Система диспетчеризации горно-транспортного комплекса - эффективный инструмент повышения производительности техники БелАЗ

Лидером по числу внедрений сегодня является система диспетчеризации горно-транспортного комплекса (СД ГТК) "КАРЬЕР", которая была разработана компанией "ВИСТ Групп" в рамках соглашения о стратегическом партнерстве с РУПП "Белорусский автомобильный завод" и внедряется на горных предприятиях СНГ с 1999 года. Сегодня эта система успешно эксплуатируется на многих горнодобывающих предприятиях не только на территории России, но и за ее пределами. Среди пользователей Системы такие российские предприятия, как ЗАО «Черниговец», ОАО УК «Южный Кузбасс», ОАО «Ачинский глиноземный комбинат», ОАО «Разрез Киселевский», ОАО «ММК», ОАО «Стойленский ГОК», ЗАО «ЛуТЭК». На Украине система установлена на ОАО «Полтавский ГОК», ОАО «Ингулецкий ГОК», ОАО «Mittal Steel Кривой Рог», ОАО «Центральный ГОК», ОАО «Северный ГОК». В Монголии система используется на карьере СП «ЭРДЭНЭТ». Сейчас система внедряется в АО «ССГПО» (Казахстан), Иркутском филиале «СУЭК».

Первоначально применение Системы ограничивалось решением задач мониторинга большегрузных автосамосвалов БелАЗ. Но со времени первых инсталляций системы диспетчеризации «КАРЬЕР» произошло существенное ее развитие как по составу горной техники, вовлекаемой в ее работу, так и по перечню решаемых задач. На сегодняшний день система диспетчеризации «КАРЬЕР» является полнофункциональной системой управления горно-транспортным комплексом и эффективным инструментом оптимизации бизнес-процессов предприятия.

Главная задача внедрения таких технологий состоит в повышении эффективности работы горного предприятия за счет улучшения организации производства, оптимизации ведения горных работ, минимизации затрат и потерь на всех этапах добычного цикла и снижение таким образом себестоимости конечной продукции. Система диспетчеризации ГТК «КАРЬЕР» позволяет осуществлять не только мониторинг транспортных средств и процессов, но и проводить детальный анализ работы предприятия, формировать различные типы отчетов. Она является эффективным инструментом повышения эффективности работы карьерной техники.

Все эти вопросы обсуждались в рамках  II Конференции пользователей системы диспетчеризации ГТК «КАРЬЕР» и горно-геологической системы GEMS, которая прошла в подмосковном пансионате «Голицыно» 23 – 26 октября 2006 года.

В работе Конференции приняли участие представители более 30 компаний из России и стран СНГ, среди которых были не только разработчики и пользователи систем, но и компании, которые пока только рассматривают целесообразность внедрения этих решений на своих предприятиях.

Компания «ВИСТ Групп» предлагает горнодобывающим предприятиям систему диспетчеризации ГТК и горно-геологические системы для моделирования месторождений и планирования горных работ. Эти системы предлагаются  как составляющие комплексного решения, позволяющего осуществлять эффективное управление горнодобывающим предприятием, повысить его производительность и конкурентоспособность. Именно поэтому в этом году Конференция объединила оба направления деятельности Компании, что позволило участникам получить максимум информации по интересующим их вопросам. Теперь подобные конференции будут проводиться каждую осень с целью информирования пользователей о новых возможностях, о направлениях развития, и об опыте эксплуатации систем.

Вниманию участников Конференции были представлены доклады разработчиков Системы диспетчеризации ГТК «КАРЬЕР», в которых рассматривались основные функциональные возможности Системы, а также возможные направления и перспективы ее дальнейшего развития (тезисы докладов приводятся ниже).


Основные направления развития программного обеспечения системы диспетчеризации «КАРЬЕР»

Основной акцент в развитии программного обеспечения системы диспетчеризации ГТК «КАРЬЕР» делается на решении задач оперативного управления работой карьера. Для этого в состав Системы добавлены модуль оптимизации и автоматического диспетчерирования, поддержка технологических бизнес-процессов. В состав оборудования включаются графические панели, промышленные компьютеры и носимые устройства. Одновременное использование всех перечисленных инноваций позволяет получить максимальный эффект. 

При таком подходе функции всех участников бизнес-процесса (водителя, диспетчера, механика и прочих) точно описаны и согласованы с той аналитической информацией, которую дает система, а также позволяют использовать интеллектуальные возможности системы по оперативному управлению. Кроме того, все действия пользователей фиксируются в базе данных. Всегда можно узнать, что, как и когда происходило, в чем заключалось общение диспетчера с водителем в том или ином случае.

Принимая во внимание потребности пользователей самосвалов БелАЗ, специалисты "ВИСТ Групп" разработали модуль диагностики, позволяющий осуществлять дистанционный контроль состояния основных узлов и агрегатов самосвала.

