Цифровизация горной отрасли: от реальных успехов до нерешенных проблем
В то время как многие компании стремятся к инновациям, критически важно отличать действительно работающие решения от тех, что ещё находятся на стадии эксперимента. В этом материале мы проанализируем конкретные примеры успешных цифровых проектов и разберём, какие препятствия — технологические, организационные и регуляторные — мешают широкому внедрению инноваций.
Какие цифровые технологии действительно работают?
Сошлемся на свежее исследование компании Рексофт «Окупаемость инвестиций в цифровые технологии в РФ». По их выводам, наибольшую отдачу дают:
Решения по диспетчеризации горных работ (в том числе в подземной добыче). При внедрении на полностью неавтоматизированном карьере (а тем более, подземном руднике) только за счёт наведения порядка в диспетчеризации, получения точных данных о состоянии и местонахождении техники, сокращения простоев и экономии ГСМ получается повысить производительность на 10-15%, а расход ГСМ — на 5–7%. Дальше можно внедрять более продвинутые функции — например, контроль полноты загрузки самосвала и автоматическую оптимизацию распределения самосвалов. В качестве примера приведем внедрение компанией Алроса автоматизированной системы управления открытыми и подземными горными работами на всех своих рудниках. Цифровые помощники. В основном речь идёт о помощниках операторов техники (например, подсказывающих водителю самосвала оптимальный маршрут движения) и оптимизаторах технологических режимов обогащения. В целом, их применение уже вышло на промышленный уровень. В частности, о нескольких проектах в промышленной эксплуатации заявлял Норникель. Технологии машинного зрения. Спектр их применений весьма широк — контроль соблюдения правил промышленной безопасности, позиционирование буровых установок, контроль гранулометрического состава, измерение объёма сыпучих материалов в кузове, вагоне или бункере, мониторинг состояния техники и многое другое. Пример внедрения — Стойленский ГОК, который использует машинное зрение на всех переделах от карьера до фабрики. 3D-печать запасных частей. В данном случае внедрение технологий происходит вынужденно, как один из способов обеспечить потребность в запасных частях для импортного оборудования. Носимые устройства. Носимые (и возимые) устройства на горном производстве используются как в качестве полноценных терминалов систем управления производством (например, упомянутых выше систем диспетчеризации), так и в качестве абонентских устройств систем обеспечения безопасности («умные каски», радиометки и пр.). Во втором случае они обеспечивают позиционирование персонала и оборудования, предотвращение столкновений техники между собой, с препятствиями и с людьми. Обеспечение безопасности на горном производстве является не только требованием нормативных документов, но и экономически выгодным — потери от вынужденных простоев, затрат на ремонт техники, выплаты пострадавшим, штрафы, налагаемые регулятором, — совокупная стоимость инцидента становится столь высокой, что вполне окупает внедрение цифровых систем безопасности. AR/VR-технологии также получили достаточно широкое распространение в сфере обучения и операционной поддержки персонала (тому немало способствовали пандемические обстоятельства), но экономика проектов оставляет желать лучшего.
Что внедряется медленно или не внедряется вовсе?
Автономные технологии — например, автономные самосвалы или буровые станки — пока не вышли за пределы опытно-промышленной эксплуатации. Причины:
Не доказана окупаемость. Цитата одного из респондентов исследования «Цифровизация горно-металлургической отрасли России в 2024 году», проведённого совместно компаниями «Цифра» и «Яков и партнёры»: «Делали предварительно ТЭО и получилось, что невыгодно, не окупается или слишком большой горизонт… требования к инфраструктуре и затраты на её поддержание в идеальном состоянии высокие, а окупаемость слабая». Для применения автономных самосвалов требуются полностью безлюдные участки, без пересечений с дорогами общего пользования, что трудно обеспечить на действующем предприятии. Нет необходимой законодательной базы. Возможно, в рамках экспериментального правового режима, предоставленного Баимскому ГОКу, эти барьеры будут частично устранены.
