Odkrywając przyszłość górnictwa Dostęp do informacji i jej wykorzystanie w czasie rzeczywistym zapewnia bezpieczniejszą i bardziej efektywną eksploatację kopalni
Wprowadzenie Przy niższych cenach surowców, rosnących kosztach materiałów i energii oraz zmiennym tempie i charakterze globalnego wydobycia, branża górnicza jest pod stałą presją znalezienia nowych sposobów poprawy efektywności produkcji oraz osiągnięcia doskonałości operacyjnej przy optymalizacji bezpieczeństwa ludzi i zasobów. Aby zaspokoić rosnący popyt, trzeba wydobyć więcej z uboższych pokładów. Tempo zmian doprowadziło jednak do pojawienia się narzędzi i urządzeń pozwalających na dostosowanie eksploatacji górniczej do standaryzacji procesów, umożliwiających zwiększoną efektywność produkcji, poprawę bezpieczeństwa i wyników finansowych. W niniejszym krótkim poradniku zarysowano kilka rozwiązań. Odkrywając przyszłość górnictwa 2
Od produkcji wyodrębnionej silosowej do produkcji połączonej W mniejszym lub większym zakresie każda kopalnia posiada już urządzenia, które musi eksploatować. Jednak różne obszary kopalni z różnymi potrzebami prawdopodobnie działają na różnych platformach od różnych dostawców. W nieunikniony sposób prowadzi to do niespójności i braku zestandaryzowanego podejścia, co zmniejsza efektywność, a zwiększa złożoność i koszty. Zintegrowane, zestandaryzowane podejście jest podstawą efektywności oraz wartości od miejsca wydobycia aż po wyekspediowanie. Analizując obecne praktyki i oceniając nowe technologie automatyzacji oraz autonomiczną kopalnię, operatorzy mogą uzyskać znaczącą i trwałą poprawę przy redukcji kosztów. Mogą utrzymywać czas sprawności i ograniczać ryzyko przez poprawę niezawodnej eksploatacji maszyn przy równoczesnej poprawie bezpieczeństwa pracowników i zakładu. Właśnie to zaczęliśmy nazywać The Connected Mine, a stanowi to rozwinięcie naszego modelu Connected Enterprise przeznaczonego dla przedsiębiorstw produkcyjnych i przemysłowych na całym świecie. Odkrywając przyszłość górnictwa 3
Co to jest Connected Mine? To nowoczesna technologia umożliwiająca obniżenie kosztów przez wyeliminowanie niesprawności, zwiększenie przewagi konkurencyjnej i optymalizację produktywności. Te systemy i platformy zapewniają przewagę operatorom dzięki ulepszonym możliwościom raportowania oraz pulpitom nawigacyjnym bazującym na informacjach. Zapewniają one nowy poziom łączności i widoczności produkcji w całej kopalni, co pozwala pracownikom podejmować decyzje biznesowe na podstawie informacji w czasie rzeczywistym. Zbieżność technologii, w tym Internetu, sieci przemysłowych, urządzeń w protokole internetowym oraz standardów interoperacyjności, zapewnia bezprecedensowe wzajemne połączenie systemów kopalni, sterowania środowiskiem produkcyjnym oraz całego przedsiębiorstwa. Pozwala to operatorom zbierać, koordynować i wewnętrznie współdzielić dane, zapewniając lepsze podejmowanie decyzji w oparciu o dane, większą spójność wyników oraz lepsze prowadzenie dokumentacji wymaganych przez przepisy. Jednocześnie, w miarę jak złożoność niektórych systemów oprogramowania zwiększa deficyty umiejętności, a coraz mniej pracowników jest gotowych pracować w odległych lokalizacjach, technologia umożliwiająca zdalny monitoring jeszcze bardziej poprawia efektywność i bezpieczeństwo. Odkrywając przyszłość górnictwa 4
