Soluções digitais para a indústria de mineração

A melhor forma para as empresas de mineração enfrentarem seus maiores desafios é melhorar a excelência operacional e adotar avanços e inovações tecnológicas. Soluções de ponta são o futuro, e isso quer dizer que é necessário definir uma arquitetura digital para um empreendimento sustentável, selecionar tecnologias apropriadas e garantir uma integração perfeita.

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Nossa abordagem: Arquitetura digital para indústria de mineração

Embora sistemas individuais devam gerar ganhos por si só, somente uma integração dessas tecnologias pode liberar todo o potencial da transformação digital. Com base nesse princípio, a Siemens desenvolveu um conceito de arquitetura holística para ajudar os clientes da mineração a implementar soluções digitais, com um grande foco em eliminar silos de dados e aumentar a colaboração entre departamentos diferentes, como engenharia, operações, planejamento e manutenção. O objetivo final é criar um ecossistema totalmente integrado, baseado nos seguintes pilares:

 

  •  Integração vertical desde o nível de campo até o gerenciamento da empresa
  •  Integração horizontal desde a engenharia até operações
  •  Processo contínuo de melhoria aprimorado por meio de aplicações digitais

Décadas de experiência em eletrificação e automação na indústria de mineração e cimento e profundo conhecimento de tecnologias digitais de ponta fazem com que a Siemens seja uma parceira confiável para acompanhar clientes da indústria de mineração e cimento ao longo da transformação digital, indo desde a consultoria de abordagens e arquiteturas até a implementação de projetos customizados.

Portfólio SIMINE para a digitalização em mineração

Para otimizar o tempo de produtividade e garantir a qualidade requerida, os sistemas de produção, armazenamento e transporte são partes importantes de instalações avançadas para a transferência de materiais a granel. Além disso: com uma operação não tripulada de empilhadeiras, recuperadores e máquinas em conjunto, você pode ter um desempenho melhor, maior precisão, utilização total da área de empilhamento e consumo otimizado de energia, na comparação com uma operação tripulada.

 

Nossas soluções de automação avançadas garantem uma operação autônoma de suas empilhadeiras e recuperadores. Por isso, eles ajudam a reduzir seu custo operacional e ter uma operação sem problemas e mais segura, com menos desgaste das partes mecânicas do equipamento. O elemento central do sistema de gerenciamento é o modelo 3D de empilhamento com um recorde tanto de quantidade quanto de qualidade de material. O modelo recebe regularmente dados fornecidos pelas empilhadeiras e recuperadores.

 

Você também se beneficia de maior segurança já que todo o trabalho de equipe é feito de forma remota: depois que a área de trabalho e parâmetros para cada tarefa são especificados, os detalhes são calculados automaticamente e aprovados pelo operador – então o trabalho é transferido para o equipamento e o restante é feito todo de forma automática. Para evitar colisões e consequentes interrupções de equipamentos, o equipamento de empilhamento vem com um sistema de proteção que usa aqueles dados que foram fornecidos pelos sensores.

Garantir a disponibilidade de equipamentos de mineração essenciais é de extrema importância para as empresas de mineração permanecerem competitivas no mercado, enquanto a melhoria da utilização de recursos é geralmente uma forma de bom custo-benefício para aumentar a produtividade e a produção de material.

 

A Smart Mining é uma plataforma em rede que foca em aumentar a disponibilidade e a utilização dos ativos de mineração. Ela fornece um conjunto de apoio de decisões valioso para as equipes de operação e manutenção, com base em uma combinação única de tecnologias de ponta, como computação em nuvem, inteligência artificial e simulação on-line com extenso conhecimento de nossos operadores de mineração.

 

O sistema é capaz de executar ampla análise da integridade dos ativos em equipamentos de mineração como moinhos e transportadoras de correia e de avisar os operadores de antemão sobre futuras mudanças e anomalias no comportamento de equipamentos, assim como as respectivas contramedidas para garantir manutenção efetiva que minimizam falhas e evitam tempo de inatividade de produção inesperado.

 

A Smart Mining também pode ser conectada a modelos de simulação de última geração e fornecer mais informação às equipes de operação e de planejamento.  Um modelo gêmeo embutido para transportadoras de correia simula a interação entre a mecânica e o acionamento elétrico das transportadoras de correia, permitindo a validação da lógica de controle, assim como a avaliação antecipada do desempenho de equipamentos em diferentes cenários de carregamento.

Produtividade e excelência operacional são fundamentais para permanecer competitivo na indústria de mineração. Por esse motivo, a tecnologia da informação moderna oferece novas possibilidades: as maiores empresas mundiais de mineração estão sempre investindo em tecnologia da informação de ponta para aumentar o nível de mineração com menor custo pessoal e operacional.

