitermelés és szállítás alatt. Tehát a végeredmény több érc és kevesebb költség lesz: kisebb lesz az energia- és vízszükséglete az aprítási procedúrának is.
A hígulás, ami függ az érc minőségétől és a kitermelési módszertől, befolyásolja, hogy milyen anyag kerül végül a gyárba. Az 5-15%-os hígulás egyáltalán nem ritka, ennek a csökkentése szignifikánsan növeli a profitabilitást, mert a hígulás úgy értelmezhető, mintha szemét kerülne a tiszta anyagba, aminek így feleslegesen nő a volumene, súlya, stb., illetve a vevő szemszögéből csökken a termék minősége.
Egy perthi kutatócsoport „State of Play” című 2019-es felmérése szerint, a bányászati cégek vezetőinek 73%-a szerint az automatizáció és a robotika lesznek a legnagyobb hatással az iparra az elkövetkező 15 évben, amiket a mesterséges intelligencia, szenzorok és big data hatásai követnek. Az automatizáció pozitívumai túlmutatnak a humán erőforráson való spóroláson és a veszélyes műveletek menedzsmentjén: jelentősen növekszik a produktivitás sokkal kevesebb erőforrás felhasználása mellett. Az alábbi táblázat foglalja össze az automatizáció előnyeit, kiemelve a jobb tőkehasznosulást, műveleti hatékonyságot, biztonságosabb környezetet, kisebb víz- és energiafelhasználást és amortizációt.
Nagyobb műveleti hatékonyság:
Az automatizáció csökkentheti a forgóeszköz- és munkaerő-szükségletet, miközben növeli a kibocsátást. Pl. automatizált kamion feltöltés, -kiürítés, és -szállítás kijelölt útvonalon (zárt és „kiszámítható” térben, nem közúton elsősorban), ami gyorsabb és nincs szükség sofőrre sem.
Nagyobb tőke-kihasználtság:
Az eszközhatékonyság emelésével csökkenhet a felszerelésre, műveleti területre és gépekre fordítandó tőke. Pl. automatizált kamionok optimális sebességgel való közlekedése, kevesebb fékezéssel, fogyasztással és amortizációval.
Erőforrásokhoz való hozzáférés:
Az automatizációval csökken az összköltség/fedezeti pont, így a korábban nem gazdaságos projektek rentábilissá válnak. Ez hozzáférést jelent az eddig kitermelhetetlen föld alatti készletekhez is, sőt a felderítő-képesség, és -kapacitás növelése eddig azonosítatlan tartalékokat is felfedhet. Pl. érctestek detektálása légi geofizikai módszerekkel és feltérképezése drónokkal vagy távvezérlésű fúrókkal.
Rendszer-integráció:
A digitális technológiákkal integrálhatók az automatizált telepek, eszközök, különösen a terepen zajló műveletek esetében (greenfield sites) fontos ez. A hatékonyság és a produktivitás átfogóan növekszik, ha a fúrok, kamionok stb. automatikusan összehangolják a működésüket.
Társadalom és környezet:
Automatizált technológiák kisebb hibaaránnyal dolgoznak, ami jelentősen javítja a munkahelyi biztonságot és csökkentik a víz-, energia- és anyagszükségletet.
Eszközök, gyártás, amortizáció:
A különböző automatizált technológiák iránti kereslet növekedése motiválja az ilyen rendszerekbe történő beruházásokat és fejlesztéseket. Hosszú-távon a kínálat és a választék növekedése pedig olcsóbbá és egyszerűbbé teszi azok elérhetőségét és természetszerűen elősegíti a standardizálás és integrálás folyamatait is.