EA.NRW

Dr.-Ing. Elisabeth Clausen ist seit März 2018 Universitätsprofessorin für das Fach Advanced Mining Technologies und Leiterin des gleichnamigen Lehrstuhls an der Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik der RWTH Aachen University. Gemeinsam mit ihrem Team forscht sie an der Entwicklung von robusten, vernetzten und autonomen Maschinen und Prozessen für den Einsatz unter den rauen und anspruchsvollen Bedingungen einer nachhaltigen Rohstoffgewinnung. Ganz im Sinne von „Bergbau 4.0“ stehen die Nutzbarmachung von Informationen zur Prozess-, Umfeld- und Maschinenüberwachung mittels Sensortechnik und modernen Verfahren der Maschinen- und Prozessdatenanalyse aktuell im Fokus ihrer Arbeit.

Was bedeutet Smart Mining eigentlich?

Im Allgemeinen stehen die „intelligenten Bergwerke der Zukunft“, die sogenannten Low-Impact oder auch Smart Mines, für die langfristige Vision eines digital vernetzten, autonomen Bergwerks. Das Bergwerk der Zukunft ist dabei allerdings nicht nur digital vernetzt, sondern flexibel und selektiv, vorausschauend und dynamisch anpassungsfähig sowie robust und zuverlässig. Bei Smart Mining handelt es sich dabei letztlich um die intelligente Vernetzung und Integration von Bergbaumaschinen (physischen Komponenten) mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien (Cyber-Systemen) zu sogenannten Cyber-Physikalischen Systemen, wobei der Austausch und Transfer von Daten und Informationen über eine Plattform, das IIOT (Industrial Internet of Things), erfolgt.

Wie trägt Smart Mining dazu bei, die Rohstoffgewinnung nachhaltiger und umweltbewusster zu gestalten?

Mineralische Rohstoffe sind eine unverzichtbare Grundlage für eine nachhaltige industrielle Wertschöpfung, technologischen Fortschritt und damit einhergehend gesellschaftlichen Wohlstand und Wachstum. Dabei steht die Rohstoffgewinnung aktuell im Spannungsfeld zwischen einem exponentiell steigenden weltweiten Rohstoffbedarf bei gleichzeitig höheren Anforderungen an die Qualität der Rohstoffe und zunehmend anspruchsvoller werdender Rahmenbedingungen, sodass eine sichere Rohstoffversorgung daher nicht zu Unrecht als eine der großen gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit gilt. Dabei rückt der Begriff der Nachhaltigkeit und damit verbunden das Bestreben einen möglichst umweltschonenden, sozial akzeptierten und verantwortungsvollen sowie wirtschaftlich machbaren Bergbau zu realisieren zunehmend in den Fokus. Genau hier setzt Smart Mining an, indem die dazu zählenden technologischen Innovationen das Kernelement für eine zukünftige nachhaltige Entwicklung bilden.

Die Weiterentwicklung von Technologien mit der Vision eines digital vernetzten autonomen Bergwerks wird dazu beitragen, einen sicheren, umweltschonenden und wirtschaftlich machbaren Bergbau realisieren und auch heute technisch/ wirtschaftlich noch nicht gewinnbare Lagerstätten zukünftig nutzbar machen zu können. Schätzungen gehen davon aus, dass sich mithilfe der Digitalisierung rund 373 Mrd. US-Dollar bis zum Jahre 2025 durch eine Steigerung der Produktivität und Sicherheit sowie Minimierung von Abraum einsparen lassen.

Auf dem Weg zum digital vernetzten, autonomen Bergwerk steht die Industrie vor einer Vielzahl von technischen Herausforderungen, beispielsweise die Entwicklung robuster, bergbautauglicher Sensortechnik, die Nutzung moderner Verfahren der Datenverarbeitung und –visualisierung, die Steuerung und Regelung von Maschinen und Anlagen, u.a. über geeignete Mensch-Maschine- oder Maschine-Maschine-Schnittstellen, oder die Kommunikationstechnik. Dabei werden für die Datenverarbeitung Verfahren der künstlichen Intelligenz gleichermaßen zum Einsatz kommen wie Verfahren der virtuellen (VR) oder erweiterten (AR) Realität für eine Visualisierung und Training. Die Bergbautechnik aus NRW ist weltweit gefragt und steht für hohe Qualität, Ressourceneffizienz und Automatisierungsgrade. Die Zulieferindustrie zeichnet sich durch eine hohe Innovationsfähigkeit aus und schaffte es stets, sich den jeweiligen Gegebenheiten und Anforderungen, bspw. in Folge des Strukturwandels im Ruhrgebiet, mithilfe der Entwicklung technischer Innovationen und weltweiter Technologieführerschaft, u.a. im Bereich der Automatisierung, anzupassen.

Welche Herausforderungen bringt Digitalisierung im Mining Bereich mit sich und welche Chancen ergeben sich volkswirtschaftlich für uns?

Nur durch die konsequente Weiterentwicklung von Technologien und deren Verbindung mit innovativen Geschäftsmodellen zu neuen Produkten, Prozessen oder Dienstleistungen können langfristig Rohstoffpotentiale durch die Digitalisierung und Automatisierung von Bergbaumaschinen und -prozessen nutzbar gemacht werden. Die Möglichkeiten, die sich aus der Digitalisierung ergeben, sind vielfältig und können einzigartige Chancen eröffnen. Allerdings muss dieser Prozess aktiv gestaltet und eine Vielzahl von Herausforderungen überwunden werden, die für den Bergbau aufgrund seiner rauen Umgebungsbedingungen einzigartig sind. Technische Innovationen allein sind allerdings keine Garantie für den Unternehmenserfolg, sondern nur, wenn Digitalisierung in eine Gesamtvision eingebettet wird und gleichermaßen Lösungsansätze für eine Social License to Operate, eine Veränderung der Arbeit und Verbesserung der öffentlichen Wahrnehmung gegenüber dem Bergbau erarbeitet und Innovationsbarrieren überwunden werden. Dies erfordert auch die Offenheit gegenüber neuartigen Formen der Zusammenarbeit in interdisziplinären Innovationsnetzwerken.

Welche Perspektiven haben junge Menschen in der Mining Branche / Wie würden Sie junge Menschen zu einem Studium im Bereich Mining motivieren?

Einhergehend mit den technischen Entwicklungen wird sich auch der klassische Arbeitsplatz im Bergbau verändern. Die Fähigkeiten und Qualifikationen der Mitarbeiter werden dabei zum Schlüssel zum Erfolg einer hochinnovativen Industrie. Die Frage stellt sich hier vielmehr nach zukunftsorientierten Aus- und Weiterbildungsansätzen, um bestmöglich auf die zukünftigen neuartigen Arbeitsplätze und Technologien vorzubereiten. Der Bergbau ist vielfältig, spannend und modern und wird auch eine zukunftssichere Branche bleiben mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Tätigkeiten und Berufsmöglichkeiten und er wird und noch lange ein großes Potential für Forschung, Entwicklung und Innovation aufweisen.