Константин Булатов: «Цифровые данные – это нефть XXI века»

Может ли шахта быть «умной», на кого нам стоит равняться в цифровизации горнорудной промышленности и когда люди перестанут опускаться под землю для добычи полезных ископаемых – об этом «Профилю» рассказал генеральный директор уникального НИИ «Уралмеханобр» Константин Булатов.

– Константин Валерьевич, расскажите, как выжил ваш институт в 90-е годы, когда по всей стране стали закрываться научные учреждения?

– Ситуация в те годы действительно была очень тяжелой. Институту повезло, что в конце «лихолетья» 90-х годов он стал частью одной из крупнейших российских горно-металлургических компаний – УГМК. По этой причине более 80% заказов были «внутренними». Но это послужило залогом стабильности во время становления института после развала в 90-е годы. Проектные мощности института использовались практически полностью, плюс мы активно начали вести работу с зарубежными компаниями. А такие проекты, как Кимкано-Сутарский ГОК в Еврейской автономной области, позволяли нам выполнять задачи и получать за свой труд стабильное и достойное вознаграждение за рамками холдинга. Надо отметить, что услуги института всегда были востребованы по причине комплексного подхода к работе. Правильно выбранная его руководителями стратегия позволяла предоставлять весь пакет услуг «под ключ», что было интересно преимущественно крупным металлургическим предприятиям, которые максимально активно вели разработку месторождений в 90-х и начале 2000-х.

– Какие сегодня основные направления работы «Уралмеханобра» в России?

– «Уралмеханобр» сегодня является интеллектуальным подразделением УГМК, и основными направлениями его деятельности являются: комплексное проектирование строительства и реконструкции предприятий горнодобывающего, обогатительного, металлургического, химического производств; разработка технологий и технологических регламентов в области добычи, обогащения полезных ископаемых, техногенного сырья и подготовки сырья к плавке; аналитический контроль и изучение вещественного состава минерального сырья, стандартизация.

На современном этапе АО «Уралмеханобр» выполняет работы по проектированию и ведет научно-исследовательскую деятельность для металлургических, горных и обогатительных предприятий 23 субъектов РФ. Заказчиками института являются практически все крупные вертикально интегрированные структуры горно-металлургической отрасли страны.

– В последнее время все чаще звучит термин «цифровая шахта» – что это такое, и существуют ли такие предприятия в РФ?

– Полностью устоявшегося определения термина «цифровая шахта» на сегодняшний момент нет. Чаще всего под «цифровым» понимают предприятие, которое активно использует современные цифровые технологии. Например, цифровые двойники, мобильные технологии, интернет вещей, виртуальную и дополненную реальность, машинное обучение и искусственный интеллект (ИИ).  Производств, которые можно было бы в полной мере ассоциировать с понятием «цифровой рудник», ни в России, ни в мировой практике не существует. Имеются только первые опыты внедрения отдельных элементов, которые могут быть использованы при реализации идей «цифрового будущего».

Тем не менее все крупные холдинги движутся в этом направлении, например, ОАО «УГМК», ПАО «Норильский никель», ПАО «Алроса» активно внедряют различные проекты в сфере цифровизации. В качестве примера наиболее развитого в этой части объекта можно привести известный цифровой рудник Garpenberg компании Boliden, который расположен в Швеции. На нем запущено в промышленную эксплуатацию множество современных технологий. Рудник эксплуатирует дистанционные и автоматические системы управления погрузочно-доставочной техникой, буровыми станками, систему «умной» вентиляции. На всех горизонтах рудника развернута беспроводная сеть передачи данных, персонал активно использует защищенные мобильные устройства для ввода и получения информации. Разработана полноценная цифровая модель рудника или, как ее принято называть, цифровой двойник. Все системы рудника передают информацию в централизованное хранилище данных, а управляет всеми процессами единая система управления. Основные работы по развертыванию указанных выше систем были завершены в 2014 году, с тех пор специалисты рудника активно дорабатывают систему и повышают ее интеллект.

– Цифровизация в горном деле – это просто модная тема или реальное требование времени?

– Считается, что цифровые данные – это нефть XXI века. Так вот, после того как на предприятии внедрены цифровые технологии и налажен сбор данных в единое хранилище и эти данные накоплены в достаточно большом объеме для применения технологий машинного обучения, можно говорить о потенциальной возможности создания «умной» шахты.

