Анна Кислицына
Фото: Алена Афанасова, Ольга Лобачева
В Кольской ГМК апробируют уникальную систему видеоаналитики «Рудопоток». С помощью машинного зрения на руднике «Северный» повышают эффективность транспортировки руды и следят за ее качественными характеристиками.
Проект «Рудопоток»: цифровое ноу-хау
Горнодобывающая и металлургическая промышленность — это две отрасли, которые играют огромную роль в мировой экономике. Цифровизация промышленности — это концепция нового цифрового пространства и бизнеса. Обладая большим объемом информации, необходимо уметь эффективно ее использовать.
Современные геополитические вызовы стали отличным триггером для стремительного развития и создания отечественных цифровых технологий, так называемого собственного IT-плацдарма.
Сегодня компания «Норникель» является одним из активных участников и якорным заказчиком индустриального центра компетенций (ИЦК) «Металлургия». «Норникель» разрабатывает три продукта, автоматизирующих процессы горного передела, — это ГГИС (горно-геологическая информационная система), ГП (горное планирование) и ДПГР (диспетчеризация подземных горных работ).
Одно из цифровых новшеств — проект «Рудопоток», который благодаря видеоаналитике с помощью машинного зрения в автоматическом режиме производит контроль эпюры загрузки кузовов автосамосвалов, ковшей погрузочно-доставочных машин, вагонеток электровозов, а также определяет показатели обводненности, выявляет налипания и отслеживает качество горной массы.
Уникальность системы в том, что на момент ее запуска уже используется четыре прототипа для решения одной цели — контроля состояния горной массы; такого на рынке инноваций среди промышленных предприятий еще не было.
При подходе к процессам инноваций на производстве важно сделать их сквозными, соединить несколько проектов в один по технологической цепочке. Такие проекты относятся к классу потенциально суперэффективных, экономически выгодных и позволяют сделать сквозную оптимизацию.
«Рудопоток» представляет собой каскад моделей, основанных на машинном зрении. В последующем объединяя их, развивая и добавляя к ним новые точки интеллектуального контроля, будет возможно от бурения до подачи на обогатительную фабрику смотреть за качеством руды, объемными характеристиками и другими сопутствующими метриками. Благодаря этому решению станет возможно во время диагностики предвидеть потенциальное отклонение от технологического процесса или необходимость корректировки до того, как будут получены анализы из лаборатории.
Лидеры компьютерного зрения и цифровых технологий
Разработкой новой системы видеоаналитики контроля состояния горной массы занималась ИТ-команда, созданная в 2019 году.
— Конкретно эту систему мы разрабатываем около года, используя наработки предыдущих лет. Над проектом работает большая кросс-функциональная команда, — рассказал начальник отдела по поддержке и развитию видеоаналитики «Норникель Спутник» Дмитрий Перепелкин. — В управлении по цифровым технологиям мы занимаемся комплексной разработкой под ключ, включая внедрение системы. Начиная от прототипирования — когда предлагаем бизнесу попробовать и проверить гипотезу, до проектного управления и поддержки промышленной эксплуатации систем. У нас собственные «прокачанные» эксперты, мы знаем процессы компании и понимаем, как лучше поставить на рельсы ту или иную инициативу.
Новая цифровая разработка для рудника работает на компьютерном зрении, с которым все чаще в современности сталкивается каждый человек на поверхности. Например, камеры, которыми оснащены автомобильные трассы, считывают нарушения правил дорожного движения. Искусственный интеллект умеет анализировать статичное или динамичное изображение под конкретные задачи. В отличие от человеческого, компьютерное зрение не моргает, работает 24/7 и не устает при наблюдении за монотонными процессами.
— На задачу мы с бизнес-заказчиком посмотрели глобально. В развитии этой истории мы хотим выстроить систему так, чтобы она смотрела за всеми этапами производства, — пояснил Дмитрий Перепелкин. — Уже реализовали часть функциональности при помощи компьютерного зрения. Дополнительно также можно контролировать саму технику, смотреть за перемещением шахтных автосамосвалов, погрузочных машин, наблюдать за другими процессами.
