CC BY
45
Оригинальная статья
УДК 622.271:622.013.3 © О.И. Черских, В.С. Минаков, С.А. Назарян, 2023
Повышение операционной эффективности деятельности угольного разреза посредством цифровизации процессов
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-3-79-84
Основой эффективной деятельности угледобывающего предприятия являются качественные трудовые и технологические процессы. Для удержания процессов на требуемом уровне качества необходим их мониторинг. Развитие цифровых технологий позволяет организовать удаленное наблюдение за процессом по всем ключевым точкам, визуализировать отклонения процессов от заданных параметров. На этой основе возможно принятие адекватных управленческих решений, которые позволяют своевременно скорректировать процесс до появления недопустимых результатов. Использование шаблонного программного обеспечения не всегда позволяет формировать требуемые под условия предприятия отчеты. Поэтому на предприятии Восточной горнорудной компании - Солнцевском угольном разрезе было принято решение о разработке собственных программных средств. Их разработка и использование на угольном разрезе позволили за 2022 г. повысить операционную эффективность в 1,09-1,15 раза по основным показателям и до 1,4 раза по отдельным операциям.
Ключевые слова: процесс, цифровизация, угольный разрез, деятельность, операционная эффективность, мониторинг, производительность.
Для цитирования: Черских О.И., Минаков В.С., Назарян С.А. Повышение операционной эффективности деятельности угольного разреза посредством цифровизации процессов // Уголь. 2023. № 3. С. 79-84. 001: 10.18796/0041-5790-2023-3-79-84.
ВВЕДЕНИЕ
Обеспечение конкурентоспособности горнодобывающей компании и предприятия основано на непрерывном повышении эффективности и производительности производства. Развитие цифровых технологий позволяет наладить мониторинг процессов в опПпе-режиме, на основе которого возможно выявлять начинающиеся отклонения от стандартного режима, принимать управленческие решения и разрабатывать меры по улучшению процессов [1, 2, 3, 4, 5].
ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ ПРОЦЕССАМИ
На Солнцевском угольном разрезе, являющемся основным угледобывающим предприятием ООО «Восточная горнорудная компания» (ВГК), работают одновременно более 250 единиц техники в 25 вскрышных забоях. Привычной является ситуация, что ли-
О
ЧЕРСКИХ О.И.
Канд. техн. наук,
директор ООО «Солнцевский
угольный разрез»,
694910, г. Шахтерск, Россия,
e-mail: [email protected]
МИНАКОВ В.С.
Директор по охране труда и промышленной безопасности ООО «Восточная горнорудная компания», 123100, г. Москва, Россия, e-mail: [email protected]
НАЗАРЯН С.А.
Канд. техн. наук, руководитель функционального направления операционной эффективности ООО «Восточная горнорудная компания», 123100, г. Москва, Россия
неиныи руководитель находится непосредственно на горных работах [6, 7], но при этом он в текущий момент времени видит ограниченную область своей зоны ответственности. Современные цифровые технологии позволяют организовать наблюдение за всей зоной ответственности каждого руководителя предприятия в текущий момент времени. Поэтому в ВГК в 2020 г. было принято решение использовать цифровые технологии для мониторинга основных технологических процессов [8, 9]. Эта тенденция наблюдается на многих предприятиях [10, 11, 12].
Рис. 1. Вид диспетчерской Fig. 1. View of the Control Room
Рис. 2. Вид ситуационно-аналитического центра Fig. 2. View of the Situation Analysis Centre
Этапы освоения управления процессами посредством их цифровизации представлены в таблице.
На первом этапе использовались шаблонные программные средства для индустрии от поставщика ПО, осуществлялись сбор информации об объемах производства и простоях диспетчерами и формирование статистических отчетов производственной службой. На рис. 1 представлено помещение диспетчерской. Затем началась кастомизация, т.е. индивидуализация под конкретные запросы предприятия шаблонного программного обеспечения для повышения эффективности управления производством. Минусами этого процесса являлись: длительный срок создания дополнительных отчетов и даш-бордов на базе автоматической системы диспетчеризации; высокая стоимость; отсутствие унифицированных средств интеграции с имеющимися системами. При этом не была решена задача автоматического распределения самосвалов между экскаваторами, осуществляющими погрузку горной массы, т.е. балансировки экскаваторно-автомобильных комплексов.
