Цифровизация горнодобывающей промышленности: от руды к данным

Концепция цифровизации предприятий не нова: эта идея начала обсуждаться ещё в 1970-х — тогда речь шла о создании расчётных моделей для анализа производственных процессов, различных сценариев разработки месторождений и размещения промышленных объектов. Упор делался на макроэкономические параметры, в частности, широко использовались модели оптимизации цепочек поставки, логистики, снабжения предприятий ресурсами, создания объектов инфраструктуры, от автомобильных и железных дорог до линий электропередачи.

Следующий большой шаг — представление в цифровом виде самого предприятия и процессов внутри него — сделал в 1996 году Николас Негропонте, который на тот момент возглавлял компанию MIT Media Lab. Его книга Being Digital рассматривает возможность заменить битами все составляющие промышленности: оценивать потребность в ресурсах, эффективность производства, его выбросы, влияние на окружающую среду и экономический эффект для разных стейкхолдеров.

Это глубокое исследование, которое закладывает основы идеологии цифровизации и на множестве примеров, показывает выгоды от такого подхода — преимущества унификации стандартов, последствия лоббистских решений, ограничивающих переоснащение предприятий и смену технологий, влияние на сообщества, работников, поставщиков, экономики целых регионов и стран.

Полноценная цифровизация промышленности на тот момент выглядела как многообещающая теория, но сегодня компаниям доступны технические решения, позволяющие реализовать эти подходы на практике.

Что тебе в цифре моей?

"Переход на цифру" — не результат абстрактной инициативы сторонников прогресса. Цифровизация целесообразна прежде всего в силу своей экономической целесообразности. Крупнейшие горнодобывающие компании, включая Anglo American, Glencore, BHP Billiton, Rio Tinto, Норникель, Полюс и другие внедряют цифровые решения для усиления своих конкурентных позиций.

Исследование IDC даёт представление о размерах расходов крупнейших мировых компаний на эти цели: расходы на технологии и услуги, позволяющие цифровизировать бизнес-процессы, продукты и организации, по прогнозам, достигнут к 2022 году $2 трлн — при этом уже в 2019 на это было потрачено $1.25 млрд. Компании ставят перед собой практические цели: цифровые технологии помогают ускорить производственные процессы, повысить качество продукции и услуг, повысить надежность и интеграцию цепочки поставок, увеличить эффективность в области охраны труда, промышленной безопасности, охраны окружающей среды, облегчить обмен знаниями и, в конечном счете, влияют на показатели выручки и прибыли.

Эффект от внедрения цифровых практик колоссален — шведский производитель горнорудного оборудования ABB приводит конкретные цифры, показывающие объёмы экономии ресурсов и повышения эффективности: сокращение потребления электроэнергии на 40%, снижение капиталовложений на 25%, повышение уровня извлечения продукта из породы на 4%.

В своём исследовании 2017 года Accenture оценивала потенциальный эффект от внедрения решений по цифровизации в горнорудной промышленности и металлургии в $425 млрд в срок до 2025 года. За десятилетие сами предприятия могли получить дополнительную выгоду в форме роста стоимости в размере $390 млрд, что соответствует 2.7% консолидированной выручки или 9% общей прибыли сектора.

Консультанты EY прямо говорят о выгодах и целях перехода на цифровую модель ведения бизнеса: их отчет называется "Встать на цифровую волну — значит, избавиться от конкурентов?". Похоже, что это так: компания BCG составляет "индекс скорости цифровизации" (digital acceleration index) для разных отраслей, и для горной добычи он составляет от 30% до 40%. Отрасль в целом пока лишь в начале пути, опередить лидеров и добиться ценовых и других конкурентных преимуществ вполне реально.

Одна из причин отставания — дефицит кадров. Большинство инженерных кадров в отрасли имеют более традиционное, консервативное образование. Возможности для изменения ситуации — и переподготовка, и обучение. Новый уровень освоения специальности, включающий знания профессиональных компьютерных программ, уже доступен студентам СибГИУ, где в апреле заработал компьютерный класс компании Майкромайн. Студенты этого вуза, а также САФУ, НИТУ МИСиС, РГГРУ , КузГТУ и других, где работают классы Майкромайн, знакомятся с целым спектром инструментов для геостатистического анализа, изучают возможности для моделирования месторождений и их последующего экономического анализа, а также всех работ, начиная от построения паспортов забоя и заканчивая полноценной оптимизацией горных работ.

Внешние вызовы: конкуренция, регуляция и скорость

Необходимость моделирования и анализа процессов продиктована внешней средой: добывающим компаниям необходимо быть быстрее, эффективнее и технологичнее, чем раньше.

На сегодняшний день в отрасли сформировалось несколько глобальных трендов, которые определяют направление её развития:

• Изменение спроса на ископаемые в связи с развитием технологий, в том числе экологичных разработок — сформирован большой спрос на высококачественный никель, редкоземельные металлы.
• Изменение в технологиях разработки — появилась техника, работающая на водородных двигателях и электричестве.
• Ужесточения требований к безопасности, этичности и минимизации вреда, наносимого окружающей среде при разработках.
• Изменение бизнес-моделей, введение в разработку небольших месторождений, разработка "хвостов", отвалов и отработок прежних месторождений.
• Новые технологии разработки, разведки, переработки на месте, делающие рентабельными ранее не рассматриваемые залежи, включая появление мини-заводов и установок, решений по утилизации промышленных газов, локальной выработки электроэнергии.
• Цифровизация, работа с большими данными, системами аналитики — решения в области искусственного интеллекта и машинного обучение, делающие возможным предиктивный анализ, оцифровку и оперативное изменение схем разработки.
• Дальнейшее снижение рисков, от социальных до физических, за счет цифровизации, внедрение интернета вещей, датчиков, оперативного мониторинга, дистанционного сбора данных.
• Новые возможности оптимизации затрат, в том числе за счет планирования, подписных сервисов и других решений в области потребления ресурсов и работы с поставщиками и подрядчиками.

В развитии цифровых технологий горнодобывающая отрасль нашей страны не отстаёт от мировых лидеров: горнодобывающие компании уже не просто используют программные продукты, лицензии с технической поддержкой, а осуществляют комплексное внедрение информационных решений на производствах. Российские компании всё ближе подходят к комплексной цифровизации предприятий. Следующий шаг — это уже безлюдные технологии добычи и полноценный цифровой двойник месторождения.

В следующей статье нашего цикла мы рассмотрим лучшие мировые и российские практики в области цифровизации горной разработки.