Статья в Горной Промышленноcти: Решение проблемы эффективного применения и развития АСУ ГТК на основе многолетнего опыта разработки и эксплуатации систем на горных предприятиях

В настоящее время все больше компаний стремятся оптимизировать производственные процессы и управление горно-транспортными комплексами с помощью современных автоматизированных систем управления горно-транспортными комплексами (АСУ ГТК) и увеличить производительность работ при соблюдении установленных норм охраны труда и технологической дисциплины. Внедрение АСУ ГТК и ввод ее в промышленную эксплуатацию зачастую является недостаточным фактором для достижения необходимого результата. Важную роль в обеспечении эффективного использования и функционирования АСУ ГТК играют вопросы организации процессов работы персонала с системой, получения достоверной информации и степень ее применения для решения задач управления производством. В связи с этим актуальной задачей управления и эксплуатации АСУ ГТК является своевременное обслуживание системы, перидический аудит эффективного применения системы, техническая поддержка АСУ ГТК, своевременная модернизация функционала, а также обеспечение технической готовности системы в год, близкой к 100 %. Под коэффициентом технической готовности АСУ ГТК понимается вероятность того, что система окажется в работоспособном состоянии в течении года.

В связи с тем, что на схожих по горнотехническим и организационным особенностям ряда предприятиях после успешного ввода АСУ ГТК в промышленную эксплуатацию на некоторых предприятии через год два после внедрения наблюдается эффективность применения функционала и устойчивое развитие системы, а на других- деградация использования системы и как следствие в перспективе потеря первоначальных инвестиций, направленных на процесс внедрения. Данная тема была сформулирована на основе анализа информации о работе более пятидесяти предприятий в России и за рубежом, использующих АСУ ГТК для управления горным транспортом. Основные проблемы обобщены на основе многолетнего опыта разработки, эксплуатации и поддержки АСУ ГТК и других информационных систем на горных предприятиях и являются схожими для всех предприятий горнодобывающей отрасли как в России так и за ее пределами.

АСУ ГТК является важным элементом управления работой современного горно-транспортного комплекса. И как любая АСУ ТП система требует своевременного обслуживания и модернизации для обеспечения бесперебойной работы и удовлетворения потребностей бизнеса. С точки зрения бизнес- пользователей АСУ ГТК «Карьер» - это набор наиболее востребованных функций:
  • контроль за работой ГТК – отображение всей необходимой информации о состоянии ГТК в реальном времени для принятия диспетчерскими службами оперативных решений;
  • автоматизированное управление – оптимизация работы ГТК в реальном времени для повышения производительности и снижения эксплуатационных издержек;
  • анализ производственной деятельности – специальные формы и отчеты для проведения производственного и элементов экономического анализа работы ГТК за различные периоды времени, выявления скрытых резервов экономии и развития;
  • автоматизированный учет результатов работы – автоматическое измерение и накопление информации о результатах производственной деятельности, таких как объем вывезенной горной массы, количество рейсов, изменение качества руды на складе и т.д., позволяющее исключить ошибки и приписки.
В то же время для администраторов и наладчиков АСУ ГТК «Карьер» - это сложный объект обслуживания, состоящий из бортового и серверного оборудования, оборудования связи и программного обеспечения:
  • более 15 программных модулей, 50 окон и отчетов;
  • более 150 таблиц, процедур и пакетов;
  • несколько серверов, СУБД Oracle, прикладное программное обеспечение;
  • до 300 контроллеров, установленных на горной технике и более 1000 датчиков, передающих информацию о работе узлов и состоянии техники.

О технической поддержке функционирования АСУ ГТК

АСУ ГТК должна функционировать без сбоев в круглосуточном режиме, предоставлять пользователям определенный сервис, а обслуживание ее должно проходить как можно незаметней для пользователей. Очевидно, что выполнить эти требования невозможно без качественного постоянного сопровождения системы, как со стороны предприятия, так и со стороны поставщика АСУ ГТК. У горнодобывающей компании всегда должна быть возможность обратиться  к разработчику системы и получить исчерпывающую консультацию по использованию тех или иных функций, получить помощь в случае возникновения сбоя. Кроме того, горнодобывающие предприятия постоянно развиваются, меняется план горных работ и состав техники, что ведет к адаптации системы к новым условиям.


