Беседовала Анна Кислицына
В современных условиях роста производственных затрат применение цифровых технологий позволяет повысить конкурентоспособность, увеличить производительность и снизить затраты. Эту истину год за годом подтверждает опыт «Карельского окатыша» (входит в структуру ПАО «Северсталь») — предприятия, активно и успешно применяющего ряд современных решений почти во всех производственных процессах. О реализованных проектах в области цифровизации, их дальнейшем развитии, а также полученном эффекте журналу «Глобус» рассказал Владимир Люшенко, начальник управления цифровых технологий центра развития Бизнес-системы железорудных активов ПАО «Северсталь».
— Владимир Геннадьевич, какие инструменты в рамках цифровой стратегии использует «Карельский окатыш» в повседневных производственных процессах?
— Как и другие современные предприятия горной отрасли, мы используем самые разнообразные информационные системы, относящиеся ко всем уровням управления в ИТ. Для задач класса АСУТП в основном используется решение Simatic WinCC, для задач уровня MES — ИС «КлиентПРО». Уровень ERP обеспечивается корпоративной системой SAP S/4HANA, горное планирование выполняется в GEOVIA Surpac.
MES система «КлиентПРО» — программное решение для автоматизации задач управления производством, система внутрицехового управления, ориентированная, прежде всего, на процессное горное производство. «КлиентПРО» предназначена для автоматизации функций, выполняемых всеми подразделениями АО «Карельский окатыш» и АО «Яковлевский ГОК», частично внедрена в АО «Олкон» и в Белоручейском рудоуправлении. «КлиентПРО» обеспечивает интеграцию информации из порядка 40 систем разного класса: АСУТП, АСУП (MES), ГИС, САПР, LIMS, FMS, ERP, EAM и др. Сейчас количество активных уникальных пользователей системы составляет около 1 200.
ИС «КлиентПРО» — собственная разработка предприятия, поэтому не требует затрат на лицензии. Подключение к системе новых сервисов управления, мониторинга или учета производства производится достаточно быстро, эффективно и без необходимости отключения пользователей от системы.
— Система контроля состояния карьерной техники также реализована на базе «КлиентПРО»?
— Да, MES «КлиентПРО» в режиме реального времени собирает телеметрические данные с бортовых контроллеров карьерных самосвалов, отслеживает выполнение условий о неправильных режимах эксплуатации техники, формирует уведомления о нарушении на экран бортового компьютера водителю, рассчитывает сменную агрегированную оценку водителю о качестве вождения и эксплуатации самосвала (KPI). С ее помощью мы можем отследить целый ряд моментов: неправильно выбранную водителем передачу трансмиссии (переключение со 2-й сразу на 5-ю); движение на нейтрали, с поднятым кузовом, с включенным стояночным тормозом; разгрузку без использования стояночного тормоза; превышение скорости при разных режимах.
Как показал анализ, такой вид оперативного контроля и оценки KPI кардинально меняет поведение водителя. А доказанный эффект от внедрения выражается в увеличении срока эксплуатации коробки передач на самосвалах с трансмиссией, а также других узлов, что приносит значительное снижение затрат.
— Какие проекты по цифровизации, автоматизации были реализованы «Карельским окатышем» в 2022 году?
— Важным условием для компании было выстраивание внутренних компетенций для самостоятельной разработки и поддержки цифровых решений. Этот подход приносит наибольшую эффективность за счет оперативности разработки, внедрения и сопровождения продуктов, а также за счет гибкости технических решений в условиях постоянного изменения производства. Наша команда состоит из высококвалифицированных разработчиков, системных администраторов, менеджеров проектов и др. ИТ-специалистов. Мы сосредоточены на создании технических решений, позволяющих повысить производительность и снизить затраты производства за счет автоматизации функций учета производства, оптимизационного планирования и управления в технологических процессах.
Например, в 2022 году были разработаны новые программно-аппаратные технические решения в области компьютерного зрения и получили развитие ранее созданные проекты:
• мониторинг дефектов обжиговых тележек;
• мониторинг зубьев ковша экскаватора и степень их износа;
• поиск недробимых материалов на конвейерах фабрики;
• смещение конвейерных лент;
• анализ гранулометрического состава руды и железорудных окатышей;
• детектор негабаритной руды в железнодорожном вагоне (думпкаре).
Детектор негабаритной руды обеспечивает непрерывный визиометрический анализ гранулометрического состава крупной руды в думпкарах и дробленой руды на конвейерах, включает функции получения видеоизображений руды, их обработку, построение непрерывных кривых распределения руды по классам крупности и анализ, автоматизированный советчик оператору дробилки с выдачей уведомления. Разработка позволяет добиваться сокращения простоев передела крупного дробления благодаря исключению человеческого фактора, автоматизированному контролю процесса принятия решения. В качестве платформы для проведения анализа данных и визуализации результатов было выбрано собственное решение — MES «КлиентПРО».
