Publicacin C2 Mining Solutions Nmero 4 Rev 2, Diciembre 2009

CENTRO DE GESTINCENTRO DE GESTIN

OPERACIONES MINAOPERACIONES MINA

Escenario Actual La minera es una actividad compleja que hoy debe lidiar con costos crecientes de energa e insumos, leyes decrecientes de mineral, regulaciones estrictas sobre se-guridad y respeto al medio ambiente.

Visibilidad hacia los procesos y colabora-cin eficaz entre reas de la organizacin no son opcionales hoy para la empresa minera, son una funcin vital del negocio. Iniciativas que demandan visibilidad de informacin:

reducir costos de operacin

monitorear desviaciones de metas de produccin

identificar y acotar fuentes de variabi-lidad de los procesos

implementar y controlar polticas de tolerancia cero hacia conductas inse-guras

mantener registros auditables sobre la seguridad laboral

generar reportes financieros y conta-bles sobre datos confiables

identificar barreras a la productividad

conocer la utilizacin y rendimiento real de los activos para planificar sobre bases realistas.

Integracin de Tecnologas en Minera C2

Segregacin TI & Automatizacin

Las inversiones tecnolgicas segregadas por rea administrativa u operativa co-mienzan a perder sentido y no aprove-chan las eficiencias potenciales que la tecnologa hoy da permite. Ejemplo de esto son los centros de monitoreo de infraestructura y aplicaciones TI.

La experiencia acumulada a travs de aos de operacin de estos centros, que incluye procedimientos, certificaciones, formas de escalar contingencias, solucin de proble-mas con prontitud, diagnstico/configuracin remota de dispositivos, mesas de ayuda a usuarios, etc., hoy es perfecta-mente extrapolable a los sistemas y redes de control de procesos. Esta experiencia constituye de hecho un valor agregado al monitoreo de los activos de produccin. (maquinaria, redes y sistemas).

La informacin en lnea es un activo ms del negocio; la visibilidad y cola-boracin eficaz son la base misma de la inteligencia de produccin.

Los tradicionales Centros de Monito-reo de Redes (NOC) aportan un grado de visibilidad, pero a menudo limitado a la infraestructura de redes y aplica-ciones TI de la empresa sin acceso a los activos de produccin.

La seguridad en redes de cualquier tipo se vuelve imprescindible ahora para ga-rantizar la continuidad operativa de los procesos productivos.

Connected Mining es la visin de C2 hacia una empresa minera verdaderamente conectada, donde los datos relevantes fluyan sin obstculos a travs de procesos y sistemas. Donde los datos se transformen en informacin accionable mediante una adecuada validacin, formateo, distribucin y publicacin. Donde las deci-siones sean oportunas y sus efectos medibles para una mejor gestin y control del negocio.

Conectividad Segura Areas Produccin & Empresa C2

Conectividad & Flujo Informacin La conectividad fsica (redes y sistemas) presenta numerosos desafos en la prcti-ca relacionados con la multiplicidad de sistemas, protocolos y formatos (voz, vi-deo, datos) carencia de estndares, islas organizacionales entre otros. Y ah slo empieza el desafo, pues la verdadera co-nectividad (colaboracin eficaz) requiere todava de un manejo adecuado de los datos para convertirlos en informacin accionable y decisiones oportunas.

Diferentes Prioridades Los usuarios de aplicaciones de produc-cin y de negocios de la empresa tienen distintas prioridades en el uso de la infor-macin.

Para los sistemas de produccin la disponibilidad de la informacin en tiempo real es prioritaria. Por el con-trario, para los sistemas de negocio de la empresa, la confiabilidad es prime-ro y la disponibilidad en tiempo real (minuto a minuto) casi innecesaria.

De modo que al conectar sistemas opera-tivos de produccin con sistemas de ad-ministracin del negocio, realmente se conectan redes, aplicaciones y usuario que tienen requerimientos muy distintos.

Protocolos Abiertos & Cerrados La primera dificultad con los distintos sis-temas aparece con la evolucin indepen-diente y aislada de protocolos de distin-tos fabricantes que comienzan a desarro-llar interfaces funcionales a sus propios sistemas. En las arquitecturas propieta-rias no existe en general una interfaz comn en ninguno de los 7 niveles del modelo OSI (Open Systems Interconnec-tion) de la organizacin ISO (International Organization for Santdardization). Por su parte muchos estndares abiertos son realmente desarrollados por grupos asociaciones de fabricantes (ej. ODVA) que no conversan nativamen-te entre ellos. Ethernet, que a menudo se menciona como sinnimo de arquitectu-ra abierta, es un claro ejemplo de esto. Lo cierto es que el estndar Ethernet (IEEE 802.3) slo est definido para las 2 capas inferiores del modelo OSI (conectividad fsica y lgica) por lo cual dos aplicaciones sobre Ethernet pueden conectarse pero no necesariamente con-versar nativamente entre ellas. Aparecen entonces las arquitecturas Ethernet con apellido (ej. Ethernet/IP).