В связи с тем, что на различных предприятиях собственные службы имеют различные формы поддержки эксплуатируемых АСУ ГТК, состав специалистов и их квалификация в этой связи так же различается. Некоторые предприятия полностью отказываются от поддержки систем, выводя несвойственные функции обслуживания АСУ ГТК, разработчикам, берущим ответственность за определенный процент технической готовности системы за год. В связи с этим варианты технической поддержки АСУ ГТК могут разнится от базового варианта, где компания разработчик лишь консультирует администраторов системы предприятия и ключевых пользователей по наиболее сложным вопросам функционирования и использования систем, а также предоставляет обновление базовых модулей до полного облуживания как бортового оборудования техники с системы связи и поддержки функционалов модулей АСУ ГТК. С другой стороны ряд предприятий понимания важность работоспособности системы и максимизации использования функционала АСУ ГТК, который был приобретен, требуют обеспечение поддержки от разработчиков системы, предоставляя только поддержку корпоративной локальной сети, а все вопросы по обслуживанию бортового и серверного оборудования, поддержке сети передачи данных и консультированию пользователей АСУ ГТК по эффективному использованию ее функционала обеспечивается специалистами компании разработчика АСУ ГТК.

Состав базового варианта технической поддержки АСУ ГТК, предоставляемой горнодобывающей компании:
  • консультирование пользователей и обслуживающего персонала по любым вопросам, связанным с системой;
  • устранение ошибок использования системой;
  • периодические обновления базового программного обеспечения сервера и бортового оборудования, установленного на технике;
  • разработка новых форм и отчетности по дополнительным спецификациям;
  • контроль статуса заявок и ремонтов;
  • режим работы 24/7 или 12/7.
Базовый вариант предназначен главным образом для предприятий с собственной хорошо развитой службой эксплуатации и требует наличия штата монтажников, администратора системы со знанием СУБД Oracle и прикладного программного обеспечения. Базовый вариант технической поддержки имеет свои недостатки:
  • нет заранее оговоренного времени решения заявок пользователей;
  • новые задачи назначаются специалистам в порядке появления задач;
  • на предприятии требуется штат компетентных администраторов, наладчиков и программистов;
  • требуется закупка и обновление комплекта запасных частей.
Предприятия в удаленных регионах кроме базового выбирают расширенный вариант технической поддержки с индивидуальным подходом к каждому клиенту для получения наилучшего соотношения цена/качество услуг. Основные отличия от базового варианта:
  • работа по SLA – позволяет определить и отразить требуемый уровень сервиса в договоре с каждым клиентом, обеспечить прозрачность услуг и расчета их стоимости, определить штрафные санкции в случае невыполнения уровня сервиса или неработоспособности АСУ ГТК
  • выделенные специалисты поддержки - определенный процент времени специалиста спланирован для предприятия, что позволяет:
  • Благодаря глубокому знанию специфики конкретного предприятия быстрее проводить обслуживание системы
  • Не держать штат собственных программистов, администраторов для системы. Специалисты ВИСТ Групп могут работать как удаленно, так и находиться непосредственно на предприятии.
  • Проводить периодический анализ и аудит функционирования и использования АСУ ГТК, выявляя случаи неправильного или неполного использования возможностей системы, а так же специфических задач предприятия по анализу производственной информации
Сервис-инженеры- специалисты ВИСТ Групп, которые работают на территории заказчика, обслуживающие все бортовое оборудование и систему радиосвязи, позволяют избежать непрофильных функций для специалистов горнодобывающего предприятия и сократить прямые издержки, связанные с наличием собственного штата наладчиков. Также расширенная техническая поддержка для предприятия, позволяет использовать региональный склад запчастей ВИСТ Групп, что позволяет сэкономить на необходимости держать определенную номенклатуру запасных частей системы на предприятии, а это несколько процентов от стоимости всего оборудования системы. Адаптация системы к изменяющимся условиям предприятия может быть включена в стоимость поддержки, а использование единой службы и сервис-инженеров компании ВИСТ Групп позволяет создать единую точку ответственности за работоспособность системы на предприятии.

Service Layer Agreement (SLA) - соглашение о качестве сервиса поддержки:
  • определяет параметры работы техподдержки;
  • устанавливает критерии качества обслуживания;
  • вводит санкции за невыполнение уровня сервиса (табл. 1).
Табл. 1 Пример Service Layer Agreement (SLA):


