Сюжет
совместный проект

В ЮАР «оживили» истощенные марганцевые рудники. Как им это удалось?

Как «оживить» истощенный рудник? Вот действенный способ из ЮАР

Горнодобывающая компания Assmang успешно модернизировала рудники, проработавшие сорок лет. Разбираемся в причинах

Российское горное дело столкнулось с настоящим вызовом — истощением месторождений. Многие рудники приближаются к завершению цикла выработки, другие расположены в труднодоступных местах. Все больше компаний ищут скрытые резервы, чтобы не уходить с рынка, а продолжать работать и добывать сырье.

Позитивным примером для таких компаний может послужить южноафриканская Assmang Proprietary Limited. Это большой холдинг, который добывает сырье по всей территории ЮАР. К примеру, у компании есть железорудное месторождение Хумани, а также марганцевые Бишук и Блэк-Рок. А Блэк-Рок, в свою очередь, состоит из трех рудников, на каждом из которых добывают марганцевую руду.

В Assmang решились на обновление инфраструктуры. «Рудники были в таком состоянии, что Assmang оставалось одно из двух: либо модернизировать их, либо закрыть совсем, — признался Крейг Хадсон, менеджер по развитию бизнеса в сегменте горнодобывающей и металлургической промышленности Schneider Electric в ЮАР. — Дороги там были очень плохими. Да и сами рудники находятся на удаленной и труднодоступной территории далеко от крупных городов.

Из-за потребности в высокосортном марганце компания Assmang приняла решение инвестировать в шахты. Были построены дороги, новый поселок для рабочих. Благодаря обновлению горнодобывающий комплекс Блэк-Рок из стареющего истощенного актива превратился в добывающее предприятие мирового класса.

Одним из направлений модернизации стало обновление бизнес-модели, улучшение информированности о процессе добычи. Когда Assmang взялась за эту задачу, понадобилось обновить инфраструктуру. Они запустили новые горизонты на рудниках, расширили их и пришли к необходимости внедрения умных решений, касающихся электрификации и управления электродвигателями».

На этом этапе в дело вступил Schneider Electric — поставщик инновационных решений для горной промышленности по всему миру. Эта компания специализируется на B2B-продуктах для горнодобывающего и металлургического секторов и за счет своих компетенций помогает предприятиям этого профиля работать более эффективно.

«Конкретно для этой площадки Schneider Electric поставила все низковольтное и средневольтное оборудование, — рассказал Хадсон. — Во всей системе управления используется оборудование M580, платформа Wonderware System Platform и интерфейс управления операциями AVEVA OMI». Разберемся, что это такое и как именно эти решения позволили возродить старые рудники.

Цель: синхронизироваться и поднять эффективность

Каждый бизнес мечтает работать менее затратно и более эффективно. Ровно эти задачи решила комплексная система автоматизации AVEVA, которую создали в Schneider Electric. Это соединение программного обеспечения, разработанного специально под нужды горняков, с целой сетью датчиков, видеокамер и измерителей, которые отслеживают каждый параметр в шахтах и за их пределами. По сути, целая экосистема, которая превращает разрозненные рудники в единый организм, поддающийся измерению и контролю.

«Когда у вас три шахты поставляют свой продукт в центральное хранилище, а затем этот продукт нужно смешать в соответствии с требованиями конкретного покупателя, вам нужен единый центр, чтобы все это контролировать. Как раз его и не хватало нашему клиенту, — рассказал Крейг Хадсон о своем опыте работы на месторождении Блэк-Рок. — Три отдельных предприятия, которые поставляют свой продукт без всякого согласования, понимаете?

Конечно, тут нужна система управления запасами. Централизованный склад позволил улучшить контроль за продуктом, который поступает в хранилище, а затем покидает его, — для этого построили новый склад и станцию отгрузки».

Помимо склада и новых дорог, Assmang собрала целый пульт управления, чем-то похожий на центр управления полетами в космических центрах. Подобно межпланетным программам, «мозговой центр» Assmang взялся за решение стратегических задач: как избежать нештатных ситуаций и при этом поднять выработку предприятия в целом?

«Технологии, которые мы применили во время модернизации Блэк-Рока, дали нам ряд возможностей, в частности средства визуализации, видеостену и интерфейс управления операциями — доступный и надежный источник информации», — рассказал инженер проекта Жако ван Херден.

Зачем нужен гигантский монитор шириной 10 метров

Благодаря AVEVA компания Schneider Electric установила в центральном офисе Блэк-Рока впечатляющую видеостену шириной десять метров. На ней отображается и происходящее на рудниках, и расчеты, и модели того или иного устройства в реальном времени.

