+7 (812) 33-33-121
Mail
Youtube
Facebook
QR-код

АИСУ производственным процессом АК «АЛРОСА»

22 April 2021
Описана реализация автоматизированной информационной системы управления производственным процессом АК “АЛРОСА” (ПАО). Рассмотрены предпосылки создания проекта, этапы реализации, текущее состояние и планы развития. 

С 2014 года ООО «Сумма технологий» для АК «АЛРОСА» (ПАО) разрабатывает и внедряет автоматизированную информационную систему управления производственным процессом (АИСУ ПП). Система охватывает четыре независимых горно-обогатительных комбината, расположенных на значительном удалении друг от друга. Именно эта удалённость способствует тому, что производственные циклы комбинатов в основном являются замкнутыми – добыча-хранение-обработка (обогащение) с получением готовой продукции – необработанных алмазов.

Руда добывается открытым способом – в карьерах и на россыпных месторождениях, а также подземным – на нескольких рудниках. Сырье попадает либо сразу на обогатительные фабрики, либо проходит процесс предварительного обогащения в местах добычи, с последующей передачей концентрата на обогатительные фабрики. Отметим, что особенности технологического процесса добычи делают комбинаты компании непохожими друг на друга. Новая система должна быть развернута на каждом комбинате с учетом его специфики, в том числе для устранения разрозненности управления различными подразделениями ГОКов – транспортом, горными работами, обогатительными фабриками. При этом все управление будет интегрировано в едином центре на уровне компании.

Система должна обеспечивать решение следующих задач:
  •  создание единого окна для формирования заявок на транспорт;
  •  управление взаимодействием с полевыми отрядами;
  •  оперативный контроль и координация работы подразделений;
  • анализ деятельности подразделений;
  • корректировка схем управления работами комбината;
  • формирование отчетности для Управления компании и многих других.
Реализация нового проекта была разделена на два этапа.

Первый этап включал в себя предварительное обследование технологических и бизнес-процессов компании, выбор наиболее подходящих инструментов для достижения поставленных целей. На старте работ был обозначен ряд ключевых вопросов, решение которых должно устранить:
  • недостаточную интеграцию корпоративных информационных систем (SAP) с производственными системами;
  • отсутствие системы в движении информационных потоков как в границах комбинатов, так и передаваемых в управление компании;
  • большой объем ручного ввода данных, что могло приводить к возможному искажению и снижению достоверности информации;
  • наличие большого количества локальных информационных систем и отдельных программ. Информация в них использовалась методом выгрузки и каких-то отчетов.
Для определения подходящего программного инструментария нашей компанией совместно с ИТ-дирекцией компании «АЛРОСА» была проведена оценка существующих программных платформ и решений различных производителей с учётом выбранных критериев и отчетов независимых аналитических агентств. Немаловажным было наличие опыта внедрения аналогичных систем в России. Большое внимание уделялось проработке комплексного взаимодействия компонентов новой системы.

По результатам анализа в качестве базы создаваемой системы выбрано программное обеспечение компании AVEVA, ключевым компонентом которого является платформа Plant Operation AMPLA. Этот программный продукт изначально ориентирован на применение в горно-обогатительном производстве и его можно подключать к различным системам управления предприятием и бизнесом для сбора необходимых данных. Оно реализует доступ к производственным данным и бизнес-информации практически в реальном времени, включая обмен данными с такими мощными системами, как SAP ТОРО и SAP BI. К слову, это первое и пока самое масштабное внедрение в России.

Средства визуализации центральной диспетчерской реализованы на базе хорошо знакомого в отрасли решения – Wonderware InTouch. Система хранения данных реального времени базируется на Wonderware Historian. В проекте широко используются возможности такого продукта, как Skelta BPM – для отслеживания критических технологических процессов.

Отчеты и информационно-аналитические экраны (BI) реализованы через функционал программ – MS Reporting Services и российского – Visiology.

