31Международная научно-практическая конференция
УДК 622
Жуковский Юрий Леонидович Zhukovskiy Yuriy Leonidovich
к.т.н., доцент PhD, Associate Professor Ишейский Валентин Александрович Isheyskiy Valentin Alexandrovich к.т.н., доцент, PhD, Associate Professor Булдыско Александра Дмитриевна Buldysko Aleksandra Dmitrievna
Аспирант PhD Student Гоцул Юлия Дмитриевна Gotsul Yulya Dmitrievna Студент Student
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет»
Saint-Petersburg Mining University
РОЛЬ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В КОМПЛЕКСНОМ ОСВОЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
THE ROLE OF DIGITAL TECHNOLOGIES IN THE INTEGRATED DEVELOPMENT OF SOLID MINERAL DEPOSITS
Аннотация: В данной работе рассмотрены основные факторы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых в условиях глобального экономического кризиса, выделены сквозные технологии, как основа цифровой трансформации цепочек поставок и перехода к Индустрии 4.0 в целях быстрого и оперативного реагирования отрасли на рыночные изменения в условиях неопределенности.
Abstract: This paper considers the main factors in the integrated development of solid mineral deposits under conditions of global economic crises, highlights end-to-end technologies as a foundation of the digital transformation and the transition to Industry 4.0 in order to quickly and efficiently respond to market changes in the context of uncertainty.
Ключевые слова: комплексное освоение, факторы роста, трансформация отрасли, цифровая экономика, цифровые технологии.
Keywords: integrated development, growth factors, industry transformation, digital economy, digital technologies.
Научные междисциплинарные исследования
Комплексное освоение месторождений - система технических, экономических, организационных и правовых методов и средств, обеспечивающих комплексную разведку и оценку месторождений, добычу минерального сырья и его последующую переработку для достижения оптимального уровня извлечения из добытого сырья основных и попутных компонентов и утилизацию отходов производства [1, 2].
Для успешной реализации этих принципов комплексное освоение месторождений должно быть предусмотрено на всех стадиях проектирования горных предприятий. Перед горным сектором стоят глобальные вызовы и острая необходимость решения связанных с ними системных проблем [3]. Все большее значение в решении вызовов и проблем комплексного освоения месторождений твердых полезных ископаемых играют цифровые технологии и тенденция цифровой трансформации [4].
Индустрия 4.0 — это стратегия, которая была сформирована правительством Германии в 2013 году. Индустрия 4.0 описывается как четвертая промышленная революция. После парового двигателя, электричества и электроники революция заключается во внедрении «Интернета вещей, людей и услуг», в котором весь производственный процесс включен в интернет-сети, которые превращают обычные фабрики в умные фабрики [5].
«Индустрия 4.0» и развитие взаимосвязанности между цифровым и реальным миром формируют возможности для проведения оперативного анализа и распространения больших объемов информации. Такие изменения не только способствуют оптимизации производственных процессов, но также определяют новые требования к ценности информации и ставят перед горнодобывающим сектором глобальные аналитические задачи, к которым многие компании еще не готовы как с точки зрения технологий, так и с точки зрения кадрового обеспечения в области реализуемых технологий [6, 7].
Обсуждения на тему четвертой промышленной революции и возможности применения ее достижений в области комплексного освоения недр сводятся к изучению способов объединения физических и цифровых технологий, таких как
Международная научно-практическая конференция аналитика данных, ИИ, когнитивные технологии, робототехника, облачные вычисления, интернет вещей и др. для создания взаимосвязанных цифровых предприятий, способных принимать более информированные и точечные решения, имеющие максимальный отклик и результативность.
При этом богатство природных ресурсов и дешевизна труда перестают быть основными факторами роста, роль драйверов в развитии переходит к области цифровой трансформации основой, которой являются сквозные технологии. Это справедливо и для предприятий минерально-сырьевого сектора, эффективность которых значительно зависит от воздействия труднопредсказуемых горно-геологических факторов, а их деятельность оказывает существенное негативное воздействие на окружающую среду [8].
К основным «сквозным» цифровым технологиям относятся: «Большие данные», нейротехнологии, ИИ, системы распределенного реестра («Блокчейн»), квантовые технологии, новые производственные технологии, промышленный интернет вещей, робототехника и сенсорика, «Облачные технологии», технологии беспроводной связи, технологии виртуальной и дополненной реальностей, цифровое моделирование и др. [9]. «Индустрия - 4.0» предусматривает сквозную цифровизацию всех физических активов и их интеграцию в цифровую экосистему вместе с партнерами, участвующими в цепочке создания стоимости [10]. При этом происходит передача функций управления и принятия решений интеллектуальным системам и алгоритмам, что приводят к смене парадигмы комплексного технологического развития горнодобывающих предприятий.
