Из годового отчета ПАО «ГМК «Норильский никель» за 2022 год.
В «Норникеле» с 2015 года реализуется программа «Технологический прорыв», основная задача которой — выстраивание автоматизированной системы контроля производства и повышение производительности и безопасности труда, в том числе за счет применения в производственных процессах современных систем информационной поддержки и автоматизации.
В 2019 году программа «Технологический прорыв» с учетом ранее достигнутых результатов была трансформирована в портфель проектов «Технологический прорыв 2.0» с фокусом реализуемых мероприятий в большей степени на обеспечении непрерывности производства, технологической независимости и достижении целей в области безопасности и экологичности производства.
Кроме портала, мы предлагаем вам и альманах «Управление производством». Все самое интересное и уникальное мы публикуем именно в нем. 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!
Проект по автоматизации шахты «Глубокая» (рудник «Скалистый»)
Компания продолжает реализацию амбициозного проекта по минимизации присутствия человека в шахте глубокого залегания. В настоящее время разрабатывается концепция автономности и автоматизации технологических процессов шахты «Глубокая» (рудник «Скалистый») с учетом применения перспективных технических решений, благодаря которым в дальнейшем можно будет ограничить количество сотрудников, находящихся в горных выработках.
С учетом сложных условий добычи (глубина залегания более 2 км, температура +46 °С, повышенное давление) необходимо минимизировать присутствие людей в шахте.
Компенсация падения прогнозного уровня автоматизации: вместо предполагаемого снижения с 80 до текущих 20% был обеспечен показатель в 50%.
Подтверждена автоматизация пяти ключевых процессов:
Закладочные работы возможно автоматизировать на 70%: требуется ручная установка закладочных перемычек, регулировка задвижек и переключателей на разветвлениях.
По пяти направлениям автономное или дистанционное управление сейчас невозможны, требуется присутствие человека:
Продолжается разработка отечественной горно-геологической информационной системы (ГГИС). Результаты внедрения ГГИС в Компании показали высокую эффективность продукта: удалось уточнить минерально-сырьевую базу, оптимизировать горные календари.
Ведется усовершенствование систем имитационного моделирования, диспетчеризации, управления горными работами в целях верификации производственных планов, контроля хода их выполнения, повышения коэффициента использования оборудования и др.
Для повышения уровня культуры безопасности на производстве «Норникель» активно внедряет системы с применением видеоаналитики на базе искусственного интеллекта.
Собственная разработка Компании по контролю ношения средств индивидуальной защиты производственного персонала получила свое развитие в 2022 году: были добавлены новые модели распознавания различных инцидентов безопасности труда (нарушение опасных зон, фиксация открытого огня и др.), произведена интеграция решения с модулями позиционирования персонала и распознавания лиц для обеспечения контроля и, как следствие, соблюдения техники безопасности.
В частности, с помощью применения видеоаналитики планируется распознавание четырех из шести наиболее травмоопасных нарушений, зафиксированных в кардинальных правилах «Норникеля»:
В 2022 году были запущены пилотные испытания видеоаналитики в условиях промышленных объектов Норильского дивизиона: развернута серверная инфраструктура и подготовлены инсценировки нарушений правил промышленной безопасности, по которым проверяли качество работы алгоритмов машинного обучения.
В 2023 году предполагается провести проработку возможности применения компьютерного зрения на строительных объектах для контроля соблюдения правил промышленной безопасности подрядными организациями. Кроме того, запланировано продолжение пилотных испытаний и внедрения других решений на базе видеоаналитики (оценка мутности слива, определение марки катодов на линии резки, контроль негабаритной руды и др.) на производственных объектax Норильского дивизиона, по итогам которых будет проведена оценка точности работы алгоритмов и эффектов от их применения.
В 2022 году «Норникель» совместно с Ростехнадзором принял участие в эксперименте Правительства Российской Федерации по внедрению системы дистанционного контроля промышленной безопасности (СДК ПБ). Прототип СДК ПБ был развернут на Кольской ГМК. Система осуществляет непрерывный рискориентированный надзор, контроль соблюдения норм технологического режима и реального состояния промышленной безопасности на опасных производственных объектах (ОПО), анализ текущей ситуации на ОПО, прогнозирование возможных негативных событий и передачу информации в автоматизированную информационную систему Ростехнадзора.
