Big data in a mine: come l'industria russa sta investendo nel digitale

Secondo uno studio della Scuola Superiore di Economia, nel 2019 l'attività digitale delle imprese russe

è aumentato notevolmente: oltre il 25% dei dirigenti ha segnalato un aumento della domanda di tecnologia nella produzione, e il numero di aziende che investono attivamente nella digitalizzazione è quasi raddoppiato (dall’8 al 14%).

Tra gli strumenti della cosiddetta Industria 4.0 le aziende industriali investono molto spesso nell'automazione dei processi, nell'Internet delle cose, nell'intelligenza artificiale e nei big data, nelle tecnologie cloud e nelle tecnologie di identificazione a radiofrequenza (RFID), e soprattutto nella robotizzazione della produzione.

Macchine invece che persone

Trasferimento dei processi di produzione ai robot -un'area di vasta scala che unisce molte aree di attività che consentono di ottimizzare le operazioni di routine, aumentarne la velocità e la precisione, aumentando così la produzione, riducendo i costi operativi e tutelando il lavoro degli specialisti. Il culmine del processo di robotizzazione dovrebbe essere una produzione completamente deserta: miniere e pozzi, dove tutto il lavoro è svolto da macchine e specialisti remoti li controllano.

Molti di questi progetti sono già in Russiain fase di sviluppo - in particolare, la miniera Skalisty Gluboky della società Norilsk Nickel. Ma affinché un'impresa funzioni senza persone, i principi dell'attività autonoma devono essere incorporati in essa nella fase di creazione. Cercare di riprogettare gli impianti esistenti per questo modello è un evento costoso e poco pratico, pertanto la maggior parte delle aziende attualmente utilizza solo singoli elementi di automazione nella produzione. Ad esempio, un certo numero di compagnie petrolifere - come Gazpromneft, Rosneft e LUKOIL - stanno lavorando alla creazione di pozzi intelligenti, il cui principio è in gran parte basato sulle tecnologie Internet of Things (IoT). In tali pozzi, le apparecchiature sono dotate di sensori che trasmettono i dati su tutti i processi a un sistema comune, che elabora le informazioni ricevute e prende determinate decisioni sulla base di esse.

Un modello simile è alla base del sistema di consulenzapresso l'impianto di concentrazione di Norilsk Nickel Kola MMC: sulla base dell'analisi di un'enorme mole di dati sul funzionamento delle apparecchiature e sui parametri delle materie prime, emette raccomandazioni per l'ottimizzazione dei processi. Alla prima volta dopo l'implementazione del sistema, ciascuna di queste raccomandazioni viene studiata da specialisti e se il dipendente conferma il consiglio proposto, il programma ricorda questa scelta. Pertanto, il sistema impara costantemente da solo e nel tempo inizia a prendere decisioni indipendenti.

Trasporto del joystick

Il trasporto senza pilota è una direzione separatasettore, che copre un'ampia gamma di attrezzature: impianti di perforazione semoventi, autocarri con cassone ribaltabile senza equipaggio, trasporto di locomotive elettriche in miniera, veicoli aerei senza pilota (droni). L'uso di tale trasporto non solo migliora la sicurezza del personale, ma aumenta anche la produttività. Così, spostando l'autista di un camion da miniera dalla cabina del camion alla sala di controllo, l'azienda risparmia sui cambi di turno e, di conseguenza, trasporta più materie prime nello stesso periodo di tempo.

Quando si tratta di droni, le loro capacità sono inestimabilidiagnostica di linee elettriche, oleodotti e oleodotti e, in generale, impianti industriali, dove l'accesso per l'uomo e le attrezzature è difficile. I sistemi senza pilota vengono utilizzati per l'esplorazione geologica, il trasporto di piccoli carichi, la riparazione di danni sulle linee elettriche e la risoluzione di molti altri problemi. Ad esempio, Gazpromneft, che controlla il 60% delle sue condutture utilizzando i droni, ha già sviluppato più di 70 scenari per il loro utilizzo. Secondo le stime della società, i droni sono 2,5-3 volte più economici degli elicotteri operativi.

Altro ambito di applicazione non banale dei droniassociati al monitoraggio delle attività minerarie. Nelle miniere ci sono molte zone inaccessibili e pericolose che devono essere studiate attentamente prima di mandarvi le persone. A tal fine, Norilsk Nickel ha sviluppato un modello di veicolo aereo senza equipaggio in grado di operare in profondità nel sottosuolo, in assenza di illuminazione, GPS e qualsiasi comunicazione.

