يمكن لفرز النفايات وإعادة تدويرها أن يخلق قيمة استخدام كبيرة! كيف يضمن ميزان متعدد الرؤوس ذكي الاستفادة من النفايات؟

المؤلف: سمارتوي ميزان متعدد الرؤوس

حفل تعاون اتحاد محترفي تكنولوجيا التصنيع الذكي لخريجي جامعة تسينغهوا: الفرز الذكي - نحو عالم أكثر تنظيمًا. ما هو الفرز؟ في الواقع، تتم عملية الفرز لا شعوريًا كل يوم لهدف محدد. على سبيل المثال، عند شراء صندوق من شتلات الفراولة، ستنظر لترى إن كانت هناك شتلات تالفة. إذا فكرت في أيها تالف، فستتمكن على الأرجح من قطفه. بمجرد التأكد من تلفه، ستكون الخطوة التالية هي التقاطه ورميه في سلة المهملات. عندما يصبح الصندوق بأكمله سليمًا، ننتقل إلى عملية التنظيف. هذه الخطوة برمتها هي عملية فرز كلاسيكية، أي عملية تصنيف منظمة. يهدف التصنيف إلى إيجاد حلول أفضل، مثل التخلص من التالف وتناول الجيد، لذا في هذه الحالة، تكمن القيمة المضافة التي يوفرها لنا الفرز في تحسين المذاق.

ثلاثة استخدامات رئيسية لميزان متعدد الرؤوس ذكي: مع تزايد متطلبات الفرز في مختلف المجالات، تظهر الآلات والمعدات استجابةً لذلك. في هذه المرحلة، تنقسم الأغراض الرئيسية للفرز في العالم إلى ثلاث فئات. وقد ذكرنا للتو فئة الأغذية الزراعية والصناعية. في هذه الفئة، يُستخدم الفرز لتصنيف السلع. ومع تحسن جودة حياتنا اليومية، وتزايد استهلاكنا للأغذية ليس فقط لتحسين صحتنا، ورغبة الكثيرين في دفع ثمن الجودة العالية، فإن الأغذية المصنفة حسب الفئات والمُفرزة تُحقق قيمة استخدامية أعلى.

الفئة الثانية هي صناعة إعادة تدوير نفايات حماية البيئة. المواد المُفرزة هي ما نسميه عادةً ببساطة. هناك مصطلح يُسمى استغلال النفايات. بعد فرز النفايات وتصنيفها، تظهر قيمتها القابلة لإعادة التدوير. في الواقع، تُعد متطلبات الفرز لإعادة تدوير نفايات حماية البيئة هي الأكثر وضوحًا في العالم، كما أن إجمالي مبيعات الآلات والمعدات ذات الصلة هو الأكبر، ولكن في الصين، يُعد استخدام موازين متعددة الرؤوس هو الأخير، لماذا؟ هل لا توجد متطلبات لفرز وإعادة تدوير القمامة في بلدي؟ في الحقيقة، ليس الأمر كذلك. هل سمعتَ عن مجال يُسمى "جامعي النفايات"؟

يوجد في بلادنا ما يقارب 6 ملايين عامل في مجال جمع النفايات، ويتجاوز هذا العدد في بكين 150 ألفًا. في الواقع، من خلال هذه الدراسة، نرى القيمة الكبيرة التي يمكن أن يخلقها قطاع إعادة تدوير النفايات البيئية. بل إن الكثيرين يعتبرون هذا المجال مصدر رزق أساسيًا لإعالة أسرهم، وهو ما ينطوي بطبيعة الحال على بعض القيود الزمنية. مع تطور التكنولوجيا وتغيرات العصر، ومع ازدياد صرامة قوانين العمل، سيُستبعد هذا المجال في نهاية المطاف. في الوقت الراهن، ستزداد متطلبات الجميع من الآلات والمعدات، ولذلك لكلٍّ أسبابه. أعتقد أن متطلبات الآلات والمعدات في هذا المجال تمر بمرحلة دراسة، وستدخل مرحلة نمو متسارع. أما الفئة الثالثة فهي قطاع الإنتاج الصناعي الذي يتطلب عددًا كبيرًا من موازين متعددة الرؤوس. هناك عدة مراحل رئيسية في تطبيق الفرز في الإنتاج الصناعي. أولها فحص المنتجات النهائية، فمهما كان تصميم خط الإنتاج متقنًا، يبقى احتمال وجود منتجات غير مطابقة للمواصفات واردًا. لذلك، قبل المعدات أو المنتجات الأصلية، يجب فحص المنتجات المتبقية بواسطة تقنية آلية، والمنتجات عالية الجودة فقط هي المنتجات الأصلية.

