Это дает возможность повышения эффективности управления производственными активами.
Расчеты баланса металлов, как и любого другого материального баланса, основаны на законе сохранения массы веществ. Он заключается в том, что во всякой замкнутой системе масса вещества остается постоянной, независимо от того, какие изменения претерпевают вещества в этой системе. Это классический закон физики, описанный еще Демокритом, Аристотелем и Эпикуром. Одним из первых его сформулировал древнегреческий философ Эмпедокл (V век до н. э.)
Применительно к расчету баланса металлов этот закон принимает следующую формулировку: общая масса добытой руды и количество металлов в ней должны быть равны общей массе и массе металлов в конечных продуктах переработки и в безвозвратных потерях. Баланс металлов лежит в основе производственного регламента и дает возможность оценить правильность организации технологического процесса.
Преимущество автоматизации
В настоящее время на большинстве предприятий формирование вышеуказанного баланса слабо автоматизировано, бизнес-процессы его подготовки включают значительное количество ручного ввода данных и телефонных переговоров. При этом сведение балансов не основывается на алгоритмах, имеющих четкое математическое описание, а выполняется, как правило, путем сложных переговоров между представителями различных служб и производственных подразделений. Такой способ формирования баланса не соответствует современному уровню развития информационных технологий, требует значительного времени, а большое количество ручного ввода данных и телефонных переговоров зачастую приводит к искажению конечных результатов. Сведение баланса при отсутствии четко описанных алгоритмов является источником противоречий между производственными подразделениями. То есть, стоит учитывать, что зачастую отрицательную роль в этом играет человеческий фактор.
К примеру, до внедрения Системы схема формирования баланса металла в компании ТНК «Казхром», входящей в Eurasian Resources Group (ERG) заключалась в том, что сведения из шахты «Молодежная», карьера «Южный», месторождения «Мирный» и «Первомайское» в формате Excel поступали ответственному за балансы горного передела. Оттуда информация уходила в сектор обогатительного передела. Там в свою очередь информационный блок формировали технологи дробильно-обогатительной фабрики, фабрики обогащения и окомкования руды, а также участка производства окатышей, передавая ее в ручном режиме ответственному за баланс данного передела. Затем по цепочке данные передавались непосредственно в металлургический передел – на Аксуский и Актюбинский заводы ферросплавов. И обратно по аналогичной системе. То есть с помощью Excel-файлов, E-mail и телефонной связи.
Совершенствование процесса
На предприятиях горно-металлургического комплекса руководством Группы ERG было принято решение о внедрении автоматизированной системы баланса металла (АСБМ) для совершенствования его формирования. Целями создания такой системы являются:
• обеспечение стандартизованного и контролируемого процесса составления товарного баланса металлов;
• автоматизация процесса сведения товарного баланса металлов;
• минимизация/исключение влияния человеческого фактора при формировании товарного баланса;
• оптимизация бизнес-процессов, связанных с составлением баланса металлов.
Разработка и ввод в действие АСБМ выполнено компанией Honeywell в тесном сотрудничестве со специалистами различных служб и производственных предприятий ERG. АСБМ охватывает активы компаний, входящих в состав Группы: Донской горно-обогатительный комбинат (ДГОК); Актюбинский завод ферросплавов (АктЗФ); Аксуский завод ферросплавов (АксЗФ); АО «Алюминий Казахстана»; Казахстанский электролизный завод (КЭЗ); АО «Соколовско-сарбайское горно-обогатительное производственное объединение (ССГПО).
Математические алгоритмы автоматизации
Разработка автоматизированной системы баланса металлов выполнена с использованием программных продуктов Honeywell, обеспечивающих автоматический сбор данных, оперативное формирование выходных документов и сведение балансов с использованием математических алгоритмов оптимизации. В АСБМ различаются два вида балансов:
• Оперативные, то есть балансы, рассчитанные на основании «сырых» данных, являющихся результатами непосредственных измерений и имеющие, как правило, невязки (то есть ошибки или расхождения);
• Сведенные, то есть балансы, содержащие сведенные данные, обеспечивающие нулевые значения невязок.