Zona Desmilitarizada Para lograr una conectividad segura que satisfaga los requerimientos de ambas reas, es necesario crear una zona de in-tercambio de datos que permita acceso desde ambos extremos de la red a la in-formacin que debe ser compartida, pero manteniendo restringido el acceso a las redes en cada extremo. Esta rea de in-tercambio se denomina comnmente una Zona Desmilitarizada (DMZ por sus siglas en ingls). La introduccin de la DMZ es crtica para mantener la disponibilidad de los siste-mas, direccionar vulnerabilidades y dar cumplimiento a las normas y polticas in-ternas de los sistemas de negocio, como tambin a los requerimientos de los siste-mas operacionales.

Figuras: Der.: Modelo OSI de 7 Capas. Abajo: Uso de Zona Desmilitarizada pa-ra intercambio informacin entre las reas de produccin y empresa.

Contexto

Dentro de la cadena de produccin minera, la mina constituye uno de los principales, sino el mayor foco de agregacin de va-lor al negocio. Debido a los volmenes procesados en un rajo de cierto tamao, la mina tiene un efecto magnificador sobre las eficiencias ineficiencias productivas (disponibilidad de pa-las, camiones y perforadoras, atollos en chancador primario, tiempos utilizados en cambios de turno, errores del modelo geolgico, coordinacin de equipos mviles, malas prcticas de operacin, consumo de combustible, etc.).

Situacin Actual

Actualmente muchas empresas mineras utilizan numerosas aplicaciones para el control de gestin, incluyendo mltiples bases de datos, planillas de clculo y aplicaciones VB desarrolla-das especficamente por personal de un rea para satisfacer sus requerimientos propios.

Fig.: Sistemas de gestin basados en mltiples planillas de clculo, bases de datos y formularios manuales

Fig.: Principios del Cdigo AMIRA P-754

Procesos Contables & Reconciliacin

Los procesos de contabilizacin y reconciliacin de la produc-cin entre reas, balance metalrgico, clculo de bonos de pro-duccin y planificacin entre otros resultan a menudo bastante complicados y frecuentemente requieren muchas iteraciones, de varias personas, sobre la misma informacin para obtener resultados consistentes. Es comn el uso de provisiones en los reportes mensuales como una forma de ajustar resultados que no cuadran y que deben ser informados en una fecha lmite determinada. Los datos que respaldan dichas provisiones son difciles de auditar pues tpicamente se manipulan en archivos cuya versin difcilmente puede ser controlada.

Esta situacin ha dado origen a iniciativas como la norma P-754 de AMIRA desarrollada a partir de Agosto del 2001, como una necesidad de contar con procedimientos estandarizados de contabilidad metalrgica.

Centro de Gestin Operaciones Mina C2

A medida que las operaciones se vuelven ms complejas, estas aplicaciones se vuelven cada da ms difciles de mantener y no permiten implementar procesos de auditora con facilidad. De hecho aparecen varios inconvenientes:

Escasa visibilidad de informacin relevante hacia el resto de la organizacin

Errores en ingreso de datos manuales desde formularios

Errores de frmulas difciles de detectar en planillas com-plejas

Rotacin del personal que desarroll estas aplicaciones, a otras funciones

Crecimiento inorgnico por cambios constantes al entorno del proceso mina

Duplicacin innecesaria de datos en servidores y aplicacio-nes

Nulo control de versiones, debido a distribucin por email, pendrives, etc.

Inestabilidad de las aplicaciones ante un mayor volumen de informacin

Integracin inefectiva con los sistemas de negocio de la empresa (SAP, Ellipse, JDEdwards, etc.)

Disponibilidad Equipos Mina (Activos)

La coordinacin efectiva de la operacin y mantenimiento de palas, camiones, perforadoras y chancadores primarios contin-a siendo un desafo de alto impacto para la productividad de la mina. No es infrecuente observar en las faenas mineras trenes de camiones en espera de una pala acceso al chanca-dor lo cual representa importantes mermas de productividad. Los tiempos empleados en operaciones de cambio de turnos y equipos en taller de mantenimiento impactan tambin significa-tivamente los niveles de produccin. El monitoreo de disponibi-lidad y utilizacin de equipos se realiza generalmente en base a reportes manuales consolidados peridicamente que no permi-ten detectar desviaciones del plan en tiempo real. La visibilidad de la informacin a niveles gerenciales est a menudo restringi-da y ocasionalmente distorsionada.

Fig.: Impacto Combustibles en rea Mina

Centro de Gestin Operaciones Mina C2

Fig.: Ejemplo grfico Excel de disponibilidad palas y me-tas operacionales

Uso de Combustibles (Energa)

El alto consumo de combustible de los camiones de extrac-cin tiene un fuerte impacto sobre los costos de produccin del rajo minero. Aproximadamente un 50% del consumo de combustible se gasta en el rea mina (ref. Cochilco) y el costo total en diesel para una flota mediana de camiones y equipos de mina puede fcilmente alcanzar decenas de millones de dlares. Por su parte los fabricantes de camiones de extrac-cin reportan hasta un 25% de ahorro en combustible por cambio en las prcticas de conduccin. No obstante el control en el uso de combustible y prcticas operativas en los equi-pos mviles contina siendo, en muchas empresas, un proce-so manual, sujeto a potenciales adulteraciones y prdidas de combustible por falta de visibilidad en tiempo real de las ope-raciones.