SLA в базовой версии определяет следующие параметры:
  • Время регистрации заявки
  • Время оказания консультации
  • Время устранения сбоя в программном обеспечении
  • Время согласования изменений
  • Время ремонта бортового оборудования
Стоимость расширенного договора зависит от:
  • Функциональности конкретной АСУ ГТК. Использование оптимизации и автоматической диспетчеризации  требует наиболее жесткие SLA, а использование только учетных функций предъявляет наименьшие требования, так как не требует работы в жестком реальном времени. Кроме того, стоимость поддержки зависит от количества установленных модулей системы, а так же используемого программно-аппаратного решения для обеспечения надежной работы серверного ПО.
  • Количества необходимых сервис-инженеров. Количество инженеров зависит от уровня SLA для бортового оборудования, а также количества и разнообразия видов техники;
  • Региона клиента. Приходится учитывать возможность найма сотрудников в регионе или использование вахтового метода. Если в регионе несколько предприятий-клиентов, это позволяет создать общий склад запасных частей и центр компетенции и удешевить стоимость обслуживания.
  • Использования собственного транспорта
  • Специфических требований предприятия
  • Таким образом, ВИСТ Групп предоставляет предприятиям тот уровень технической поддержки, который действительно необходим предприятию в соответствии с современными требованиями, предъявляемыми к системам подобного уровня.

    Об аудите функционирования и использования АСУ ГТК

    Опыт ВИСТ Групп по внедрению и обслуживанию АСУ ГТК показывает, что в процессе эксплуатации системы управления горно-транспортным комплексом могут возникать ситуации, при которых регламент ее использования нарушается, отсутствуют лица, ответственные за функционирование системы и формируемую в ней информацию. При низкой степени вовлеченности персонала в работу системы, а также при отсутствии инициативы сотрудников предприятия на местах цели внедрения АСУ ГТК "Карьер" и ожидаемые результаты зачастую не достигаются или достигаются не в полной мере. Исходя из этого, периодическое проведение технического аудита АСУ ГТК "КАРЬЕР" является актуальной задачей, решение которой позволит оценить результаты эксплуатации системы, а также обеспечит достижение ожидаемого эффекта от ее внедрения. При предоставлении технической поддержки АСУ ГТК, есть возможность оценки функционирования и использования системы дистанционно, что существенно влияет на оперативность предоставления аудиторского заключения и рекомендаций. В рамках данного аудита ВИСТ Групп оценивает:
    • эффективность использования АСУ ГТК;
    • достижение целей внедрения;
    • статус внедрения АСУ ГТК;
    • оперативность принятия решений на основе критических сообщений АСУ ГТК и предоставляемой отчетности;
    • динамику коэффициентов полезной эффективности (KPI), характеризующих работу отдельных подразделений предприятия.
    Для проведения технического аудита АСУ ГТК ВИСТ Групп была выбрана методология, включающая обследование системы по трем составляющим [2]:

    функционирование АСУ ГТК → использование модулей и функционала АСУ ГТК→ оценка операционных коэффициентов полезной эффективности KPI

    Табл. 2 Ключевые показатели эффективности (KPI)
    KPI  
    Доступность сервиса 98% рабочего времени
    Регистрация 99% запросов регистрируется вовремя
    Консультация 96% консультация оказывается вовремя
    Устранение сбоя 96% устраняется вовремя
    Внесение изменений 96% запросов устраняется вовремя

    Данные логические группы характеризуют степень внедрения АСУ ГТК и ее работоспособность, степень ее использования персоналом, а также в рамках операционных KPI позволяют оценить эффект от внедрения. Результаты технического аудита позволяют систематизировать и уточнить задачи, решаемые на конкретном предприятии с помощью АСУ ГТК "КАРЬЕР", оценить характер взаимодействия различных подразделений предприятия, выявить существующие проблемы. Предлагаемая последовательность анализа является логически обоснованной, так как говорить о KPI и производственных показателях до использования системы или при ее некорректном использовании невозможно. Также неверно оценивать результат использования системы без предварительного анализа ее функционирования и полноты внедрения. Опыт ВИСТ Групп показывает, что проводить такую проверку желательно раз в полгода на каждом из карьеров, где стоит АСУ ГТК.

    Рассмотрим примеры обслуживания и функционирования АСУ ГТК на двух конкретных реально действующих предприятиях (обезличив их, но обозначив их №1 и №2), в которых покажем подход к применению АСУ ГТК и решению задач повышения эффективности использования горнотранспортных комплексов.