مرحلة أخرى هي التطور في طليعة الإنتاج الصناعي. تتطلب مصانع المعالجة كميات كبيرة من المواد الخام يوميًا. يتيح الفرز دخول مواد خام مؤهلة ومعقولة، تُعزز الإنتاجية، إلى عملية الإنتاج. يندرج تطبيق الفرز في صناعة الفحم، الذي سنناقشه، ضمن فرز المواد الخام للإنتاج الصناعي. قبل الخوض في التفاصيل، دعونا نلقي نظرة على مجموعة من البيانات، حيث يُقال أحيانًا إن سوق المبيعات مؤشر جيد جدًا على مدى الحاجة الفعلية إلى طلب أو آلة. يتضح أنه خلال السنوات العشر الماضية، شهدت المبيعات الإجمالية لموازين متعددة الرؤوس نموًا مطردًا بمعدل نمو سنوي يقارب 10% على مستوى العالم. يمكن القول إن هذا هو معدل النمو السنوي النهائي.

في بلدي، تمثل مبيعات موازين متعددة الرؤوس 8% من إجمالي الإنتاج العالمي سنويًا. ومن المعروف منذ زمن طويل أن هذه الموازين تُستخدم على نطاق واسع في ثلاثة قطاعات رئيسية هي الزراعة، وتربية الحيوانات، والإنتاج الصناعي، وحماية البيئة وإعادة تدوير النفايات. إلا أن نسبة 8% لا تتوافق مع الواقع. ويعود هذا التباين إلى عاملين: أولهما استخدام الآلات والمعدات، وثانيهما تطويرها. وبشكل عام، يُعدّ مستوى ذكاء ودقة أي آلة أو جهاز مؤشرًا على مدى تطوره. دعونا نلقي نظرة سريعة على موازين متعددة الرؤوس من فئة الدقة العالية غير الذكية. تشمل هذه الفئة آلات ومعدات مثل فواصل الهواء، وفواصل المياه، وفواصل المغناطيس. وتكمن أهميتها في استخدام الخصائص الأساسية للآلة أو الجهاز لإتمام عملية الفرز.

من الأمور التي يجب على الجميع إدراكها أن عدم الجودة لا يعني بالضرورة صعوبة الاستخدام. إليكم قصة قصيرة عن مصنع لتصنيع الصابون. يُعاني خط الإنتاج من مشكلة متكررة، حيث لا يتم وضع الصابون في علب الصابون، مما ينتج عنه علب فارغة. استعان المصنع بفريق من عشرة مهندسين متخصصين في التصميم، قاموا بإجراء سلسلة من الدراسات ووضع خطط التصميم، وأنتجوا مجموعة متكاملة من أدوات الاختبار، مزودة بأذرع روبوتية متطورة للزحف. بمجرد التأكد من خلو العلبة الصغيرة من الصابون، يتم التقاطها والتخلص منها. مع ذلك، ولأسباب مختلفة، لم يكن الأداء الفعلي مُرضيًا. بعد ذلك، لم يستطع عمال خط الإنتاج تحمل تكلفة شراء مروحة قوية ونفخها في خط الإنتاج. هذه العلب الصغيرة الخالية من الصابون تُعدّ حلاً مثاليًا، فهي سهلة النفخ، بسيطة وعملية، ومنخفضة التكلفة. هذا مثال نموذجي على الاستخدام الأمثل لفواصل الهواء.

لكن تخيل أنه عند زيادة المتطلبات، لا يقتصر التنظيم على استبعاد علب الصابون الفارغة فحسب، بل ينص أيضًا على توحيد حجم الصابون الموجود في العلبة، وأن يكون محتوى هذه العلبة غير المرئية صابونًا فقط. في حال إدخال مسمار عن طريق الخطأ، لا يمكن تطبيق هذا الشرط باستخدام جهاز الفرز الهوائي، بل يجب استخدام ميزان متعدد الرؤوس عالي الدقة والذكاء لإتمام هذه المتطلبات. ما هو الفرز الذكي؟ لنعد إلى مثال غسل الفراولة، فهناك خطوة بالغة الأهمية: تمييز الدماغ البشري. سيميز دماغ كل شخص بشكل شامل ما إذا كانت شتلات الفراولة التي يراها ويقرصها تالفة، وسيوجه خطة اليد التالية بناءً على ذلك.

