Zmieniająca się branża

Transkrypt

1 Connected Mine Bezproblemowa łączność i współdzielenie informacji pozwalają poprawić wynik biznesowy, zwiększyć wydobycie i zmniejszyć zagrożenia dla bezpieczeństwa

2 2 Connected Mine Zmieniająca się branża Zmienny rynek surowców wpływał w ostatnich latach na rentowności firm górniczych i zrównoważony rozwój. Nie wiemy, czy sytuacja ta będzie trwać w przewidywalnej przyszłości, czy już niedługo czeka nas przełom, ale wyraźnie prowadzi to do przekształceń w działalności wydobywczej i zmian priorytetów biznesowych. Obecnie przedsiębiorstwa górnicze koncentrują inwestycje operacyjne na obszarach pozwalających im zmaksymalizować wydobycie kopalin oraz poprawić efektywność operacyjną przy jednoczesnym spełnianiu wymagań wynikających z przepisów górniczych oraz utrzymaniu bezpiecznego środowiska pracy czy środowiska zero wypadków i szkód. Poszukują również możliwości lepszego wykorzystania swoich kurczących się zasobów wykwalifikowanych pracowników oraz wypracowania nowej elastyczności pozwalającej na spełnienie przyszłych potrzeb łańcucha dostaw. Jeżeli branża górnicza i metalurgiczna ma usprawnić działalność, jednocześnie zwracając środki pieniężne inwestorom, ograniczając CAPEX, a w końcu musząc wydobywać głębsze i trudniej dostępne pokłady, to będzie musiała opracować nowe, innowacyjne sposoby, jak to zrobić. The Economist Intelligence Unit, In the Pits? Mining and Metals Firms and the Slowing of the Supercycle (W dołku? Przedsiębiorstwa górnicze i metalurgiczne a spowolnienie supercyklu) We wszystkich tych dziedzinach pomóc może połączona lub inteligentna działalność operacyjna. Szersza łączność i współdzielenie informacji może pomóc przedsiębiorstwom górniczym lepiej zrozumieć swoją działalność operacyjną, poprawić wyniki i zmniejszyć zagrożenia dla bezpieczeństwa. Jednak starszego typu systemy występujące obecnie w większości przedsiębiorstw górniczych nie mają łączności i wbudowanej inteligencji pozwalającej na uzyskanie tych korzyści. Przedsiębiorstwa muszą zamiast tego instalować nowe systemy i technologie umożliwiające niezakłóconą łączność między ludźmi, procesami i technologią, które są także skalowalne ze względu na przyszły rozwój i rozbudowę. Moc informacji Niektóre z największych przedsiębiorstw górniczych na świecie już wykorzystują pozytywny efekt połączonej działalności operacyjnej, aby w istotny sposób przekształcić swoje zakłady. Wykorzystują podłączone urządzenia i inteligentne maszyny do pozyskania informacji o procesie technologicznym w czasie rzeczywistym i podejmowania lepszych decyzji biznesowych. Uzyskują lepszy wgląd w swoje urządzenia, co pozwala im poprawić wydajność zasobów. Identyfikują i ograniczają zmienność w swoich procesach. Ponadto wykorzystują lepszą łączność do utworzenia centrów zdalnej działalności operacyjnej i obsługi autonomicznego transportu materiałów. Informacja nie jest już historycznym zapisem tego, co się stało lub co się dzieje obecnie. Informacje w połączeniu z analityką mogą stanowić potężne narzędzie pomagające firmom górniczym przewidywać wydajność i osiągać zamierzone wyniki. ARC Advisory Group Przemysłowy Internet Rzeczy realizuje wizję Connected Mine Poza tymi korzyściami operacyjnymi, przedsiębiorstwa stosują lepszą łączność do usprawnienia monitorowania pracowników w celu poprawy bezpieczeństwa, do lepszego rozliczania zawartości metalu w rudzie oraz osiągnięcia istotnej oszczędności energii.

