Мониторинг и управление производственными процессами на золотодобывающем предприятии

С.Е. Левин — д.ф.-м.н., генеральный директор ООО «Динамические Системы».
О.В. Курпатов — д.т.н., заместитель генерального директора ООО «Динамические Системы».

Комплексный мониторинг производственных процессов

Проактивное управление рисками возникновения аварий
Одной из задач системы комплексного мониторинга является проактивное управление рисками возникновения аварий.

Данная система контролирует существующие производственные процессы, выявляет отклонения от норм технологического режима, анализирует сценарии возникновения аварий, сигналы от систем контроля и управления промышленной безопасностью и технологическим процессом. Система рассчитывает на основе результатов анализа в режиме реального времени интегральный и частные показатели промышленной безопасности. Эти показатели отражают реальный уровень промышленной безопасности на производстве, соответствие технологических процессов регламентным нормам, уровень технологической дисциплины и риска возникновения аварий.

Как это работает на золотодобывающем предприятии:

• Cистема комплексного мониторинга производственных процессов непрерывно в режиме реального времени отслеживает и анализирует следующие данные: 

- технологические параметры систем управления технологическими процессами; 
- сигналы опасности, блокировки, автоматического отключения;
- информацию о персонале, заступившем на смену (результат медицинского контроля, профессиональная подготовка, переработки, местоположение и др.);
- информацию от систем контроля технического состояния оборудования, данные ТОиР;
- плановые показатели по производству; 
- фактические производственные показатели и т.д.

• Анализирует получаемую информацию, выявляет события промышленной безопасности (отклонения, нарушения);
• Ранжирует события в соответствии с уровнем опасности на основании процедуры анализа опасности и работоспособности;
• Анализирует в режиме реального времени сценарии возникновения аварий;
• Рассчитывает показатели состояния промышленной безопасности;
• Рассчитывает процессные производственные показатели и показатель эффективности производства;
• Рассчитывает комплексный показатель эффективности и безопасности производства;
• Формирует ключевые показатели эффективности рабочих смен и персональные показатели эффективности;
• Производит оперативное оповещение эксплуатирующего персонала о возникновении опасных событий либо повышении риска возникновения аварий;
• При необходимости реализует эскалацию информации о событиях промышленной безопасности в случае возникновения критических ситуаций, непринятии (не своевременном принятии) мер по парированию рисков эксплуатирующим персоналом;
• Формирует подсказки эксплуатирующему персоналу о рекомендуемых действиях по парированию угроз возникновения нештатной ситуации либо по оптимизации производственного процесса.

Раннее оповещение эксплуатирующего персонала дает возможность оперативно реагировать на возможные проблемы, не допуская их перерастания в предаварийные и аварийные ситуации.

Одной из задач Системы комплексного мониторинга производственных процессов является управление надежностью и непрерывный контроль со стояния оборудования.

Любой неплановый простой на порядок дороже регламентного обслуживания. Система не только предупреждает нарушения норм технологического режима и возникновение критических ситуаций, но учитывает мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту оборудования, информирует о необходимости проведения таких мероприятий в соответствии с требованиями регламентов и стандартами безопасности, а также с реальным техническим состоянием оборудования. Это позволяет существенно продлить срок безаварийной эксплуатации, увеличить межремонтный пробег оборудования и сократить количество простоев.

Наиболее значимыми эффектами от внедрения Системы являются: сокращение неплановых остановок производства и простоя оборудования, а также резкое (на 70–80 %) снижение количества опасных событий, несущих риск возникновения аварии.

Накопление и обработка негативных событий по адаптированным алгоритмам с применением методов искусственного интеллекта и машинного обучения позволяет выявить скрытые зависимости между параметрами производственных процессов и спрогнозировать возникновение возможных аварий.

На основе полученных и заложенных в систему моделей возникновения и развития опасных ситуаций разрабатываются и внедряются алгоритмы по предупреждению и ликвидации аварий, происходит обучение персонала по действиям в чрезвычайных ситуациях.