Dlaczego najistotniejsze są informacje w czasie rzeczywistym Z powodu rozproszonych technologii automatyki, starszego typu systemów oraz niezdolności opracowania użytecznych informacji z tego, co było dostępne, aż do teraz dane były zamknięte w maszynach na terenie kopalni. Dzięki raportom w czasie rzeczywistym, intuicyjnym pulpitom nawigacyjny oraz bezawaryjnym systemom inteligencji biznesowej, przedsiębiorstwa mogą poprawić odpowiedzialność w całej firmie, podejmować strategiczne decyzje na lepszych podstawach i zapewnić możliwie najbardziej efektywną i zoptymalizowaną eksploatację każdej kopalni. Jeśli dane dostępne w formie informacji umożliwiających podjęcie decyzji biznesowych w czasie rzeczywistym, prowadzą do poprawy: Wydajności produkcji Jakości procesów technologicznych Stanu technicznego maszyn Efektywności energetycznej Bezpieczeństwa kopalni W ten sam sposób informacje w czasie rzeczywistym zapewniają ciągłe monitorowanie stanu technicznego urządzeń pozwalające usprawnić harmonogramy serwisowania i osiągi urządzeń. Pomagają uprościć łańcuchy dostaw i ulepszyć planowanie w kopalni. Wykorzystując w czasie rzeczywistym big data, przedsiębiorstwa zaczynają optymalizować globalne przetwórstwo minerałów z jednej lokalizacji. Prawdopodobnie z czasem doskonałość operacyjna będzie zależała od zdolności przedsiębiorstwa do interpretowania dużych zbiorów danych, które gromadzi i działania na ich podstawie. Odkrywając przyszłość górnictwa 5
Redukcja zużycia energii dzięki innowacyjności Osiągnięcie daleko idącej poprawy produktywności oznacza znalezienie sposobu cięcia największych pozycji kosztowych branży, a nie tylko obniżania niewielkich kosztów. Dla większości operatorów oznacza to zajęcie się kosztami energii. W tej przemianie odgrywają rolę zarówno nowe technologie, jak i poleganie w większym stopniu na źródłach energii odnawialnej oraz elektryfikacja. Automatyzacja poprawia efektywność energetyczną przez ograniczenie zmienności i poprawę spójności operacyjnej. Technologia inteligentnych czujników zapewnia lepszą wiedzę o stanie urządzeń górniczych, takich jak wiertnice i wozidła, co pozwala poprawić wydajność i trwałość eksploatacji. Automatyzacja jest również powiązana z redukcją emisji wynikającą z bardziej spójnej eksploatacji urządzeń, dzięki czemu zmniejsza się zużycie paliwa, emisja gazów cieplarnianych i koszty operacyjne. Zastosowanie w górnictwie robotyki zminimalizuje oddziaływanie na środowisko, ponieważ umożliwi bardziej selektywne wydobycie. Systemy monitoringu środowiska mogą wykorzystywać skomputeryzowane instrumenty komunikujące się bezprzewodowo do precyzyjnego monitorowania i analizowania takich zmiennych, jak poziom wód gruntowych, wentylacja wyrobisk podziemnych i zmiany temperatury. Te systemy monitoringu umożliwiają przedsiębiorstwom nadzorowanie i rejestrowanie środowiskowego oddziaływania robót górniczych. Odkrywając przyszłość górnictwa 6