3 Connected Mine 3 To właśnie jest Connected Mine. Tworzy się ją przez konwergencję tradycyjnie odrębnych systemów techniki informatycznej (IT) i operacyjnej (OT) w jedną, ujednoliconą infrastrukturę sieciową umożliwiającą niezakłóconą łączność i współdzielenie informacji w całym przedsiębiorstwie górniczym. Pozwalają na to nowo opracowane technologie dla branży wydobywczej, takie jak zaawansowana diagnostyka, chmura obliczeniowa i zdalny dostęp. Na przykład, rozwiązania w chmurze można wykorzystać do ważnej komunikacji dotyczącej bezpieczeństwa i ochrony, obejmującej np. informacje o wentylacji podziemnej, przez co pracownicy są świadomi warunków otoczenia. Przedsiębiorstwa mogą wykorzystać moc Connected Mine, aby uzyskać większą wartość z eksploatacji na trzy najważniejsze sposoby: Inteligencja operacyjna Zredukowane zagrożenia dla bezpieczeństwa Obsługa zdalnej i autonomicznej eksploatacji Inteligencja operacyjna Sterowniki, inteligentne urządzenia i oprogramowanie pracujące w ramach Connected Mine są w stanie zbierać i uzyskać dostęp do danych, które dawniej były zgromadzone w maszynach i procesach górniczych. Dane te mogą być zintegrowane zarówno poziomo, np. z innymi maszynami, jak i pionowo, z systemami eksploatacyjnymi i przedsiębiorstwa, co ułatwia zarządzanie danymi i zmniejsza liczbę wysp automatyki. Oprogramowanie analityczne w Connected Mine może gromadzić dane z tysięcy punktów i umieszczać je w kontekście, przez co stają się przydatnymi w działaniu informacjami dając operatorom pełny wgląd w stan zakładu oraz podejmowanie decyzji. Informacje te można współdzielić w całym przedsiębiorstwie w raportach na podstawie roli, na pulpitach nawigacyjnych i w formie wskaźników KPI, co umożliwia lepsze podejmowanie decyzji na różnych poziomach zadań: Cztery sugestie dotyczące tworzenia Connected Mine 1. Zmodernizować i zestandaryzować wyposażenie i oprogramowanie sterujące w celu uzyskania interoperacyjności systemów w całym przedsiębiorstwie górniczym oraz spójnego pomiaru wydajności w rożnych zakładach górniczych. 2. Wykorzystać oprogramowanie inteligentnej produkcji do uzyskania spójnego obrazu odrębnych wydawałoby się danych o wydobyciu. Takie oprogramowanie może przedstawić kontekst relacji między maszynami górniczymi, surowcami i ludźmi, pomagając w optymalizacji sterowania procesem i maksymalizacji produkcji. Nowoczesny rozproszony układ sterowania ze zintegrowanymi funkcjami sterowania i zbierania informacji zapewnia możliwość gromadzenia wiedzy i na jej podstawie podejmowanie decyzji. 3. Zastosować oprogramowanie do sterowania predykcyjnego (MPC) umożliwiając operatorom maksymalnie wykorzystać maszyny. Dowiedziono, że oprogramowanie MPC z powodzeniem zwiększa przerób w górnictwie nawet o 8%, a przy tym zmniejsza zmienność o 45% i emisję o 35%. 4. Wdrożenie podejścia do bezpieczeństwa opartego na obronie w głąb (DiD), aby ograniczyć potencjalne zagrożenia. Chociaż Connected Mine stanowi obietnicę ogromnych korzyści, to bardzo ważne stają się w niej zagadnienia bezpieczeństwa. DiD to zalecana najlepsza praktyka w zakresie bezpieczeństwa, wykorzystująca liczne warstwy ochrony przez połączenie zabezpieczeń fizycznych, elektronicznych i proceduralnych. Operatorzy urządzeń górniczych mogą śledzić takie wskaźniki KPI jak całkowita efektywność wyposażenia (OEE) i średni czas między awariami (MTBF) Technicy utrzymania ruchu mogą monitorować stan techniczny urządzeń, co umożliwia konserwację prewencyjną oraz ograniczenie nieplanowanych przestojów Kierownicy ds. jakości mogą kontrolować zawartość metalu w rudzie i monitorować jakość produktu