وبالمثل، فإن أهم خطوة للمنتجات الذكية هي تعليم الجهاز التفكير، بحيث يتمكن من التمييز بشكل شامل بين ما إذا كان هدف الفحص متوافقًا مع اللوائح أم لا. لنأخذ حقل خام الحديد كمثال، كيف يعمل ميزان خام الحديد الذكي متعدد الرؤوس؟ تنقسم جميع عمليات التعدين في بلدي إلى مناجم المعادن النادرة، وشركات التعدين ومناجمها الوسيطة، وما إلى ذلك. لنأخذ تعدين مناجم المعادن النادرة كمثال، كيف يمكن لشركات التعدين تحقيق فوائد اقتصادية؟ أولًا، يُستخرج الخام من منجم الفحم، ثم يُسحق ويُطحن عدة مرات للحصول على مواد كيميائية مسحوقة بحجم جسيمات مشابه لحجم دقيق القمح. تُستخلص المواد المعدنية القيّمة من مسحوق خام الحديد، وتُسمى هذه العملية برمتها عمومًا بالوسط الثقيل في هذا المجال. تستهلك كل هذه الخطوات الكثير من التكاليف، بما في ذلك الماء والكهرباء واستهلاك الآلات والمعدات والمركبات الكيميائية والعمالة.

قام الجميع بزيارة ما بين مئتين وثلاثمئة منجم في الصين، وبحثوا في عمليات التعدين فيها، وتوصلوا إلى بيانات تفيد بأن تكلفة استخراج طن واحد من خام المعادن الثقيلة تبلغ حوالي 150. ما هي الفوائد الاقتصادية التي يمكن أن يحققها طن واحد من خام الحديد في نهاية المطاف؟ أي، ما هي كمية المعادن القيّمة التي يمكن الحصول عليها؟ دعونا نلقي نظرة على مجموعة من البيانات والمعلومات. بلدي هو أكبر دولة في العالم من حيث احتياطي التنجستن، حيث يقع أكثر من 90% من مناجم التنجستن فيه. تبلغ نسبة التنجستن في مناجم الفضة المعروفة في أحد الحقول حوالي 0.4%. ما هو تعريف هذه النسبة؟ لقد عملتُ بلا كلل لاستخراج وطحن وفرز 100 طن من خام الحديد. وبغض النظر عن جميع الخسائر في مرحلة ما، تمكنتُ من الحصول على ما يصل إلى 400 كيلوغرام من التنجستن، وتشكل خامات الفضة 0.4% من مكونات صناعة التنجستن. هناك أيضًا العديد من المناجم التي لا تستطيع حتى الوصول إلى 400 كيلوغرام، ولا يمكن استبدال سوى 400 كيلوغرام من التنجستن بـ 99.6 طنًا من خام النفايات. لذلك، ومنذ بدء العمل في صناعة الفحم، انشغل العاملون فيها بمشكلة معقدة، ألا وهي كيفية الحصول على قيمة استخدام أكبر بطريقة أكثر فعالية. إحدى الطرق البسيطة هي أخذ 100 طن من خام التنجستن كمثال. يختلف محتوى خام الحديد المستخرج من قطعة لأخرى، فبعض خام الحديد يحتوي على نسبة منخفضة للغاية من المعادن المفيدة، أو حتى لا يحتوي على أي معادن مفيدة على الإطلاق. إذا أمكن غربلة 50 طنًا من خام الحديد ذي المحتوى العالي من الخام، فإن 380 كجم من التنجستن تتراكم في خام الحديد، لذا فإن التخلي عن الـ 50 طنًا المتبقية من المرجح أن يستهلك 20 كجم من التنجستن، ولكنه يوفر تكلفة 50 طنًا من خام الحديد، ويكمل التحكم الأمثل في القيمة الاقتصادية، أي الحصول على قيمة استخدام أكبر بأقل تكلفة.

إنّ الخطة الأكثر إلحاحًا، بطبيعة الحال، هي اختيار القوى العاملة. فرغم أن خام الحديد يشبه الحصى على جانب الطريق، ويصعب رؤية بنيته الداخلية بالعين المجردة، إلا أن بعض المناجم تتميز بخصائص سطحية معينة، لذا فإن تقنية الفرز اليدوي تُعدّ أيضًا من المهارات المطلوبة. فمنذ بداية القرن الحادي والعشرين في العديد من الدول الأوروبية وحتى هذا العام في قطاع التعدين في بلدي، لا تزال هناك شركات تعدين كثيرة تعتمد على الفرز اليدوي. وتُستخدم العديد من العاملات في مصانع معالجة الخامات اليدوية. وعندما تسعى بعض المناجم إلى تحقيق كفاءة ودقة عاليتين، بدأت مؤخرًا في تبني بعض خطط الفرز البسيطة غير الذكية، مثل فصل الماء. ويُعدّ فصل الماء من أكثر التطبيقات شيوعًا في صناعة التعدين. فالفحم النظيف المستخرج من مناجم الفحم ينقسم إلى نوعين: عالي الجودة ومنخفض الجودة، ويُطلق عليهما اسم الفحم الخام وشوائب الفحم. ولكل منهما خصائص طفو مختلفة. والحل البسيط هو غمر الفحم الخام بمواد كيميائية معينة. وفي الآلات والمعدات، يُعدّ الفحم المجفف بالهواء بعد استخراجه عادةً من الفحم الجيد الذي يُباع في السوق. وتُسمى هذه العملية برمتها بتحضير الفحم.