Особенно хочется отметить, что для успешной реализации данного масштабного проекта со стороны АК «АЛРОСА» было создано отдельное структурное подразделение – Группа поддержки MES – в задачи которого входит сопровождение и развитие этой системы.

Пилотный проект на Айхальском ГОКе

Базой реализации первого этапа проекта был выбран Айхальский ГОК . по нескольким причинам.

Айхальский ГОК – самый крупный в составе АК «АЛРОСА», и на нем представлены все технологические процессы, которые встречаются и на других комбинатах. Также на момент старта пилотного проекта он обладал наилучшим уровнем автоматизации, а также всеми информационными системами, использующимися на других комбинатах «АЛРОСА». Пилотный проект длился с 2016 по 2018 годы.

Автоматизированная информационная система управления производственным процессом отвечает за сбор данных из локальных систем, АСУТП, систем верхнего уровня, включая ERP, систематизирует сведения для удобства дальнейшего анализа. Она позволяет формировать информационные срезы, проводить их анализ, легко находить первоисточник данных.

При внедрении АИСУ ПП был систематизирован процесс ручного ввода показателей, которые невозможно собрать автоматически. Линейный персонал включён в процесс ввода оперативных данных в систему. Исключены неформализованные и параллельные потоки движения производственной информации.
В созданной АИСУ ПП вся собранная информация в режиме реального или квази-реального времени выводится в диспетчерской ГОК, которая была также обновлена в рамках проекта. Теперь вместо множества бумажных журналов и постоянного обзвона цехов, диспетчер ГОК получает наглядную информацию о течении производственного процесса в цехах и сигнализацию о сбоях в работе оборудования на едином экране. Оповещение руководителей об итогах смены\суток теперь происходит также автоматически.

Реализована первая версия подсистемы учёта и расчёта технико-экономических показателей самоходного оборудования (ГО, ГШО). Налажен механизм экспорта в корпоративную SAP BW сводных показателей работы ГОК. Система производит автоматический экспорт в SAP ТОРО данных по наработке как стационарного, так и самоходного оборудования.

Отметим трудности реализации пилотного проекта. При разработке данной системы разработчики ориентировались в большей степени на пожелания топ-менеджмента, в то время как персонал нижнего уровня не использовал функциональные возможности системы в полной мере. Несмотря на указанные недостатки, было принято решение тиражирования данной системы на остальные комбинаты компаний с учетом доработок по результатам пилотного внедрения.

Особенности программной архитектуры и межплатформенного взаимодействия

Подробнее остановимся на взаимодействии компонентов созданной MES-системы. Значимым преимуществом системы AMPLA является ее модульность: предусмотрены отдельные модули учета простоев, наработки, расчета показателей KPI производства в реальном времени (при поступлении новых данных происходит автоматический пересчет KPI по заложенным алгоритмам), движения материалов (модуль Inventory позволяет в режиме реального времени отследить движение материалов на складах), контроля показателей технологического процесса (температура, давление) и др.

Базовой возможностью внедряемой MES является интеграция с системами верхнего уровня ERP и ЕАМ, и с системами нижнего уровня, в том числе, специализированными, локальными информационными системами АСУ ТП, АСУ ГТР, позиционирования транспорта, различными лабораторными системами и прочими.
При интеграции большого количества разнородных систем трудоемкой задачей является стандартизация НСИ.

Единый список статусов, показателей, схем расчета и учета позволил начать формирование единого массива данных (data lake). Для работы с ним в системе MES реализован функционал ВI аналитики.
Совместно со специалистами новой диспетчерской службы был сформирован стартовый пакет аналитических разрезов, который позволяет менеджменту компании получать оперативную информацию о состоянии производства, его динамике и анализировать эти данные. В процессе эксплуатации MES она дополняется новыми показателями и отчетными формами.