Балансы могут быть сформированы для каждой смены, суток и месяца. Обеспечивается также возможность формирования балансов за любой заданный временной период.
Для сведения балансов в АСБМ используется специализированный программный продукт – Production Accounting and Reconciliation (PAR). Этот продукт представляет собой решение компании Honeywell для сведения компонентных балансов и согласования данных, соответствующее самому современному уровню информационных технологий. Согласование «сырых» данных, представляющих результаты непосредственных измерений, выполняется с учетом погрешности для каждого используемого из них.
При этом в процессе сведения баланса, кроме сведенных значений для каждого измерения, определяется величина статистической ошибки. Эта величина характеризует степень изменения измеренного значения относительно соответствующего ему сведенного значения с учетом допустимой погрешности. Анализ статистических ошибок измерений облегчает поиск ошибок учета и измерительных средств, нуждающихся в дополнительных проверках.
Если говорить о решающем алгоритме для сведения баланса, то его тремя важными целями являются:
• определение наилучших корректировок измеренного расхода;
• выполнение статистической оценки для неконтролируемых потоков;
• обнаружение потенциальных пропущенных перемещений.
При этом используется важный принцип итеративной минимизации суммы наименьших квадратов корректировок. Решаются такие разнообразные задачи:
• линейные: сверка одного баланса единовременно, например, массового или объемного;
• билинейные: одновременная сверка нескольких балансов, например, массового и балансов компонентов;
• задачи с расхождением или ограничениями диапазона. Решающий модуль обеспечивает диагностику каждой вносимой корректировки. Сама же диагностика помогает исправлять ошибки и выявлять недостоверные измерительные приборы и пропущенные перемещения. Кстати, особо учитывается и точность измерительных приборов. Для приборов с более высокой точностью (например, для расходомера коммерческого учета) решающий модуль будет вносить менее существенные корректировки.
ДОСТИГНУТЫЕ ЦЕЛИ
Промышленная эксплуатация АСБМ подтвердила высокую эффективность разработанной системы, и это обеспечило возможность перехода на более высокий уровень управления производственной деятельностью Компании. Если говорить о достигнутых целях введения решающего алгоритма автоматизированной системы баланса металлов, стоит отметить, что информативность по учету перемещений и запасов на Донском ГОКе повысилась в 5,4 раза, на Аксуском заводе ферросплавов – в 4,3 раза, на Актюбинском заводе ферросплавов – в 2,7 раза.
Налицо рост объективно контролируемых показателей в отчетах. Кроме этого, введение АСБМ позволило решить следующие задачи:
• введена актуальная модель материальных потоков;
• разработаны единые алгоритмы и нормативная база сведения баланса металла по всем переделам;
• повышена оперативность: в любой момент времени доступны оперативные балансы за период с общей невязкой по каждому предприятию (отделению/ цехов/участков);
• повышена прозрачность производственных данных для руководителей всех уровней;
• появился инструмент для анализа узких мест (отчет статистических ошибок баланса);
• улучшено оперативное планирование и управление производственными процессами, а также повышена информативность для принятия своевременных корректных управленческих решений;
• проведено тиражирование проекта на других бизнес-единицах Группы.
В процессе эксплуатации АСБМ был расширен ее базовый функционал. Внедрен расчет определения момента необходимости выполнения обмеров складов, позволяющий оптимизировать количество маркшейдерских обмеров. Внедряются расчеты, необходимые для определения налога на добычу полезных ископаемых.
ПРЕИМУЩЕСТВА ВНЕДРЕНИЯ АСБМ В ГМК
Можно отметить неоспоримые преимущества внедрения автоматизированных систем баланса металлов. Это:
• внедрение АСБМ позволяет обеспечить объективность и оперативность подготовки соответствующих документов технической отчетности предприятий;
• использование таких систем создает возможности для повышения эффективности управления производственными активами;
• использование специализированных программных продуктов компании Honeywell при создании автоматизированных систем материальных балансов повышает качество сведения балансов за счет использования математических методов оптимизации
журнал «Горно-металлургическая промышленность» №11-12 2022