Для снижения рисков при разработке стратегии комплексного освоения недр горнодобывающие компании должны использовать и анализировать большой объем данных по всем основным и сопутствующим процессам горного производства. С точки зрения комплексного стратегического планирования это означает использование данных для ответа на вопросы о причинно -следственных связях при анализе цепочек формировании стоимости и анализе возможности формирования новых цепочек поставок в рамках экономики
Научные междисциплинарные исследования замкнутого цикла (ЭЗЦ) и комплексного освоения [11]. Ключевым моментом здесь является использование данных не только для количественной оценки возможностей повышения прибыли, но и для проведения соответствующего качественного анализа показателей комплексности [12]. Использование цифровых технологий и анализа больших объемов данных при реализации стратегий комплексного освоения недр позволяет компаниям горнодобывающего сектора сокращать циклы стратегического планирования и устанавливать обратную связь, например, между подразделениями геологического и финансового планирования и исполнения, что способствует минимизации проектных рисков и обеспечения устойчивого развития на фоне растущего стремления горнодобывающих компаний к комплексному освоению.
При этом прослеживается переход к локальным и глобальным платформенным решениям - как к необходимым площадкам для взаимодействия и выстраивания доверительных отношений между участниками разного уровня на основе цифровых технологий [13]. Планируется развитие инновационных методов организации и синхронизации данных - например, на основе «сквозной» технологии «Системы распределенного реестра», автоматизация бизнес-процессов за счет внедрения и использования смарт-контрактов [14].
Выводы:
Современные технологии горных работ должны основываться на принципах ресурсосбережения, природосбережения и малоотходности. Эти принципы взаимосвязаны и должны определять направленность технологии при комплексном освоении месторождений твердых полезных ископаемых. Цифровые технологии способны дать основу для применения средств ИИ в задачах комплексной разработки месторождений, дать большую уверенность как инвесторам, так и мировому сообществу в вопросах устойчивого и ответственного пользования и использования добываемых ресурсов. В этой связи разработка отраслевой цифровой платформы, соединяющей между собой данные, людей, машины и процессы разных предприятий является
Международная научно-практическая конференция перспективным направлением в области комплексной разработки, над которым работают мировые компании и лидеры горной промышленности.
Библиографический список:
1. Атрушкевич, А.В., Бочкарева, Т.Н., Забурдяев, В.С., Захаров, В.Н., Иофис, М.А., Казаков, Н.Н., Кантович, Л.И., Каплунов, Д.Р. и др. Терминологический словарь // Горное дело:. Москва 2016. - 635 C .
2. Кузнецова, Л.В., Нифантов, Б.Ф., Анферов, Б.А. Возможности комплексного освоения угольных месторождений за счет комбинирования геотехнологий // ГИАБ. - 2009, - №12, - С 53-61.
3. Кондратьев В.Б. Глобальная горная промышленность в 2018 году и перспективы ее развития // Журнал «Горная Промышленность». - №1 (143). -2019. - С. 14.
4. Жуковский Ю.Л., Семёнов А.С., Булдыско А.Д., Гоцул Ю.Д. Анализ факторов, влияющих на трансформацию горнодобывающей отрасли // В сборнике: сборник статей XXIX Международной научно-практической конференции. Пенза, 2020. С. 31-36.
5. Litvinenko, V. S. (2020). Digital economy as a factor in the technological development of the mineral sector // Natural Resources Research, 29(3), 1521-1541. doi: 10.1007/s11053-019-09568-4.
6. Жуковский Ю.Л., Булдыско А.Д. Подготовка кадров горной промышленности в условиях цифровой трансформации // Современные образовательные технологии в подготовке специалистов для минерально -сырьевого комплекса. Сборник научных трудов III Всероссийской научной конференции. - 2020. - С. 1640-1648.
7. Zhukovskiy Y.L., Koteleva N.I., Kovalchuk M.S. Development of course feedback questionnaires of continuing professional education in the mining industry // В сборнике: Innovation-Based Development of the Mineral Resources Sector: Challenges and Prospects - 11th conference of the Russian-German Raw Materials, 2018. 11th. 2019. С. 589-597.
Научные междисциплинарные исследования
8. Steven M. Fortier, Christine L. Thomas, Erin A. McCullough and Amy C. Tolcin. Global Trends in Mineral Commodities for Advanced Technologies. Natural Resources Research 27(2) 191-200, 2017.
9. Plewnia F. The energy system and the sharing economy: Interfaces and overlaps and what to learn from them. Energies, vol. 12, no. 3, 2019.
10. Young A., Rogers P. A Review of Digital Transformation in Mining. Mining, Metallurgy & Exploration 36, 683-699 (2019). https://doi.org/10.1007/s42461-019-00103-w
11. Blending and layering waste rock to delay, mitigate or prevent acid rock drainage and metal leaching: A case study review. URL: http://bc-mlard.ca/files/presentations/1996-15-MEHLING-blending-method-ardprevention.pdf (дата обращения: 20.10.2020).
12. Bahga A., Madisetti V. K. Blockchain platform for industrial Internet of Things J. Softw. Eng. Appl 9 (10) 533, 2016.
13. Булдыско А.Д., Жуковский Ю.Л. Применение технологии цифровых двойников для управления жизненным циклом электрооборудования. // В сборнике: Электроэнергетика глазами молодежи - 2018. Материалы IX Международной молодежной научно-технической конференции. В 3-х томах. Ответственный редактор Э.В. Шамсутдинов. 2018. С. 189-190.
14. Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Системы распределенного реестра». [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https: //digital .gov.ru/ru/documents/6670
© Ю.Л. Жуковский, 2020
