VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Конец двадцатого века характеризуется тенденцией к автоматизации всех сфер жизни и производства, не стала исключением и горная промышленность. Учитывая высокий уровень трудозатрат при ручном и частично автоматизированном производстве, а также высокий фактор риска для жизни рабочего персонала, эта область является очевидной для внедрения систем автоматизации различного типа. Ведущие мировые производители спецтехники, такие как Atlas Copco, Caterpillar, Bobcat зачастую интегрируют в свою продукцию специальную аппаратуру и как опцию предоставляют информационную систему контроля производства. Как правило для того что бы внедрить такую систему полностью необходимо что бы весь парк машин и оборудования был от одного производителя, но и эффект от внедрения подобной системы может быть весьма существенным.

Общий принцип построения подобных систем похож, различаются только технические решения в реализации отдельных модулей. В качестве эталона рассмотрим систему MineStar производства корпорации Caterpillar. Производитель описывает свой продукт следующим образом - «MineStar - это всеобъемлющая и интегрированная информационная система горнодобывающего предприятия. Благодаря целому ряду подсистем для составления производственных отчетов, назначения самосвалов, контроля технического состояния и анализа парка машин, система интегрирует информацию, собранную на производственном участке, в офисные системы управления предприятием».

Система состоит из следующих модулей:

• Модуль планирования нагрузки

• Модуль отслеживания машин, мониторинга и связи.

• Модуль контроля производительности

• Модуль интерфейса оператора

Все это позволяет обеспечить функции:

• Отслеживание подвижного оборудования в режиме реального времени

• Отслеживание движения материала в режиме реального времени

• Отслеживание технического состояния оборудования в режиме реального времени

• Контроль и оптимизация парка шахтных машин в режиме реального времени

• Исторический анализ производственного процесса шахты и составление отчетов

• Диагностический и прогнозный анализ технического состояния оборудования

• Интеграция прикладных систем предприятия

Модуль планирования нагрузки в режиме реального времени предоставляет информацию по производительности самосвалов, погрузочных, землеройных и других машин. На основе этой информации в полностью автоматическом режиме планируются маршруты техники, время ее работы, необходимые материалы для выполнения нужной операции и другие параметры. Все это вычисляется по сложному алгоритму, который помимо прямых параметров учитывает и множество косвенных, таких например, как влажность грунта, скорость ветра и др. При расчете траектории движения машин используется фирменная технология TKPH/TMPH позволяющая снизить цену маршрута для каждой единицы техники. На рисунках 1 и 2 представлен программный интерфейс этого модуля.

Рис. 1. Отображение контроля загрузки.

Рис. 2. Интерфейс TKPH/TMPH.

Модуль отслеживания машин, мониторинга и связи отслеживает местонахождение всех машин парка, позволяет проанализировать движение самосвалов и загруженность транспортных путей. Для этого используются стандартные технические решения такие как GPS навигация и обмен информации по радиочастотным каналам. Информация отображается в удобном для оператора графическом виде. Встроенная в модуль технология Effective Flat Haul (EFH) позволяет оптимизировать логистику маршрутов.

Рис. 3. Вид интерфейса оператора.

Контроль производительности всего производства в целом, осуществляется на основе данных полученных от всех подсистем комплекса. Информация после соответствующей обработки представляется наглядно в виде графиков и диаграмм на основании которых инженерно-технический персонал может принимать необходимые решения. Такой подход позволяет сделать производство гибким и управляемым. Внедрение системы подобной MineStar безусловно требует капитальных инвестиции и обучения персонала, но и преимущества от внедрения очень высоки. В целом автоматизация производства с внедрением гибких производственных систем может обеспечить повышение эффективности вплоть до 80%, это достигается за счет комплексного подхода к организации производства, рационализации рабочего процесса в реальном времени. В случае с MineStar экономический эффект достигается за счет:

• Улучшение выемки руды и снижение разубоживания руды

• Снижение себестоимости тонны

• Улучшение превентивного техобслуживания

• Снижение затрат на техобслуживание

• Предотвращение поломок

• Максимизация срока службы узлов и деталей

Рассмотренный комплекс отличный пример интенсификации производства за счет применения современных средств автоматизации и управления, перспективу внедрения подобных решении на отечественных горнодобывающих производственных площадках можно оценивать как высокую.