В целом, эксперты Рексофт в упомянутом исследовании справедливо отмечают: «Наибольший результат от применения автономных самосвалов будет получен в случае полного перехода рудника на малолюдные технологии. Однако для этого необходимы существенные инвестиции, но даже при их привлечении срок окупаемости от внедрения технологии составит более 3 лет».
Дроны
. Для беспилотных летательных аппаратов в горной отрасли уже найдено множество применений — от маркшейдерской съёмки выработок, карьеров и рудных складов до инспекции состояния сооружений — хвостохранилищ, дорог, инженерных сетей и пр., от контроля экологической обстановки до отслеживания незаконной добычи на лицензионных участках. Но текущая ситуация сдерживает их масштабное внедрение.
Предиктивное ТОиР. К сожалению, прогнозы десятилетней давности о полной победе предиктивного ТОиР над планово-предупредительным, не сбылись, по крайней мере, для горнотранспортного оборудования. Множество попыток создать систему прогнозирования отказов столкнулись с рядом проблем — от качества данных до низкой надёжности прогноза, не говоря уже об экономике проекта.
MES-системы в обогащении. Экономическая оправданность их использования пока под сомнением. Как выразился один из участников рынка, «если фабрика недостаточно оснащена АСУТП и измерительными устройствами, то внедрение MES невозможно, а если оснащено — то и не нужно».
Блокчейн. К формулировке экспертов Рексофт «многие проекты по внедрению блокчейна носят имиджевый характер» добавить нечего. К этой сфере можно отнести и глобальный проект по responsible sourcing, в котором участвовали и некоторые наши компании, главная цель которого — украсить ESG-отчёты участников.
Замещение корпоративных ИТ-систем также не форсируется: внедрение новых ERP-систем требует весьма значительных затрат. Компании, руководствуясь принципом «не сломано — не чини», ограничиваются тестированием отечественных систем и небольшими пилотными внедрениями. То же можно сказать и о горно-геологических системах.
Препятствия на пути цифровизации
1. Технологические — органически присущие горному производству. Общим местом стало утверждение, что для использования методов ИИ нужны данные — точные, полные и «длинные». Тут ограничениям служат следующие факторы:
Сырье (руда) в потоке имеет высокую неоднородность по химическому составу даже в пределах одного карьера. Количественные и, в особенности, количественные измерения потока руды имеют недостаточную точность и высокую стоимость. Построение точных цифровых моделей рудного тела затрудняется высокой геостатической неопределённостью. Задержка обратной связи. Из-за цикличности процессов (буровзрывные работы - погрузка – транспортировка - обогащение) данные о качестве руды поступают с задержкой до 12 часов. Есть проблемы и с доставкой данных. Развертывание сетей связи в подземных выработках по-прежнему остаётся достаточно дорогим.
2. Организационные и культурные. Кризис вынуждает вкладываться только в быстро окупаемые проекты. Однако в долгосрочном периоде выигрывают те, кто имеет долгосрочные стратегии цифровизации, а не ограничивается «низко висящими плодами». Об этом упоминали участники упомянутого исследования «Цифры» и «Яков и партнёры», цитата: «Парадигма цифровизации в России – краткосрочный фокус. Можно сделать долгосрочную стратегию, а в конце года всё равно спросят про эффекты. Нужно изменить подход к целеполаганию». Это подтверждается, с опорой на цифры, и исследованием Рексофт. Согласно их выводам, «Российским горно-металлургическим компаниям целесообразно делать ставку на стратегические инвестиционные проекты, способные обеспечить качественную трансформацию производства. В абсолютном выражении комплексный кейс приносит экономический эффект за 10 лет примерно в 20 раз больше, чем точечная цифровизация».
Особенности управления ИТ-инфраструктурой на промышленных предприятиях
В качестве положительного примера стратегического подхода к цифровым проектам можно упомянуть программу
, реализуемую «Норникелем». Рассчитанная на несколько лет, она требует длительных согласованных усилий в научных исследованиях (геолого-технологическом картировании) рудного тела, цифровизации добычных и транспортных переделов, модернизации измерительной инфраструктуры, а главное — интеграции управления всеми переделами.