لكن هذه العملية برمتها تستهلك كميات هائلة من المياه وتُسبب تلوثًا بيئيًا كارثيًا. إضافةً إلى ذلك، تقع العديد من موارد الفحم في بلادي في مقاطعة شانشي، وهي مقاطعة تعاني من شحّ المياه. لذا، لا شك أن هذه خطةٌ تُستغلّ فيها الموارد دون مراعاة البيئة. وبالحديث عن ذلك، فأنتم الآن في بداية استكشاف برمجيات نظام غربلة بصري ذكي يعتمد على أجهزة استشعار.

لنفترض أن لدينا برنامجًا ذكيًا لفرز خام الحديد بدقة عالية، وما يمكن إنتاجه للتعدين. في الواقع، أشار الجميع إلى المطلب الأساسي للفرز، وهو تقليل الأعمال الروتينية والتحكم في التكاليف. من ناحية أخرى، بالنسبة لخام الصفائح غير الحديدية، تُعد مرحلة الوسط الثقيل خطوة أساسية في عملية التركيز. تُسمى المادة الكيميائية الناتجة بعد هذه المرحلة بالمخلفات، وهي عبارة عن مادة طينية مختلطة بمركبات مختلفة، تشبه في شكلها ملاط ​​الأسمنت. يُعد هذا النوع من المركبات من أكبر مسببات التلوث البيئي. بفضل الرقابة الصارمة في بلدي، وتطبيق ميزان ذكي متعدد الرؤوس، لا يُلقى إلا جزء صغير جدًا من الخام في حوض الوسط الثقيل، مما يُنتج مخلفات، وبالتالي يقلل التلوث البيئي بشكل كبير. إذن، تتمثل الفائدة الثانية في تقليل التلوث وحماية البيئة. كيف يُراعي الميزان الذكي متعدد الرؤوس متطلبات سلسلة التوريد؟ يكمن حل الميزان الذكي متعدد الرؤوس في استخدام معدات الحث المغناطيسي المطورة في الطرف الأمامي، بالإضافة إلى معدات الحكم الذكية في الطرف الأوسط، ومعدات التنفيذ في الطرف الخلفي، لإنشاء مجموعة من منظمات الفحص الذكية.

لنأخذ مثالاً على ذلك خام التنجستن الذي يزن 100 طن ويحتوي على 400 كيلوغرام. كشرط للغربلة، يُتوقع أنه كلما أمكن غربلة الصخور ذات المحتوى المنخفض جدًا من الخام، كان ذلك أفضل، ولكن يجب أن تكون العملية برمتها دقيقة. يُعد محتوى خام الحديد شرطًا أساسيًا. على سبيل المثال، هناك آلة تغربل 50 طنًا من الصخور، ولكنها تستهلك 300 كيلوغرام من التنجستن في العملية بأكملها، لذا فإن العملية غير مربحة للغاية. لتحقيق القيمة الاقتصادية، يجب أيضًا استخراج مواد معدنية قيّمة لبيعها. كيف يراعي الميزان الذكي متعدد الرؤوس متطلبات الدقة العالية؟ أولاً، يجب أن يكون نظام الاتصال المُطور في الواجهة الأمامية عالي الدقة، ويجب جمع جميع التغييرات الصغيرة في البنية الداخلية لقطعة كاملة من خام الحديد؛ ثانيًا، يجب أن تكون تقنية التعريف عالية الدقة، ويجب على برنامج نظام التعريف الذكي التقاط إشارات البيانات الصغيرة في الوقت الفعلي. ثالثًا، يجب أن يكون المشغل مناسبًا تمامًا وغير متسرع لتنفيذ طلب خاص لخام حديد خاص بمعيار سرعة عالية.

