Обзор выставки "Уголь России и Майнинг 2024". Читайте здесь
Узнать больше Свернуть
Развернуть

Узнайте о новейших разработках и трендах горнодобывающей отрасли на "Уголь России и Майнинг 2024"! Наш спецпроект: обзоры стендов, интервью с экспертами, фотоотчёты и репортажи. Не пропустите уникальные материалы на dprom.online! Читайте и оставайтесь в курсе самых актуальных событий.

Реклама. ООО «ПромоГрупп Медиа», ИНН 2462214762
Erid: F7NfYUJCUneLsXEraPQB

Подробнее Свернуть
ГЛАВНОЕ МЕНЮ
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите Ctrl + Enter

Цифровизация горнодобывающей промышленности — 2024: мечты и реальность

24.06.2024

О трендах в цифровизации не написал разве что ленивый. Отраслевые особенности вносят свой колорит, но в целом аналитики рисуют схожие картины, напоминающие сюжеты из научной фантастики: роботы, искусственный интеллект, безлюдное производство, виртуальная и дополненная реальности, цифровые двойники.

Согласно последним исследованиям в горно-металлургической отрасли, каждый четвёртый респондент заявляет, что видит возможность России выйти в мировые лидеры по «цифре»1. Но что происходит в действительности? Какие тренды реализуются на практике, а какие существуют только в мечтах?

Мы собрали информацию по последним значимым исследованиям в этой области, а также пригласили к разговору экспертов горнодобывающей и угольной отраслей: представителей консалтинга, ассоциаций, предприятий. Картина сложилась интересная.

геология

О «цифре» в цифрах

Как отмечают аналитики NEFT Research, несмотря на то, что в настоящее время доля цифровой экономики в ВВП России составляет всего около 4%, темпы роста её объёма существенно опережают темпы роста валового внутреннего продукта. Так, в период с 2011 по 2015 г. ВВП страны вырос на 7%, а объём цифровой экономики за тот же период увеличился на 59% (на 1,2 трлн руб. в ценах 2015 г.). Таким образом, с 2011 по 2015 г. цифровая экономика росла в 8,5 раза быстрее экономики России в целом и составила четверть (24%) от общего прироста ВВП.

По оценкам «Яков и Партнёры», потенциальный экономический эффект от цифровизации экономики России может способствовать увеличению ВВП страны к 2025 г. на 4,1–8,9 трлн руб. (в ценах 2015 г.). Это составляет от 19 до 34% общего ожидаемого роста ВВП страны.

Министерство энергетики РФ разработало ведомственный проект «Цифровая энергетика», затрагивающий угледобывающую промышленность. В соответствии с проектом предполагается, что внедрение цифровых технологий позволит снизить операционные и капитальные затраты, обеспечить прирост добычи угля подземным и открытым способом на 5–7% в 2024 г. В качестве важного эффекта от использования цифровых технологий отмечается повышение безопасности работы на угледобывающих предприятиях.

В мае 2024 г. в Минпромторге заявили о запуске программы финансовой поддержки производств, внедряющих отечественный софт для проведения виртуальных испытаний в области машиностроения. Как отмечают «Ведомости», речь идёт о создании на предприятиях так называемых цифровых двойников испытательных процессов. При этом ещё недавно доля рынка иностранных решений в данном сегменте достигала 90%.

О планах субсидирования в министерстве говорили и раньше: в апреле 2024 года велись разговоры о выделении 1,5 млрд руб. на возмещение части затрат предприятий на внедрение тяжёлого промышленного и инженерного софта, а также программно-аппаратных комплексов. Программа должна быть запущена уже этим летом, она продлится до 2030 г. и будет включена в формируемый нацпроект «Экономика данных и цифровая трансформация государства».

Тенденции в цифровизации горнодобывающей промышленности интересно проследить на примере последних 5 лет. Согласно исследованиям2, компании горно-металлургической отрасли уделяют большое внимание цифровизации, рассматривая её в качестве одного из ключевых стратегических приоритетов. Так, по данным Росстата, затраты на внедрение и использование цифровых технологий, осуществляемые компаниями по добыче металлических руд, показали рост с 4,2 млрд в 2019 году до 7,4 млрд руб. в 2021 году.

В то же время среди производств по добыче угля уровень расходов на цифровые технологии в 2021 году лишь на 15% выше аналогичного показателя 2019 года. В целом по отрасли добычи полезных ископаемых затраты на ИТ увеличились почти в два раза в период с 2019 по 2021 год.