Сегодня можно выделить две версии системы «КАРЬЕР». Первая версия была разработана еще в 2001 году и в настоящий момент осуществляется только ее поддержка. Впервые внедренная на ОАО «УК «Южный Кузбасс» в 2004 году вторая версия системы более функциональна. Основное отличие этих двух версий друг от друга — место обработки данных , что и влияет на расширение функциональности системы. Новая версия Системы дополнена модулем выдачи сменного задания, функцией контроля технической готовности самосвалов, выполнения плана и т.д.


Средства передачи данных и идентификация объектов в системе диспетчеризации «КАРЬЕР»

Основные проблемы передачи информации от мобильных объектов в диспетчерский центр заключаются в ограниченной скорости и пропускной способности канала передачи данных, а также в качестве радио-покрытия рабочей зоны. С вовлечением в систему новых видов транспортных средств частота опроса каждой единицы техники уменьшается при организации связи традиционным способом «циклического» опроса. Одновременно с уменьшением частоты опроса становится критичным исчезновение объектов из зоны радио-видимости, т.к. это приводит к потере информации о рейсах.

Для решения этих проблем специалистами «ВИСТ Групп» разработаны альтернативные варианты организации передачи данных в системе диспетчеризации: с помощью цифровой радиосвязи стандарта TETRA, сотовой радиосвязи стандарта GSM, технологии MESH. Использование современных технологий позволяет существенно увеличить объем информации, который может быть передан по радиоканалу, а также позволяет интенсивно использовать радиоканалы для передачи графической информации, результатов диагностики состояния оборудования, видео-наблюдений. Выбор технологии осуществляется в зависимости от конкретных условий работы и задач предприятия, внедряющего систему.


Перспективы интеграции бортовых систем контроля и управления самосвалов БелАЗ. Диагностика параметров тягового электропривода.

Устанавливаемые на самосвал бортовые системы управления тяговым электроприводом (СУТЭП-01), контроля загрузки и расхода топлива (СКЗиТ), контроля давления в шинах (СКД), диагностики дизеля функционируют автономно и решают задачи в соответствии со своим назначением. Интеграция бортового оборудования самосвалов позволяет качественно усовершенствовать алгоритмы работы систем по сравнению с их автономным функционированием.

Так, разработка алгоритма увязки параметров управления электроприводом с загрузкой самосвала, определяемой СКЗиТ, позволяет выбрать оптимальный режима работы электропривода. Работы по этому направлению ведутся специалистами "ВИСТ Групп" совместно с Санкт-Петербургским государственным горным институтом (техническим университетом).

Установка СКЗиТ на самосвалы грузоподъемностью 55 — 220 тонн непосредственно на заводе БелАЗ существенно облегчает включение самосвала в состав системы диспетчеризации ГТК "КАРЬЕР": для того, чтобы БелАЗ, уже оборудованный СКЗиТ, отображался на мониторе диспетчера, достаточно установить плату РНБ (радионавигационный блок) и радиостанцию.

Дальнейшая интеграция с бортовыми системами управления и контроля самосвала (системой управления тяговым электроприводом, системами диагностики основных узлов и агрегатов) позволяет с помощью СД ГТК "КАРЬЕР" собирать точную и детализированную информацию, необходимую для работы технических специалистов предприятия.


Работа топливозаправщиков в составе системы диспетчеризации «КАРЬЕР»

Работы по включению топливозаправщиков в состав системы диспетчеризации ГТК были начаты специалистами «ВИСТ Групп» в начале 2006 года и охватили одновременно несколько регионов СНГ. На сегодняшний день пользователям предлагается два варианта комплекта оборудования, которые отличаются друг от друга как по стоимости, так и по функциональности. В зависимости от конкретных потребностей заказчика для оснащения топливозаправщика применяются разные подходы. Комплексное оснащение топливозаправщика позволяет контролировать все технологические аспекты работы этой техники, исключая возможность хищения ГСМ.


Интеграционные решения ООО «ВИСТ Групп»

Возможность интеграции систем, используемых Предприятием, позволяет существенно повысить эффективность решения задач управления бизнес-процессами. Одним из наиболее актуальных вопросов для горнодобывающих предприятий является интеграция систем диспетчеризации с горно-геологическими системами (такими, например, как GEMS), которая позволит существенно улучшить контроль качества добываемых полезных ископаемых.

В системе диспетчеризации ГТК «КАРЬЕР» могут использоваться геологические модели и планы горных работ, созданные с помощью горно-геологической системы. В результате интеграции этих двух систем становится возможным в режиме реального времени получать информацию о процентном содержании полезного компонента в руде в кузове самосвала (и другие показатели), подводить общую статистику с учетом процентного содержания, а также обеспечивать работу модуля оптимизации. 