«Идея видеостены не в том, чтобы просто показывать картинку, — указал Хадсон. — Мы называем ее видеостеной, но на самом деле она отображает полную цепочку создания стоимости с релевантными KPI, которые помогают принимать обоснованные бизнес-решения.

Три шахты Блэк-Рока рассредоточены. Сотрудникам может понадобиться двадцать или тридцать минут, чтобы добраться до цеха, в котором что-то случилось или мы подозреваем, что может случиться, — просто потому, что рудники находятся далеко друг от друга. Так что важна возможность посмотреть видео на центральном пульте управления, понять, что там за проблема, и отправить нужного человека».

«Операторы сразу видят: что-то случилось с дробилкой, ток в ее электродвигателе начал расти. Значит, нужно прекратить подачу, — привели пример в Schneider Electric. — То есть можно посмотреть видео и понять: похоже, что в дробилке застрял камень или крупный кусок породы. Может быть, дробилку заклинило или начинается засор.

Такая информация помогает принять верное решение. И мы не тратим лишнего времени, мы просто прекращаем подачу сырья в дробилку. Она прочищается, потому что до этого что-то привело к засору. Мы ждем, пока она очистится, и снова запускаем производство».

Что бы случилось раньше, когда оператор еще не мог получить таких сведений? Дробилка работала бы вплоть до автоматического экстренного отключения. Теперь достаточно отправить кого-то с механическим оборудованием, чтобы он убрал булыжник или устранил засор. И хотя система управления производительностью активов на Блэк-Роке еще не до конца развернута, операторы уже могут получать нужную информацию в реальном времени, если что-то на производстве пошло не так.

«Они могут принять решение до того, как производство остановится, — уточнил Крейг Хадсон. — Гораздо проще замедлить конвейеры или производство и устранить засор, чем выполнять экстренный останов всего производства. Нужно много времени, чтобы снова запустить производство после такого останова, потому что теперь у вас засоры везде — дробилка забита, желоба заблокированы. Все из-за аварийного останова системы. Идея в том, чтобы полностью исключить подобные события».

Практика показала, что расчеты Schneider Electric оправдали себя. «Мы увидели серьезное улучшение в сроках и безопасности людей на руднике, а также практически двузначный рост продуктивности, — констатировал заказчик проекта, старший менеджер месторождения Блэк-Рок Пьер Беккер. — Теперь мы хотим стать самым эффективным подземным рудником в мире».

К чему приводит централизация управления

На протяжении последних сорока лет каждый рудник Блэк-Рока работал автономно. У каждого подразделения был собственный менеджер, который по своему усмотрению выстраивал процессы. Система нормально работала в XX веке, но в современных условиях оказалась нерелевантной. Крейг Хадсон объяснил, зачем вообще синхронизировать процессы на трех разных рудниках:

«Есть три предприятия, которые отправляют продукцию на сортировку в одно и то же место. Таким образом, есть три процесса добычи. У каждого рудника своя подземная выработка. Там есть технологические установки, которые обогащают руду до определенной степени. То есть вы сортируете руду по размеру и содержанию ценного компонента.

Итак, под землей ведут взрывные работы, потом руда отправляется на технологическую линию или предприятие, где ее промывают, сортируют и классифицируют по содержанию ценного компонента. Затем концентрат разных марок и фракций отправляется на центральный склад.

Следует понимать: если у вас есть три шахты, которые отправляют продукцию на центральный склад, вам необходимо координировать эти процессы, чтобы составлять смеси в соответствии с требованиями покупателей. Вы должны быть уверены, что определенная марка с определенной шахты прибудет на склад в нужное время, чтобы вы могли смешать ее и отгрузить в вагоны для отправки заказчику.

При наличии единого операционного процесса вы сразу видите, какой был заказ, кто его сделал и каковы ожидания клиента. Вы также понимаете, продукция каких шахт вам нужна, чтобы составить правильную смесь. Если же у вас нет целостной картины бизнеса, эта задача становится очень сложной».

Менеджер по развитию бизнеса Блэк-Рока Йогеш Рамджаттан подтвердил серьезность проблемы: «Нашей целью было получить полное представление о цепочке создания стоимости — от забоя до погрузки в поезда. Нужно было объединить все средства контроля, что позволило бы нам получить полное представление обо всей нашей инфраструктуре, всех различных заводах и горнодобывающих объектах для гораздо более эффективного управления технологическим процессом».

