CC BY
28
УДК 338.36: 338.45 Мышлецов А.И., Авруцкая С.Г.
ВНЕДРЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ
Мышлецов Александр Игоревич1 - магистрант 1-го года обучения кафедры менеджмента и маркетинга; [email protected].
Авруцкая Светлана Гарровна1,2 - кандидат химических наук, доцент кафедры менеджмента и маркетинга;
1 ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», Россия, Москва, 125047, Миусская площадь, дом 9.
2 ФГБОУ ВО «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ», Россия, Москва, 119571, пр. Вернадского, 82.
В статье рассмотрено внедрение цифровых технологий в горнодобывающей промышленности как составная часть перехода производственных отраслей к Индустрии 4.0. Уровень цифровой зрелости горнодобывающей отрасли ниже, чем у сопоставимых отраслей, что объясняется наличием рада барьеров. Из внедряемых цифровых технологий наиболее перспективной признается промышленный интернет вещей. Приведены основные тренды в развитии цифровых технологий в мире, а также особенности и примеры внедрения цифровых решений российскими компаниями.
Ключевые слова: горнодобывающая отрасль, цифровые технологии, промышленный интернет вещей, внедрение, импортозамещение.
INTRODUCTION OF DIGITAL TECHNOLOGIES IN MINING INDUSTRY
Myshletsov A.I., Avrutskaya S.G.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russian Federation
The article considers the introduction of digital technologies in the mining industry as an integral part of the transition of manufacturing industries to Industry 4.0. The level of digital maturity of the mining industry is lower than that of comparable industries, which is explained by the presence of barriers. Of the introduced digital technologies, the most promising is the industrial Internet of Things. The main trends in the development of digital technologies in the world are presented, as well as features and examples of the introduction of digital solutions by Russian companies.
Key words: mining industry, digital technologies, industrial Internet of things, implementation, import substitution.
Современный этап развития промышленности, переход к так называемой Индустрии 4.0, характеризуется внедрением в производственные и управленческие процессы широкого спектра технологий, получивших название цифровых. Цифровые технологии (ЦТ) позволяют эффективно получать, хранить, передавать и использовать колоссальные объемы информации. Для промышленности это - огромный ресурс повышения эффективности, поэтому цифровая трансформация в настоящее время реализуется во многих отраслях, включая машиностроение, авиапромышленность, космическую отрасль, энергетику, пищевую промышленность, а также горнодобывающую промышленность, что является предметом настоящей статьи,
Внедрение ЦТ является для горнодобывающей промышленности существенным ресурсом для развития, однако, в то же время, несет с собой серьезные риски при предъявлении пониженных требований к программным и техническим решениям при создании современного цифрового предприятия, так как сбой в единой системе может обойтись гораздо дороже единичных сбоев [1]; также необходимо учитывать социальные и экологические последствия цифровизации в отрасли.
По оценке Boston Consulting Group [2], в настоящее время уровень цифровой зрелости
горнодобывающей промышленности на 30-40% ниже, чем у сопоставимых отраслей - например, химической или автомобильной. Зачастую это связано с расположением предприятий в труднодоступных районах со сложным рельефом местности и ограниченным доступом к широкополосному интернету, что объективно затрудняет внедрение технологий; но в значительной степени объясняется человеческим фактором -низкой квалификацией и культурным уровнем основного производственного персонала,
отсутствием у него цифровых навыков, а также сопротивлением изменениям, так как автоматизация может привести к сокращению персонала.
Это подтверждают результаты опроса [3]: подавляющее большинство респондентов назвали нехватку квалифицированного персонала на местном рынке и невозможность привлечь его основными препятствиями на пути цифровизации (рис. 1). При этом финансовые аспекты, а также позиция руководства играют незначительную роль.
Однако ряд горнодобывающих компаний -лидеров цифровизации - преодолели эти барьеры, что позволило увеличить добычу на 10-20%, эффективность закупок - на 50%, а также сократить выбросы на 15-30% [2].
Недостаток квалифицированных кадров Невозможность привлечь квалиф. кадры Недостаточное понимание возможностей Недостаточные навыки руководства организации Отсутствие гибкости при найме и увольнении Отсутствие гибкости нормативной базы Нехватка инвестиционного капитала Отсутствие интереса у руководства
56,70%
■ 50% 46,70%
36,70%
■ 26,70% 23,30%
20%
Другое ^тШ 10%
Рис. 1. Барьеры на пути внедрения новых технологий в горнодобывающей промышленности в 2020 г. [3]
Исследования BCG позволили выявить ключевые практики, которые использовали эти компании:
- фокус на потребностях операторов для устранения разрыва между цифровой стратегией и ее внедрением, что подразумевает цифровые решения под клиента, гибкие подходы к разработке и дальнейшую поддержку;
- такое же бережное отношение к данным, как и к физическим активам;
- формирование экосистемного мышления для использования внутренних и внешних партнерств;
- развитие цифровых компетенций на всех уровнях для обеспечения создания ценности;
- применение цифровых инструментов на всех уровнях и во всех функциональных областях организации.