В Норильском дивизионе Компания внедрила информационно-диагностическую систему для выявления и предотвращения негативных трендов и аварийных ситуаций. Была создана масштабная система мониторинга зданий и сооружений, которая консолидирует информацию о состоянии грунтов, несущих элементов зданий, данных спутникового мониторинга, и использования моделей прогнозирования. На основании полученных данных Компания получает возможность активно организовывать работу для предотвращения негативных последствий климатических процессов.
С целью улучшения производственных показателей НОФ в 2022 году проведены предпроектное обследование и расчет потенциального технического эффекта от внедрения интеллектуальной системы автоматизированного управления технологическим процессом при флотации вкрапленных руд. В 2023 году планируется реализовать прототипирование этой системы-советчика в автоматизированном, позднее в автоматическом режиме и в дальнейшем при подтверждении данных обследования переводить систему во внедрение.
В 2022 году был разработан прототип системы-советчика на статистических данных для медистой цепочки флотации НОФ. В настоящий момент система работает в автоматизированном режиме в штатных режимах работы технологического процесса. Также описываются и готовятся к апробации алгоритмы советчика при нештатных режимах работы технологического процесса, после чего будет осуществляться перевод системы в автоматический режим работы и дальнейшее ее внедрение. Кроме того, параллельно с прототипированием систем-советчиков на медистой и вкрапленной цепочке руд стартует процесс дооснащения НОФ, в частности передела флотации, датчиками и оборудованием сбора данных о процессе, что поможет улучшить работу советчиков и выйти на больший уровень эффективности работы и процесса в целом.
С 2019 года по всей цепочке ТОФ реализуется ряд проектов, целью которых является цифровизация производственных процессов для повышения производительности и извлечения драгоценных металлов. Это и системы круиз-контроля технологического процесса для технологов, и так называемые датчики для компьютерного зрения на различных этапах технологического процесса. На сегодня уже запущен в работу цифровой гранулометр, проведен пилот системы оптимизации никелевой флотации и системы оптимизации флотации малоникелистого пирротина. В дальнейшем планируется масштабировать системы оптимизации на весь фронт флотации и протестировать системы контроля показателей пены в процессе флотации в режиме реального времени.
С целью повышения извлечения цветных металлов в файнштейне запланирована разработка системы контроля процесса конвертирования. Суть эксперимента заключается в установке зависимости содержания железа в файнштейне от цвета пламени отходящих газов конвертера путем оптического контроля процесса. Это позволит повысить среднее содержание железа в файнштейне и увеличить извлечение цветных металлов, в частности никеля, кобальта и меди, за счет экранирующих свойств железа при продувке штейнов. Система будет работать дистанционно в режиме реального времени. Потенциал получения эффекта подтверждается расчетами материального баланса ООО «Институт Гипроникель». На первоначальном этапе будет выполняться обучение системы определению содержания железа путем анализа спектра пламени отходящих газов. В целевом состоянии система будет сигнализировать оператору об оптимальном моменте завершения продувки на основе данных о составе отходящих газов исходя из спектра их пламени.
В первой половине 2023 года планируется выполнить прототип для одного конвертера НМЗ. В случае подтверждения эффективности данное решение будет масштабировано на остальные конвертеры завода, а также рассмотрено для применения на конвертерном производстве Медного завода.
В 2022 году стартовали работы по разработке системы-советчика для оптимизации управления гидроциклонами на обогатительной фабрике Забайкальского дивизиона. Суть управления работой гидроциклонов заключается в стабилизации заданного давления путем управления скоростью насоса, выдерживании плотности в заданном диапазоне с помощью управления расходом воды в зумпфе с учетом ограничений, регулировки плотности питания открытием/закрытием циклонов при выходе на ограничения по уровням в зумпфе. Оптимальные режимы работы гидроциклонов позволят стабилизировать долю целевого класса и, как следствие, повысить уровень извлечения меди в медный концентрат.
На текущий момент разработана концепция управления насос-гидроциклонными установками, в том числе оценен потенциальный эффект от реализации решения на исторических данных, подготовлен план прототипирования. К середине 2023 года планируется провести тестирование модели и предварительный расчет эффекта, а также прототипирование решения в реальных производственных условиях.
