Big data em uma mina: como a indústria russa está investindo em digital

De acordo com um estudo da Escola Superior de Economia, em 2019 a atividade digital das empresas russas

aumentou visivelmente: mais de 25% dos executivos relataram um aumento na demanda por tecnologia na produção, e o número de empresas que investem ativamente na digitalização quase dobrou (de 8 para 14%).

Entre as ferramentas da chamada Indústria 4.0 empresas industriais investem mais frequentemente em automação de processos, Internet das coisas, inteligência artificial e big data, tecnologias de nuvem e tecnologias de identificação por radiofrequência (RFID) e, especialmente, na robotização da produção.

Carros em vez de pessoas

Transferência de processos de produção para robôs -Uma área de grande porte que reúne diversas áreas de atividade que permitem otimizar operações rotineiras, aumentar sua velocidade e precisão, aumentando a produção, reduzindo custos operacionais e protegendo o trabalho de especialistas. O culminar do processo de robotização deve ser uma produção completamente deserta - minas e poços, onde todo o trabalho é feito por máquinas, e especialistas remotos os controlam.

Vários desses projetos já estão na Rússiana fase de desenvolvimento - em particular, a mina Skalisty Gluboky da empresa Norilsk Nickel. Mas, para que uma empresa funcione sem pessoas, os princípios da atividade autônoma devem ser incorporados a ela no estágio de criação. Tentar redesenhar as plantas existentes para este modelo é um evento caro e impraticável, portanto, a maioria das empresas atualmente usa apenas elementos de automação individuais na produção. Por exemplo, várias empresas de petróleo - como Gazpromneft, Rosneft e LUKOIL - estão trabalhando na criação de poços inteligentes, cujo princípio é amplamente baseado em tecnologias de Internet das Coisas (IoT). Nesses poços, o equipamento é equipado com sensores que transmitem dados sobre todos os processos para um sistema comum, que processa as informações recebidas e toma certas decisões com base nele.

Um modelo semelhante é a base do sistema de consultorna planta de concentração da Norilsk Nickel Kola MMC: com base na análise de uma grande quantidade de dados sobre o funcionamento de equipamentos e parâmetros de matérias-primas, emite recomendações para otimização de processos. No primeiro momento após a implantação do sistema, cada uma dessas recomendações é estudada por especialistas, e se o funcionário confirma a orientação proposta, o programa se lembra dessa escolha. Assim, o sistema se aprende constantemente e com o tempo começa a tomar decisões independentes.

Transporte de joystick

O transporte não tripulado é uma direção separada emindústria, que abrange uma ampla variedade de equipamentos: plataformas de perfuração autopropulsadas, caminhões basculantes não tripulados, transporte de locomotivas elétricas dentro de minas, veículos aéreos não tripulados voadores (drones). A utilização deste tipo de transporte não só melhora a segurança do pessoal, mas também aumenta a produtividade. Assim, ao deslocar o motorista de um caminhão basculante de mina da cabine do caminhão para a sala de controle, a empresa economiza na mudança de turno e, consequentemente, transporta mais matéria-prima no mesmo período.

Quando se trata de drones, seus recursos são inestimáveis ​​paradiagnósticos de linhas de transmissão, dutos e oleodutos e instalações industriais em geral, onde o acesso de pessoas e equipamentos é difícil. Os sistemas não tripulados são usados ​​para exploração geológica, transporte de pequenas cargas, reparo de danos às linhas de transmissão e solução de muitos outros problemas. Por exemplo, a Gazpromneft, que controla 60% de seus dutos usando drones, já desenvolveu mais de 70 cenários para seu uso. De acordo com as estimativas da corporação, os drones são 2,5 a 3 vezes mais baratos do que helicópteros operacionais.

Outra área de aplicação não trivial para dronesassociados ao monitoramento do funcionamento da mina. Existem muitas áreas inacessíveis e perigosas nas minas que devem ser cuidadosamente estudadas antes de enviar pessoas para lá. Para isso, a Norilsk Nickel desenvolveu um modelo de veículo aéreo não tripulado que pode operar no subsolo, na ausência de iluminação, GPS e qualquer comunicação.