4 4 Connected Mine Kierownicy zakładów górniczych mogą przeglądać przekrojowe dane operacyjne i wskaźniki, takie jak koszt produkcji w czasie rzeczywistym Członkowie zarządu mogą porównywać działalność w czasie rzeczywistym z cenami surowców i dokonywać odpowiednich korekt Poprawienie wglądu Można zbierać dane dotyczące prawie każdego aspektu eksploatacji Connected Mine, dające wiele możliwości wglądu, jak i gdzie można wprowadzić ulepszenia. Do przykładów należą: Dzienne cele Prognostyczna widoczność opóźnień, śledzenie w czasie rzeczywistym wyników w konfrontacji z planami i widoczność oznak problemów ze stanem technicznym maszyn pomogą spełnić codzienne cele produkcyjne. Zmienność produkcji Prędkości podawania i przetwarzania pozwalają kierownikom porównywać wyniki każdej zmiany z dobowymi i godzinowymi celami produkcyjnymi lub ich zgodność ze specyfikacją. Taka widoczność danych operacyjnych może pomóc zidentyfikować i zredukować zmienność produkcji. Monitoring prognostyczny Modele raportowania i informacji wykorzystują dane w czasie rzeczywistym do tworzenia wskaźników wyprzedzających mogących pomóc przewidzieć wyniki produkcji, wąskie gardła i awarie urządzeń. Wydajność zasobów Czujniki wydajności mierzące prędkość podawania surowca i przetwarzania, przepływ, lepkość i inne zmienne mogą pomóc zmaksymalizować wydajność zasobów. Monitorowanie stanu Czujniki na urządzeniach monitorujące wibracje, zużycie i ciepło mogą zapewnić wartościowy wgląd w bieżący stan pozwalający przedsiębiorstwom uniknąć kosztownych nieprzewidzianych awarii. W przyszłości działalność wydobywcza zbliży się do świata całkowicie autonomicznych maszyn. Autonomia poprawi wskaźniki wydajności przy jednoczesnym zwiększeniu bezpieczeństwa pracowników. Dzięki automatyzacji zadań przez zastosowanie autonomicznych systemów, zakład staje się miejscem bezpieczniejszym dla pracowników, którzy zyskują czas na wykonanie zadań mniej powtarzalnych i wymagających wyższego poziomu umiejętności. Sal Spada i Scott Evans, ARC Advisory Group System monitorowania stanu technicznego identyfikuje przynajmniej 10 nadchodzących awarii rocznie, a przy średnim czasie naprawy wynoszącym 10 godzin na każdy incydent, oszczędność na przestojach jest bardzo istotna dla biznesu. Scott Liddell, starszy inżynier elektryk w Newcastle Coal Infrastructure Group Przepustowość Inteligentne systemy z funkcją zarządzania sytuacjami nietypowymi pozwalają pracownikom skupić się na wysokowartościowych zadaniach niepowtarzających się oraz usprawnieniach procesu produkcyjnego, co pomoże poprawić wydajność. Najważniejsze korzyści biznesowe Korzyści płynące z głębszej wiedzy o działalności operacyjnej mogą się sumować i znacząco oddziaływać na biznes. Na przykład spółki górnicze są zobowiązane do prowadzenia rachunkowości metalowej w celu obliczenia kwoty odzyskanego metalu w określonym czasie. W Connected Mine układy sterowania odgrywają kluczową rolę w przewidywaniu wydobycia, obliczając ilości metalu i generując dane, a następnie dostarczając w czasie rzeczywistym te informacje działom finansowym, które w ten sposób dysponują najnowszymi i najdokładniejszymi informacjami. W rezultacie owocuje to lepszym prowadzeniem dokumentacji dla urzędów górniczych.