Применяемые в горнодобывающей отрасли цифровые решения разнообразны, и их ассортимент расширяется в сторону все более высокотехнологичных высокими темпами.
В работе [4] на основании анализа публикаций в отраслевых журналах, средствах массовой информации и исследований ведущих консалтинговых агентств были выявлены технологии, наиболее популярные в горнодобывающей отрасли на момент проведения исследования (2020 г.). Самыми упоминаемой и, по-видимому, актуальной в этот период являлась автоматизация (рис. 2), однако отмечено, что набирают популярность большие данные, роботизация, интернет вещей, дроны и другие ЦТ.
Term frequency / paper frcqucncy {%) 0 L0 20 30 40 50 60 70 SO 90
Automation Big ilala Internet of things Robotics Real time data 3D printing Artificial intclligcncc Drones Machine learning Data analytics
Term occurrence ' Paper frequency (%) ' Nominal lerm frequency (%)
0 20 4tl 60 80 100 120 140 160 180 Term occurrence
Рис. 2. 10 наиболее актуальных технологий в горнодобывающей промышленности [4].
В настоящее время среди внедряемых в горнодобывающей промышленности ЦТ наиболее важной признается Интернет вещей (IoT) [5], который использует подключенные к интернет-сетям датчики для сбора и преобразования в машиночитаемые данные
информации для контроля и мониторинга окружающей среды, работы оборудования и действий персонала дистанционно, а также в опасных условиях. Применяемые устройства включают дроны, датчики расстояния на машинах и транспортных средствах, сканеры для идентификации руды, носимые устройства и другие инструменты, что дает возможность внедрять автономное бурение, беспилотные грузовики, осуществлять удаленно разведку полезных ископаемых, контроль окружающей среды, соблюдение мер промышленной безопасности.
Таким образом, возможности для внедрения промышленного IoT существуют вдоль всей цепочки создания стоимости в отрасли, от разведки до рекультивации земель, с его помощью горнодобывающие компании могут повысить эффективность, производительность и безопасность, а также снизить затраты.
Препятствием к внедрению IoT
горнодобывающими компаниями является высокая стоимость технологии. По последним данным, менее 5% шахт полностью внедрили носимые технологии и чуть более 20% полностью внедрили дроны [3]. Ожидается, что более широкому распространению IoT будет способствовать снижение цены датчиков, а также вызванная пандемией COVID-19 новая волна цифровой трансформации.
Многие компании отрасли уже сделали первые шаги по внедрению цифровых решений, получили первый опыт и результаты. Ключевыми направлениями внедрения ЦТ являются [6]:
- проектирование и долгосрочное планирование на основе «цифровых двойников»;
- среднесрочное и краткосрочное планирование на основе цифровых инструментов;
- геометаллургия;
- интегрированные центры управления операциями;
- роботизация и удаленное управление;
- цифровизация процессов техобслуживания и ремонта;
- экспертные системы на базе искусственного интеллекта (ИИ) и продвинутой аналитики (ПА);
- интеллектуальные системы безопасности. Повышение эффективности производства и
производительности труда может, в свою очередь, способствовать сокращению влияния на окружающую среду и снижению выбросов углерода.
Фактором, ускорившим внедрение цифровых решений в отрасли, стала пандемия СОУШ-19.
Компании оказались вынуждены приспосабливаться к работе в новой реальности, и возврата к традиционным способам работы уже не будет. Лидеры горнодобывающей промышленности получили возможность оптимизировать внедрение ЦТ в соответствии со значительным увеличением удаленной работы, выстроить новый путь, разработать бизнес-модели завтрашнего дня, бросить вызов традиционному определению производительности, внедрить культуру доверия, заменить командно-контрольное управление эффективным
сотрудничеством и решить культурные проблемы и проблемы взаимодействия, связанные с долгосрочной удаленной работой [7].
Сегодня главный, определяющий тренд развития горнодобывающей промышленности - создание инструментов, которые уменьшают время принятия решения. При этом развитие ЦТ и технологий добычи ограничено геотехническими проблемами, сложностью массивов горных пород и др. Формирование регламентов по расчётам совместно с систематизацией данных и численное моделирование позволят преодолеть проблемы и перейти на качественно новый уровень цифровизации производств [8].