В 2022 году горная отрасль, как и вся российская экономика, столкнулась с беспрецедентным внутренним и внешним давлением, а также с ростом себестоимости добычи и логистическими проблемами3. В результате 50% предприятий горно-металлургического комплекса заявили о снижении объёма инвестиций в ИТ в 2022 году4.

В 2024 году мы видим куда более оптимистичные тенденции: доля компаний горно-металлургической отрасли, планирующих увеличить эффект от цифровизации в следующие 2-3 года, выросла в сравнении с 2023 годом почти в 4 раза5. Здесь, однако, важно не забыть про оговорку «несмотря на скромные результаты в 2023 г.»6.

«В горнодобывающей отрасли цифровизация — значимый приоритет, — подтверждает директор по информационным технологиям АК «АЛРОСА» (ПАО) Вадим Желтухин. — У нас меньше данных и степень проникновения отдельных технологий в сравнении, например, с банковским сектором или розницей. Однако цифровые технологии уже работают и дают значимые эффекты в стержневых производственных и вспомогательных процессах».

Эффекты на практике

Вопрос понятных экономических эффектов в итоге всегда становится ключевым и напрямую влияет на инвестиции в «цифру». Но насколько предсказуемыми могут быть такие эффекты? 

«Вопрос именно в том, что эффект часто непонятен. Вот, например, машинное зрение с нейронной сеткой на флотации увеличило извлечение на фабрике А, но точно ли извлечение возросло именно от внедрения этой цифровой системы? И можно ли ожидать подобного эффекта на фабрике Б? Прямого ответа нет, тестировать надо, опробовать на опытном участке, собирать статистику», — считает эксперт по организационно-технической трансформации бизнеса и предприятий Дмитрий Пластинин

Тем не менее, со времён вступления России на путь «Индустрии 4.0» времени прошло немало и на предприятиях есть цифровые решения, показывающие эффективность. 

«Полная окупаемость проекта, как правило, от одного до трёх лет. Принцип, которого мы стараемся придерживаться», — подчёркивает директор по цифровой трансформации и информационным технологиям «Распадской угольной компании» Владимир Воркачев.

Среди доказавших свою эффективность кейсов выделяются те, что связаны с машинным обучением и искусственным интеллектом. Если видеоаналитика уже давно признана «маст хэвом», к примеру, в области флотации или классификации руды и алмазов, то сейчас стали реальностью цифровые советчики, которые в связке с видеоаналитикой и big data позволяют практически исключить человеческий фактор.

В «Распадской угольной компании» для снижения рисков остановки производства из-за порыва ленты применяется видеоаналитика конвейерного транспорта. Как отмечают в компании, решение показало высокую эффективность: динамика порывов существенно снизилась. Аналогичное решение на том же комплексе связано с выявлением различных посторонних предметов на конвейерах, что препятствует риску самовозгорания и повышает охрану труда.

Ещё один успешный проект — оптимизация холостого хода, также построенная на моделях машинного обучения. Так как подъём продукции осуществляется с километровой глубины, остановка конвейера в периоды, когда не происходит транспортировка угля, позволяет снизить энергопотребление шахты.

«Начиналось с того, что просто загоралась лампочка диспетчеру, что у тебя конвейер включён, но не загружен, а потом перевели уже на полный автомат. Теперь даже сложно сказать, что это советчик — это скорее норма жизни», — делится опытом компании Владимир Воркачев.

Технические решения на основе машинного зрения и ИИ апробировали и на отдельных производственных площадках в «АЛРОСА». Например, в алмазодобывающей компании цифровые решения также помогают контролировать целостность конвейерной ленты и минимизировать простои производства: машинное зрение позволяет выявить на ранней стадии и устранить дефекты ленты магистрального конвейера рудников. 

Помимо этого, видеоаналитика хорошо показывает себя в части эффективности труда и промышленной безопасности. В «Распадской угольной компании» 14 моделей видеоаналитики с точностью более 95% выявляют сценарии, анализируя действия человека: насколько правильно и безопасно он выполнил те или иные производственные операции. В «АЛРОСА» на основе машинного зрения и ИИ внедрена система контроля усталости и действий водителей автосамосвалов.

Автономная работа бутобоев: машинное зрение и роботизация работы бутобоев в подземных рудниках обеспечивают удалённую эксплуатацию с повышением производительности.

«Вот из таких мелочей складывается эффективность бизнеса. Понятно, что нет сегодня ни одного передела, где мы бы не старались процесс улучшить. Построены советчики для буровых станков, советчики для водителей автотранспорта, советчики, которые помогают диспетчерам отправлять карьерный транспорт в последний рейс.

