Дроны, роботы и VR: какие инновации востребованы в металлургии30.08.2022 10:33

Некоторые по привычке считают металлургическую и горнодобывающую отрасли традиционными и нетехнологичными. Однако к 2022 г. ситуация сильно изменилась. Металлургические предприятия в мире и России еще несколько лет назад сделали ставку на цифровизацию, которая сегодня набирает обороты. Какие технологии сейчас востребованы в индустрии и какое распространение получили в России?

Мировая статистика

Судя по опросу тридцати ведущих мировых металлургических компаний, который консалтинговая компания McKinsey провела в 2021 г., 78% игроков отрасли развернули цифровые программы еще несколько лет назад. В тоже время три четверти проектов пока остаются на уровне реализации отдельных инициатив, из которых половина — пилоты.

Аналитики выяснили, что больше всего компании интересуют оцифровка процессов, продвинутая аналитика, роботизация и автоматизация.

«Игроки, вложившие средства в автоматизацию систем управления процессами, добились значительных успехов в увеличении выработки и качества, снизив общее потребление энергии и увеличив производительность», — утверждают консультанты McKinsey, добавляя, что компаниям удается снизить затраты на 10–15%.

Однако речь, конечно, идет о крупнейших игроках рынка, которые активно создают цифровые модели предприятия, обеспечивающие повышение производительности и эффективности в управленческих процессах. Темпы цифровизации средних компаний в отрасли не так стремительны — они все еще оцифровывают логистические, платежные и HR-процессы.

Так или иначе, металлургов пока нельзя назвать передовиками «цифрового фронта» — об этом свидетельствует доклад Boston Consulting Group (BCG) «Догнать цифровое будущее: металлургия и горнодобывающий сектор». В его основе данные проведенного в 2021 г. опроса 75 крупных компаний (в том числе, российских), которые работают в сегментах черной металлургии, цветной металлургии, драгоценных металлов, угля и других. Аналитики BCG использовали методологию «Индекса цифрового ускорения» (Digital Acceleration Index — DAI), чтобы измерить цифровую зрелость организаций.

Оказалось, что некоторым компаниям удалось достичь прогресса с помощью цифры: нарастить объемы добычи на 10–20%, повысить производительность служб снабжения на 50% и сократить выбросы на 15–30%. Однако сектор в целом отстает примерно на 30–40% от таких отраслей, как, например, автомобилестроение или химическая промышленность.

Тренды в цифре

На Всемирном экономическом форуме в 2022 г. аналитики Accenture выступили с докладом, в котором заявили, что металлургия в ближайшее десятилетие должна сделать четыре «цифровых» акцента.

Первый: сконцентрироваться на автоматизации и роботизации операционного оборудования. Иными словами, стоит приступить к внедрению аппаратных средств с поддержкой цифровых технологий для операций, которые традиционно выполнялись вручную или с помощью машин, управляемых человеком. Ключевые инициативы в этой области — датчики, роботы и 3D-печать.

Второй: сделать ставку на мобильность, виртуальную и дополненную реальность для расширения возможностей работников. Ключевые инициативы — «подключенные работники» и удаленные операционные центры.

Третий: интеграция разных систем предприятия между собой, создание экосистем, связывающих ИТ-уровни и устройства. Ключевые инициативы — ИТ-интеграция и ставка на кибербезопасность активов.

Четвертый: аналитика и поддержка принятия решений нового поколения. Здесь имеются в виду алгоритмы и ИИ для обработки данных. Ключевые инициативы — расширенная аналитика, имитационное моделирование и искусственный интеллект.

Что в России?

За последние три года ситуация в российской металлургии претерпела серьезные изменения. Так, исследовательский проект Barometer в 2019–2020 гг. опубликовал рейтинг активности российских компаний в области работы с инновациями, и в топ-30 вошли сразу восемь металлургических компаний: «Норникель», НЛМК, «Северсталь», «РУСАЛ», ММК, «Мечел», и ЧТПЗ.

Топ-10 рейтинга активности российских компаний в области работы с инновациями

При этом в 2021 г. аналитики Deloitte СНГ и SAP в своем исследовании «От стратегии до внедрения — как повысить ценность цифровой трансформации» были далеки от оптимизма. Эксперты изучили цифровую зрелость разных отраслей российской экономики и выяснили, что металлургия — в отстающих.