Были организованы «пилотные смены» с участием в работе профильных экспертов(ремонты, автотранспорт, горные работы, операционная эффективность), в которых велось опробование управления производством «по приборам» для возможности сравнения с результатами обычного управления и выявления необходимых доработок в программном обеспечении.
В 2022 г. началось создание собственной комплексной цифровой платформы OES для управле-
Этапы цифровизации на Солнцевском угольном разрезе
Digitalization stages at the Solntsevo coal strip mine
Год Этап Задачи
2020 Запуск шаблонной Сбор данных о состоянии и месторасположении техники;
автоматизированной Визуализация объектов на карте;
системы диспетчеризации Формирование базовой аналитики о простоях, загрузке самосвалов, скорости движения;
(АСД) и ее развитие Настройка автоматического распределения самосвалов между комплексами
2021 Начало создания собственной платформы Базовый дашборд по управлению производительностью; Монитор событий - управление по отклонениям; Аномалии на дорогах - управление состоянием дорог; Производственные соревнования
2022 Цифровая платформа Развитие существующих модулей и добавление новых;
управления производ- Создание цифровых советчиков;
ством (OES) - начало Создание механизмов взаимосвязи результатов работы с оплатой, оценка смены онлайн; Запуск алгоритмов балансировки комплексов
2023 OES - развертывание Полный переход на собственную цифровую платформу; Охват базовых процессов советчиками на основе искусственного интеллекта, в том числе решение транспортной задачи
80
МАРТ, 2023, "УГОЛЬ"
Рис. 3. Конфигурация ситуационно-аналитического центра
Fig. 3. Configuration of the Situation Analysis Centre
ния производством. В это же время осуществлен запуск ситуационно-аналитического центра - команды координаторов по направлениям деятельности для обеспечения слаженной и взаимосвязанной работы служб. Начато формирование культуры качественного реагирования на отклонения процесса от норм.
Общий вид ситуационно-аналитического центра и его конфигурация представлены на рис. 2 и 3.
С июня 2022 г. начат переход на управление сменой («по приборам») из ситуационно-аналитического центра кросс-функциональной командой по направлениям:
- балансировка экскаваторно-автомобильных комплексов;
- расшивка узких мест дорожной инфраструктуры для повышения скорости движения карьерных автосамосвалов;
- сокращение длительности регламентных простоев посредством организации подменных водителей на время обедов и пересменок;
- контроль за оперативным выходом в работу самосвалов.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ
Пример сменного дашборда (интерактивной информационной панели, которая визуализирует данные) по рабо-
те экскаваторно-автомобильных комплексов представлен на рис. 4. Он позволяет анализировать ход процесса и возникающие в нем отклонения. На нем отражены такие показатели как: баланс автосамосвалов между комплексами, простои, цикличность работы, плановые показатели, нормативные параметры процессов и отклонения от них.
На основе данных учета организовано производственное соревнование. Набор объективных индивидуальных и экипажных показателей рассчитывается онлайн и транслируется на экранах, а также доступен через мобильные устройства. В приложениях предоставляются детальная информация о лидерстве, отставании, персональные и экипажные рейтинги (рис. 5).
По текущим показателям принимаются управленческие решения о перераспределении автосамосвалов между экскаваторами, выводе самосвала на ремонт (рис. 6).
Для повышения эффективности использования топлива были разработаны: положение о мотивации за экономию топлива на основе долевого участия, дашборд по удельному расходу топлива для оперативного информирования водителей; установлены дорожные знаки с рекомендацией скоростного режима, памятки по бережливому стилю вождения; осуществляется автоматическое информиро-
í*í ÉTflCOS=- PULSE
НИ H мн H
Обеспеченность ■ÉHI ■мммВ иш
самосвалами - ■ - ■ ■ * «1-14 » JÉ.......
балансировка
комплексов
FC I.DDCÊ^: ПЭР й
Нехватка cf х.•,.:■:; самосвалов
ш *
piw
а
EliraL' н л .
