Wgląd w kopalnię z poziomu Big Data

Zbieranie i cyfrowa analiza danych, monitoring urządzeń i predykcja. Polskie kopalnie wchodzą na drogę Górnictwa 4.0.

Wczesna diagnostyka, wykrywanie anomalii, ostrzeżenie o potencjalnej usterce maszyn, urządzeń i ich komponentów wraz z proponowanym rozwiązaniem dają personelowi kopalni wystarczająco dużo czasu na działanie, zanim przewidywana awaria wpłynie na proces produkcyjny. Popularna w języku statystyki „predykcja” to w tym przypadku słowo-klucz i jeden z najważniejszych aspektów kopalni przyszłości.

– Wgląd w kopalnię z poziomu Big Data w celu ukierunkowania procesu decyzyjnego na optymalizację procesów, minimalizację kosztów i bezpieczną wydajność to podstawowe założenie wykorzystania predykcji w przemyśle wydobywczym – podkreśla Anna Wujec, menedżer sprzedaży ds. cyfryzacji w ABB w Polsce.

Kopalnia Big Data

Fot. Arch. ABB

Transformacja w stronę cyfryzacji

Branża inwestuje duże środki w automatyzację procesu wydobywczego, bezpieczeństwa czy transportu. Spółki węglowe współpracują z uczelniami technicznymi, a także dużymi firmami – dostawcami innowacyjnych technologii i rozwiązań z zakresu automatyzacji i cyfryzacji. Górników z kilofami zastąpiły kombajny ścianowe. Ich operator steruje pracą siedząc przed laptopem, w bezpiecznym oddaleniu od wyrobiska. Pracowników ze śrubokrętem i różnego rodzaju miernikami zastąpiły czujniki i systemy monitorujące pracę urządzeń. Na transformację swoich kopalń w stronę szeroko pojętej cyfryzacji zdecydowali się już najważniejsi gracze na polskim rynku.

W rezultacie firmy górnicze dysponują ogromną liczbą danych, których duża część jest niewykorzystywana. Właśnie dlatego najwięksi dostawcy rozwiązań dla przemysłu rozwijają uniwersalne systemy, które umożliwiają sprawną agregację danych z czujników zamontowanych na różnego rodzaju urządzeniach różnych producentów oraz prezentowanie wniosków z analiz w przystępny sposób. Jedną z firm technologicznych, która skupia się na tym aspekcie cyfryzacji, jest ABB.

ABB Ability Monitoring

Fot. Arch. ABB

System zapobiegnie awarii

– Tworzymy kompleksowe rozwiązanie o nazwie ABB Ability™ Digital Powertrain, które służy m.in. do monitoringu systemów napędowych: falownika, silnika, opraw łożyskowych oraz urządzeń takich jak pompy i wentylatory. Monitorujemy wszystkie te urządzenia za pomocą czujników, które zbierają podstawowe parametry pracy monitorowanych elementów układu napędowego – mówi Anna Kowalczuk z biznesu napędów ABB w Polsce. – Pozyskane dane będą przesyłane do chmury i poddawane cyfrowej analizie, której wyniki zostaną udostępnione użytkownikowi w bardzo przystępnej formie. W portalu klienta zastosowaliśmy system wskaźników świetlnych informujących użytkownika o ogólnym stanie urządzenia.

Jak podkreśla, taki system ostrzegania i dość precyzyjnej informacji o stanie poszczególnych elementów urządzeń nie tylko uprości identyfikację bieżących zagrożeń, ale znacznie ułatwi też długoterminowe planowanie konserwacji sprzętu. Szczegółowe informacje o stanie i stopniu zużycia pozwolą zaplanować dokładnie takie działania, jakie są potrzebne.

– Nasze rozwiązanie z jednej strony będzie zapobiegać niespodziewanym awariom, z drugiej zaś wyeliminuje niepotrzebne działania serwisowe, które przecież również generują koszty i przestoje – dodaje Anna Kowalczuk.

Dlaczego w przypadku górnictwa (oczywiście i nie tylko górnictwa) odpowiednia konserwacja systemów napędowych jest tak istotna? Weźmy na przykład stacje wentylatorów, które odpowiadają za przewietrzanie wyrobisk, pełniąc rolę „płuc” kopalni. Ich ewentualna awaria może rodzić poważne konsekwencje dla bezpieczeństwa osób znajdujących się pod ziemią.

Dodatkowe korzyści

Inteligentny monitoring może obejmować nie tylko silniki i towarzyszące im urządzenia. Monitorować można niemal wszystko, gdzie mamy do czynienia z podobnymi parametrami pracy.

– Newralgicznym elementem procesu wydobycia jest transport urobku. Dużą rolę odgrywają tu taśmociągi. Włączenie do systemu informacji o stanie taśmy z powodzeniem może zapobiegać jej zerwaniu, co wyeliminuje długie przestoje techniczne – mówi Paweł Powroźnik, ekspert ds. przemysłu wydobywczego ABB w Polsce.

