Προκλήσεις

Το έργο στοχεύει στην ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών επιστήμης δεδομένων για τη βελτιστοποίηση της αλυσίδας αξίας (value chain) των εταιριών αυτού του κλάδου, που περιλαμβάνει την παραλαβή, αναγνώριση, και επεξεργασία υλικών scrap για την ανάκτηση μετάλλων. Απώτερος σκοπός είναι η μείωση του κόστους λειτουργίας, η αύξηση της κερδοφορίας αλλά και η βελτίωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος της διαδικασίας ανάκτησης και αξιοποίησης μετάλλων. Οι τεχνολογίες αυτές έχουν κομβικό ρόλο στην αντιμετώπιση των παρακάτω σημαντικών προκλήσεων που εμποδίζουν σήμερα τη βελτιστοποίηση τέτοιου είδους αλυσίδων αξίας:

• Δυσκολία στην αναγνώριση και τυποποίηση μετάλλων: δεδομένου ότι τα μέταλλα αυτά συχνά προέρχονται από σύνθετες ροές υλικών (ΟΤΚΖ, ΑΗΗΕ, σύνθετες συσκευασίες κλπ), είναι δύσκολη η αυτοματοποιημένη αναγνώριση των ποιοτικών τους χαρακτηριστικών και ο χαρακτηρισμός τους με βάση συναφείς διεθνείς τυποποιήσεις, καταλόγους και ιεραρχίες (π.χ Scrap Specifications Circular του Institute of Scrap Recycling Industries⁴). Συνήθως η διαδικασία γίνεται χειρωνακτικά και με χαμηλή παραγωγικότητα.
• Ύπαρξη άρρητης γνώσης (tacit knowledge): σημαντικό ρόλο στην αναγνώριση, χαρακτηρισμό και αξιολόγηση της ροής εισόδου (ιδιαίτερα κατά τη διαδικασία παραλαβής υλικών scrap) παίζει η εμπειρική γνώση του εμπλεκόμενου εργαζομένου. Η γνώση αυτή είναι σημαντική, αλλά η έλλειψη συστηματοποίησης και οργάνωσής της δυσκολεύει την αποδοτική χρήση και μετάδοσή της.
• Διάδοση κακόβουλων πρακτικών: είναι συχνό το φαινόμενο αλλοίωσης της ποιότητας scrap που παραδίδεται σε μια μονάδα ανάκτησης και αξιοποίησης, με την εισαγωγή τρίτων υλικών με στόχο την εξαπάτηση της μονάδας υποδοχής (π.χ. εισαγωγή ξένων υλών σε μεταλλικούς σωλήνες για την αύξηση του βάρους του παραδιδόμενου υλικού). Τα υλικά αυτά αποτελούν συνήθως μολυντές που επιβαρύνουν τις μονάδες υποδοχής με το κόστος εντοπισμού και απομάκρυνσής τους στη φάση της υποδοχής και εισαγωγής διατάξεων κατακράτησης (κυκλώνες, φίλτρα, κλπ).
• Περιβαλλοντικό αποτύπωμα: οποιαδήποτε προσπάθεια αναμόρφωσης της διαδικασίας παραλαβής, αναγνώρισης, επεξεργασίας υλικών scrap για ανάκτηση μετάλλου, στοχεύοντας τη μεγιστοποίηση της απόδοσης και τη συμμόρφωση με πρότυπα ως προς τα παραγόμενα προϊόντα, οφείλει πλέον να συμβαδίζει και με την απαίτηση για μείωση της καταναλούμενης ενέργειας και συνεχή βελτίωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος αυτών των αλυσίδων αξίας.