Если рассмотреть экономические показатели большинства ведущих горнодобывающих предприятий, то мы увидим постоянное снижение рентабельности. Добыча становится более сложной и требует больших ресурсов. Традиционные меры повышения эффективности работы предприятий также исчерпали себя. Применение цифровых технологий дает возможность увеличить производительность и повысить безопасность ведения горных работ. Поэтому применение цифровых технологий в горной промышленности становится обязательным.

Наш институт активно внедряет цифровые технологии. Приобретены программные продукты, модернизирована ИТ-инфраструктура, обучена большая часть персонала для проектирования с использованием BIM-технологий. Уже несколько лет горное направление института использует ГГИС, у нас закуплены лицензии и обучен персонал. Мы используем Micromine, Surpac, MineShed, Deswik, т. е. фактически применяется ПО всех крупных разработчиков. Есть программные продукты для разработки моделей вентиляции подземного рудника. К существующему оборудованию для лазерного сканирования в 2019 году институт приобрел специализированный ручной сканер для подземных объектов, а на следующий год в институт поступит самый современный сканер компании Riegl. Также институт приступил к освоению имитационного моделирования. Т. е. фактически мы движемся к тому, чтобы создать цифровой двойник будущего объекта еще на этапе проектирования.

– А можно поподробнее про лазерное сканирование?

– Суть технологии лазерного сканирования достаточно проста. Человек перемещается по подземному руднику со сканером в руках. В этот момент прибор осуществляет съемку объекта. После чего данные переносятся в компьютер, автоматически конвертируются, и программа выдает готовую модель горной выработки. Использование лазерного сканера в десятки раз сокращает время съемки объекта по сравнению с традиционным геодезическим оборудованием. В результате работы с прибором мы можем не только построить 3D-модель рудника, но и при ведении авторского надзора провести анализ ведения горных работ, например, совместить факты выработки с проектом.

Программное обеспечение использует специализированные алгоритмы, которые обрабатывают данные сканирования, создавая в итоге трехмерное облако точек с пространственными координатами и синхронизированными с ними фотоизображениями.

– Какие страны мира добились больших результатов в цифровизации шахт?

– Многие международные компании активно используют цифровые технологии для повышения эффективности и безопасности, например, уже указанный ранее рудник Garpenberg. Из известных и ближайших к России цифровых рудников стоит отметить рудник Kemi на севере Финляндии. В Канаде на руднике Casa-Berardi по добыче золота компания Hekla Mining также реализовала интеграцию множества цифровых технологий в единую систему.  Также хотелось бы отметить Австралию. Так сложилось, что первые системы дистанционного управления подземным транспортом получили широкое распространение именно в этой стране. С тех пор множество австралийских предприятий активно используют дистанционное и полностью автоматическое управление транспортом. Кроме того, в Австралии принято множество нормативных стандартов по данной теме, которые теперь используют во всем мире, например, австралийский стандарт по системам дистанционного управления горным оборудованием, первая редакция которого вышла еще в XX веке, в 1994 году.

– Доживем ли мы до того времени, когда человеку вообще не надо будет спускаться под землю для добычи полезных ископаемых?

– Человечество доживет точно. Развитие систем робототехники происходит очень быстро. Например, уже сейчас на горных предприятиях планеты используется более 1000 самосвалов, которые работают полностью автономно 24 часа в сутки без необходимости дистанционного управления человеком. Все движется к тому, чтобы минимизировать присутствие человека в опасных условиях, однако полностью заменить человека машиной в ближайшее время вряд ли возможно. Разумеется, для качественной работы с современными программами с использованием инновационного оборудования необходимы высококлассные специалисты. Высокая квалификация персонала организации и его способность эффективно достигать поставленных целей обеспечиваются системой подбора и адаптации, программами развития и обучения персонала, системой передачи профессионального опыта между сотрудниками посредством наставничества, стажировок на вышестоящие должности, работы с кадровым резервом и аттестацией персонала.

Справка. В АО «Уралмеханобр» трудятся 468 человек, из них 2 доктора технических наук, 17 кандидатов технических наук, 2 кандидата экономических наук, 1 кандидат биологических наук, 451 сотрудник имеет высшее образование, 17 человек со средним профессиональным образованием. Особое внимание руководство института уделяет повышению квалификации персонала по основным направлениям деятельности – металлургия, обогащение, горное дело. Ежегодно обучение проходят более 150 человек.