Среди других отраслевых трендов, которые называют аналитики, консультанты и поставщики решений:
- широкое сотрудничество вдоль всей цепочки создания стоимости. Проекты цифровизации должны выходить за рамки компании и вовлекать партнеров - поставщиков и потребителей. Это позволит преодолеть такие проблемы, как отраслевая специализация и высокая капиталоемкость;
- внедрение удаленной работы и создание виртуальных рабочих групп как ответ на пандемию СОУГО-19;
- переход от превентивного к предиктивному обслуживанию оборудования благодаря внедрению 1оТ и др.
Несмотря на понимание необходимости цифровизации большинством игроков, внедрение ЦТ в горнодобывающей отрасли происходит относительно медленно. Это обусловлено рядом факторов:
- неумением извлекать ценность из цифровых решений;
- низким уровнем базовой автоматизации процессов и требуемыми относительно высокими инфраструктурными инвестициями;
- низким качеством или доступностью данных;
- ограниченным доступом к инновационному сообществу горно-металлургических компаний;
- отсутствием компетенций и опыта внедрения инноваций [6].
Крупнейшие российские производственные компании также интенсивно внедряют ЦТ, однако российский рынок отстает по темпам цифровизации от рынков развитых стран на 5-10 лет, что связано с недостаточными инвестициями в новые технологии, в первую очередь - с недофинансированием НИОКР, а также с негативным влиянием санкций, затруднивших
доступ к передовым зарубежным технологиям. При этом использование ЦТ в горнодобывающей отрасли в среднем ниже, чем в других отраслях промышленности [1]. Тем не менее горнодобывающие компании уже не просто используют программные продукты, лицензии с технической поддержкой, а осуществляют комплексное внедрение информационных решений на производствах, все ближе подходя к комплексной цифровизации предприятий [9].
В Российской Федерации каждый год проводится масштабная выставка машин и оборудования для горнодобывающей и горнообрабатывающей промышленности MiningWorld Russia. Участники и посетители мероприятия - крупнейшие российские и иностранные производители и поставщики машин и оборудования, ведущие игроки мирового горнодобывающего рынка, представители министерств и консалтинговых компаний.
В рамках выставки с 2021 г. проводится конкурс эффективных цифровых проектов горнодобывающих предприятий «Горная индустрия 4.0». В прошлом году проекты принимались по четырем номинациям -«Цифровизация подземных горных работ», «Цифровизация открытых горных работ», «Цифровизация обогатительного передела», «Промышленная безопасность, охрана труда и экология» [10]. На конкурс было подано около 40 проектов, среди участников и победителей -крупнейшие горнометаллургические предприятия: ПАО «Норникель», ПАО «Северсталь», ПАО НЛМК, ПАО Магнитогорский металлургический комбинат и другие. В этом году список номинаций расширен -появились «Цифровые проекты и экология», «Цифровые проекты и развитие человеческого капитала», «Женщина в цифровизации ГМК».
Один из организаторов конкурса - Группа компаний «Цифра», лидер российского рынка цифровизации промышленности, участник
приоритетного проекта Министерства экономического развития РФ «Поддержка частных
высокотехнологических компаний-лидеров»,
занимающаяся цифровой модернизацией
горнодобывающей, нефтегазовой, химической и машиностроительных отраслей в России с целью повышения их эффективности и безопасности на базе собственной платформы ZIIoT.
ГК «Цифра» - активный участник программы импортозамещения, она предлагает предприятиям аналоги зарубежного оборудования и программного обеспечения от таких производителей, как OSISOFT, Honeywell, AVEVA, Siemens, SAP, IBM, Schneider Electric и др. [10].
Примером успешного проекта ГК «Цифра» является внедрение в «Восточной горнорудной компании» (ВГК) собственного продукта - АСУ «Карьер», адаптированной под требования заказчика. Также ВГК использует модуль контроля качества дорог от ГК «Цифра». При этом, наряду с цифровыми решениями от отечественных и зарубежных поставщиков, ВГК использует и собственные разработки [11].
В отличие от большинства российских компаний, которые приступают к внедрению цифровых решений сверху вниз, первоначально автоматизируя руководящие бизнес-процессы, ВГК начала с первичных производственных операций -диспетчеризации горнотранспортных работ. Этот подход продемонстрировал отличные результаты, и следующим этапом цифровизации горных работ стало накопление больших данных и создание цифровых двойников на базе цифровой платформы ГК «Цифра», что позволило на основе реальных данных сформировать предиктивную систему управления производством и таким образом повысить культуру управления производственным процессом, качество принимаемых управленческих решений и операционную эффективность.
Опыт ВГК подтверждает, что во многом цифровая трансформация зависит от позиции управляющего состава и менеджмента компании, ведь это прямое изменение бизнес-процессов и методов принятия решений. Цифровая трансформация и результаты операционной эффектности — это единый инструмент
[9].