لا يمكن تحقيق الدقة العالية لميزان متعدد الرؤوس إلا من خلال الدمج الكيميائي العضوي لهذه المكونات الثلاثة. إضافةً إلى الدقة العالية، ولدعم إنتاج العملاء بشكل أفضل، يُعدّ حجم الإنتاج الكبير مؤشرًا هامًا آخر للآلات والمعدات. ولتحقيق هذا الحجم الكبير، تستخدم مشغلاتنا في هذه المرحلة طريقة نفث الهواء. يصل زمن تشغيل كل وحدة من وحدات نفث الهواء إلى أجزاء من الألف من الثانية. يُمكّن معدل التفاعل هذا من دعم سير النقل النقطي لنقل خام الحديد بسرعة 4 أمتار في الثانية.

لنأخذ مثالاً عملياً لنرى القيمة الاقتصادية التي يمكن أن تولدها الآلات والمعدات عالية الدقة والقادرة على تلبية متطلبات الإنتاج الضخم في قطاع التعدين. كان مصنع خام الأنتيمون التابع لمجموعة "تشاينا مينميتالز" مصنعاً تقليدياً يعتمد على المعالجة اليدوية قبل استخدام الآلات والمعدات. كان هناك 108 عاملات ينتقين 70% من إجمالي حجم الخام يدوياً كصخور نفايات، ثم يتوقفن عن العمل فوراً ولا يدخلن في مراحل الطحن والفرز اللاحقة. يتم فحص المحتوى المعدني لصخور النفايات التي ينتقينها يومياً والإشراف عليه، بمتوسط ​​قيمة 0.35%.

بعد تطبيق ميزان متعدد الرؤوس ذكي، لا يزال 70% من إجمالي حجم الخام يُصنف كصخور نفايات ويُتخلص منه فورًا، ولكن محتوى الخام في هذه الصخور يُضبط بدقة متناهية بحيث لا يتجاوز 0.1%. قد يظن البعض أن الفرق بين 0.35% و0.1% هو 0.25% فقط. هل هذا الاستبعاد المتعمد مُبرر؟ مع الأخذ في الاعتبار أن حجم التعدين في هذا المحجر يبلغ 700 طن يوميًا، ويعمل 305 أيام في السنة، وأن سعر طن الأنتيمون في السوق هو 45,000. يبلغ إجمالي الفائدة الاقتصادية من هذا التخفيض بنسبة 0.25% سنويًا 15 مليون يوان صيني. بفضل الميزان متعدد الرؤوس الذكي، تم الاستغناء عن 4 موظفات فقط من أصل 108 موظفات، متخصصات في فحص سلامة الآلات والمعدات. يُقدر التوفير السنوي في تكاليف العمالة بحوالي 5 ملايين يوان صيني. هذه المجموعة من الآلات والمعدات تُعدّ إضافة قيّمة لأي منجم. تبلغ القيمة التحليلية والاستخدامية القابلة للقياس التي حققتها الشركة ما يقارب 20 مليون يوان صيني، ولم تُحسب بعدُ الفوائد المحتملة لحماية البيئة، مثل تصريف مخلفات الخبث. يُنتج هذا النوع من الموازين الذكية متعددة الرؤوس قيمة اقتصادية هائلة في قطاع عريق كالتعدين. كما أن إحداث تغيير في عملية الإنتاج في هذا القطاع، إلى حدٍ ما، يُمكن أن يُحقق نتائج غير مسبوقة في قطاعات الزراعة وتربية الحيوانات وإعادة تدوير النفايات وغيرها.

يتمثل هدف فريقنا المتميز في استخدام معداتنا وتقنياتنا لإرساء عالم أكثر تنظيمًا، بحيث يُسهم هذا التنظيم في خلق قيمة استخدامية كبيرة، مما يُتيح لنا الاستفادة من تقنياتنا الصناعية والزراعية التقليدية في عمليات الأتمتة في تربية الحيوانات وصناعة إعادة تدوير مخلفات حماية البيئة. لقد ترك فريقنا المتميز بصمةً واضحةً في هذا المجال! شكرًا لكم، أنا تونغ شياولي.

المؤلف: سمارتوي مصنعي أجهزة الوزن متعددة الرؤوس

المؤلف: سمارتوي الوزن الخطي

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة الوزن الخطي

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة ووزن متعددة الرؤوس

المؤلف: سمارتوي درج تفريغ الصواني

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة صدفية

المؤلف: سمارتوي جهاز ترجيح مركب

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة دوي باك

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة الأكياس الجاهزة

المؤلف: سمارتوي آلة التعبئة الدوارة

المؤلف: سمارتوي آلة التعبئة والتغليف العمودية

المؤلف: سمارتوي آلة تعبئة VFFS