Чтобы не происходило такого, что наш водитель самосвала сходит с линии со словами: я уже не успею, у меня смена заканчивается. Система рассчитывает время на выполнение последнего рейса на основании статистики и формирует решение: нет, ты успеешь, до конца смены ещё даже время останется. Такие решения приносят существенный экономический эффект», — приводит пример Владимир Воркачев.

Несмотря на то, что решения в разных видах добычи могут основываться на одних и тех же принципах, дьявол кроется в деталях, то есть в нюансах технологического процесса.

Цифровой двойник производства

«Важно не просто понимать риски и проблемы, которые решает цифровой продукт, но и учитывать все нюансы техпроцесса на конкретном производстве. Например, для системы цифрового контроля и управления в угольной отрасли важна устойчивость к условиям высокой запылённости. Также надо помнить: имеет значение не только то, как мы анализируем данные, но и как их собираем.

От датчиков и других элементов базовой автоматизации зависит критически много. Лучший в мире цифровой советчик бессилен, если мы не подберём адекватный датчик, который реально будет поставить в конкретной шахте или на конкретный гидроциклон. Поэтому идеальный интегратор таких решений — это и IT-разработчик, и технолог, и АСУТПшник в одном лице», — считает основатель компании «Эвоматикс» Максим Белинка.

Элементарно, Ватсон

Здесь мы плавно подбираемся к одному из самых актуальных и болезненных вопросов. Можно ли серьёзно рассуждать о цифровой трансформации, учитывая проблемы базовой автоматизации?

«В условиях санкций «маст-хэв» сместился в сторону базовой автоматизации. Полевой КиП, системы класса SCADA и MES у многих недропользователей импортные, более не поддерживаются и рано или поздно потребуют замены. Это хорошее «окно возможностей» для отечественных разработчиков, и они это понимают. То, что мы называем «цифрой», находится в конце информационной цепочки и без базовой автоматизации работать не сможет», — считает Дмитрий Пластинин.

«В какой-то момент IT-разработчики улетели в космические дали к предписывающей аналитике и безлюдному производству, и получился разрыв между «эффектными единорогами» и реальностью цеха обогатительной фабрики или угольного разреза. Ситуация ухода западных вендоров сделала этот разрыв пропастью.

Сейчас как никогда важно, чтобы айтишники объединились с инженерами АСУ ТП, а те, в свою очередь, с технологами и производителями оборудования. Возможно, стоит внимательнее приглядеться к опыту китайских коллег. Промышленности нужны разработки, которые будут на самом деле решать проблемы, а не создавать их», — поясняет Максим Белинка. 

На отраслевых конференциях эксперты, рассуждая о достижениях в области цифровой трансформации, так или иначе всё равно приземляются и возвращаются к вопросам лоскутной автоматизации, импортозамещения АСУ ТП, отсутствия собственной элементной базы. 

«Мы должны понять, что нет отдельно «базовой» технологии и «цифровой» технологии. Есть элемент технологического процесса, который является «умным», то есть регулирует сам себя, — комментирует Дмитрий Пластинин. — Вот, например, нет просто печи обжига в кипящем слое – есть умная печь, оснащённая количеством датчиков, достаточным для управления (а) режимом, (б) надёжностью, а также системой, позволяющей на основе больших данных регулировать качественный состав шихты «на входе» в соответствии с требованиями к огарку «на выходе». В идеале — без участия человека. Это ведь замечательная миссия всего производственного ИТ: вывести человека из опасных производственных зон».

Люди VS роботы

Вывести человека из опасных производственных зон — задача, пожалуй, благородная. Но хочет ли этого человек, вот в чём вопрос. Темы роботизации и безлюдного производства в горнодобывающей отрасли поистине витают в воздухе. Причины для этого действительно веские: среди них уже упомянутая опасность горных работ.

«Когда я учился на DBA, мы ездили в компанию Deloitte (это было до всем известных событий), и нам показывали, как «большая четвёрка» видит развитие общей цифровизации в мире. У них был слайд из фильма «Матрица», где под землёй работали машины, и не было ни одного человека. Вот это ждёт нашу горную отрасль.

Она достаточно опасна, погибает много людей. Последний случай очень показательный — на руднике «Пионер», но это относится и к другим площадкам в Сибири. Поэтому, конечно, безлюдное производство актуально, ведь оно уменьшает риски потери людей и, опять же, повышает производительность труда. То есть меньше людей, больше техники», — рассказывает исполнительный директор НП Горнопромышленники России Анатолий Никитин.