    Эффективность использования АСУ ГТК можно укрупненно оценить по следующим качественным и количественным показателям:

    • Вовлеченность системы в основные технологические процессы горнотранспортного комплекса – укрупненно оценивается, насколько система полезна для предприятия в его текущем развитии, какие возможности системы для повышения эффективности производства могут быть дополнительно задействованы.
    • Использование приобретенного функционала системы в ежесменной работе – оценивается, насколько эффективно используются функционал приобретенных модулей
    • Использование системы при планировании работ и оперативном управлении:
    • Планирование работ на смену – оценивается, насколько формализован и автоматизирован процесс планирования и согласования наряд-заданий
    • Выдача нарядов, печать путевых листов – оценивается, насколько автоматизирована выдача сменных заданий персоналу.
    • Оперативное диспетчерское управление – оценивается степень вовлеченности системы в обнаружение нештатных ситуаций в карьере и принятие необходимых управленческих решений
    • Степень автоматизации сбора информации при подготовке итоговой отчетности работы ГТК:
    • Оценивается кол-во ручного ввода информации по отношению к общему объему информации в сменно-суточной отчетности ГТК
    • Насколько используется в системах планирования ресурсов предприятия собранные системой данные об объемах перевезенной горной массы, затраченном топливе, используются основные КПИ ( время работы, простоев, КТГ, КИО) и т.д.
    • Качество обслуживания системы:
    • Среднее время пребывания автосамосвала в работе с неисправным оборудованием АСД – насколько допускается возможность ввода ручных данных в систему
    • Среднее время ремонта оборудования АСД – насколько быстро производится замена неисправного оборудования, наличие ЗИП, мотивированной оперативной бригады и т.д.
    Данные показатели позволяют определить текущую «полезность» системы для предприятия по сравнению с периодом начала эксплуатации, степень заинтересованности различных подразделений предприятия в системе, а так же выявить пути повышения эффекта от владения системой.

    Итак, рассматривая два однотипных предприятия, с похожей ресурсной базой и технологическими процессами: Одно предприятие (№1) при внедрении системы глубоко проработало изменения в технологические процессы, связанные  с использованием системы. Были исключены большинство операций, связанных с ручным заполнением документов, пересылкой файлов Excel, формализованы процессы взаимодействия персонала в течение смены. Отчетность системы была синхронизирована с отчетностью ERP, были определены ключевые показатели оценки работы карьера формируемые системой, были настроены интерфейсы передачи данных со смежными системами. Была разработана система поощрений персонала, связанная с использованием автоматизировано собираемых данных на основных уровнях управления и учета результатов работы ГТК и отлажена система обеспечения требуемого уровня сервиса системы, которая обеспечивает не менее 95% постоянной готовности всех элементов системы. В данном случае за работоспособность системы отвечает служба поддержки компании ВИСТ Групп, включая инженеров на местах для оперативного ремонта бортового оборудования и оборудования связи. Функционал системы используется на 93-95 %. При этом ВИСТ Групп также финансово заинтересована в достижении данного показателя.

    Другое предприятие (№2)  решило закупить только основные модули, связанные с работой автотранспорта. Взаимодействие с системами учета других подразделений, например рудоуправлением, а так же ERP системами, продолжало осуществляться через пересылку выгруженных отчетов и файлов Excel почтой. Не была формализована ответственность  и показатели успешного использования системы. Функции контроля за состоянием бортового оборудования было возложено на существующее подразделение АСУ без дополнительной мотивации. Вопросы, связанные с поддержкой и обновлением ПО, решались нашей компанией только в течение бесплатной годовой поддержки после внедрения.

    В итоге по прошествии 1 года после внедрения системы первое предприятие №1 не только добилось эффекта от внедрения системы и вышло на плановые показатели окупаемости и расчетного роста производительности после внедрения системы, но и поддерживает эффект в течение нескольких лет, за счет того что система тесно интегрирована в процессы предприятия, осуществляется своевременная техническая поддержка и развитие системы. Для второго предприятия, несмотря на то, что в первое время удалось добиться ощутимого результата, эффект от владения системы через несколько лет значительно снизился. Система не является основным инструментом для получения достоверной и оперативной информации о работе карьера, а выполняет вспомогательные функции, к ней обращаются в основном при проведении анализа подозрительного ручного учета. Для получения такого же эффекта как на предприятии №1, сейчас требуется аудит и фактически повторное внедрение.

    Расходы по годам на внедрение и поддержку функционирования и использования АСУ ГТК на двух рассмотренных предприятиях показаны в табл. 3. Подчеркнем принципиальное отличие в организации процесса управления горнотранспортным комплексом заключается в том, что предприятие №1 интегрировало АСУ ГТК в процессы управления предприятием, а предприятие №2 - нет.  В итоге через 5 лет, эффект от внедрения АСУ ГТК за год на предприятии №2 фактически равен нулю.