5 Connected Mine 5 Kolejnym kluczowym obszarem jest gospodarowanie energią. Kopalnie w Australii zanotowały w ciągu ostatnich 30 lat 70-procentowy wzrost zużycia energii, która odpowiada obecnie za 15% łącznych kosztów środków produkcji według inicjatywy rządu australijskiego pod nazwą Giełda Efektywności Energetycznej. Connected Mine może zbierać dane z różnych urządzeń i rozproszonych punktów w całym zakładzie, aby pomóc operatorom i kierownikom uzyskiwać dokładniejsze raporty i prognozy dotyczące energii, określić główne przyczyny nieefektywności energetycznej oraz optymalizować wykorzystanie zasobów i efektywność energetyczną nie zmieniając produkcji. Może również pomóc operatorom dokonywać najważniejszych korekt na bieżąco, np. prowadzić ruch kopalni z obniżoną wydajnością po awarii dużej maszyny technologicznej, takiej jak młyn kulowy. Większa łączność i współdzielenie informacji w Connected Mine mogą również otworzyć drogę do oszczędności w IT. Na przykład wirtualizacja znosi połączenie między fizycznymi zasobami komputerowymi a ich systemami operacyjnymi i oprogramowaniem. Umożliwia to pracę wielu maszyn wirtualnych na jednym komputerze w celu optymalizacji serwerów i stacji roboczych oraz zmniejszenie zapotrzebowania na komputery przemysłowe. Pozwala też na pozostawienie tego samego oprogramowania, mimo wymiany lub unowocześnienia komputerów, co pomaga w obniżeniu kosztów inżynieryjnych i unikaniu przestojów. Zmniejszone zagrożenia dla bezpieczeństwa Conneted Mine daje nowe możliwości poprawy bezpieczeństwa i ograniczenia zagrożeń dla pracowników. Znaczniki RFID i technologia bezprzewodowa pomagają kierownikom śledzić, ilu pracowników znajduje się w danym momencie pod ziemią lub w kopalni. Gdyby coś się stało, mogą oni natychmiast określić, ile osób jest w kopalni i gdzie znajdują się poszczególne osoby. Vale ogranicza koszy energii o ponad 30% dzięki połączonemu systemowi wentylacji VOD Wielki koncern górniczy Vale poszukiwał szytego na miarę systemu wentylacji na żądanie (VOD) do kopalni Coleman w Ontario. BESTECH, wiodący dostawca automatyzacji systemów dla branży górniczej w Kanadzie zaproponował rozwiązanie VOD wykorzystujące napędy z przemiennikami częstotliwości (VFD) istotnie redukujące zużycie energii przez pracujące wentylatory. Przemienniki precyzyjnie regulują prędkość silników i utrzymują wielkość momentu obrotowego, aby dopasować się do wymagań wynikających z obciążenia, a dzięki funkcji łagodnego rozruchu zmniejszają naprężenia mechaniczne w silnikach. Sieć EtherNet/IP łączy wentylatory, regulatory i czujniki ze sterownikami, co umożliwia niezakłóconą łączność po wspólnej infrastrukturze sieciowej. Po wdrożeniu systemu, oszczędność energii w kopalni przekroczyła pierwotnie oczekiwaną szacunkową wartość 30%. System VOD daje około 400 tys. USD oszczędności rocznie na kosztach energii już po wstępnym podłączeniu do jedynie 16 wentylatorów pomocniczych. Szczegółowa analiza informacji o bezpieczeństwie kopalni jest kluczem do zrozumienia wyników w zakresie bezpieczeństwa dziś i w przeszłości oraz osiągnięcia postępu w przyszłości. Zaawansowana analiza danych to kamień węgielny analizy bezpieczeństwa. Można ją stosować do prostego wyjaśniania wypadków lub zaawansowanego, statystycznego modelowania i eksploracji danych. Deloitte, Mine Health and Safety Striving to Achieve Zero Harm (BHP w kopalniach dążenie do wyeliminowania wypadków)

6 6 Connected Mine Podłączone do sieci kamery wideo, technologie komunikacji głosowej i wyświetlania mogą też służyć do monitorowania pracowników i komunikacji z nimi w razie zdarzenia dot. bezpieczeństwa. Prawie w każdym miejscu kopalni można umieścić bezprzewodowe kamery ułatwiające monitoring pracowników nawet w najagresywniejszym środowisku, a systemy tablic cyfrowych wyświetlają ostrzeżenia dot. bezpieczeństwa lub instrukcje awaryjne. Z analitycznego punktu widzenia, możliwość gromadzenia i analizowania danych z otoczenia wydarzeń związanych z bezpieczeństwem może pomóc zespołom lepiej zrozumieć