Единое предприятие в горнодобывающей промышленности

Современный мир переживает турбулентные времена, в том числе из-за последствий пандемии. На глобальной арене растёт спрос на такие металлы, как железо, алюминий и никель. Удовлетворить потребности можно за счёт разработки новых месторождений и повышения эффективности на действующих.

Казалось бы, растущий рынок должен был положительно повлиять на темпы развития горной промышленности, однако эта отрасль всё еще сталкивается с рядом сложностей, справиться с которыми помогут новые цифровые технологии и скорость принятия решений.

Менеджер по стратегии и маркетингу направления «Тяжелая промышленность» в регионе ЕМЕА компании Rockwell Automation Штеффен Зендлер (Steffen Zendler) рассказал о том, какие цифровые технологии повышают эффективность и безопасность производства, улучшают рентабельность бизнеса, и представил возможные методы грамотного внедрения на горнодобывающих предприятиях.

Переход на цифровые технологии

Добыча полезных ископаемых — важнейшая отрасль промышленности, которая сейчас испытывает большие изменения. Повышение эффективности, обеспечение безопасности труда и рентабельности бизнеса — главные вызовы, справиться с которыми помогут новые цифровые технологии.

Переход на цифровые технологии — не только тренд последних лет, но ещё и основная возможность решить проблемы отрасли. Согласно прогнозу Мирового экономического форума, реальная выгода от перехода на «цифру» с 2016-го по 2025 годы составит $320 млрд.

С цифровизацией производства можно получить весомые результаты:

• повышение эффективности технологических процессов и сокращение расходов с сохранением качества выпускаемой продукции;
• увеличение срока службы и повышение надёжности оборудования с параллельной экономией на его техническом обслуживании. 

Инновационные технологии — хороший способ стать более eco-friendly: сократить объём выбросов вредных веществ в атмосферу, следуя принципам глобальной «зелёной» стратегии. Кроме того, предприятие повышает безопасность здоровья своих сотрудников — в 2020 году эта проблема стала особенно острой. И здесь большим подспорьем стали технологии удалённого мониторинга и доступа, которые позволяют сократить количество сотрудников на местах. 

Вместе с тем, предприятия нуждаются в более устойчивых операциях. К примеру, технология модельного прогнозирующего управления (MPC) поможет снизить изменчивость и неэффективность процессов, улучшить согласованность продуктов при соблюдении набора ограничений. Также набирают популярность решения по CCUS (CarbonCapture&UtilizationorStorage, улавливание и утилизация углерода) для достижения углеродной нейтральности на производстве.

Все вышеперечисленные факторы заставляют горнопромышленные предприятия пересмотреть свои стратегии и внедрять технологии на разных участках производства. 

От разрозненных данных к «Единому предприятию»

Концепция «Единого предприятия» подразумевает тесную интеграцию уровня информационных технологий (ИТ) с уровнем операционных технологий (ОТ) в рамках всего предприятия, начиная от разработки продуктов и закупок и заканчивая производством, логистикой и обслуживанием в процессе эксплуатации.

Переход к «Единому предприятию» обеспечивает снижение расходов за счёт устранения неэффективных операций, повышения конкурентоспособности и оптимизации производительности. 

Во-первых, операторы работают эффективнее за счёт получаемых в реальном времени данных, а также возможности реализовать удалённый доступ и мониторинг из любой точки. Сбор, координация и совместное использование данных операторами внутри предприятия повышают качество принятия решений на основе полученной информации. Также за счёт концепции «Единого предприятия» обеспечивается безопасность труда, так как сотрудникам больше нет необходимости постоянно находиться на местах.

Во-вторых, благодаря концепции «Единого предприятия» обеспечивается связь разных участков производства между собой, а также с другими технологиями. Происходит объединение и взаимное развитие стандартов совместимости и таких технологий, как интернет, промышленные сети. Это позволяет достичь беспрецедентного уровня взаимосвязанности подсистем всего предприятия, производственной среды и среды управления, расширяя возможности предприятия. 

Инновационные технологии в горнодобывающей промышленности

Существует ряд технологий, внедрение которых поможет в будущем реализовать концепцию «Единого предприятия».

Цифровые двойники позволяют визуализировать как оборудование, так и технологические процессы. Благодаря им обеспечивается уверенность при проектировании и создании оборудования нового поколения. Возможны тестирование и ввод систем в эксплуатацию до начала использования. Есть ещё одно важное преимущество —  можно обучать работников в безопасной виртуальной среде. 

Надёжность оборудования зависит от приводных систем. С помощью удалённого мониторинга и диагностики можно следить за оборудованием из любой точки мира. Существуют высокоэффективные электроприводные решения для экскаваторов и драглайнов, включая решения для экстремальных условий эксплуатации с максимальной эксплуатационной надёжностью, с дистанционным сбором данных и телеметрией.

Объединив системы управления технологическим процессом и электроприводные системы, можно добиться максимальной эффективности оборудования: снизить механические нагрузки, уменьшить количество перебоев в работе и сократить расходы на техническое обслуживание — и всё это при максимальной производительности, стабильности качества и экономии энергии.

Интегрированная система управления снижает технические риски. Её проще эксплуатировать, обслуживать и модернизировать, она делает возможным единый подход к типовым участкам предприятия.

Полноценная интеграция важнейших участков предприятия позволяет связывать непрерывные и дискретные процессы, силовую технику, информационные системы и системы безопасности в единую инфраструктуру в масштабе предприятия. Таким образом формируется интегрированная среда настройки, эксплуатации и технического обслуживания.

Стандартизированные методики и заранее разработанные материалы для управления, мониторинга, визуализации, сигнализации и отчётности дают возможность многократно использовать испытанные и проверенные оптимальные методы управления на всех объектах. Специально для горнодобывающей промышленности разработаны библиотеки и продвинутые функции.

Эффективность и безопасность шахтных подъёмников может оказаться важнейшей частью работы в подземном руднике, поэтому для них требуются решения по повышению производительности без снижения безопасности. Сочетание систем автоматизации, безопасности и интеллектуального управления двигателями позволяет сделать системы шахтного подъёма безопаснее, надёжнее и эффективнее. 

Автоматизированные системы на реальном производстве

Приведём в пример один из проектов, реализованных специалистами компании Rockwell Automation. Заказчик хотел решить сразу две проблемы: повысить эффективность технического обслуживания и обеспечить более качественную связь между удалённым операционным центром и техническим специалистом на объекте.

Получить всю информацию, необходимую для решения проблем технического обслуживания, было очень сложно. Для того чтобы решить эти задачи, были использованы следующие технологии:

1. Виртуальная реальность: удалённый облёт конвейера для его оценки.

2. Дополненная реальность: отображает оперативные данные в реальном времени.

3. Интегрированное хранилище информации — технологических данных, чертежей, технических документов, заказов на выполнение работ.

И что важно, были сохранены существующие системы, не было необходимости делать полный капитальный ремонт.

Как итог, цифровой двойник позволил техническим специалистам принимать более быстрые, простые и безопасные решения, позволяя персоналу полностью удалённо контролировать ситуацию.