На сегодняшний день в мире есть несколько подземных рудников, полностью работающих без людей. С помощью технологии Wi-Fi ориентируются машины, взрывают, откатывают руду, вывозят её наверх. Далее руда поступает на автоматизированную обогатительную фабрику. Как отмечает Анатолий Никитин, такие производства уже есть в ЮАР, Австралии, Китае. Летательные аппараты, самосвалы, грузовики, поезда — всё будет пилотироваться роботами. 

А как же люди? Опасности больше нет, но и работы больше нет? Один из самых больших страхов перед цифровыми технологиями — сокращение рабочих мест. Очевидно, что вместе с роботизацией произойдёт некая трансформация рынка труда и количество необходимых трудовых ресурсов безусловно снизится.

Но бить в колокола по поводу восстания машин не стоит: в отрасли огромный дефицит кадров. Кроме того, появятся новые специальности. Уже сейчас можно наблюдать, как студенты горных вузов из кабинета учатся управлять одновременно тремя КАМАЗами на ГОКе.

«До 40% кадров не хватает, плюс отрасль растёт, и растёт там, откуда у нас уезжает население. За Уралом, где у нас живёт меньше 25 миллионов человек, народу становится меньше, а рабочих мест больше. Любое повышение производительности труда или перенос центров управления в любое место на земле, где мы можем найти специалистов, особенно молодых, талантливых айтишников, которым интересно работать в такой сфере, даёт большие возможности. То есть можно добывать быстрее, больше и эффективнее», — убеждён Анатолий Никитин.

Хороша сказка

Роботизация с её возможностями повысить безопасность труда и решить проблему дефицита кадров — безусловный тренд. Но вместе с тем пока это, скорее, мечты о космических кораблях и единорогах, нежели реальность. В первую очередь, это связано с огромными инвестициями, которые требуются для реализации подобных проектов. 

«Долго и дорого. Такое переоснащение требует кредитных денег, которые сейчас очень дорогие, а быстро эффект получить мы не сможем. Поэтому у собственника есть выбор: по старой схеме направить деньги на свои новые месторождения или роботизировать старые.

При условии, что цены на сырьё непонятно какие завтра будут, завтрашний день непонятен, конечно, экономически эффективней осваивать новые месторождения, нежели оттачивать процессы на старых, которые уже немного выработаны и содержание полезного вещества в них ниже», — объясняет Анатолий Никитин.

К таким же нашумевшим, но неуловимым в реальности «трендам Шрёдингера» можно отнести и риторику вокруг «цифровых заводов». Проблемы начинаются сразу же, так как каждый понимает под «цифровым заводом» что-то своё. Можно условно выделить две основных трактовки: первая итог цифровой трансформации, где все процессы являются сквозными, отслеживаемыми, прогнозируемыми и контролируемыми искусственным интеллектом; вторая — единый цифровой двойник всех этапов производства, позволяющий анализировать в реальном времени все производственные процессы.

«Суть цифрового двойника любого производства заключается в том, чтобы иметь полное представление о всех производственных процессах предприятия и видеть картину в целом. А затем можно проводить эксперименты, которые гораздо дешевле ставить на цифровых аналогах, чем в реальности. При этом цифровые 3D-модели позволяют учитывать дополнительные факторы и увидеть больше деталей.

Например, как изменится производительность, если заменить одну мельницу на другую? А поместится ли она в существующий корпус или нужно строить новый? А сколько это всё будет стоить и как быстро окупится? Сейчас идут, конечно, эксперименты с цифровыми двойниками, но они больше проводятся локально, например, в рамках пилотного проекта для двух насосов. Я видел несколько презентаций, в которых показывали, что всё идеально работает. Однако в реальной жизни я не видел ни одного действительно работающего кейса», — подводит итог специалист по BIM-технологиям компании Dokshin and Partners Филипп Катеров.

«Создание цифровых двойников — это действительно тренд, но важно отметить, что они очень отличаются методами построения имитационной модели и, как следствие, трудоёмкость их создания варьируется очень существенно. Скажем, построение двойника какого-нибудь конвейера — это  простая задача, а создание двойника угольного пласта с повторением всей геологии — эта задача сегодня не решена нигде в мире, а именно она является ключевой для эффективности и безопасности отрасли», — комментирует Владимир Воркачев.

Будущее за deeptech?

Прорывные технологии, разрабатываемые в ответ на конкретный запрос отрасли, могут стать основным направлением цифровых исканий. Такие передовые научные и инженерные разработки, создаваемые в партнёрстве с профильными научными институтами, стартапами, фондами развития инноваций, должны быть глубоко связаны с технологическим процессом и давать инновационное решение для насущных проблем горной промышленности.