Не меньшее значение имеет возможность интеграции системы диспетчеризации с EAM-системами и SAP (в 2007 году планируется интеграция системы «КАРЬЕР» и SAP на ОАО «Центральный ГОК» и ОАО «Северный ГОК»).


Система удаленной диагностики состояния экскаваторов (БСКЭ)

Система удаленной диагностики состояния экскаваторов сегодня входит в состав системы диспетчеризации ГТК «КАРЬЕР» и предназначена для решения таких задач, как:
предупреждение отказов, контроль параметров электрооборудования и потребления электроэнергии, осуществление непрерывного автоматического контроля процесса работы экскаватора и объема выполненных работ. Используемые технологии позволяют контролировать уклон, зазор центральной цапфы, выполнять высокоточное позиционирование ковша экскаватора.    

С целью совершенствования системы для удаленной диагностики состояния экскаватора ООО «ВИСТ Групп» ведет работу по контролю параметров основных узлов экскаваторов совместно с ОМЗ «Горное оборудование и технологии», СПГГИ (ТУ).


Микропроцессорная система управления СЦБ станции горного предприятия

Сегодня на многих предприятиях транспортировка руды из карьера на обогатительную и дробильную фабрики осуществляется железнодорожным транспортом. Значительная удаленность фабрик от места добычи (около 10 км) сильно осложняет эту задачу, что выражается в неэффективном использовании железнодорожного транспорта и простоях оборудования фабрик, не обеспеченных сырьем. Решением этой проблемы может быть только грамотная диспетчеризация железнодорожных перевозок, опирающаяся на полное владение оперативной обстановкой на ж/д путях.

Эффективным вложением средств при модернизации систем СЦБ является их перевод на микропроцессорную основу. Микропроцессорная система управления (МСУ СЦБ), созданная совместными усилиями специалистов ООО «ВИСТ групп» и ОАО «Михайловский ГОК», решает проблему в комплексе. МСУ не только обеспечивает управление движением по станции, как это делала традиционная система СЦБ, но и предоставляет ряд дополнительных возможностей, поднимающих управление движением по станции на качественно новый уровень. Кроме того, система изначально создавалась с расчетом на работу в системе диспетчеризации и уже сейчас готова быть источником данных для контроля и анализа оперативной обстановки в реальном времени. Сейчас эта система внедряется на ОАО «Стойленский ГОК».


Датчиковое оборудование, используемое в составе системы диспетчеризации ГТК «КАРЬЕР»

Одно из основных направлений развития СКЗ – увеличение числа контролируемых параметров. Специалистами «ВИСТ Групп Сенсор» (г.Минск) разработан процессорный концентратор-преобразователь аналоговых сигналов сенсоров (ПИКАП), обеспечивающий первичную обработку сигналов с сенсоров с учетом показаний встроенного инклинометра, сохранение в энергонезависимой памяти «истории» работы прибора и т.д. Используемая элементная база позволяет получать высокие технические характеристики при сохранении приемлемой цены и небольших габаритов изделия. В результате применения ПИКАП существенно уменьшается объем коммутационных кабелей, повышается точность и надежность измерений СКЗ. Также разработаны и применяются на предприятиях датчики угла поворота, датчики тока, датчики зазора ДЗ10 для экскаваторов, емкостные преобразователи уровня. 

  
С докладами выступили не только специалисты «ВИСТ Групп», но и представители компаний, являющихся партнерами «ВИСТ Групп» в области разработки и внедрения решений для горнодобывающей промышленности: Tamtron Oy, Gemcom Software International Inc., ООО «СКД-Сервис», СПГГИ (ТУ), а также представители региональных центров «ВИСТ Групп» в Кемерово, Санкт-Петербурге, Иркутске, Челябинске, Украине и Казахстане.

Профессор А.А. Кулешов (зав.кафедрой горных транспортных машин СПГГИ (ТУ) в своем докладе дал краткую характеристику горнодобывающей отрасли, обозначив возможности применения систем диспетчеризации для различных типов полезных ископаемых и различных по мощности карьеров. При этом особо подчеркивалась необходимость скорейшего вовлечения в сферу применения систем диспетчеризации ГТК добывающих предприятий сравнительно небольшой производительности, которых в России тысячи. Для них необходима разработка системы другого формата, адаптированной к потребностям таких карьеров.

Логическим продолжением темы интеграции систем, используемых на горнодобывающих предприятиях, стало выступление специалиста SAP CIS, в котором были обозначены основные возможности и перспективы интеграции систем диспетчеризации ГТК с ERP-системами.

