Система MineCare® – инновационный инструмент для предотвращения поломок оборудования, оптимизации технического обслуживания и снижения производственных затрат предприятий
В.Н. Мачулов, директор по стратегическому развитию ООО «Модулар Майнинг Системс Евразия»
Способность любой горнодобывающей компании оперативно и эффективно управлять своими производственными затратами становится одним из ключевых инструментов повышения её конкурентных преимуществ на мировом рынке. Горные предприятия постоянно расходуют значительные по объёмам и номенклатуре ресурсы, поэтому изыскивают способы снижения производственных затрат. В настоящее время на отечественных предприятиях происходит рост парка высокопроизводительного и, как правило, капиталоёмкого горного оборудования, в т.ч. и зарубежного, что обусловлено рядом причин. Это создаёт предпосылки для более широкого внедрения передовых мировых технологий, позволяющих более эффективно эксплуатировать и обслуживать машины и оборудование, и, в конечном итоге, достигать ощутимого снижения производственных издержек и затрат. К числу таких инновационных технологий относится широкое использование интеллектуальных систем, предотвращающих поломку горного оборудования и приводящих к оптимизации процессов технического обслуживания машин и механизмов.
В статье, на примере одной из мировых горнодобывающих компаний, рассматривается опыт использования системы предотвращения поломок оборудования и оптимизации технического обслуживания MineCare®, разработанной компанией Modular Mining Systems, Inc. (США) и предлагаемой к применению на российском рынке. Система в режиме «реального времени», использующая высокоскоростную радиосеть WiFi, разворачиваемую на территории карьера или разреза, – путем непрерывного опроса, сбора и анализа данных с прямым интерфейсным подключением к бортовым диагностическим контроллерам (ОЕМ устройств), установленным на каждой единице горного оборудования, позволяет сократить неоправданные эксплуатационные затраты, обнаруживать и предотвращать неправильную эксплуатацию горного оборудования, а также дать косвенную оценку уровню квалификации водителей карьерных самосвалов и операторов другой горной техники.
Рис. 1 Принципиальная структура системы MineCare® для карьерного автотранспорта
Специалисты и менеджмент одного из крупных южноамериканских горнодобывающих предприятий, в результате проведения наблюдений за продолжительностью каждого элемента транспортного цикла при эксплуатации большегрузных карьерных самосвалов, с помощью системы MineCare® установили возможность реального снижения потребления топлива самосвалами при выполнении одной из серийных операций транспортного цикла – разгрузке кузова. Используя систему MineCare®, специалисты предприятия получили возможность проанализировать расход топлива на всех составляющих транспортного цикла, затем внедрить элементы стандартизированных действий водителя в систему управления самосвала, которые помогли снизить эксплуатационные расходы на ежедневные серийные производственные операции транспортного цикла. В этой статье показан пример использования MineCare® для выявления, исследования, устранения проблемы, обусловленной повышенным расходом топлива карьерными автосамосвалами.
Специалистам горного предприятия было известно, что в нормальной ситуации, при подъёме кузова для его разгрузки в 240-тонных карьерных самосвалах обороты двигателя автоматически повышаются с 700 (на холостом ходу) до 1500 об/мин. Вместе с тем, как показал анализ данных бортовых диагностических контроллеров (ОЕМ устройств), которыми оснащены самосвалы, зачастую водители повышали обороты двигателя до более чем 1900 об/мин, уверенные в том, что это приведёт к ускорению разгрузки кузова. В связи с этим, специалисты горнодобывающего предприятия поручили компании Modular Mining Systems определить: действительно ли повышенные обороты двигателя позволяют сократить время разгрузки кузова, а заодно – установить их связь с уровнем расхода топлива при выполнении этой операции транспортного цикла.
Рис. 2 Взаимосвязь между оборотами двигателя (синий цвет) и его расходом топлива (зеленый)
В свою очередь, специалистам Modular Mining Systems при решении этой задачи пришлось определить, какие данные нужно собирать и какие условия требуются для сбора этих данных. Так как задание на исследование было сфокусировано на анализе расхода топлива при выполнении операций по разгрузке кузова карьерного самосвала, то ограничивающим условием стал сбор и анализ данных, получаемых во время выполнения только этой операции. Данные собирались по двум отдельным параметрам операции разгрузки (рис. 2): обороты двигателя (об/мин) и соответствующее им потребление топлива (л/ч).
Данные о продолжительности каждой разгрузки кузова были получены от широко применяемой на зарубежных горных предприятиях интеллектуальной системы по оптимизации работы горнодобывающих комплексов IntelliMine DISPATCH®, которая накапливает их по всем составляющим транспортного цикла от работающих самосвалов в системе. Выстроенная зависимость продолжительности операции разгрузки кузова карьерного самосвала от оборотов его двигателя, дала возможность экстраполяции влияния повышенных оборотов двигателя на время разгрузки кузова.
