Казахстанский горнорудный сектор продолжает применять новые технологии.
В Казахстане о возможности использования искусственного интеллекта в промышленности начали говорить больше трех лет назад. В 2019 году в ходе реализации обновленной стратегии цифровизации АО АК «Алтыналмас» было объявлено о запуске проекта «Цифровой рудник». Проект, старт которому дал Елбасы, позволил автоматизировать весь производственный цикл — от геологоразведки до горных работ (открытых и закрытых), от моделирования запасов, планирования работ и транспортировки — до переработки и выпуска готовой продукции. В свою очередь, это позволит сократить операционные издержки на 15-20%, ускорить и качественно улучшить процесс принятия решений, повысить безопасность производства.
Умное золото
В прошлом году на Актогайской золотоизвлекательной фабрике компании АО «АК Алтыналмас» была введена в промышленную эксплуатацию система оптимизации процесса измельчения руды, с применением технологий искусственного интеллекта на базе платформы brains.app компании IntelliSense.io.
Применение физического (математического) моделирования и моделей машинного обучения позволяет операторам принимать оптимальные решения в режиме реального времени, снизить риски, повысить уровень безопасности труда и добиться оптимизации производственных процессов. Проект реализован Центром Технологического Развития «IntelliSense-LAB», который создан как совместное предприятие между казахстанским государственным фондом Tech Garden и британской компанией IntelliSense.io с целью внедрения технологий искусственного интеллекта на предприятиях в рамках концепции Индустрии 4.0.
«Перед командой IntelliSense-LAB нами были поставлены следующие основные задачи: снижение простоев, связанных с перегрузом мельницы; исключение остановок, связанных с замером уровня шаров, а также мониторинг и прогнозирование износа барабанных футеровок. На основе исторических данных командой IntelliSense-LAB был создан цифровой двойник мельницы, связывающий все эти процессы, который в режиме реального времени выполняет аналитику процессов», — рассказывает главный бизнес-консультант АО АК «Алтыналмас» Дарын Мунсызбаев.
Проект оптимизации процесса измельчения, реализованный Центром Технологического Развития «IntelliSense-LAB» — это лишь один из этапов внедрения системы ИИ на Актогайской фабрике. В дальнейшем, в течение трех лет система охватит также и другие производственные процессы. В 2020 году только оптимизация процесса измельчения позволила компании произвести больше продукции на сумму около $1,3 млн.
По словам Дарына Мунсызбаева, успешное внедрение системы искусственного интеллекта на базе платформы brains.app должно стать ориентиром для компании в целом.
«Мы ожидаем, что система ИИ и другие технологии, применяемые в рамках нашей стратегии цифровизации проекта «Цифровой рудник» позволят нашим сотрудникам сделать работу фабрики более прозрачной, предсказуемой и сократят время аварийных простоев, что в результате приведет к максимальной производительности актива «Актогай». «Цифровой рудник» является уникальным проектом, направленным на повышение эффективности цепочки создания стоимости ценного продукта в горнодобывающей отрасли. Мы очень гордимся полученными результатами по данному проекту и делимся своим успешным опытом работы с системой с элементами искусственного интеллекта», — резюмирует Вице-Президент по IT и корпоративному развитию Аманжолова Ж.Б.
Технология успеха
Компания IntelliSense.io с самого момента создания специализируется на проектах в горнодобывающем секторе, решая задачи оптимизации, снижения рисков, повышения эффективности и прибыльности производства. Компания имеет богатый опыт успешного применении технологий искусcтвенного интеллекта, алгоритмов машинного обучения, анализа больших массивов данных и промышленного интернета вещей. Сами эти технологии не являются каким-то новым изобретением, они известны с середины XX века. Прорыв был вызван впечатляющем прогрессом в области вычислительной техники и телекоммуникаций, появлением облачных центров хранения и обработки данных, что позволило многократно снизить стоимость и повысить скорость обработки больших массивов данных. Именно поэтому применение инструментов расширенной аналитики данных, алгоритмов искусственного интеллекта в режиме реального времени с целью оптимизации сложных технологических процессов в последнее время уже активно помогает промышленным предприятиям успешно развиваться в условиях волатильности рынка, истощения запасов месторождений, нестабильности свойств сырья и постоянного изменения условий окружающей среды.
Создание цифровых двойников на Актогайской фабрике с целью снижения простоев начали с мельницы полусамоизмельчения на первой стадии цикла измельчения. «Именно первая мельница является узким местом на обогатительном производстве. Если происходит остановка этой мельницы, то останавливается работа всей фабрики. Внутри мельницы невозможно установить обычные измерительные приборы, поэтому были созданы виртуальные сенсоры, которые позволяют нам видеть, что происходит в самой мельнице, когда она работает. Для этого не требуется остановка самой мельницы, и, как следствие – всего производства», — объясняет Дарын Мунсызбаев.
В результате реализации проекта впервые в Казахстане цифровой двойник отслеживает состояние происходящих физических процессов на сложном участке измельчения руды. С помощью алгоритмов машинного обучения, система выполняет предиктивный анализ вероятности остановок. Вся информация выводятся на планшеты или смартфоны сотрудников в виде удобных и информативных графиков, что позволяет круглосуточно и дистанционно контролировать состояние процесса.
Как сообщил директор ЦТР «IntelliSense-LAB» Андрей Тян, для оптимизации цикла измельчения были построены четыре основных модели. Каждой из моделей соответствует набор панелей управления, с помощью которых можно контролировать текущее состояние различных характеристик мельницы полусамоизмельчения. «Первая модель отслеживает уровень загрузки мелющих шаров в мельнице; вторая — состояние футеровки и лифтеров мельницы, третья модель ежеминутно рассчитывает вероятность наступления перегруза мельницы. Наконец, четвертая модель — модель потока материала, объединяет работу всех вышеупомянутых моделей и дает полное понимание того, какие материалы с учетом их свойств находятся внутри мельницы должны будут поступить в каждый интересующий этап процесса обогащения руды. Созданные виртуальные сенсоры помогают операторам и инженерам более глубоко понимать состояние быстротекущих физических процессов без установки новых измерительных приборов, тем самым снижая издержки производства», — говорит Андрей Тян.
Дарын Мунсызбаев отмечает, что ранее, до реализации проекта, приходилось останавливать технологический процесс, останавливать работу мельницы. Для этого производственный персонал должен был зайти внутрь мельницы и вручную произвести замеры уровня загрузки шаров и степени износа футеровки. В среднем это занимало 100 минут в месяц. «Эти остановки мы исключили. Теперь у нас нет необходимости в таких плановых остановках – цифровой двойник в режиме реального времени показывает состояние всех элементов процесса, и мы останавливаем мельницу только тогда, когда система сообщает о такой необходимости», — резюмирует он.
Технологии искусственного интеллекта планируют использовать и другие казахстанские компании. Как отмечают сами производственники, без этого в современных условиях тяжело повысить эффективность и оставаться конкурентоспособными.
Дана Мадиева
журнал «Горно-металлургическая промышленность» №1-2 2021