Другой пример — статья вице-президента по трансформации Русской медной компании Алексея Яковенко, опубликованная в LinkedIn. Он отмечает, наряду с другими, следующие культурные препятствия к цифровизации горной промышленности:
потребительское отношение к внедрению — ожидание, что подрядчик сделает всё сам. недостаточное вовлечение персонала. недооценка необходимости трансформации бизнес-процессов. Можно отметить, что все эти препятствия, равно как и способы их преодоления, хорошо известны всем, кто занимался внедрением крупных систем (например, ERP) на промышленных предприятиях. Предположим, что в сфере промышленной цифровизации до сих пор господствует «инженерный» подход к цифровизации: руководство компаний воспринимает цифровизацию как покупку более мощного оборудования, забывая, что она требует изменений в бизнес-процессах, организационной культуре, ролях и квалификации персонала. Коротко говоря, приступая к цифровому проекту, бизнес-заказчик (не CIO/CDTO) должен ясно представлять, как работает решение, каким образом оно встроится в производственный процесс, какие проблемы оно поможет устранить и как это повлияет на экономику предприятия.
3. Еще одной проблемой, отмеченной Алексеем Яковенко и хорошо известной участникам рынка, является проблема «кэптивных» разработчиков. Стремление крупных холдингов разрабатывать решения для себя, напоминающие северокорейскую идеологию «чучхе» (в переводе — «опора на собственные силы»), приводит к распылению квалифицированных ресурсов, разработке дублирующих друг друга, но узко «заточенных под заказчика» и плохо совместимых решений.
4. Регуляторные. Согласно требованиям по импортозамещению, пока ERP-системы не включены в перечень критической инфраструктуры. Представители ИТ-вендоров, разумеется, лоббируют их включение в этот список и, как следствие, обязательное импортозамещение этих систем. Приведём цитату одного из участников заседания правления АПКИТ от 15 июля ( цитируется по РБК): «…Более эффективным для ускорения замещения SAP в крупных компаниях может стать признание ERP-систем частью критической информационной инфраструктуры». Судя по последней информации РБК, обсуждения такого варианта в Минцифры перешли в практическую плоскость. Несомненно, если эти усилия увенчаются успехом, это приведёт к дополнительным значительным капитальным затратам, которые, вероятнее всего, не окупятся ни в краткосрочной, ни в среднесрочной перспективе, отвлекая и без того скудные ИТ-бюджеты горных предприятий от более насущных задач — например, обеспечения информационной безопасности или импортозамещения АСУ ТП.
О неготовности нормативной базы для внедрения автономного горнотранспортного оборудования, как и о нормативных ограничениях на использование дронов, мы уже упоминали. В краткосрочной перспективе здесь тоже не стоит ожидать позитивных сдвигов.
Каковы же выводы?
Горная промышленность за последние годы столкнулась с целым набором серьёзных вызовов, часть из которых (меньшая) являются глобальными, в основном же — чисто российскими. Они по-разному затронули разные отрасли (сильнее, вплоть до массового закрытия предприятий — угольную) и в меньшей степени — производителей цветных и драгоценных металлов. Одним из ответов на эти вызовы могут стать цифровые технологии. Однако тут наши предприятия попадают в порочный круг: нехватка средств вынуждает ориентироваться на краткосрочные, быстро окупаемые проекты, но такие проекты приносят гораздо меньший эффект, чем стратегический долгосрочный подход к цифровизации. Значительную роль играют организационные, культурные и регуляторные препятствия.
Но есть позитивные новости — их как минимум две. Во-первых, уровень проникновения цифровых технологий в российской горной промышленности, по мнению экспертов «Цифры» и «Яков и партнёры», на мировом уровне, за исключением ряда направлений (автономная техника, интегрированные центры управления и цифровые двойники). Во-вторых, лидеры отрасли (за редким исключением, это крупные вертикально интегрированные горно-металлургические компании) продолжают планомерные усилия по внедрению цифровых технологий на основе стратегического видения. Тем самым они берут на себя риски первопроходцев и делают возможным более широкое распространение цифровых решений в отрасли, по мере удешевления технологий, уточнения экономического эффекта их использования и наработки лучших практик их внедрения и применения.