Управление производственными процессами и состоянием промышленной безопасности играет важную роль в обеспечении стабильной работы золотодобывающего предприятия, защите окружающей среды и сохранении здоровья работников. А комбинация из технических решений, обучения сотрудников и соблюдения стандартов безопасности снижает риски производственных аварий и повышает эффективность деятельности предприятия с соблюдением норм технологического режима и обязательных требований в области охраны труда, промышленной безопасности и защиты окружающей среды.

Контроль транспортной безопасности, оптимизация расписания и мониторинг эксплуатационных расходов
Своевременное предупреждение возможных аварийных ситуаций на дорогах играет ключевую роль в обеспечении безопасности и эффективности производственных процессов. Поэтому еще один важный аспект в системе комплексного мониторинга — это контроль транспортной безопасности.

Для мониторинга и управления транспортным потоком используются:

• наборы датчиков;
• системы определения опасного сближения;
• видеоаналитика, алгоритмы анализа данных;
• механизмы своевременного реагирования на возможные опасности.

Крайне важным является создание математической модели (цифрового двойника) транспортной сети золотодобывающего предприятия с учетом особенностей местности и дорожных условий.

Путем обработки информации о местоположении транспортного средства (ТС) определяется участок дорожной сети, по которой оно движется. В созданной математической модели учитываются различные параметры, такие как уклоны, повороты, светофоры, разъезды и другие.

На основе результатов аналитической обработки данных Система формирует оптимальное расписание движения транспорта и работы горнотранспортного оборудования на смену, выдает подсказки водителям по режимам движения и в случае изменения условий работы объекта оперативно производит перерасчет расписания, обеспечивая минимизацию простоев и задействованных транспортных средств, максимизируя при этом объем вывозимой горной массы.

Для построения оптимального расписания в единую систему расчета объединяются несколько математических инструментов: генетические алгоритмы (генерация расписания и проверка его качества) и имитационные модели (имитация работы системы, расчет «фитнес»-функции). На сегодняшний день алгоритм гибридного математического моделирования позволяет получить наилучший результат построения расписания движения транспортных средств.

Еще одной важной оптимизационной задачей является контроль эксплуатационных расходов, в том числе управление и мониторинг расходов горюче-смазочных материалов. Система контроля расхода топлива позволяет выявлять факты незаполненности топливного бака, а также отслеживать сливы, тем самым минимизируя эксплуатационные расходы и манипуляции с топливом. Это позволяет более эффективно планировать и оптимизировать расходы на топливо. Благодаря анализу факторов в режиме реального времени, влияющих на потребление горюче-смазочных материалов, система позволяет оперативно обнаруживать аномалии в расходе топлива, даже если техника находится в движении, а также подвергается воздействию различных наклонов и вибраций.

Охрана труда. Контроль эксплуатирующего персонала
Система комплексного мониторинга производственных процессов оказывает непосредственное влияние на обеспечение безопасности труда работников, а также соблюдение всех стандартов и норм, касающихся охраны труда и промышленной безопасности.

Поэтому в систему комплексного мониторинга могут быть интегрированы различные подсистемы, например:

• раннее обнаружение опасных ситуаций;
• определение нахождения работника в зоне риска;
• физическое состояние работника;
• местоположение эксплуатирующего персонала;
• контроль за правильным использованием СИЗ;
• состояние рабочего места сотрудника;
• автоматическое оповещение сотрудников.

В целом охрана труда и промышленная безопасность — это неотъемлемая часть системы комплексного мониторинга технологических процессов. Подход, основанный на предупреждении рисков, обучении персонала и применении современных технологий, способствует созданию безопасной и комфортной среды для работы, что благоприятно сказывается на производительности и результативности предприятия.

Комплексный мониторинг и управление производственными процессами, в сочетании с риск-ориентированным контролем промышленной безопасности играют ключевую роль в обеспечении прозрачности управления золотодобывающим предприятием, его стабильной работы и минимизации производственных рисков. Прямой доступ в режиме реального времени к глобальной объективной картине состояния производственных процессов и оперативное принятие мер — позволяют повысить уровень эффективности и промышленной безопасности на предприятии, а также усилить конкурентную позицию компании на рынке.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (65)/сентябрь 2024 г.