 

Para maior flexibilidade, melhores tomadas de decisão, menores tempos de inatividade e menos horas improdutivas, oferecemos a Solução de Gerenciamento de Operações de Mineração, uma solução de Sistema de Execução da Manufatura (MES) altamente modular, especialmente projetada para lidar com a complexidade das operações de mineração.

 

Você ganha transparência abrangente ao longo de toda sua cadeia de valor e em todas as instalações, por exemplo da mina até a ferrovia e instalações no porto. Em termos concretos, indicadores de performance operacionais provindos de todos os locais podem ser exibidos e comparados.

Para que isso seja possível, nossas soluções podem processar uma grande quantidade de dados em tempo real e atender a centenas de usuários simultaneamente.

 

O alto nível de integração com sistemas de automação reduz horas improdutivas, já que os dados são fornecidos imediatamente de forma confiável, exigindo menos trabalho manual, como digitação.

Além disso, apenas uma única fonte de fato permite a padronização de conceitos, fluxo de trabalho e indicadores em unidades diferentes da empresa. Todo o conhecimento operacional dessas unidades será unido em um banco de dados digital, facilitando a replicação das melhores práticas e análise comparativa a nível interno.

A mineração no século 21

Digitalização é a chave

A instabilidade dos preços das commodities, a diminuição da demanda mundial, o aumento de riscos de segurança e proteção: a indústria de mineração global encontra grandes desafios enquanto precisa atender às crescentes expectativas das partes interessadas. Para permanecerem competitivas, as empresas têm que ficar mais enxutas, mais fortes e mais inovadoras. Nesse contexto, a digitalização tem um papel crucial, oferecendo novas possibilidades para aumentar a produtividade – e excelência operacional.

Como otimizar excelência operacional hoje

No passado, aumentar a excelência operacional na indústria de mineração com frequência envolvia cortar gastos. Hoje, a tecnologia moderna possibilita formas inovadoras de estabelecer novos parâmetros de comparação em produtividade. Empresas globais líderes de mineração recorrem a sistemas de ponta para automação, energia e perfuração, a fim de aumentar a intensidade da mineração com pessoal e custos de energia reduzidos. Algumas delas conseguem atingir economias de 10% a até 40% por meio de instalações de energia renovável, tecnologias inovadoras de energia e processos de mineração altamente automatizados.

Competência de longa data na indústria de mineração

Nossos produtos para a indústria de mineração são baseados em padrões comprovados e feitos sob medida para as demandas específicas da sua indústria. Assim como as de nossa plataforma de sistema Minerals Automation Standard (padrão de automação de minerais), eles oferecem facilidade de uso assim como um design limpo em bem concebido. 

Simplificando operações: MES

Produtividade e excelência operacional são a chave para permanecer competitivo na indústria de minerais. Para isso, a tecnologia da informação moderna oferece novas possibilidades: empresas globais líderes em mineração estão continuamente investindo em tecnologias de informação de ponta para aumentar os níveis de produção com custos menores, tanto de pessoal quanto operacional. Para maior flexibilidade, melhores tomadas de decisão, menores tempos de inatividade e menos horas improdutivas, oferecemos a Solução de Gerenciamento de Operações de Mineração, uma solução de Sistema de Execução da Manufatura (MES) altamente modular, especialmente projetada para lidar com a complexidade das operações de mineração.  Você ganha transparência abrangente ao longo de toda sua cadeia de valor e em todas as instalações, por exemplo da mina até a ferrovia e instalações no porto. Em termos concretos, indicadores de performance operacionais provindos de todos os locais podem ser exibidos e comparados. Para que isso seja possível, nossas soluções podem processar uma grande quantidade de dados em tempo real e atender a centenas de usuários simultaneamente. O alto nível de integração com sistemas de automação reduz horas improdutivas, já que os dados são fornecidos imediatamente de forma confiável, exigindo menos trabalho manual, como digitação. Além disso, uma única fonte de verdade permite a padronização de conceitos, fluxo de trabalho e indicadores em unidades diferentes da empresa. Todo o conhecimento operacional dessas unidades será unido em um banco de dados digital, facilitando a replicação das melhores práticas e análise comparativa a nível interno.

Aumentando a produtividade: sistema de gerenciamento de empilhamento

Para otimizar o tempo de produtividade e garantir a qualidade requerida, os sistemas de produção, armazenamento e transporte são partes importantes de instalações avançadas para a transferência de materiais a granel. Além disso: com uma operação não tripulada de empilhadeiras, recuperadores e máquinas em conjunto, você pode ter um desempenho melhor, maior precisão, utilização total da área de empilhamento e consumo otimizado de energia comparado a uma operação tripulada.  Nossas soluções de automação avançadas garantem uma operação autônoma de suas empilhadeiras e recuperadores. Por isso, ajudam a reduzir seu custo operacional e a ter uma operação sem problemas e mais segura, com menos desgaste das partes mecânicas do equipamento. O elemento central do sistema de gerenciamento é o modelo 3D de empilhamento, com um recorde tanto de quantidade quanto de qualidade de material. O modelo recebe regularmente dados fornecidos pelas empilhadeiras e recuperadores.  Você também se beneficia de maior segurança já que todo o trabalho de equipe é feito de forma remota: depois que a área de trabalho e parâmetros para cada trabalho são especificados, os detalhes são calculados automaticamente e aprovados pelo operador – então, o trabalho é transferido para o equipamento. O resto é automático. Para evitar colisões e consequentes interrupções de equipamentos, o equipamento de empilhamento vem com um sistema de proteção que usa aqueles dados que foram fornecidos pelos sensores. Graças a esse sistema de proteção a colisões, não houve incidentes reportados desde a implementação das soluções Siemens, oito anos atrás.