На основании вышеизложенного можно заключить, что альтернативы внедрению ЦТ в горнодобывающей отрасли нет. Однако, чтобы в полной мере воспользоваться их возможностями, компаниям необходимо разработать целенаправленную стратегию, которая интегрировала бы ЦТ и согласовывала бы бизнес-модель, производственные и управленческие процессы. Эффективное внедрение ЦТ требует обширных первичных данных и преобразования их в актуальную и достоверную информацию для всех уровней организации. В связи со сложностью и масштабностью проектов, а также для обеспечения роста эффективности вдоль всей цепочки создания стоимости необходимо сотрудничество с поставщиками и потребителями. Также необходимо учитывать социальные последствия внедрения ЦТ: с одной стороны, новой реальности требуются новые профессиональные кадры; с другой стороны, внедрение цифровых технологий сопровождается высвобождением персонала. Экологические аспекты внедрения ЦТ скорее благоприятны, так как должны привести к снижению углеродных выбросов.
Для российских компаний сложившаяся в настоящее время ситуация является, серьезным вызовом в связи с внешними санкциями. В то же время, необходимость импортозамещения иностранного ПО -это возможность для российских компаний, которые от проектов внедрения и поддержки могут перейти к созданию собственных технологий. В долгосрочной перспективе текущая ситуация имеет большой потенциал, однако при сложившейся ситуации в перспективе 1-2-х лет это очень сложная задача, посильная только при совместных усилиях путем выстраивания необходимых отраслевых
технологических партнерств между
промышленностью, обладающей компетенциями и безусловно заинтересованной в импортозамещении, и
организациями, способными вывести на рынок жизнеспособные и эффективные цифровые решения.
Список литературы
1. Цифровизация промышленности [Электронный ресурс] // TAdviser: сайт. 27.12.2021. — URL: https://www.tadviser.m/шdex.php/Статья:Цифровизация п ромышленности. Обзор TAdviser (дата обращения 23.03.2022).
2. Ganeriwalla, A., Harnathka, S., Costa, A. et al. Racing Toward a Digital Future in Metals and Mining [Электронный ресурс] // BCG: сайт. 04.02.2021, — URL: https://web-assets.bcg.com (дата обращения 23.03.2022).
3. Perceived barriers to the adoption of new technologies in the mining and metals industry worldwide in 2020 [Электронный ресурс] // Statista: сайт. — URL: https://www.statista.com/statistics/1239165/mining-industry-barriers-to-technology/ (дата обращения 23.03.2022).
4. L. Barnewold and B. G. Lottermoser, Identification of digital technologies and digitalisation trends in the mining industry, International Journal of Mining Science and Technology, https://doi.org/10.1016/uimst.2020.07.003 (дата обращения 23.03.2022).
5. IoT is key to digitalisation in mining, but many companies are falling behind. GlobalData Thematic Research [Электронный ресурс] // Mining Technology: сайт. 28.01.2022, — URL: https ://www.mining-technology.com/comment/iot-digitalisation-mining/ (дата обращения 23.03.2022).
6. Цифровое будущее горнорудного предприятия [Электронный ресурс] // BCG Review, сентябрь 2020: сайт. — URL: https://media-publications.bcg.com/BCG-Review-September-2020.pdf (дата обращения 23.03.2022).
7. Nel, J., Treacy, Е. Trend 8: Advancing the future of work [Электронный ресурс] // Deloitte Insights, 01.02.2021: сайт. — URL:https://www2.deloitte.com/ xe/en/insights/industry/mining-and-metals/tracking-the-trends/2021/future-of-mining.html (дата обращения 23.03.2022).
8. Technology Trends and Implications in Mining: Shared (digital) infrastructure, shared benefits. Webinar, 01.12.2021 [Электронный ресурс] // IGF: сайт. — URL: https://www.igfmining.org/event/webinar-technology-trends-implications-mining-community-relations/ (дата обращения 23.03.2022).
9. Курцев Б. Цифровизация горнодобывающей промышленности: от руды к данным [Электронный ресурс] // ComNews, 17.05.2021: Cайт. — URL: https://www.comnews.ru/digital-economy/content /214508/ 2021-05-17/2021 -w20/cifrovizaciya-gornodobyvayuschey-promyshlennosti-rudy-k-dannym (дата обращения 23.03.2022).
10. Горная индустрия 4.0 [Электронный ресурс] // Cайт. — URL: https://digitalmining.ru/ (дата обращения 23.03.2022).
11. Как цифровизация повышает эффективность в горнорудной промышленности: опыт ВГК [Электронный ресурс] // Cnews, 10.06.2021: Cайт. —
URL_https://www.cnews.ru/articles/2021-06-
10 kak tsifrovizatsiya povyshaet effektivnost_(дата
обращения 23.03.2022).