Στόχοι

Το έργο θα σχεδιάσει και θα αναπτύξει καινοτόμα εργαλεία ΤΠΕ για την οργάνωση, επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων που συλλέγονται και παράγονται στις διεργασίες των βιομηχανικών μονάδων που εκτελούν αναγνώριση και επεξεργασία υλικών scrap. Αυτά τα εργαλεία θα υποστηρίξουν τη δημιουργία μιας αλυσίδας αξίας δεδομένων στον κύκλο παραλαβής και επεξεργασίας υλικών scrap για την αξιοποίηση και διάθεση μετάλλων, με στόχο:

• Τη βελτίωση του ελέγχου ποιότητας των υλικών scrap που διαχειρίζεται η μονάδα μέσω της εξόρυξης γνώσης τυποποίησης μετάλλων με χρήση τεχνικών μηχανικής μάθησης πάνω σε ιστορικά δεδομένα (μετρήσεις υλικών, λογιστικές καρτέλες, εικόνες) και την ημιαυτόματη δημιουργία γράφων γνώσης (knowledge graphs) για την αναπαράσταση ποιοτικών και ποσοτικών χαρακτηριστικών των ροών εισόδου υλικών scrap.
• Την αύξηση της ακρίβειας τυποποίησης των υλικών scrap που καλείται να διαχειριστεί η βιομηχανική μονάδα με βάση τα ποιοτικά τους χαρακτηριστικά, μέσω αυτοματοποιημένης αναγνώρισης υλικών που θα πραγματοποιείται από διαδικασίες ολοκλήρωσης και συγχώνευσης (data integration/fusion) ετερογενών δεδομένων (μετρήσεις XRF, άρρητη γνώση, εικόνες κλπ).
• Τον εντοπισμό και περιορισμό των περιπτώσεων κακόβουλων πρακτικών αλλοίωσης της ποιότητας των υλικών scrap που υποδέχεται η μονάδα μέσω της εξόρυξης γνώσης συσχετίσεων (association rules) δεδομένων ροών εισόδου υλικών scrap, προφίλ προμηθευτών και δεδομένων από δειγματοληπτικές μετρήσεις ποιότητας των υλικών scrap και των μετάλλων που περιέχουν.
• Τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας των διεργασιών επεξεργασίας υλικών scrap της μονάδας (π.χ. δυναμική παραμετροποίηση της λειτουργίας των διατάξεων τεμαχισμού και διαχωρισμού των εισερχομένων ροών), με βάση τα χαρακτηριστικά του υλικού scrap που λαμβάνεται (ποιοτικά, ποσοτικά) μέσω αναλυτικής δεδομένων (data analytics) και αποτελεσματικών αλγορίθμων αποτίμησης ειδικού τύπου ερωτήσεων (skyline queries) πάνω στα δεδομένα ροών εισόδου υλικών scrap.

• Τη διάθεση ανοικτών δεδομένων παραλαβής υλικών scrap και διάθεσης μετάλλων ώστε να ενισχυθεί η διαφάνεια και να δημιουργηθούν ευκαιρίες περαιτέρω αξιοποίησης των δεδομένων αυτών. Χαρακτηριστικό παράδειγμα πλατφόρμας που αξιοποιεί δεδομένα τέτοιου είδους αποτελεί ο ιστότοπος MetalAlert⁵ μια πλατφόρμα που σχεδιάστηκε και λειτουργεί για την ανταλλαγή πληροφοριών για την καταπολέμηση της κλοπής μετάλλων.

Τα αποτελέσματα του έργου είναι πολύ σημαντικά για τον επιχειρηματικό τομέα που δραστηριοποιείται στην αλυσίδα αξίας διαχείρισης υλικών scrap. Πρόσφατα μάλιστα, η συμβουλευτική εταιρία McKinsey δημοσίευσε μελέτη⁶ που αναδεικνύει τις τεράστιες ψηφιακές ευκαιρίες που υπάρχουν στο χώρο της επεξεργασίας και αξιοποίησης μετάλλου. Η ΑΝΑΜΕΤ ΑΕ, βασικός εταίρος στο έργο, είναι η μεγαλύτερη ελληνική βιομηχανία εμπορίας και επεξεργασίας υλικών scrap για την ανάκτηση μετάλλων και προσφέρει μια σειρά ολοκληρωμένων υπηρεσιών στη διαχείριση αποβλήτων, συμμορφούμενη πάντα προς το θεσμικό και κανονιστικό πλαίσιο της χώρας δραστηριοποίησης. Τα ερευνητικά και τεχνολογικά αποτελέσματα του έργου είναι άμεσα αξιοποιήσιμα στην αλυσίδα αξίας της ΑΝΑΜΕΤ.