Так, оказалось, что наиболее цифровизированы в России компании из сферы b2c, то есть, работающие с потребителями напрямую: банковский сектор (3,4 балла из 5), ритейл (2,7), телеком (2,6), автомобилестроение (2,6). С проблемами в адаптации к цифровой реальности сталкиваются ТЭК (2,5), металлургия (2,4), здравоохранение (2,1) и машиностроение (1,6). Аналитики отмечают, что металлургию, в частности, тормозит необходимость больших инвестиций в цифровизацию операционной деятельность в условиях регулярных кризисов.

В более раннем исследовании Deloitte аналитики составили рейтинг самых распространенных технологий, которые применяют продвинутые металлургические компании. Так, 72% внедрили электронный документооборот и «умное» производство, 48% — технологии энергосбережения, 45% — передовые системы учета, 38% — полностью автоматизировали отдельные бизнес-процессы, 35% — применяют эко-технологии.

Куда менее востребованными в отрасли оказались большие данные, блокчейн, роботизация бизнес-процессов, искусственный интеллект и дополненная или виртуальная реальность. Однако к 2022 г. металлурги постепенно стали концентрироваться и на этих высокотехнологичных областях.

Экзоскелеты «Норникеля»

В качестве примера можно взять одну из российских металлургических компаний — «Норникель», которая активно развивает программу «Технологический прорыв». На предприятиях компании уже несколько лет используются Data Mining, VR и MR и нейронные сети.

В компании тестируются подземные дроны и экзоскелеты для рабочих. Так, последние четыре года «Норникель» испытывает два типа экзоскелета: облегченные текстильные и тяжелые промышленные. Последний представляет собой конструкцию из легкого и износостойкого авиационного алюминия. Она дублирует биомеханику человека и переносит физическую нагрузку со спины на свой каркас, позволяя поднимать тяжести до 60 кг без особого напряжения. Скелет надевают поверх спецодежды и крепят ремнями.

По словам Виктора Диконенко, заместителя главного инженера — главного технолога производственного объединения «Норильскремонт» предприятия «Норильскникельремонт», с помощью экзоскелета сотрудник может заменить троих работников при выполнении задач, связанных с тяжелыми физическими нагрузками. Конструкция актуальна во время работы с тяжелым ручным инструментом, укладки труб, погрузки-разгрузки и монтажа металлоконструкций.

«Экзоскелет произведен из отечественных комплектующих и прошел все испытания в промышленных условиях.» — рассказал главный менеджер департамента цифровых технологий «Норникеля» Владислав Давыдов.

За инновации в компании отвечают сразу несколько департаментов, а также «Норникель Спутник» — подразделение, где сосредоточен основной состав ИТ-команды «Норникеля». Специалисты работают над инновационными проектами, развивают собственные центры цифровых компетенций, отвечают за роботизацию бизнес-процессов и поддерживают цифровую трансформацию.

Дроны и роботы

Другие инновационные разработки «Норникель» презентовал в своем R&D-подразделении «Цифровая лаборатория» в Сколково. В этой лаборатории компания регулярно апробирует новые технологии в производственных процессах, и в 2019–2021 гг. вложила в нее около ₽350 млн инвестиций.

На горно-геологическом форуме MINEX Russia 2020 проекты «Цифровой лаборатории» стали победителями — первое место заняла «Интеллектуальная система автоматизированного управления технологическим процессом обогатительной фабрики Кольской ГМК».

Среди других интересных проектов «Норникеля» — система оптимизации внутрицеховой логистики конвертерного отделения в плавильном цеху Медного завода и «Цифровой керн» — программный комплекс, использующий компоненты компьютерного зрения с алгоритмами нейронных сетей. В онлайн-режиме он находит и анализирует рудный материал в керне по фотографии и определяет процент рудной минерализации.

Недавно в «Цифровой лаборатории» эксперты «Норникеля» также продемонстрировали прототипы маркшейдерских дронов, MR- и VR-материалы с эффектом полного присутствия на производственной площадке. Представили специалисты и коллаборативного робота — автоматическое устройство, которое может работать совместно с человеком.

В конце апреля 2022 г. компания испытала в Норильске новый беспилотник с функцией лазерного сканирования — к устройству можно подключить видеокамеру, тепловизор и эхолот. На поверхности такие дроны используют для съемки местности, хвостохранилищ и зон залеганий сырья.

«Норникель» приглашает к разработке инновационных технологий и другие компании — для этого компания организует международный салон изобретателей In«Hub. С 1 апреля 2022 г. жюри принимают заявки от инноваторов со всего мира в таких областях, как металлургия и машиностроение, авиация и космос, энергетика и других. В этом году салон пройдет в Новосибирске c 6 по 8 октября.

Полный текст статьи читайте на CNews