1*Ш[! -BÍS U -.-i ЛИ«
11Э£ 91
tw ,'<
Циклы погрузки ь BsniIJÍJ"^
Очередь
1R7i
на погрузку ■ llPlfllllVIII
Длительность г ■■■:':. J 1 погрузки
(« О
» - J - - 1гз
О ■ t-т ! л w
* - J 1Ï3S -1S7 ■ "Ч 96 .13
С :j}in. О «КМ О
Избыток самосвалов
Рис. 4. Пример сменного дашборда Fig. 4. Example of a shift dashboard
i
Бот производственного сарс-пыаппнип СУР
Рейтинг экигадшЕЙ £ нлчйда <:0реим01ириий
и ¡*____*
mi -■H.I. vi
Йлш кнпп m picroet йл 244749 гамм псрснсзсикаго о-бъсмп гордой пододы от п ндир-; Старнитвдь перелазить Ьопьш* и гапдены полнят» поставленный план смены. Ш Нарушений ОТиБП не г - тйр ДОДОЙТЬ*
L-от п-юнтсдсга i нного сарппнаа.ыия CVP ИГ ТкнушиМ Muent. Вьйбершс +
fi
H
Щ ни И
Рис. 5. Пример информации о ходе производственных соревнований Fig. 5. Example of the information on the progress of the production competition
Выявление отклонений от нормативной скорости движения самосвалов внутри комплекса
Определение самого «медленного» самосвала в комплексе
Определение причин снижения скорости (техническая неисправность, человеческий фактор, качество дороги)
Принятие решений - остановка самосвала для проведения диагностики/ремонта, информирование или инструктаж водителя, изменение набора самосвалов в комплексе на основе их скорости и условий работы
Повышение производительности комплексов за счет улучшение ритмичности работы самосвалов комплекса
Повышение скорости движения самосвалов
^Jçmco —- PU4.5E
о
Информирование водителя о самой низкой скорости в комплексе
е
Перегрев самосвала из-за неисправности системы охлаждения, направление самосвала на ремонт = на 4 часа
е
Выход самосвала на линию
Рис. 6. Примеры принятия управленческих решений по обеспечению ритмичной работы автосамосвалов Fig. 6. Examples of management decision made to ensure smooth operation of dump trucks
110 108 106 104 102 100
Средняя техническая скорость относительно 2021 г.
% Управление
«по приборам» 109
100
2021 г.
январь-май 2022 г.
июнь-сентябрь 2022 г.
%
115
110
105 -
100
Производительность оборудования относительно 2021 г.
Управление «по приборам»
100
110
2021 г. январь-май июнь-сентябрь
2022 г. 2022 г.
Сравнение на сопоставимом объеме техники
%
100
98 96 94 92 90 88 86
Топливная эффективность (расход топлива на ткм) относительно 2021 г.
100
2021 г.
Управление «по приборам»
январь-май 2022 г.
июнь-сентябрь 2022 г.
3 -
2,5
Рис. 7. Динамика производственных показателей работы автосамосвалов Fig. 7. Dynamics of dump truck production performance
Очередь на погрузку
2021 г.
январь-май 2022 г.
июнь-сентябрь 2022 г.
вание водителей о превышении оборотов ДВС и простоях самосвалов с включенным ДВС; изготовлен «Цифровой помощник», для которого тестируется математическая модель с рекомендациями по экономичному вождению автосамосвалов с использованием педали газа и динамического тормоза.
В результате повышены средняя техническая скорость и производительность оборудования, снижен удельный расход топлива и уменьшено время ожидания погрузки (рис. 7).
Важным условием повышения операционной эффективности деятельности предприятия является обеспечение безопасности труда. В этом направлении на предприятии формируется система управления рисками, которая позволяет выявлять характерные для процессов опасные производственные ситуации, разрабатывать и реализо-вывать меры по их недопущению либо устранению [13].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цифровизация процессов позволяет организовать удаленный мониторинг, на основе которого возможно в опПпе-режиме выявлять и количественно оценивать отклонения про цессов от заданных пара метро в, принимать своевременные решения по обеспечению производительности и ритмичности работы оборудования, необходимых для достижения плановых показателей.
Список литературы
1. Магрупова З.М., Кольцов С.Г. Стратегии достижения конкурентного преимущества на основе цифровизации и информатиза-
ции производственных процессов // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). 2020. № 12. С. 4-9.
