Цифровой рудник: как 3D меняет жизнь в шахте

close

Кирилл Кухмарь/ТАСС

Быстрое управление изменениями – основа Четвертой промышленной революции, лидеры которой станут лидерами мира. В России отдельные предприятия уже несколько лет собирают многие составляющие в единую «живую» экосистему. Какие эффекты технологический прорыв дает в горнорудной промышленности – в материале «Газеты.Ru».

Четвертая промышленная революция, от которой многие эксперты и политики ждут изменений не просто человечества, но и самого человека, является не только окном больших возможностей, но и вызовом. Сам этот термин в оборот ввел президент Всемирного экономического форума Клаус Шваб еще в 2016 году. Заменят ли роботы людей? Станут ли люди генно-модифицированными и, следовательно, идеальными? Ответы на эти вопросы – пока дело далекого будущего, а вот «умные» дома, города, предприятия – уже настоящее.

И главная задача этого настоящего – быстрое (если не стремительное) управление изменениями, которое позволит оседлавшим прогресс экономикам и бизнесу адаптироваться и выходить в лидеры при любом развитии событий. Основой такого управления изменениями на макроуровне является цифровизация технологических процессов, производственных цепочек, предприятий – причем, не только резидентов всевозможных Кремниевых долин.

Россия в этой международной системе ставит задачу выхода в лидеры, на это направлен и один из нацпроектов – «Цифровая экономика». Но отдельные российские компании – как правило, стейкхолдеры в своих отраслях – ведут трансформацию уже давно. Так, один из крупнейших в мире производителей драгоценных и цветных металлов — компания «Норникель» — с 2015 года реализует программу «Технологический прорыв», направленную на повышение операционной эффективности всех производственных процессов, а также внедряет инструменты «Индустрии 4.0».

Программа «Техпрорыв» объединяет несколько десятков проектов, одним из которых является создание «Системы имитационного моделирования» рудника. Это программа, которая позволяет моделировать процесс горного производства и настраивая различные параметры и свойства производственного процесса, находить оптимальные решения для выполнения плана по добыче руды и ее доставке на поверхность. О том, как это работает и к каким изменениям приводит, на форуме Minex-2019 рассказал руководитель направления промышленной автоматизации и метрологии «Норникеля» Вадим Нафталь.

Система имитационного моделирования применяется на восьми рудниках «Норникеля», а это — более тысячи километров (самый большой рудник – более 300) подземных горных выработок, использование более 500 единиц только основного самоходного дизельного оборудования без учета вспомогательной техники. Основной целью создателей системы была оптимизация транспортных потоков в рудниках и оценка выполнимости запланированных объемов добычи, говорит Вадим Нафталь.

Дело в том, что рост протяженности подземных горных выработок снижает производительность доставки горной массы погрузочно-доставочными машинами. Увеличение их количества в какой-то степени позволяет повысить производительность участка, но чрезмерное их количество приведет к возникновению коллизий, увеличению времени ожидания в очереди для погрузки или разгрузки.

Проектная команда за 3 года проделала поистине титанический труд: карты горных выработок прежде находились в бумажном виде. Эти чертежи оцифровали, а данные из целого ряда информационных систем интегрировали и загрузили в систему. Система, анализируя все вводные данные, учитывая фактическую геометрию транспортной сети, положение горных выработок, работу основного и части вспомогательного оборудования, фактические характеристики производительности оборудования, режим работы рудника, аварийные и плановые ремонты и так далее выдает оптимальное решение по отработке плана горных работ.

Система позволяет при помощи реализованных в ней алгоритмов и визуализации производимых расчетов, подобно автомобильному навигатору, показывающему пробки, позволяет находить «узкие» места в производственных процессах рудника и моделировать организационно-технические мероприятия по их исключению, объясняет Вадим Нафталь. Например — построить дополнительный рудоперепуск для перегрузки горной массы на более свободный горизонт, находящийся ниже уровнем или использовать на больших расстояниях вместо погрузочно-доставочной машины шахтный автосамосвал, грузоподъемность которого вдвое выше.

«Функционал системы позволяет моделировать самосвал и погрузчик как при самостоятельной работе, так и при работе в паре. Или, например, система при планировании отдает приоритет механизированным анкероустановщикам, если они на участке предусмотрены, что более оптимально», — поясняет Нафталь.

Он признался, что создание алгоритма для работы техники в паре было, пожалуй, одной из самых интересных задач.

Нетривиальной оказалась и задача расчета финансового эффекта от внедрения системы имитационного моделирования. Сама по себе система эффект не приносит. Финансовый эффект появляется от реализованных мероприятий и своевременно принятых правильных управленческих решений, предпосылки для которых появляются при работе с инструментом моделирования. Вот качественные эффекты очевидны, говорит Вадим Нафталь. Например, раньше план работ на год составлялся несколько месяцев, а теперь благодаря 3D-модели и системе моделирования можно сделать 10 вариантов плана работ за месяц и выбрать оптимальный.

Внедрение системы – часть глобальной программы «Норникеля», цель которой создание безопасного автоматизированного и высокоэффективного производства или попросту — «цифрового».

С помощью «Системы имитационного моделирования» прорабатываются и другие технические решения, которые планируется реализовывать в ближайшем будущем. В частности — возможность использования беспилотных шахтных автосамосвалов, электровозов и автоматизированных буровых установок.

Команда «Норникеля» работает и над дальнейшем развитием системы, ее интеграцией с системами, реализуемыми в рамках других проектов. Есть в планах интеграция с системой диспетчеризации горных работ для использования при моделировании накопленных данных о фактической работе рудников, говорит Вадим Нафталь.

При этом у «Системы имитационного моделирования», как и у других программных продуктов и цифровых инициатив «Норникеля» есть шанс выйти на рынок. «Есть задача от президента компании (Владимира Потанина) – наши лучшие наработки коммерциализировать. Этим, в частности, активно занимается «Цифровая лаборатория (R&D подразделение «Норникеля»), — говорит представитель компании.

И, конечно, при слове «цифровизация» обычных людей все больше волнует один единственный вопрос – оставят ли компьютеры, беспилотная техника и роботы людей без работы? В «Норникеле» отвечают – нет.

«В компании нет цели сокращать рабочие места. К росту производительности можно подойти с двух сторон: можно оптимизировать персонал, а можно увеличить объемы производства. Мы, в стратегии своего развития, ищем и находим сбалансированное решение», — подчеркнул Вадим Нафталь.

Тем не менее планы по созданию «безлюдного», полностью автоматизированного рудника есть – не только у российской, но и у других компаний. Но ближайшие годы наши люди без работы не останутся, уверен Вадим Нафталь, ведь кроме условных роботов необходима разработка и отладка систем, взаимоувязка автоматических машин и механизмов, изменение законодательства и множество других изменений. Но и тут горный инженер не пропадет, ведь за пультами управления и инженерными станциями даже «безлюдного» рудника будут находиться живые люди. К тому же любая, даже самая автоматизированная техника требует ухода и ремонтов.