    Табл. 3 Расходы на внедрение и поддержку функционирования и использования АСУ ГТК на примере двух предприятий
      Предприятие №1
    Предприятие №2
    Год Инвестиции в АСУ ГТК*
    Эффективность ГТК**
    Инвестиции в АСУ ГТК*
    Эффективность ГТК**
    0 50000 0 50000 0
    1 0 50000 0 40000
    2 7500 55000 500 30000
    3  7875  60500  1000  15000
    4  8268,75  66550  0  10000
    5  8682,1875  73205  0  0
     Общие инвестиции за 5 лет  82325,9375  305255  51500  95000
       ROI (1 год)
     1   0,8
    *   инвестиции в АСУ ГТК накопленным итогом (ТП+ЗИП+аудит);
    ** эффективность ГТК накопленным итогом в пересчете на рубли


    Возврат инвестиций от внедрения АСУ ГТК на Предприятии 2 оказался менее быстрым, в связи с отсутствием мотивации персонала использовать данные в системе, и фактически система продолжала дублировать отчеты, подготавливаемые производственным персоналом для акционеров предприятия.

    На диаграммах 1 и 2 показаны зависимости эффективности АСУ ГТК и затрат на систему на двух предприятиях в течении 5 лет. Через 5 лет Предприятие 2 столкнулось с утерей возможности использовать функционал системы, в связи с постепенным обновлением парка, возникновением критической массы выхода из строя датчиков системы, а также отсутствием мотивации персонала использовать объективные данные, получаемые автоматически в АСУ ГТК.

    Диаграмма 1. Эффективность АСУ ГТК и затраты на владение системой на Предприятии 1 по годам


    Диаграмма 2. Затраты на владение Системой и эффективность АСУ ГТК на Предприятии 2 по годам


    Третьим важным и основным фактором эффективного использования АСУ ГТК, а также дальнейшего развития функционала системы является мотивация персонала использовать автоматически формируемые данные в системе, в частности мотивация водителей самосвалом и машинистов горной техники на основе комплексного KPI использовать систему.

    Среди KPI, характерные для оценки работы машиниста экскаватора, можно выделить следующие: объем план/факт, количество циклов на погрузку и средняя заполняемость ковша, отработка контуров в соответствии со сменным заданием, соблюдение высотной отметки и среднее время цикла. Для водителей самосвалов важны такие показатели, как грузооборот, время пересменки, оптимальная скорость на участке, время подъезда под загрузку, нарушение режимов эксплуатации. Машиниста бурового станка можно оценивать по точности и времени наведения на скважину, времени бурения и количеству пробуренных погонных метров, точности бурения до необходимой отметки. Все вышеперечисленные эксплуатационные KPI рассчитываются автоматически в современной АСУ ГТК и если начисление заработанных плат персоналу будет вестись автоматически путем интеграции АСУ ГТК и бухгалтерской системы, то в процесс использования и функционирования системы вовлекаются службы и рабочие, непосредственно эксплуатирующие горную технику и систему, то есть влияющие на эффективность их работ.

    В заключение отметим, что для руководства горнодобывающей компании вопросы организации эффективного сопровождения и применения АСУ ГТК после ее приемки в промышленную эксплуатации не менее, а может быть даже и более важны, чем вопросы принятия решения о внедрении системы на предприятии. Те предприятия, которые понимают это и правильно выстраивают бизнес-процессы эксплуатации АСУ ГТК после внедрения системы, в том числе и с участием компании-разработчика, в итоге получают многократный выигрыш по эффективному использованию АСУ ГТК и как следствие всей техники на предприятии, по сравнению с начальными инвестициями на приобретение системы. Предприятия, пренебрегающие технической поддержкой, периодическим независимым техническим аудитом АСУ ГТК и модернизацией системы в период ее эксплуатации в итоге через некоторое время полностью расстраивают первоначальный потенциал эффективности применения АСУ ГТК и вынуждены начинать внедрение практически с нуля.

    Информационные источники:
    1. Трубецкой К,Н., Кулешов А.А., Клебанов А.Ф., Владимиров Д.Я. Современные системы управления горнотранспортными комплексами, СПб: Наука, 2007, 306 с.
    2. Клебанов Д.А. К вопросу о техническом аудите АСУ транспортными комплексами на горных предприятиях. Автоматизация в промышленности. №1, 2010, с. 56-62.
    3. Батаев А.В. Резервы повышения операционной эффективности горнодобывающих компаний: ремонты оборудования / А.В. Батаев, Д.А. Клебанов // Горная промышленность - 2013 - №5 (111) - С. 47-49.