«АЛРОСА» в качестве примеров перспективных технологий из собственной практики приводит технологию поиска алмазов, скрытых в руде, при первичном обогащении методом рентгенографической сепарации на обогатительных фабриках.

В компании поясняют, что внедрение технологии может значимо повысить производительность обогащения и кратно снизит потребление электроэнергии. Другим перспективным направлением может стать прогнозирование загазованности в карьерах с помощью оптимизационных моделей на базе ИИ, что повысит объёмы добычи руды и вскрыши за счёт снижения простоев. 

технологическое развитие

Активные изыскания в направлении дегазации и геологии цифрового моделирования проводит «Распадская угольная компания». Также у отрасли есть запрос на увеличение пропускной полосы, особенно беспроводных каналов связи. Это направление становится критически важным, так как количество умных и носимых устройств для контроля за промышленной безопасностью, охраной труда и корректным исполнением нарядов и процедур в шахтах растёт астрономическими темпами.

Среди болевых точек цифровизации бизнес-процессов выделяется интегрированное планирование. 

«Сложная тематика, где сегодня очень мало осталось экспертизы.  В своё время это было в зачаточном состоянии у «большой четвёрки», которая разбежалась. Мы сейчас по крупицам пытаемся экспертизу на рынке находить, кто могли бы такие решения построить», — поделился «болью» Владимир Воркачев.

«Запрос на глубокие технологии однозначно есть. Здесь мы снова возвращаемся к вопросу о важности комплексной экспертизы. Можно изобрести хоть космический корабль, но, чтобы он заработал на практике, а не в мечтах, нужно доскональное знание отрасли, реального технологического процесса, бизнес-процессов. Нужно учитывать все нюансы: от возможностей базовой автоматизации до человеческой психологии. И даже после этого решение нужно тестировать в реальных условиях и шлифовать, дорабатывать.

Многие готовы изобретать единорогов, но мало кто готов отвечать за то, что они заработают и принесут производству пользу. Поэтому мы и находимся в ситуации, когда IT-изобретения растут, как грибы под каждым кустом, то есть стартапом, а по факту для производств это довольно дорогая лотерея. Разработчиков и интеграторов, способных дать комплексное решение, которое реально будет работать, очень мало», — уверен Максим Белинка.


Текст: Анастасия Цепина

  1. «Яков и Партнёры», ГК «Цифра». Цифровизация горно-металлургической отрасли России в 2024 году. Апрель, 2004.
  2. «Технологии Доверия». Обзор состояния цифровизации горно-металлургической отрасли в России – 2023. 2023.
  3. Горная отрасль уходит в «цифру». Эксперт, май, 2022.
  4. «Технологии Доверия». Обзор состояния цифровизации горно-металлургической отрасли в России – 2023. 2023.
  5. «Яков и Партнёры», ГК «Цифра». Цифровизация горно-металлургической отрасли России в 2024 году. Апрель, 2004.
  6. Там же.

Поделиться:
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Уголь России и Майнинг 2024
«Уголь России и Майнинг 2024». Обзор выставки
Одна из крупнейших отраслевых выставок «Уголь России и Майнинг 2024» состоится 4-7 июня в...
Mining World Russia 2024
23–25 апреля в Москве пройдёт одно из главных отраслевых событий — MiningWorld Russia. В этом году выставка выросла вдвое, а это значит, что...
Рудник. Урал 2023 | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник. Урал — 2023» в рамках спецпроекта dprom.online. Представляем «живые» материалы об участниках и о новых решениях:...
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям 2023
Путеводитель для шахтёра: актуальные решения для добывающих и перерабатывающих предприятий в одном месте. Рассказываем про современные технологии в...
Уголь России и Майнинг 2023 | Обзор выставки
«Уголь России и Майнинг 2023» - международная выставка техники и оборудования для добычи и обогащения полезных ископаемых. Главный интернет-партнёр...
MiningWorld Russia 2023
25 апреля 2023 года в Москве стартует одна из главных выставок в добывающей отрасли – MiningWorld Russia.

Спецпроект «MWR-2023: Обзор выставки» –...

Уголь России и Майнинг 2022 | Обзор выставки
Проект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,...
MiningWorld Russia 2022 | Обзор выставки
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник Урала» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их решениях -...
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020 | Взгляд изнутри
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019 | Добывающая отрасль в режиме карантина
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Обзор выставки Mining World Russia 2024. Анонсы участников, репортажи с места событий. Читайте по ссылке Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.