Для проведения перечисленных исследований предприятие выделило 26 из 72-х находящихся в эксплуатации 240-тонных самосвалов. Специалисты компании Modular Mining Systems в течение 5 недель с помощью системы MineCare® собирали данные о работе выделенных самосвалов. Замеры проводились и когда водители выполняли операцию разгрузки при нормальных, определенных производителем самосвалов оборотах двигателя – 1500 об/мин, и когда разгрузка осуществлялась при повышенных оборотах двигателя (до 1900 об/мин).
Статистические данные, собранные системой IntelliMine DISPATCH® во время проведённых замеров, показали, что исследуемые карьерные самосвалы в среднем выполняли 5763 операции по разгрузке кузова за неделю. Эти данные были сопоставлены с зарегистрированными фактами разгрузки кузова при повышенных оборотах двигателя самосвала – 1900 об/мин. (табл. 1).
Исследование полученных системой MineCare® данных выявило, что расход топлива при разгрузке кузова карьерного самосвала с повышенными оборотами двигателя (1900 об/мин) возрастал почти вдвое (табл. 2).
Средний расход топлива при разгрузке кузова на рекомендованных компанией-производителем карьерных самосвалов нормальных оборотах двигателя, составил 74,50 л/ч, при разгрузке кузова на повышенных оборотах двигателя – 134,38 л/ч. Средняя продолжительность одной разгрузки кузова составила 20 секунд, при явном отсутствии заметного её снижения, когда водители повышали обороты двигателя, пытаясь ускорить разгрузку кузова. Однако, результаты замеров доказали, что использование повышенных оборотов двигателя во время разгрузки кузова самосвалов значительно повышает расход топлива, но не приводит к сокращению продолжительности операции разгрузки кузова и транспортного цикла в целом.
Потенциальную экономию топлива для компании можно вычислить, используя те же данные. Если действия водителя на разгрузке кузова стандартизовать и удерживать в автоматическом режиме обороты двигателя на рекомендованном компанией-производителем самосвала уровне, потребление топлива по операции «разгрузка» в среднем составит 4779,2 л за год на каждый самосвал. Если выборку по 26 самосвалам признать объективной, получается, что если в данной горной компании в среднем 30% самосвалов разгружались при повышенных оборотах двигателя, то каждый карьерный самосвал в среднем должен израсходовать на выполнение операции «разгрузка» около 5933,6 л топлива в год. Разница между этими сценариями по всем 72 самосвалам принесёт компании экономию топлива более, чем на 100 тыс. долл. в год.
Если полученные данные по разгрузкам кузова экстраполировать на весь парк карьерных самосвалов рассмотренного предприятия, то теоретически, при наихудшем варианте (когда все 100% разгрузок кузовов автосамосвалов будут проведены на повышенных оборотах двигателя) каждый карьерный самосвал израсходует в среднем 8623,4 л топлива в год.
А если обеспечить разгрузку кузовов всех автосамосвалов автопарка при нормальных оборотах двигателя, тогда горнодобывающее предприятие получит наивысшую потенциальную годовую экономию топлива – 275 тыс. л (табл. 3).
Результаты исследования, проведенного с использованием системы MineCare®, убедительно показали, что значительные возможности снижения производственных затрат для горных компаний заложены даже внутри 20-секундной операции по разгрузке кузова карьерного самосвала в каждом из усредненных 40-минутных транспортных циклов. Также, что не менее важно, исследования подтвердили, что системы предотвращения поломок оборудования и оптимизации технического обслуживания, подобные MineCare®, могут использоваться для выявления и изучения таких возможностей. Для выполнения подобных, снижающих производственные затраты, анализов очень важно иметь набор инструментов, обеспечивающих удаленный мониторинг эксплуатации горного оборудования и сбор данных о его работе из нескольких различных источников. В итоге, формируется неограниченная по объему статистическая информационная база, включающая данные, получаемые из различных источников, таких, как, к примеру, система по интеллектуальной оптимизации работы горнодобывающих предприятий IntelliMine DISPATCH®, а также электронные данные о режимах фактической эксплуатации горного оборудования, поступающие от бортовых контроллеров машин, которая может зарегистрировать любые нарушения технологического процесса операторами горной техники. Всё это способно значительно снизить уровень неэффективного использования имеющихся производственных ресурсов каждого конкретного предприятия.
Диалоговое окно системы IntelliMine DISPATCH®
Оснащение отечественных горнодобывающих предприятий системами такого класса и назначения, с учётом подтверждённого мировой практикой значительного экономического эффекта от их использования, следует рассматривать как, безусловно, инновационный путь дальнейшей их модернизации в целом, с обеспечением высокой конкурентоспособности их продукции на внутреннем и мировых рынках.
ООО "Модулар Майнинг Системс Евразия"
www.mmsi.com • www.modularmining.ru