Praktyczne korzyści ze zdalnej eksploatacji W przeszłości uzyskanie dostępu do informacji z maszyn górniczych było procesem pracochłonnym, a czasem niebezpiecznym. Duże maszyny i często znajdujące się niebezpiecznych miejscach stanowią środowisko, w którym nigdy nie da się do końca wyeliminować zagrożeń. Obecnie przedsiębiorstwa górnicze mogą uzyskiwać zdalny dostęp do danych maszyn i monitorować je za pośrednictwem w pełni zautomatyzowanych, zintegrowanych systemów pozwalających przechwycić i przesłać dane z miejsca, gdzie znajduje się odległa maszyna do centralnego ośrodka. Technologie zdalnego monitoringu pozwalają operatorom uzyskać z jednej lokalizacji dostęp do urządzeń i danych produkcyjnych oraz nimi zarządzać. W tej technologii płynnie zintegrowano oprogramowanie, sprzęt i czujniki, aby wydobywać ważne informacje eksploatacyjne z całej gamy urządzeń produkcyjnych i zastosowań oraz przesyłać je w czasie rzeczywistym do centrali. Operatorzy w centrali mogą stale monitorować bieżące warunki eksploatacyjne, diagnozować i rozwiązywać potencjalne problemy oraz regulować proces technologiczny na wcześniejszym etapie, wydłużając czas sprawności maszyn. Poza zdalnym monitoringiem systemy te gromadzą i analizują informacje, umieszczają je w kontekście i przekazują w celu optymalizacji eksploatacji. Powiązanie wiedzy o produkcji z intuicyjnymi pulpitami i funkcjonalnością danych historycznych pozwala systemom zarządzania produkcją automatycznie gromadzić dane produkcyjne, wyliczać wskaźniki KPI oraz wyświetlać na ekranach czytelne informacje za pośrednictwem bezprzewodowej, zdalnej technologii. Oznacza to w praktyce, że zdalny monitoring umożliwia bezpieczniejsze praktyki eksploatacyjne, przy których mniej pracowników musi pracować w niebezpiecznym środowisku. Pozwala to również zaradzić deficytowi specjalistów, ponieważ eksperci ulokowani w centrali są dostępni całodobowo w czasie rzeczywistym, dla całego przedsiębiorstwa, co stanowi lepsze wykorzystanie ich czasu i zmniejsza koszty wynagrodzeń. Odkrywając przyszłość górnictwa 7
Rozwiązania urzeczywistniające The Connected Mine Coraz większa liczba operatorów na całym świecie znajduje nowe sposoby sprostania wyzwaniom dzięki innowacyjności i integracji technologicznej. Obecne rozwiązania obejmują rozproszone sterowanie procesami, kontrolę urządzeń krytycznych dla bezpieczeństwa oraz inteligentne sterowanie silnikami na jednej, bazującej na informacjach platformie obejmującej wszystkie działania. Ponadto jedna, wspólna technologia oparta na Ethernecie ułatwia integrowanie informacji o urządzeniach z systemami przedsiębiorstwa. Dzięki temu operatorzy mogą uzyskać dostęp z możliwością wyświetlania do wewnętrznej wiedzy dotyczącej produkcji za pośrednictwem swoich systemów biznesowych, a tym samym podejmować lepsze decyzje w całym przedsiębiorstwie. Do korzyści z tych rozwiązań należą: Zwiększenie bezpieczeństwa dzięki rozwiązaniom autonomicznego górnictwa, zdalnemu sterowaniu i monitoringowi Zwiększenie wydobycia oraz minimalizacja zmienności procesu dzięki zaawansowanemu sterowaniu predykcyjnemu (MPC) Optymalizacja zużycia energii oraz zmniejszenia mechanicznego zużycia urządzeń Dedykowane i zindywidualizowane rozwiązania górnicze zapewniają przewidywalne wyniki i pracę układu sterowania, co umożliwia standaryzację oraz poprawę produktywności. Przyczyniają się one do szybszej realizacji projektów, skracają przestoje dzięki bardziej przewidywalnemu utrzymaniu ruchu oraz poprawiają zarządzanie zasobami układu sterowania i informacyjnego. Przed powstaniem tej technologii, aby zapewnić ciągłość eksploatacji, zakłady górnicze musiały mieć kilka zespołów w różnych obszarach operacyjnych. Obecnie jednak eksperci mogą pracować w centrali. Dało to zakładom górniczym możliwość zdalnego dostępu z centrali do eksploatacji, niezależnie