Вниманию участников Конференции были представлены весовые устройства для колесных погрузчиков производства компании Tamtron Oy (Финляндия). Этот продукт сегодня активно используется по всему миру и уже зарекомендовал себя как надежное и высокоточное весовое устройство, позволяющее оптимизировать работы, связанные с погрузкой/разгрузкой. Обладая рядом существенных преимуществ таких, например, как возможность динамического взвешивания и функция компенсации угла наклона, PKV Pro существенно превосходит весы, которые используются российскими предприятиями сегодня. В 2006 году были проведены тестовые испытания на погрузчиках «Амкодор» и Филиала РУПП "БЕЛАЗ" «МоАЗ им. С.М.Кирова» (Белоруссия), результатом которых стало заключение, что данные весовые устройства могут быть включены в состав оборудования погрузчиков, производимых этими предприятиями, как опция.

Большой интерес вызвала система контроля давления в шинах производства компании Advantage Pressure Pro (США). Эта система используется на ОАО «Ковдорский ГОК» и других предприятиях и уже зарекомендовала себя как эффективный инструмент снижения затрат на шины и их ремонт, сокращения расходов на дизельное топливо, а также повышения уровня безопасности работы на транспорте.

От лица пользователей выступили специалисты предприятий, являющихся показательными с точки зрения внедрения и эксплуатации системы диспетчеризации – ОАО «Ингулецкий ГОК» и ЗАО «Черниговец». На Ингулецком ГОКе система находится в эксплуатации уже больше трех лет и охватывает более 40 мобильных объектов (автосамосвалы грузоподъемностью 120-130 т., эвакуаторы, топливозаправщики). На предприятии была создана специальная служба, которая отвечает за эксплуатацию Системы. В процессе работы специалисты ГОКа не только освоили все модули, входящие в состав СД «КАРЬЕР», но и адаптировали ее под свои условия, превратив в эффективный инструмент управления карьером.

На разрезе «Черниговский» Система внедрялась в два этапа. В 2001-2002 гг. была решена задача диспетчеризации большегрузных самосвалов (28 мобильных объектов). Результатом оперативного управления и контроля за работой оборудования на основании своевременного получения информации о технологических параметрах его работы, стал рост производительности и косвенная экономия за счет сведения до минимума возможности приписок и нецелевого использования ГСМ, благодаря чему затраты от внедрения системы окупились за год. В рамках второго этапа в 2003 году выполнялось введение в состав системы дополнительного оборудования, модификация программного обеспечения и расширение числа рабочих мест. Предприятие активно эксплуатирует систему, используя ее как инструмент повышения эффективности использования техники, экономии ресурсов, повышения трудовой и технологической дисциплины персонала, более эффективного решения задач оперативного управления работой карьера.

В 2006 году началось внедрение Системы на АО «ССГПО» (Казахстан), ЗАО «ЛуТЭК» (Хабаровск), в Иркутском филиале ОАО «СУЭК». Главный технолог РУ «Лучегорское» ЗАО «ЛуТЭК» в своем докладе объяснил причины, по которым руководством Предприятия было принято решение о необходимости внедрения системы диспетчеризации горно-транспортного комплекса. Дав краткую характеристику предприятия, он обозначил также, какой эффект ожидается от системы «КАРЬЕР». Рассказал также о своем предприятии и ведущий инженер ЦИТ ПТУ «Рудоавтоматика»  АО «ССГПО». От внедрения системы «КАРЬЕР» здесь ожидают снижения незапланированных простоев, повышения качества усреднения руды на внутрикарьерных складах, оптимизацию транспортных потоков внутри предприятия.

В ходе конференции пользователями Системы было отмечено, что поскольку система диспетчеризации горно-транспортного комплекса «КАРЬЕР» была разработана специалистами «ВИСТ Групп» совместно с ПО «БелАЗ» и самосвалы «БелАЗ» наиболее органично вписываются в ее работу, внедрение этой системы на предприятии ориентирует его руководство на приобретение карьерной техники, производимой именно РУПП «Белорусский автомобильный завод».

Не менее насыщенной была программа второй секции, посвященной горно-геологической системе GEMS, участники которой познакомились с основными функциональными модулями Системы, ее возможностями в решении задач моделирования, проектирования, планирования и оптимизации горных работ. Особое значение для участников этой секции имели доклады пользователей Системы, которые поделились с ними своим опытом решения с ее помощью различных задач геологии и горного дела.

Участники Конференции получили уникальную возможность побеседовать с разработчиками напрямую, без посредников, познакомиться со специалистами, работающими от имени «ВИСТ Групп» в регионах, а также получить отзывы о работе Систем «из первых уст». Участие в подобных мероприятиях позволяет решить многие вопросы непосредственно на месте. При этом представители компаний, еще не использующих систему, получают уникальную возможность еще до принятия окончательного решения оценить уровень необходимых временных и финансовых затрат и провести процесс внедрения наиболее эффективно.