Os setores industriais individuais exigem os seus próprios,veículos não tripulados específicos. Assim, na indústria agrícola, trata-se principalmente de colheitadeiras equipadas com câmeras de vídeo, piloto automático e um sistema de inteligência artificial que ajusta todo o processo: desde o ritmo de trabalho até o ângulo de localização das lâminas da colheitadeira - em especial, tais equipamentos está sendo desenvolvido pela empresa russa Cognitive Technologies. Nas minas, os robôs topográficos podem se tornar indispensáveis ​​– dispositivos autopropelidos que podem realizar levantamentos 3D no subsolo. O primeiro exemplo de um topógrafo autônomo foi desenvolvido no âmbito do “Laboratório Digital” - a divisão de P&D da Norilsk Nickel: tal robô é controlado remotamente usando um telefone celular no qual um software especial está instalado, e a “imagem” em si é transmitido aos óculos VR do despachante em tempo real. Esta invenção permite estudar novas cavidades, inclusive as de difícil acesso, sem colocar em risco os especialistas e, além disso, detectar defeitos de funcionamento e corrigi-los prontamente.

Empresas virtuais

Dos 10 padrões digitais recentemente aprovadosA Industry Five dedica-se aos gêmeos digitais – protótipos virtuais de objetos ou processos reais que simulam seu funcionamento através da coleta de dados de sensores. Esses gêmeos ajudam a otimizar a operação do equipamento, identificar falhas e fazer ajustes, ao mesmo tempo que mitigam os riscos inevitáveis ​​durante experimentos em produção real.

Simulação de vários cenários dentroUm protótipo virtual permite escolher as táticas mais eficazes e evitar táticas malsucedidas. Um caso ilustrativo ocorreu em uma das empresas europeias da Schneider Electric, onde um sistema de análise preditiva previu uma falha na operação de um grande compressor quase um mês antes do que deveria acontecer - sem essa previsão, a corporação poderia ter perdido vários milhões dólares. Não é de surpreender que esta tecnologia esteja agora a ser ativamente adotada por muitas indústrias e, em 2023, de acordo com previsões de especialistas, o tamanho do mercado de gémeos digitais deverá atingir 16 mil milhões de dólares.

Na Rússia, trabalhando em tecnologia de gêmeo digitalOperam empresas dos mais diversos setores industriais: além da já citada Schneider Electric, Gazpromneft, SIBUR e Norilsk Nickel estão investindo ativamente nela. Assim, no ano passado a Norilsk Nickel desenvolveu o único sistema de simulação do país que permite criar modelos digitais para todas as minas da empresa. Permite testar todas as soluções organizacionais e técnicas e planos de produção no simulador para verificar a sua eficácia antes da implementação na produção. A próxima etapa, de acordo com os planos da empresa, será a criação de um gêmeo digital completo que simulará completamente a produção, incluindo o contexto operacional e econômico.

Robôs e pessoal

A introdução de tecnologias digitais não é apenasaumenta a eficiência da produção, mas também aumenta a sua segurança, pois a robotização dos processos permite “retirar” especialistas de áreas perigosas. Por outro lado, qualquer automação tradicionalmente levanta preocupações associadas ao crescimento do desemprego: de acordo com as previsões dos futurólogos, nos próximos anos, as máquinas vão destruir uma série de profissões, tirando os empregados "vivos" de seus empregos.

No entanto, por enquanto, espere tais perspectivasprematuro: segundo especialistas, mesmo a criação de uma mina totalmente não tripulada levará a uma redução de pessoal de apenas 35%, mas o volume de competências exigidas para os demais funcionários mudará em 80%. A automação não visa, antes de mais nada, reduzir a força de trabalho, mas sim requalificá-la: por exemplo, o transporte não tripulado transforma um caminhoneiro em um operador que controla o equipamento remotamente com um joystick nas mãos. Sim, a expansão da tecnologia digital reduz a necessidade de pessoas responsáveis ​​pelas operações rotineiras, mas aumenta a necessidade de quem seja capaz de interagir com equipamentos autônomos e configurar seus algoritmos de funcionamento.

Assim, no ambiente industrial, a demanda está crescendopara profissionais com competências digitais, o que estimula as empresas a investirem em capacitação corporativa. Por exemplo, em 2019, a universidade corporativa Gazpromneft lançou o programa Nós no Futuro, no qual os funcionários podem aprimorar suas habilidades digitais. E durante a pandemia, a Norilsk Nickel desenvolveu um projeto de grande escala Digital Norilsk Nickel para seus especialistas, que lhes permite fazer cursos online sobre alfabetização digital e segurança da informação, estudar tecnologias de inteligência artificial e se familiarizar com os princípios de big data, blockchain e Internet das Coisas.

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