I singoli settori industriali richiedono la propria,specifici veicoli senza pilota. Quindi, nel settore agricolo, si tratta principalmente di mietitrebbie dotate di videocamere, pilota automatico e sistema di intelligenza artificiale che regola l'intero processo: dal ritmo di lavoro all'angolo in cui si trovano le lame della mietitrice - in particolare, tali attrezzature è stato sviluppato dalla società russa Cognitive Technologies. Nelle miniere, i robot di rilevamento possono diventare indispensabili: dispositivi semoventi in grado di condurre rilievi 3D nel sottosuolo. Il primo esempio di geometra autonomo è stato sviluppato nell'ambito del “Laboratorio Digitale” - la divisione R&D di Norilsk Nickel: tale robot è controllato a distanza utilizzando un telefono cellulare su cui è installato un software speciale e l'“immagine” stesso viene trasmesso in tempo reale agli occhiali VR del dispatcher. Questa invenzione permette di studiare nuove cavità, anche difficili da raggiungere, senza mettere a rischio gli specialisti, e, inoltre, di individuare difetti di funzionamento e correggerli tempestivamente.

Imprese virtuali

Dei 10 standard digitali recentemente approvatiIndustry Five è dedicato ai gemelli digitali: prototipi virtuali di oggetti o processi reali che ne simulano il funzionamento raccogliendo dati dai sensori. Questi gemelli aiutano a ottimizzare il funzionamento delle apparecchiature, identificare i guasti e apportare modifiche, mitigando al tempo stesso i rischi inevitabili durante gli esperimenti nella produzione reale.

Simulazione di vari scenari all'internoUn prototipo virtuale ti consente di scegliere le tattiche più efficaci ed evitare quelle fallimentari. Un caso illustrativo si è verificato in una delle imprese europee di Schneider Electric, dove un sistema di analisi predittiva ha previsto un guasto nel funzionamento di un grande compressore quasi un mese prima che accadesse: senza questa previsione, la società avrebbe potuto perdere diversi milioni dollari. Non sorprende che questa tecnologia venga ora adottata attivamente da molti settori ed entro il 2023, secondo le previsioni degli esperti, la dimensione del mercato dei gemelli digitali dovrebbe raggiungere i 16 miliardi di dollari.

In Russia si lavora sulla tecnologia del gemello digitaleOperano aziende provenienti da un'ampia varietà di settori industriali: oltre alla già citata Schneider Electric, Gazpromneft, SIBUR e Norilsk Nickel vi investono attivamente. Così, l’anno scorso Norilsk Nickel ha sviluppato l’unico sistema di simulazione nel paese che consente di creare modelli digitali per tutte le miniere dell’azienda. Permette di testare nel simulatore tutte le soluzioni organizzative e tecniche e i piani di produzione per verificarne l'efficacia prima dell'implementazione in produzione. La fase successiva, secondo i piani dell’azienda, sarà la creazione di un vero e proprio gemello digitale che simulerà completamente la produzione, compreso il contesto operativo ed economico.

Robot e personale

L'introduzione delle tecnologie digitali non è soloaumenta l'efficienza della produzione, ma aumenta anche la sua sicurezza, poiché la robotizzazione dei processi consente di "allontanare" specialisti dalle aree pericolose. D'altra parte, qualsiasi automazione solleva tradizionalmente timori associati a un aumento della disoccupazione: secondo le previsioni dei futurologi, nei prossimi anni le macchine distruggeranno un certo numero di professioni, allontanando i dipendenti "vivi" dal loro lavoro.

Tuttavia, per ora, aspettatevi tali prospettiveprematuro: secondo gli esperti, anche la creazione di una miniera completamente senza personale comporterà una riduzione del personale solo del 35%, ma il volume delle competenze richieste per i restanti dipendenti cambierà dell'80%. L'automazione non significa, prima di tutto, ridurre la forza lavoro, ma riqualificarla: ad esempio, il trasporto senza pilota trasforma un camionista in un operatore che controlla l'attrezzatura a distanza con un joystick in mano. Sì, l’espansione della tecnologia digitale riduce la necessità di persone responsabili delle operazioni di routine, ma aumenta la necessità di coloro che sono in grado di interagire con apparecchiature autonome e configurarne gli algoritmi operativi.

Di conseguenza, nell'ambiente industriale, la domanda è in crescitaper professionisti con competenze digitali, che incoraggia le aziende a investire nella formazione aziendale. Ad esempio, nel 2019, l'università aziendale Gazpromneft ha lanciato il programma We in the Future, all'interno del quale i dipendenti possono migliorare le proprie competenze digitali. E durante la pandemia, Norilsk Nickel ha sviluppato un progetto su larga scala Digital Norilsk Nickel per i suoi specialisti, che consente loro di seguire corsi online su alfabetizzazione digitale e sicurezza delle informazioni, studiare tecnologie di intelligenza artificiale e conoscere i principi dei big data, blockchain e l'Internet delle cose.

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