czynniki, które doprowadziły do tych incydentów lub określić procesy szczególnie narażone na zdarzenia. Na tej podstawie można w miarę potrzeb modyfikować procesy lub dopracować szkolenia dot. bezpieczeństwa. Obsługa zdalnej i autonomicznej eksploatacji Zdalnie połączona eksploatacja może zmienić sposób prowadzenia kopalń przez przedsiębiorstwa, ponieważ umożliwia monitorowanie i prowadzenie procesów rozproszonych zakładów znajdujących się setki lub nawet tysiące kilometrów od centrali. Dokładnie tak to robi koncern BHP Billiton ze swojego Zintegrowanego Zdalnego Centrum Operacyjnego (IROC). Ośrodek znajdujący się w Perth w Australii, mieści zespoły ds. planowania, harmonogramowania, kontrolingu i analiz, które koordynują wszystkie działania w zakresie wydobycia rudy żelaza w Australii Zachodniej. W specjalnie do celu urządzonej hali dyspozytorskiej pracownicy czasie rzeczywistym widzą sieci związanej z wydobyciem rudy żelaza zarządzaniem kopalnią, instalacją, koleją, portem i harmonogramowaniem w danym dniu. IROC odegra ważną rolę w poprawie dyspozycyjności całego systemu, jego wykorzystania i ocenie naszych obecnych zasobów. Pozwala nam spojrzeć na szerszy obraz naszej działalności i korzystać na współpracy i koordynacji między różnymi funkcjami w IROC. BHP Billiton Technologia zdalnego dostępu to także nowe metody, dzięki którym eksperci pomagają rozproszonym zakładom z jednego miejsca. Może to obejmować zdalne monitorowanie urządzeń oraz alarmowanie pracowników na miejscu w razie wystąpienia problemu, a nawet wirtualne zalogowanie się, aby pomóc go rozwiązać. Może również obejmować zdalne łączenie się z pracownikami w terenie sygnałem wizyjnym pochodzącym z urządzenia mobilnego na potrzeby utrzymania ruchu oraz wykrywania i usuwania usterek, co pozwala ograniczyć obciążenie ekspertów firmy podróżami i szybciej rozwiązywać problemy związane z przestojami. Rozszerzenie zasięgu Connected Mine na łańcuch dostaw może pomóc przedsiębiorstwom lepiej koordynować transport wydobytych rud. Globalne koncerny wydobywcze już dziś przewożą surowiec autonomicznymi wozidłami i pociągami, które można śledzić i którymi można sterować z centralnego ośrodka, osiągając faktyczne połączenie od kopalni do portu. Dane już istnieją Connected Mine ma charakter transformacyjny, ale nie musi oznaczać kompletnej przebudowy istniejącej infrastruktury przedsiębiorstwa. Wiele z poszukiwanych danych już istnieje w systemach firmy, tylko brakuje sposobu ich zgromadzenia, analizy i współdzielenia. Podjęcie kroków koniecznych do migracji układów sterowania i połączenia odrębnych dotychczas systemów położy fundament pod eksplorowanie tych danych, zmniejszenie zagrożeń dla bezpieczeństwa oraz osiągnięcie nowego poziomu inteligencji operacyjnej służącej poprawie wydajności i globalnej konkurencyjności.

7 Zasoby: Więcej o tym, jak Connected Mine może poprawić efektywność i uaktywnić wartość w działalności wydobywczej można się dowiedzieć od przedstawiciela handlowego Rockwell Automation lub na stronie Dodatkowe informacje od Rockwell Automation na temat projektowania i realizacji produkcji oraz uzyskanie z tego maksymalnej wartości dostępne są pod adresem connected-enterprise/overview.page. Cisco i Rockwell Automation połączyły swoją wiedzę ekspercką, aby opracować architektury referencyjne skierowane na automatykę przemysłową stanowiące fundament pod wdrożenie technologii wymaganych dla Connected Mine: Internetowa społeczność edukacyjna Industrial IP Advantage - wymiana online informacjami o najlepszych praktykach, sukcesach i porażkach dotyczących stosowania standardowego, niemodyfikowanego Ethernetu oraz protokołu internetowego w środowiskach przemysłowych: Allen-Bradley, LISTEN. THINK. SOLVE. i Rockwell Software to znaki towarowe Rockwell Automation, Inc. Znaki towarowe nienależące do Rockwell Automation stanowią własność odpowiednich przedsiębiorstw. Publikacja MIN-WP002A-PL-P kwiecień Rockwell Automation, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. Wydrukowano w USA.