Precyzyjne planowanie działań konserwacyjnych przyniesie branży wydobywczej dodatkową korzyść, jaką jest sprawna realizacja zakupów niezbędnych do utrzymania płynności pracy. Kopalnie podlegają prawu zamówień publicznych, zatem wszelkie zakupy muszą być planowane z odpowiednim wyprzedzeniem, pozwalającym na przeprowadzenie postępowania przetargowego. Im mniej niespodziewanych zakupów – albo im więcej zakupów zaplanowanych z wyprzedzeniem – tym mniejsze ryzyko niepotrzebnego przestoju w kopalni i wysokich kosztów pilnych napraw lub wypożyczania sprzętu.

ABB Ability Planowanie

Fot. Arch. ABB

Samouczący się cyfrowy organizm

Niewątpliwym wyzwaniem jest doprowadzenie do stanu, w którym możliwa będzie agregacja danych z różnych podsystemów, urządzeń i sensorów w jednym formacie. Dopiero integracja technologii informatycznych umożliwi wykorzystanie potencjału gromadzonych danych dzięki zaawansowanej analityce.

– Urządzenia używane w kopalniach bazują na różnych systemach i dane często zbierane są z nich w niekompatybilnych formatach. Dodatkowo niektóre czujniki wykorzystują zindywidualizowane oprogramowanie, niekiedy stworzone przez firmy, które już nie istnieją. W efekcie technicy mają dostęp do rozproszonych informacji, ale bardzo ciężko wyciągnąć z nich użyteczne wnioski – dodaje Paweł Powroźnik.

Dostawcy cyfrowych rozwiązań często posiadają całe portfolio produktów, które można wykorzystać w przemyśle wydobywczym. Inny system odpowiada m.in. za określenie potrzeb konserwacyjnych, inny za analizę dostępności maszyn w stosunku do zaplanowanego czasu pracy, a inny za choćby całościową integrację części operacyjnej i systemowej. Wszystkie jednak łączą się w dobrze funkcjonujący, cyfrowy organizm. To prawdziwy „Przemysł 4.0”. Tutaj systemy naprawdę muszą być interoperacyjne, współpracujące, samouczące się i zintegrowane w przystępnych dla użytkownika pulpitach operatorskich.

– Jeśli istnieją luki z powodu braku dostępności do danych diagnostycznych informujących o problemach, to decyzje podejmowane przez personel będą prawdopodobnie nieoptymalne, a zyski ucierpią. Rozwiązania cyfrowe przeznaczone do predykcyjnego utrzymania ruchu powinny oferować operatorom kopalni przyjazne pulpity nawigacyjne i raporty w czasie rzeczywistym z pełnym przeglądem stanu ich zasobów produkcyjnych – podkreśla Anna Wujec z ABB.

System dla całej branży?

Wyzwaniem na przyszłość jest doprowadzenie do sytuacji, w której inteligentne systemy będą obejmowały nie tylko kopalnię, ale również inne spółki danej grupy kapitałowej, a nawet całą branżę. Zapobieganie awariom i przestojom technicznym to jedno, ale równie ważne dla bezpieczeństwa energetycznego jest minimalizowanie ich skutków.

– Wyobraźmy sobie, że w kopalni pojawia się usterka, która powoduje dłuższą przerwę techniczną. Taka sytuacja ma przełożenie nie tylko na obniżenie zysków z wydobycia tego konkretnego zakładu. Problem pojawia się u odbiorców urobku, którzy dla zapewnienia ciągłości swojej pracy muszą zdobywać węgiel z innych źródeł – wyjaśnia Paweł Powroźnik. – Kompleksowy system natychmiastowego powiadamiania o problemach, przestojach, zmianach wydobycia umożliwiałby w takich sytuacjach szybką reakcję – zarówno odbiorców, jak i innych zakładów wydobywczych.

Czy tak będą funkcjonować firmy wydobywcze w niedalekiej przyszłości? Podyskutujmy! Zapraszamy na Międzynarodowe Targi Górnictwa, Przemysłu Energetycznego i Hutniczego w Katowicach (10-13 września 2019 r.).

Monika Niewinowska

Kategorie and Tagi
O autorze

Monika Niewinowska

Dziennikarz, redaktor, menedżer projektów informacyjnych. W ciągu ostatnich kilkunastu lat współpracowałam z takimi tytułami jak „Puls Biznesu”, „Dziennik Gazeta Prawna”, „Wprost”, „Polityka”, „Sieci” czy „Angora”. Specjalizuję się głównie w tematyce Funduszy Europejskich i rozwoju regionalnego. Od czasu do czasu podejmuję również inne ciekawe tematy.
Related stories
Skomentuj ten artykuł