В начале проекта процент обработанных советов оператором был крайне мал. Но по мере развития программно-технического решения и понимания важности задачи росла степень вовлеченности операторов в процесс использования системы. В настоящее время доля необработанных уведомлений нулевая. Система передана в промышленную эксплуатацию — сейчас на предприятии ее возможности используются максимально. При внедрении системы были настроены бизнес-процессы, пользователи получили знания о ее применении для оптимизации процесса. Важно выстроить доверие к системе. Это непросто, но, впрочем, это свойственно каждому человеку: всегда требуется какое-то время, чтобы привыкнуть к новому.
— Каким процессам, операциям сегодня требуется внедрение цифровых технологий? Что запланировано в этой части к реализации в 2023 году?
— В основном наши проекты направлены на увеличение производительности оборудования и снижение затрат, а также на обеспечение безопасности труда работников.
Одним из проектов в области обеспечения безопасности является проект по мониторингу проезда железнодорожных переездов в карьерах и на промплощадке предприятия. Итогом этого пилотного проекта стало внедрение системы компьютерного зрения, которая фиксирует проезд транспорта по переезду при включенном запрещающем сигнале светофора, определяет госномер транспорта, формирует инцидент. Система интегрирована с ж/д инфраструктурой. На 2023 год запланировано тиражирование данного решения на три переезда. От реализации проекта ожидаем максимальное исключение нарушений ПДД при проезде переездов на территории предприятия.
Другим проектом в области безопасности является проект этого года — «Контроль усталости водителя». Система компьютерного зрения, установленная в кабине и направленная на водителя, отслеживает использование ремня безопасности, курение и прием пищи во время движения.
Мы провели анализ ряда внешних решений — их общим недостатком была возможность для водителя отключить систему или закрыть видеокамеру. Поэтому мы решили создать собственное CV-решение и интегрировать его в существующую систему диспетчеризации транспорта, что исключит указанный недочет.
Также в 2023 году мы продолжаем тиражировать автоматизированную систему мониторинга зубьев ковша экскаватора на основе компьютерного зрения. Наше техническое решение в этом проекте прошло несколько этапов развития по мере получения опыта эксплуатации. Сейчас мы создаем и устанавливаем на экскаваторы модульное решение, что в условиях непрерывного производства и тяжелых условий эксплуатации показало свое преимущество.
Мы заканчиваем работы по уникальному проекту «Мониторинг дефектов обжиговых тележек». Система компьютерного зрения позволяет определять 14 видов дефектов обжиговых тележек, рассчитывать агрегированный индекс износа по каждой, на основе которого оптимально планировать график ремонта с приоритизацией. Сейчас идет обучение персонала и сдача системы в промышленную эксплуатацию.
— Совсем недавно на предприятии состоялся запуск в эксплуатацию корпоративной сети стандарта LTE. Расскажите, какие задачи в рамках цифровизации позволит реализовать данный проект?
— Для «Карельского окатыша» проект внедрения выделенной технологической сети стандарта LTE/5G-ready в карьерах и на промплощадке был важен и ожидаем. По сравнению с промышленным Wi-Fi данная сеть обладает более высокой скоростью передачи данных и устойчивым покрытием на всей территории комбината, что дает возможность решать множество новых задач в рамках цифровой стратегии развития предприятия.
Мы ожидаем существенного повышения качества работы систем диспетчерского управления и оптимизации работы карьерным транспортом и, как следствие, повышения эффективности производства в карьерах. Сеть LTE позволит повысить эффективность реализации проектов в области автоматизации производства, видеоаналитики, геопозиционирования персонала и техники, быстрого и безопасного сбора данных, передачи голоса и видео.
Сейчас мы постепенно подключаем к сети LTE электровозы, буровые станки, карьерные самосвалы, экскаваторы, рудоконтрольные станции, а также защищенные мобильные телефоны и планшеты.
В MES «КлиентПРО» на мобильных устройствах для экскаваторов реализован сервис по отображению качественного плана забоя. Внедрение такого решения на всю экскаваторную технику позволит получать более оперативную, достоверную и удобную информацию для выполнения плана производства по качеству.
С запуском сети аналоговую радиосвязь постепенно будет замещать цифровая связь стандарта PoC, что значительно расширит возможности диспетчеризации. С помощью специализированных абонентских устройств широкополосной связи уже сейчас можно пересылать сообщения, совершать частные и групповые аудио- и видеозвонки, делать приоритетные вызовы, подключаться к существующей системе радиосвязи DMR. Все это особенно важно для организации диспетчеризации процесса массовых взрывов на комбинате, когда необходимо синхронизировать действия всех участников в заданной геозоне.
При проектировании и строительстве LTE-сети мы заложили возможности для обеспечения удаленного и полностью автономного управления карьерной техникой в недалекой перспективе.
Сетевая LTE-инфраструктура — основа для появления новых продвинутых цифровых решений в «Карельском окатыше».