Важный элемент – интеграция системы с SAP TOPO. На первом этапе организован обмен данными для учета наработки самоходного и стационарного оборудования, анализа необходимости проведения технического обслуживания и некоторым другим. Создана единая система справочников по единицам оборудования, техническим местам.

За счет наличия систем нижнего уровня, как, например, АСУ ГТР (АСУ ГТК), реализована система автоматической фиксации статусов, включая ремонтные, что позволило уменьшить долю ручного труда и избежать негативного влияния этого фактора. Теперь учёт времени простоев, связанных с ремонтом, стал более формализованным и прозрачным. Это напрямую связано с расчетом и анализом КИО и КТГ отдельных единиц оборудования и целых участков.

MES-система позволяет вести детальный учет причин снижения производительности на всех этапах производственного цикла. Создание массива накопленной информации по подобным «узким» местам предоставляет широкие возможности для анализа и оптимизации производственной деятельности.
Помимо использования широких возможностей выбранной платформы, часть функций реализована внешними специализированными решениями на базе Dotnet в формате Web-приложений. Это стало возможным благодаря тому, что AMPLA изначально ориентирована на интеграцию с Web-приложениями внешних источников. Для доступа к ним оператор может воспользоваться единой точкой входа и открывать специализированные приложения внутри портала, проходя через ссылки, или же переходить по прямым ссылкам к директории специализированного приложения.

Например, таким элементом является система динамических подсказок по заложенным алгоритмам. Как только система замечает негативную тенденцию, появляется подсказка с информацией, что и как должен сделать оперативный персонал цеха для того, чтобы выйти из сложившейся ситуации. Это уменьшает субъективность принятия решений, стандартизирует алгоритм действий (все подсказки и реакции на них записываются), позволяет анализировать происшествия за прошлые периоды, а также дорабатывать алгоритмы и принимать определенные административные и управленческие решения.

Дополнительно к существующему функционалу была разработана система автоматического шихтования, которая учитывает равномерный разбор складов, оптимизацию логистики в схеме подачи, производительность комплекса на разных схемах шихтовки, снижение производительности по запланированным ремонтам, необходимость создания запаса продукции для минимизации форс-мажорных потерь.

Тиражирование проекта

На втором этапе, после внедрения на Айхальском ГОКе, начался процесс тиражирования проекта. При тиражировании АИСУ ПП на другие ГОКи был создан дополнительный проект – диспетчеризация цехов – дополнительные модули диспетчеризации фабрик и горных работ. В отличие от данных реального времени, получаемых от SCADA, они берут данные от всех внешних источников и позволяют их анализировать, предсказывать динамику дальнейшего процесса.

Уже сдана в промышленную эксплуатацию АИСУ ПП на Нюрбинском ГОК, а на Мирнинском ГОКе начата опытная эксплуатация системы. В течение 2021 года будут вестись работы по проектированию и внедрению MES-системы на Удачнинском ГОКе.

Отметим, что помимо внедрения АИСУ ПП, параллельно идёт работа и по другим направлениям цифровизации и повышения эффективности производственного процесса. Осуществляется работа по улучшению детализации отчетов по подземным разработкам, по расширению функционала комплекса SAP ERP.

Планируется, что после внедрения на УГОК развитие системы будет осуществляться силами специалистов АК «АЛРОСА», обладающими всей полнотой информации о потребностях производства, при поддержке специалистов «Суммы технологий».

В течение 2021 года планируется полностью завершить этап внедрения MES на всех ГОКах компании «АЛРОСА». Уже сейчас можно точно сказать, что эта система выступает фундаментом не только для реализации проектов по автоматизации, но и для проектов по повышению операционной эффективности предприятия за счет тех возможностей и тех инструментов, которые уже были реализованы.

Пылков Александр, руководитель проектов ООО “Сумма технологий”.
Гущин Станислав, руководитель центра диспетчеризации АК “АЛРОСА” (ПАО).

АЛРОСА_Автоматизация_в_промышленнности