Помимо понимания ситуации и большей предсказуемости отгрузок, горнодобытчики из Assmang получили и не столь ожидавшийся бонус. «Среда, сложившаяся в центральном пункте управления рудника, позволила нам поместить всех сотрудников, принимающих ключевые решения, в один и тот же офис, — раскрыл суть этого бонуса Пьер Беккер. — Теперь они могут помогать друг другу и вместе повышать операционную эффективность предприятия. Также они могут взаимодействовать с работниками, которые находятся на руднике, удаленно помогая им работать лучше».

Как нарастить добычу за счет IT

На старте внедрения AVEVA на своих рудниках компания Assmang поставила измеримую цель: поднять добычу на Блэк-Роке с 3 до 4,6 млн тонн в год. Разумеется, все началось с инфраструктурных проектов — и они дали свою часть прироста. А дальше наступил черед IT-решений Schneider Electric.

«Объединение всех процессов в единую управляемую среду оказалось выгодным для компании. Однако затем была достигнута высшая точка эффективности, когда дальнейшее повышение прибыли уже невозможно, — пояснил Хадсон из Schneider Electric. — Потенциал центрального пульта управления, который показывает только свой участок процесса, но не показывает собственно добычу и не всегда показывает другие бизнес-системы, был исчерпан. Так что мы приступили к следующей фазе, над реализацией которой работаем до сих пор.

Мы сказали: «Итак, ребята, вы нашли в своей системе узкие места, связанные с нехваткой координации. Вы их устранили. Пора вывести ваш бизнес на новый уровень. А это означает создание интегрированной горной системы».

Теперь, с переходом от центрального пульта управления к единому операционному центру, в решение включены все горнодобывающие операции, и мы видим бизнес-системы и цепочку поставок в целом. Это позволяет показать KPI бизнеса».

Вооружившись знаниями о том, как работает вся цепочка поставок, две компании начали совместными усилиями избавляться от всех факторов, мешающих росту добычи. «Нужно понимать, что, если у вас, например, закончится вода, вы не сможете должным образом промывать и сортировать руду, так что это очень серьезно, — привел пример Хадсон. — Один из KPI, например, это коэффициент соотношения притока и оттока.

Как узнать, сколько воды поступает в водохранилища и сколько уходит? Уровень воды нам ничего не скажет. Может быть, стоит сравнить скорость пополнения водохранилища со скоростью расхода воды? Это один из ключевых факторов для бизнеса, но почему? Потому, что, если вода кончится, придется остановить работу, а значит, прекратить отгрузку продукта.

Таким образом, ценность AVEVA не в том, чтобы показывать работу разных установок. Она показывает цепочку создания стоимости. Управляющему оператору может поступить сигнал тревоги от уровнемера из бункера, в котором марганец транспортируется, скажем, с одного конвейера на другой. Получив сигнал, оператор может, используя свою инфраструктуру — не только видеостену, но и четыре экрана перед собой, — посмотреть, что происходит в этом конкретном бункере с помощью конкретной камеры.

Компания установила камеры в ключевых точках, чтобы оператор мог быстро сориентироваться в ситуации, не обращаясь к другим работникам. Просто взглянуть на экран и сказать, например: «О, в этом бункере формируется засор», или: «Это ошибка оборудования», или: «Кажется, там застрял большой булыжник» — и отправить нужного сотрудника для устранения неполадки. Или техника по обслуживанию, если это действительно ошибка».

На момент написания статьи Блэк-Року удалось довести объем добычи до 3,7 млн тонн в год — и это не предел. Продуктивность добычи все время растет. Одной из причин стала легкая интеграция сервисов AVEVA с продуктами других компаний. Для тех, кто привык к тому, что продукты разных поставщиков «не дружат» между собой, такая интеграция покажется нереальной, но в Schneider Electric действительно позаботились даже о совместимости со сторонними продуктами.

К примеру, Блэк-Рок использует систему экологического мониторинга не от Schneider, а от другого поставщика. Еще один «чужой» продукт — сервис для проверки и отслеживания людей, работающих под землей.

«Используя интерфейс AVEVA OMI как вспомогательную платформу для управления операциями, мы можем объединить всю эту информацию, все различные продукты в один централизованный проект, в один большой блок архивных данных предприятия и выводить данные на видеостену в едином операционном центре», — подытожил Хадсон. И это, возможно, самый удивительный аспект цифровизации, которую пережило разрабатываемое уже сорок лет месторождение Блэк-Рок в Южной Африке.