2. Попов Н.А. Оптимизация производственных процессов в условиях цифровизации // Стратегические решения и риск-менеджмент. 2019. Т. 10. № 1. С. 28-35. DOI: 10.17747/2618-947X-2019-1 -28-35.
3. Yi Zhao, Shaoqi Kong. Firms' openness in specialized search and digital innovation among process-oriented mining enterprises: A moderated mediation model // Resources Policy. 2022. Vol. 75. 102466. URL: https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2021.102466 (дата обращения: 15.02.2023).
4. Xinyi Du, Kangqi Jiang. Promoting enterprise productivity: The role of digital transformation // Borsa Istanbul Review. 2022. Vol. 22. Is. 6. P. 1165-1181. URL: https://doi.org/10.1016/j.bir.2022.08.005 (дата обращения: 15.02.2023).
5. Yongzhang Peng, Changqi Tao. Can digital transformation promote enterprise performance? - From the perspective of public policy and innovation // Journal of Innovation & Knowledge. 2022. Vol. 7. Is. 3. 100198. URL: https://doi.org/10.1016/j.jik.2022.100198 (дата обращения: 15.02.2023).
6. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом» от 10 ноября 2020 года № 436. URL: https://docs.cntd.ru/document/573140270 (дата обращения: 15.02.2023).
7. Должностные инструкции начальников участков.
8. Восточная горнорудная компания наращивает объемы добычи и отгрузки угля // Уголь. 2020. №3. С. 30-31. URL: http://www. ugolinfo.ru/Free/032020pdf (дата обращения: 15.02.2023).
9. Площенко С.А. Инструменты повышения операционной эффективности в угледобывающей отрасли на примере ООО «Восточ-
ная Горнорудная Компания» // Горная промышленность. 2021. № 2. С. 16-20.
10. Горнорудная промышленность России: основные тенденции / Профессиональная конференция и технический визит. Горнорудная промышленность России. Строительство и модернизация. 24-25 марта 2021. Курск. URL: https://metalmininginfo.kz/ wp-content/uploads/2020/12/Горнорудная-промышленность-России-2020.-0сновные-тенденции.pdf (дата обращения: 15.02.2023).
11. Буйницкий А.И., Степанов А.А., Полещук М.Н. Учет и контроль производительного времени работы карьерных автосамосвалов
// Проблемы недропользования: Сетевое периодическое научное издание. Рецензируемый сборник научных статей / ФГБУН ИГД Уро РАН. 2016. Вып. 1. С. 95-104. URL: https://trud.igduran. ru/edition/8 (дата обращения: 15.02.2023).
12. Тлеубердиева С.С., Аманжолов Ж.М. Цифровизация логистических процессов на предприятии // Наука среди нас. 2019. № 4. С. 414-419.
13. Черских О.И., Минаков В.С., Галкин А.В. Освоение системы управления рисками персоналом Солнцевского угольного разреза // Уголь. 2022. № 10. С. 40-44. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-1040-44.
SURFACE MINING
Original Paper
UDC 622.271:622.013.3 © O.I. Cherskikh, V.S. Minakov, S.A. Nazaryan, 2023
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2023, № 3, pp. 79-84 DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-3-79-84
Title
IMPROVING THE OPERATIONAL EFFICIENCY OF A COAL MINE THROUGH DIGITALISATION OF PROCESSES
Authors
Cherskikh O.I.1, Minakov V.S.2, Nazaryan S.A.2
1 Solntsevsky Coal Mine LLC, Shakhtersk, 694910, Russian Federation
2 East Mining Company LLC, Moscow, 123100, Russian Federation
Authors Information
Cherskikh O.I., PhD (Engineering), Director,
e-mail: [email protected]
Minakov V.S., Director for Labour Protection and Industrial Safety, e-mail: [email protected]
Nazaryan S.A., PhD (Engineering), Head of the Functional Area of Operational Excellence
Abstract
The foundation for the efficient operation of a coal mining company is the high quality of its labour and technological processes. Monitoring is essential to keep the processes at the required level of quality. The advances in digital technology make it possible to remotely monitor the process at all its key points, and to visualize any process deviations from the specified parameters. This basis makes it possible to take adequate management decisions that allow for timely correction of the process before any adverse results emerge. The use of template-based software does not always make it possible to generate reports required for the conditions of a particular company. Therefore, the Solntsevo coal strip mine, a part of the East Mining Company LLC, decided to develop its own software tools. Their development and implementation at the coal mine allowed to increase the operating efficiency by 1.09-1.15 times for key indicators and up to 1.4 times for some operations in 2022.