В 2021 году была проведена диагностика Быстринского ГОКа, в ходе которой было принято решение о применении оптимизационных алгоритмов для увеличения производительности контура измельчения. Основная гипотеза состояла в том, что можно достичь увеличения производительности мельницы самоизмельчения за счет внедрения цифрового советчика. В рамках первого шага с целью подтверждения этой гипотезы была проделана работа по анализу исторических данных и разработан алгоритм управления мельницей самоизмельчения. После верификации работы на исторических данных площадки было принято решение о запуске прототипа на реальных данных. Итоги испытаний подтвердили основную гипотезу, достигнув повышения переработки при работе системы. В настоящий момент идет подготовка к инвестиционному комитету для выделения финансирования на реализацию проекта. В первой половине 2023 года стоит задача начать перевод решения в промышленную эксплуатацию.
С целью повышения производительности мельницы полусамоизмельчения в 2022 году на ТОФ были проведены разработка, настройка и тестирование системы советчика на базе искусственного интеллекта. По итогам выполненных работ была подтверждена гипотеза о наличии эффекта и применимости системы. В 2023 году планируется протестировать систему управления питателями для мельницы полусамоизмельчения в автоматическом режиме и перевести готовый прототип системы-советчика в автоматический режим. Также предполагается дооснащение мельницы датчиками звука для более точного моделирования и создания DEM-модели мельницы. Это позволит получать больше информации о происходящих процессах внутри мельницы, откроет возможность контролировать процесс измельчения и продлевать ходимость футеровки.
Начиная с 2022 года на ТОФ и НМЗ было запущено тестирование платформы по анализу данных беспилотных летательных аппаратов. В рамках данной инициативы были проведены пилотные испытания по контролю за эксплуатацией хвостохранилища ТОФ и дымовых труб НМЗ.
В части хвостохранилищ выполнялись следующие задачи:
В части дымовых труб выполнялись следующие задачи:
Испытания позволили подтвердить работоспособность функционала продукта, а также предварительно оценить потенциальные экономические и нефинансовые эффекты. В дальнейшем запланирован второй этап испытаний для подтверждения ценностного предложения продукта в зимний период с учетом суровых погодных условий. Кроме того, второй этап предполагает тестирование технологии на новых типах активов Компании (линии электропередачи, трубопроводы) и завершение расчета экономических и нематериальных эффектов от применения технологии с учетом всех объектов.
Значимой для Компании является инициатива по снижению магния в концентрате в Кольском дивизионе, поскольку каждый процент содержания магния — это потенциальное снижение цены на готовую продукцию. Залог успеха проекта – автоматизированный потоковый анализ минерального состава образцов породы, который позволяет повысить эффективность очистки руды от магнийсодержащих минералов и предиктивно настраивать процесс обогащения. В 2022 году проведена комплексная характеризация минерально-фазового состава всех добываемых руд Кольского дивизиона современными методами 3D-микроскопии и цифрового керна. Разработаны рекомендации для проведения комплекса лабораторных исследований по оптимизации существующих технологических схем обогащения, которые будут выполнены в первой половине 2023 года. По итогам выполнения лабораторных исследований будут проведены опытно-промышленные испытания для апробации наиболее перспективного варианта совершенствования технологического процесса производства сульфидного концентрата.
Для маркшейдерских работ Компания внедрила мобильные лидарные сканеры на всех рудниках.
Технология лидарного сканирования — самый эффективный метод получения цифровой модели подземных выработок и земной поверхности. Прибор способен за минуты выполнить высокоточную съемку горных выработок в движении. Визуализация 3D-съемки происходит в режиме реального времени. Высокодетальная и точная цифровая модель сканируемого пространства получается за счет моментальной обработки прибором отраженных сигналов от световых лазерных лучей. Дальность съемки в подземных условиях составляет до 200 м, скорость съемки — 300 тыс. измерений в секунду.
С помощью лидарных сканирующих систем в Компании производится более 1,5 тыс. съемок в год, протяженность снимаемых горных выработок превышает 40 км. Главным результатом внедрения лидарных сканеров стало увеличение достоверности выполняемых геометрических измерений параметров подземных горных выработок, в том числе в очистных пространствах. Достоверные данные позволяют руководителям рудников принимать оперативные и верные управленческие решения по дальнейшему ведению горных работ.
Фото: «Норникель»
