Оборудование для обогащения
Узнать больше Свернуть
Развернуть

HAVER & BOECKER NIAGARA - специалист в области конструирования и производства машин для обогащения минерального сырья горнодобывающей промышленности, строительных и вторичных материалов.
Телефон: +49 251 97 91 57
email: info@haverniagara.com

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Цифровой двойник горного предприятия. Всё и немного больше

04.02.2022

Для некоторых горнодобывающих предприятий цифровой двойник и цифровая система управления уже стали реальностью, для некоторых ещё остаются мечтой, а другие пока сомневаются в их необходимости и эффективности.

Цифровизация практически всех отраслей в последние годы стала для России одной из национальных целей. Но потребность в создании цифровых двойников для горнодобывающих предприятий возникла даже раньше. Она назревала постепенно: их прообразами были сначала планы маркшейдерских работ, потом — геологические трёхмерные модели, создавать которые начали десятки лет назад.

 Что же подразумевается под этим понятием в настоящий момент? Какими функциями должен обладать цифровой двойник и чем он полезен? И, наконец, что важно знать предприятиям при переходе к цифровым двойникам и цифровым же системам управления?

На XXX Международном симпозиуме «Неделя горняка — 2022» представители горной отрасли и науки встретились на многочасовой онлайн-сессии и отыскали ответы на эти и другие вопросы.

Как трактуют понятие «цифровой двойник» эксперты-горняки?

Чаще всего под цифровым двойником горного предприятия понимают электронную модель конкретной шахты, отражающую все её свойства и характеристики в настоящий момент времени.

Такой «близнец» способен как минимум демонстрировать те или иные показатели и моделировать различные ситуации, как максимум — участвовать в процессе управления рудником.

«Если 15 лет назад цифровой двойник был обычной цифровой моделью, то сейчас, с развитием технологий передачи данных и инфраструктуры предприятий, к цифровому двойнику добавляется всё больше и больше элементов. Теперь это и искусственный интеллект, и возможность облачного хранения информации, и масштабная автоматизация, и способ контроля за выбросами, и подключение к работе беспилотных дронов», — рассказал Борис Курцев, гендиректор ООО «Майкромайн Рус», обладатель золотого знака «Горняк России» и почётного знака «Горняцкая слава» 3-й степени.

транспортировка руды
Фото: @alberthyseni, unsplash.com

Пожалуй, главное свойство цифрового двойника (или, как его ещё иногда называют, «аватара») заключается в том, что он «живёт», в каждый момент времени представляя собой точное отражение актуального состояния своего физического прототипа.

«Цифровые двойники вмещают в себя несколько отраслей сразу: это и горная аэрология, позволяющая анализировать системы вентиляции и работать с каждым видом газа отдельно, и горная механика, способная определить потенциальные негативные воздействия со стороны массивов горных, и горная инженерия, определяющая, в каком темпе вести работы, на каком оборудовании и с какими рисками», — отметил Сергей Кубрин, д. т. н., профессор, заведующий лабораторией геотехнологических рисков при освоении газоносных угольных и рудных месторождений ИПКОН РАН им акад. Н. В. Мельникова.

 Читайте также: «На пути к цифровой трансформации».

За цифровыми двойниками — цифровая система управления шахтой

Имея под рукой электронного близнеца, можно безопасно исследовать возможные риски, моделировать ситуации — от рабочих до чрезвычайных, анализировать текущее состояние дел и, наконец, заниматься планированием.

С этой целью из цифровых двойников «собирают» цифровые системы управления рудниками.

«ЦСУ увязывает в себе совокупность всех существующих цифровых двойников и формирует из них единую модель, максимально эффективную за счёт способности решать множество различных задач», — объясняет Константин Анистратов, д. т. н., директор по развитию ООО «Система Максимум».

По словам эксперта, создание такой системы управления предусматривает комбинированное применение коммуникативных технологий, математических моделей, систем мониторинга и методов оптимизации, функционирующих на основе использования технологии цифровых двойников в реальном времени и в едином информационном пространстве.

цифровизация

«Цифровое горное предприятие — это не продукт и даже не технология. Это особый способ организации работы, основанный на эффективном обмене всех данных в режиме реального времени и в едином информационном пространстве», – рассказывает Сергей Резниченко, к. т. н., исполнительный директор Sight Power (ЮАР).

Самыми распространёнными целями применения цифровых систем управления можно назвать роботизацию производства или подсчёты имеющихся запасов.

Но, на взгляд г-на Курцева, важнейшей задачей цифровых двойников являются поиски ответов на вопрос «А что, если?» или, другими словами, цифровое моделирование. Причём моделировать можно практически всё, что угодно.

Цифровые системы управления позволяют:

  • осуществлять планирование от микро- до стратегических размахов,
  • автоматизировать внутренний документооборот,
  • формировать технический парк,
  • обосновывать эффективность той или иной техники с помощью полученных данных,
  • решать, куда инвестировать,
  • оценивать риски,
  • при необходимости даже создавать визуализацию в режимах дополненной и совмещённой реальности.

Эффективность цифровых систем управления шахтами

Говоря о факторах, в которых наиболее ярко проявляется плюсы использования ЦСУ, эксперты, в первую очередь, выделяют повышенную безопасность производства.

Следом за ней идёт повышение коэффициента использования оборудования и рост производительности в результате более высокой эффективности рабочих процессов. Увеличивается и эффективность планирования горных работ, а заодно — сокращаются сроки, необходимые для обмена данными или документами или взаимодействия между разными отделами предприятия.

шахта

Спектр возможностей, которые ЦСУ предоставляют руководству и работникам горнодобывающих предприятий, при надлежащем использовании способен ощутимо повысить эффективность и результативность ведущейся на шахте работы. И ключевое здесь — «при надлежащем использовании».