Otimizando sistemas de esteiras transportadoras: simulação e gêmeo digital

Com a diminuição da fase de montagem, não há tempo a perder na construção e no projeto de minas a céu aberto – particularmente quando se trata do dimensionamento de sistemas de esteiras transportadoras. Mas, para revelar o comportamento dinâmico de todo o sistema, e para explorar e melhorar a forma como os componentes individuais das esteiras transportadoras funcionam juntos, é necessário mais que métodos simples de cálculos.

É por isso que nós trabalhamos com ferramentas de simulação para desenvolver seus sistemas assim como para estudar o comportamento e a interação da mecânica da esteira transportadora e da solução de acionamento no seu sistema existente. Por meio de simulação, é possível investigar mudanças, influências e consequências na performance durante a modernização. Nós usamos os resultados da simulação internamente para planejar e comissionar as soluções de acionamento, ou os fornecemos para potenciais operadores ou construtores de sistemas. A simulação simplifica a seleção da solução e do controlador de acionamento apropriados, a fim de otimizar a proporção entre operação e produtividade. Em projetos novos, engenheiros têm a informação que eles precisam para decidir, por exemplo, se uma solução de acionamento com um acoplamento hidráulico é suficiente, ou se uma solução de acionamento com um conversor de frequência é mais apropriada. A simulação também permite que melhorias sejam feitas na operação do sistema e que o tempo de inatividade seja minimizado.

Mantendo máxima disponibilidade: Análise de integridade de ativos

A disponibilidade é a base para um negócio de mineração produtivo. Falhas de equipamentos ou perda de desempenho devem ser evitadas a todo custo. E é aí que nosso gerenciamento de integridade de ativos entra: basicamente, ele consiste no enriquecimento dos sistemas de monitoramento de condições com funções de análise e de previsão, assim como a habilidade de autoconhecimento. Seu propósito é reconhecer mudanças de longo prazo nas condições gerais das aplicações da mineradora durante seu tempo de vida operacional e para originar recomendações específicas apropriadas para a execução de atividade de manutenção no tempo adequado. Nosso gerenciamento de integridade de ativos e de desempenho geralmente é baseado em uma combinação produtiva de infraestruturas de dados de alto nível, para aquisição de dados e pré-processamento, ferramentas analíticas e metodologia. O potencial total desses itens pode ser alavancado por meio de serviços digitalizados e pacotes de serviços por todo ciclo de vida. Seus benefícios incluem detecção de problemas em seu estágio inicial assim como diagnóstico para apoio em manutenção efetiva.

Aumentando a excelência operacional

Nosso software de inteligência de operações coleta, analisa e apresenta dados operacionais e de negócio, garantindo assim o gerenciamento de desempenho em tempo real e suporte a decisões – para maior produtividade e competitividade. Essa transparência de dados pode ajudar a empresas de mineração e otimizar toda a sua rede de fornecimento e, onde necessário, repensar seu modelo de operação. Por exemplo, como lidar com processos secundários: se eles devem manter, vender ou expandir seu tratamento de água, geração de energia etc. Ou se eles devem considerar uma maior colaboração com seus parceiros de negócio, incluindo infraestruturas compartilhadas.

Sistemas de controle de processos para os requisitos da mineração

O padrão de automação de minerais (Minerals Automation Standard) tem base no SIMATIC PCS 7, sistema de controle distribuído (DCS) aberto e escalável para garantir máxima produtividade e confiabilidade. Com seu conceito de gerenciamento integrado de segurança, segurança industrial e energia, ele reúne todos os requerimentos necessários para proteger colaboradores, máquinas e o meio ambiente – e abre caminho para a empresa digital. A Biblioteca de Processos Avançados (APL) integrada oferece o melhor caminho para maior ganho operacional e eficiência de engenharia. Como tal, ela também abre caminho para maior competitividade na indústria de mineração. Obtenha mais informações sobre o padrão de automação de minerais (Minerals Automation Standard).

Referências

Exemplos de excelência na digitalização na mineração

Conheça algumas das nossas referências e exemplos de projetos e entenda como você pode melhorar a disponibilidade e a eficiência energética por toda sua cadeia de processo.
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