Keywords
Process, Digitalization, Coal mine, Operation, Operational efficiency, Monitoring, Productivity.
References
1. Magrupova Z.M. & Koltsov S.G. Strategies to gain competitive advantage based on digitalization and informatization of production processes. Evrazi-jskijsoyuzuchyonyh, 2020, (12), pp. 4-9. (In Russ.).
2. Popov N.A. Implementing lean operations in a digital environment. Strate-gicheskieresheniya irisk-menedzhment, 2019, Vol. 10, (1), pp. 28-35. (In Russ.). DOI: 10.17747/2618947X201912835.
3. Yi Zhao & Shaoqi Kong. Firms' openness in specialized search and digital innovation among process-oriented mining enterprises: A moderated mediation model. Resources Policy, 2022, (75), 102466. Available at: https://doi. org/10.1016/j.resourpol.2021.102466 (accessed 15.02.2023).
4. Xinyi Du & Kangqi Jiang. Promoting enterprise productivity: The role of digital transformation. Borsa Istanbul Review, 2022, Vol. 22, (6), pp. 1165-1181. Available at: https://doi.org/! 0.1016/j.bir.2022.08.005 (accessed 15.02.2023).
5. Yongzhang Peng & Changqi Tao. Can digital transformation promote enterprise performance? - From the perspective of public policy and innovation. Journal of Innovation & Knowledge, 2022, Vol. 7, (3), 100198. Available at: ht-tps://doi.org/10.1016/j.jik.2022.100198 (accessed 15.02.2023).
6. Safety rules for open pit coal mining' Federal Norms and Rules in Industrial Safety as of November 10, 2020, No. 436. Available at: https://docs.cntd.ru/ document/573140270 (accessed 15.02.2023). (In Russ.).
7. Job descriptions for site managers. (In Russ.).
8. Eastern Mining Company increases in the volume of coal production and shipment. Ugol, 2020, (3), pp. 30-31. Available at: http://www.ugolinfo.ru/ Free/032020pdf (accessed 15.02.2023). (In Russ.).
9. Ploschenko S.A. Tools to improve operational efficiency in the coal mining industry as exemplified by East Mining Company LLC. Gornaya promyshlen-nost, 2021, (2), pp. 16-20. (In Russ.).
10. Mining industry of the Russian Federation: Major trends / Professional Conference and Technical Visit. Mining industry of the Russian Federation. Construction and renovation. March 24-25, 2021, Kursk. Available at: https://metalmininginfo.kz/wp-content/uploads/2020/12/ropHopyflHaa-проlvlblwпенностb-pоссмм-2020.-0сновнblе-тенflенцмм.pdf (accessed 15.02.2023). (In Russ.).
11. Buynitsky A.I., Stepanov A.A. & Poleshchuk M.N. Accounting and monitoring of the dump trucks productive time // Problemy nedropol'zovaniá: Network periodical scientific publication. Reviewed collection of scientific articles / Institute of Mining of the Urals Branch of the Russian Academy of Sciences, 2016, Issue 1, pp. 95-104. Available at: https://trud.igduran.ru/edi-tion/8 (accessed 15.02.2023). (In Russ.).
12. Tleuberdiyeva S.S. & Amanzholov Zh.M. Digitalization of logistics processes of an enterprise. Nauka sredinas, 2019, (4), pp. 414-419. (In Russ.).
13. Cherskikh O.I., Minakov V.S. & Galkin A.V. Mastering the risk management system by personnel of the Solntsevo coal strip mine. Ugol, 2022, (10), pp. 4044. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2022-10-40-44.
For citation
Cherskikh O.I., Minakov V.S. & Nazaryan S.A. Improving the operational efficiency of a coal mine through digitalisation of processes. Ugol, 2023, (2), pp. 79-84. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-2-79-84.
Paper info
Received December 28,2022 Reviewed January 15,2023 Accepted February 27,2023