По мнению экспертов, после внедрения ЦСУ в работу предприятия необходимо не только пользоваться ей, но и обязательно оценивать, контролировать и анализировать реализацию и использование цифровой среды.

Цифровые двойники и ЦСУ: есть ли риски?

Что до рисков, цифровые системы управления можно разделить на две основные группы. Первая — это те риски горного предприятия, которые ЦСУ предотвращают, и вторая — те риски, с которыми их использование сопряжено.

Итак, как цифровые двойники и электронные системы управления помогают в работе шахт и рудников?

Прежде всего помогают анализировать на предмет безопасности условия эксплуатации — масштаб, сложность и физическую среду проведения горных работ. То же самое можно сказать и обо всех производственных процессах. Цифровые системы способны визуализировать возможные риски и отслеживать потенциально опасные события.

разработка карьера

С помощью ЦСУ можно придавать производственным объектам разные статусы в зависимости от уровня риска, а также создавать протоколы безопасности.

Но что будет, если из строя выйдет сама ЦСУ? Или если её выведут из строя намеренно? Или если кто-то попытается ввести в датчики системы некорректные данные? Сергей Резниченко, к. т. н., отвечает на этот вопрос так:

«Нет ничего более прозрачного, чем цифровой двойник. Цель внедрения цифровых систем управления — свести манипуляции данными к нулю».

Разумеется, чем выше автоматизация производства, тем более серьёзными могут оказаться последствия любого сбоя в системе. Именно поэтому разработка и внедрение ЦСУ для горных предприятий — занятие непростое…

 Читайте также: «Цифровизация в добыче: успешные кейсы».

Как подготовиться к введению ЦСУ на горнодобывающем предприятии?

Несмотря на то, что за последние годы цифровизация стала одним из главнейших трендов, взять и просто так, без предварительных раздумий и расчётов, обзавестись новенькой ЦСУ не получится. Точнее, получится, вот только смысла в этом не будет.

«Простая установка нового ПО ничего не даст. Каждое внедрение — это большое изменение всего рабочего и производственного процесса. Нужно понимать риски и угрозы, оценивать свои затраты и готовности, активно заниматься внедрением новых технологий. Именно поэтому вопрос внедрения цифровых систем управления — это ещё и вопрос готовности предприятий к подобным системам», — говорит уже знакомый нам Борис Курцев, генеральный директор ООО «Майкромайн Рус».

По словам эксперта, степень потенциально возможной в будущем автоматизации во многом зависит от степени развития существующей инфраструктуры предприятия в настоящем. Именно на неё и нужно опираться, планируя внедрение новой системы.

Кто будет управлять цифровыми двойниками горных предприятий?

«Чтобы что-то работало, нужно это контролировать», — уверен г-н Курцев.

А значит, нужны люди, которые возьмут на себя эту функцию и будут ориентироваться в новых информационных технологиях, как рыбы в воде.

По мнению эксперта, уже скоро под словом «шахтёр» перестанут понимать только тех, кто трудится под землёй. Операторы различных процессов ЦСУ тоже будут носить это гордое звание. И ответственности на них будет не меньше.

Подготовкой таких кадров, кстати, занимаются уже сейчас. Так, например, в Северо-Кавказском горно-металлургическом институте функционирует интересная инициатива — центр подготовки и аттестации инженеров горных роботизированных систем под названием «Аватар».

карьер

Здесь студенты вместе с преподавателями и приглашёнными экспертами занимаются решением реальных рабочих задач: разработкой и созданием систем цифрового управления для добывающих предприятий. Среди последних — в том числе такие гиганты, как ГМК «Норильский никель».

Благодаря такому подходу обучающиеся на последних курсах получают ценный практически опыт, а вместе с ним — не менее ценную возможность показать себя потенциальным работодателям. То же самое можно сказать и о компаниях: вместе с готовой ЦСУ результатом такого сотрудничества вполне может стать пополнение штата новыми квалифицированными специалистами, уже знакомыми со спецификой предприятия.

Читайте также: «Роботизация и рынок труда: вызовы и ответы».

Цифровые двойники и закон: пройдёт ли ЦСУ государственную экспертизу?

Говоря о цифровых двойниках, гендиректор ООО «Макромайн Рус» Борис Курцев употребляет интересный термин: «интернет вещей». Он означает, что все элементы системы цифрового управления предприятием должны быть связаны между собой и находиться в едином информационном пространстве.

С ним согласился и профессор кафедры горного дела СКГМИ Денис Стадник:

«И цифровые двойники, и цифровые системы управления должны функционировать в едином цифровом пространстве как минимум всего предприятия, как максимум — всей отрасли сразу».

Именно поэтому Северо-Кавказский горно-металлургический институт активно работает не только над созданием рабочих моделей ЦСУ, но и над продвижением цифровых двойников на государственном уровне.

Согласование с государственными регуляторами — важнейший момент работы на производстве. Поэтому принципиально важно, чтобы новые автоматизированные системы перед внедрением получали одобрение соответствующих органов.

Ирония заключается в том, что в настоящий момент документация будущих цифровых систем управления подаётся на государственную экспертизу в «классическом» виде — чертежи, графики, таблицы и текстовые документы. В идеальном мире документом стала бы сама 3D-модель рудника.

Читайте также: «На пути к цифровому месторождению: о цифровизации нефтегазового сектора».


Поделиться:
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
MiningWorld Russia 2022
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала 2021
Главные события выставки «Рудник Урала-2021» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их...
В помощь шахтёру
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
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
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

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

COVID-2019
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
Ежедневные новости. Актуально и кратко. Присоединяйтесь к телеграм-каналу Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.