od miejsca czy czasu, a tym samym także optymalną kontrolę nad całym procesem produkcyjnym. Sterowanie predykcyjne z dynamicznym modelem obiektu umożliwia ciągłą analizę danych operacyjnych w czasie rzeczywistym, co pozwala je porównywać z danymi historycznymi i oczekiwanymi wynikami. Taka widoczność umożliwia podejmowanie opartych na informacjach decyzji produkcyjnych zwiększających wydobycie kopalin, minimalizujących zmienność procesu i optymalizujących wyniki. Praktyczne korzyści z The Connected Mine Od kopalni odkrywkowych i podziemnych po przetwarzanie i wzbogacanie minerałów istnieje szereg zastosowań z napędami silnikowymi, którymi można lepiej sterować w ramach połączonego górnictwa. Do korzyści należą: Dłuższy czas sprawności Niezrównana efektywność energetyczna Wydłużona trwałość użytkowa maszyn Niższe koszty inwestycji, montażu, eksploatacji i utrzymania ruchu Poprawa bezpieczeństwa i komfortowe środowisko pracy Odkrywając przyszłość górnictwa 8
Wbudowanie zabezpieczeń w The Connected Mine Jednym z największych wyzwań, przed jakim stają operatorzy, którzy chcą zrealizować Connected Mine, jest bezpieczeństwo. Czy chodzi o sieć, zasoby, czy własność intelektualną, przedsiębiorstwa muszą być chronione przed potencjalnymi zagrożeniami zarówno przypadkowymi, jak i zamierzonymi. Konwergencja sieci i połączenie dawniej odrębnych systemów powoduje oczywiście wzrost zagrożeń dla bezpieczeństwa. Tak więc środki bezpieczeństwa muszą być wplecione w każdy aspekt eksploatacji w tym w infrastrukturę sieciową nowe i dotychczasowe układy sterowania, maszyny, urządzenia i przedsiębiorstwo a także w każdą osobę, zasady i procedury. Kiedy odpowiednie, solidne zabezpieczenia integruje się w ramach strategicznego programu rozwoju, zostają one wbudowane całościowo, co umożliwia lepsze zarządzanie przedsiębiorstwem i zabezpieczeniami automatyki, aż po urządzenie końcowe. Odkrywając przyszłość górnictwa 9
Rockwell Automation i Cisco. Konwergencja IT i OT w praktyce Trzonem koncepcji Connected Mine jest związek między IT i OT oraz potrzeba współdzielenia wiedzy, umiejętności i doświadczenia z każdej branży, aby uzyskać optymalne korzyści dla przedsiębiorstwa jako całości. Działanie we współpracy zapewni praktyczne, skalowalne rozwiązania obejmujące: Bezawaryjne i łatwe w użytkowaniu kompleksowe strategie bezpieczeństwa Otwarte sieci oparte na standardach, zapewniające bezpieczeństwo i działanie wymagane do zastosowań ze zintegrowanym sterowaniem i informacją Cisco i Rockwell Automation nawiązały partnerstwo, aby dostarczać przedsiębiorstwom górniczym wspólne i bezpieczne środowisko sieciowe w jednej, ujednoliconej infrastrukturze sieciowej. Odkrywając przyszłość górnictwa 10
Rockwell Automation, Inc. (NYSE:ROK), największa na świecie firma zajmująca się automatyką przemysłową, dzięki której klienci zwiększają produkcję, a świat staje się bardziej zrównoważony. Nasze flagowe marki produktów Allen-Bradley i Rockwell Software są znane na całym świecie z innowacyjności i doskonałości. Śledź ROKAutomation na Facebooku, Twitterze i Google Plus. Subskrybuj nasz kanał na YouTube. Połącz się z nami na LinkedIn. Listen. Think. Solve., to znaki handlowe Rockwell Automation, Inc. Znaki towarowe nienależące do Rockwell Automation stanowią własność odpowiednich przedsiębiorstw. Publikacja MIN-BR002A-PL-P styczeń 2017.