Удобный интерфейс и дополнительные плюсы Рудопотока
Наблюдать с помощью видеокамер за процессами на горизонтах — это уже обыденность для диспетчера рудника «Северный». Все процессы и работу шахтной техники можно обозревать в режиме реального времени. Новая система добавляет функциональность и практичный интерфейс для специалистов.
— Для удобства диспетчера разработан веб-интерфейс, где в онлайн-режиме выводятся видео со всех рудоспусков, отклонения выделяются определенными цветами, — поделился начальник отдела автоматизации рудника «Северный» Андрей Антонов. — Работа машинного зрения в онлайн-режиме записывается, архивируется и выдается в форме отчетности за любой период времени. Диспетчер может посмотреть данные как онлайн, так и выгрузив их в конце смены, чтобы впоследствии принять меры для минимизации негативных последствий.
Как добавил Андрей Антонов, удобство интерфейса системы еще в том, что можно подключиться к каждой машине, к каждому рудоспуску и посмотреть камеру как в архиве, так и в онлайн-режиме. Это позволит анализировать, какая машина везет крупную фракцию, насколько руда обводненная, смотреть налипание руды или фиксировать недогруз. Один из дополнительных плюсов от системы видеоаналитики на руднике — за счет уменьшения перевозок крупной фракции руды минимизируются последствия негативного воздействия на оборудование и коммуникации, установленные в шахте.
— Еще благодаря работе системы у нас будет дополнительный контроль за работой машинистов самосвалов, ПДМ и электровозов с целью безусловного выполнения наряд-задания, — отметил Андрей Антонов. — Диспетчер планирования, видя анализ и отклонения в процессе работы, будет сообщать, какая машина недогружает свои ковши, кузова самосвала. Видя аналитику системы, диспетчер сможет оперативно отреагировать и выйти на связь с бригадиром, машинистом или горным мастером и уже работать над ситуацией, чтобы принять меры для вывоза большего объема горной массы.
Цифровые возможности и ближайшие перспективы
— Сегодня система проходит стадию опытно-промышленной эксплуатации. Мы уже подключили пользователей от горно-обогатительного управления, от рудника «Северный» и сейчас ведем работу по оценке результативности решения на каждом из участков производственной цепочки.
Апробацию технологии можно считать успешной: решение было разработано, гипотеза подтверждена, результаты отработки гипотезы как на исторических данных, так и на данных реального времени были приняты со стороны, — рассказал директор департамента инноваций и цифровых технологий Кольской ГМК Дмитрий Санников. — На сегодня мы имеем полноценную работоспособную систему, к который мы уже подключаем пользователей различных уровней бизнес-процесса и различных направлений в опытно-промышленной эксплуатации. Мы не можем утверждать, что это окончательный ландшафт системы, так как мы видим, что у нее будут различные дополнения и расширения, много чего будет добавляться и совершенствоваться.
— Прототип «Рудопотока» сделан прежде всего для того, чтобы помочь горнякам отслеживать процесс, смотреть появляющиеся отклонения и оперативно на них реагировать. Мы видим подтверждение от наших коллег-горняков, что система помогает, она эффективна, есть заинтересованность и у других подразделений компании, а вдобавок данной разработкой интересуются и за периметром «Норникеля».
Сегодня большую часть работы выполняют люди, чья специализация — технология машинного зрения, впоследствии мы планируем подключить к проекту дата-сайентистов, которые будут встраивать результаты этой работы в системы планирования горно-обогатительного комплекса, используя и соединяя решения, связанные с телеметрией, предиктивными технологиями, оценкой результатов работ. И на этот фокус работы мы планируем привлекать сотрудников нашей компании, — поведал Дмитрий Санников.