Sistema Gestin Operacional Mina C2

El centro de gestin operacional propuesto por C2 es una solucin unificada de gestin con foco en las principales preocupaciones del rea mina: Produccin, Activos, Energa y Seguridad.

La informacin es obtenida directamente desde los sistemas de mo-nitoreo y control de equipos mina (ej. PLC a bordo palas, despacho central) luego validada y procesada para dar respuestas a las interro-gantes que permitan mejorar la gestin en estas cuatro reas. Ej.:

Cules han sido las principales causas de detenciones no plani-ficadas durante el ltimo mes?, con qu frecuencia? duracin?

Por qu aument el consumo de combustibles?

Por qu la disponibilidad de palas se ha desviado del plan?

Cmo se compara la productividad de los turnos?

Cmo se comparan los TMEF de las distintas marcas de camio-nes?

Visin Integrada de las Operaciones El ncleo de la solucin est basado en la plataforma de software Proficy Plant Applications de GE (General Electric), que consiste en una herramienta modular, escalable y nica de captura, almacena-miento, procesamiento, distribucin y publicacin de informacin para las diferentes reas.

Plataforma de Visibilidad Unificada a los Procesos

Modular & Escalable

Independientemente de la complejidad del proceso, es funda-mental escoger desde un inicio, las aplicaciones correctas que satisfagan las necesidades de gestin, empezando con aplica-ciones pequeas para ir creciendo con el tiempo. Proficy puede ampliar el tamao y la huella de sus sistemas, aadiendo fun-cionalidades en su agenda de trabajo, para proporcionar aplica-ciones estables e independientes y potentes mdulos estrecha-mente integrados.

Integracin Areas de Proceso & Sistemas

El sistema de gestin basado sobre Proficy constituye una herramienta unificada que permite ingresar y compartir infor-macin entre las distintas reas operativas, tales como el centro despacho mina, oficinas de produccin, reas de geologa, plan-ta chancado y equipos mviles (camiones, palas, perforadoras, camionetas, retroexcavadoras y otros equipos mviles secunda-rios).

Cada usuario en su oficina lugar de trabajo realiza el acceso a la informacin mediante un navegador web estndar, ya sea en una aplicacin de escritorio sobre plataformas mviles de Windows.

El ingreso de informacin en terreno es a travs de dispositivos mviles y la informacin queda inmediatamente disponible y visible para el resto de la organizacin.

Interfaces a Otros Sistemas de Mina

El sistema permite tambin la captura automatizada de datos mediante interfaces a los sistemas a bordo de equipos mviles, el ingreso de datos manuales mediante el uso de terminales inalmbricos tipo handheld y la conexin con otros sistemas a travs de estndares ampliamente difundidos como OPC y ODBC.

Proficy Plant Applications presenta un mtodo nico para digitalizar las operaciones de produc-cin creando una planta virtual unificada y de fcil configuracin, que proporciona niveles in-comparables de anlisis, informes y visibilidad de todas sus operaciones

Adopcin de Estndares

Los sistemas de gestin operacional desarrollados inorgnica-mente para satisfacer necesidades de informacin locales a un rea, no siguen un estndar y privilegian las eficiencias locales en desmedro de la eficiencia total del negocio. Proficy est dise-ado para cumplir el estndar ISA-95 de integracin entre siste-mas de control de la produccin y de gestin de la empresa.

Mdulo Eficiencia de Activos

El mdulo de eficiencia permite monitorear las principales cau-sas de improductividad (downtime), mediante la implementa-cin del indicador de eficiencia OEE (Overall Equipment Effecti-veness), que permite identificar y tendenciar las tres variables principales que impactan sobre la productividad de la mina: Disponibilidad, Utilizacin de equipos mina y Calidad (razn estril/mineral).

Mdulo Historizador y/ Interfaz nativa a servidor PI/OSISoft

C2

Trabajando con proveedores de clase mundial

50 Aos de presencia en la regin implantando exitosamente tecnologa en la industria

Seguimiento Eficiencia de Activos & Produccin

Por ejemplo una operacin minera de Cobre planificada para 100.000 TMF/Ao con 90% de disponibilidad operando a 90% del tonelaje/da planificado y con un 5% de reprocesamiento produce un OEE de 77%, es decir 23% por debajo de su capa-cidad mxima planificada. Esto equivale a US$ 150 millones anuales potencialmente alcanzables considerando un precio de US$ 3/lb.

Mdulo Produccin El mdulo de produccin permite planificar y monitorear el cumpli-miento del plan de produccin, as como mantener actualizada la infor-macin grfica de inventarios en proceso (ej. acopios) y realizar el se-guimiento de lotes de produccin hasta su origen (genealoga). Permite adems implementar una operacin de mina totalmente automatizada definiendo y modificando en lnea los procesos operacionales, con el objetivo de monitorear desviaciones, rastrear produccin, conectar directamente al sistema de negocios (SAP otro) El mdulo Produccin permite adicionalmente el mejoramiento conti-nuo de los procesos operativos, y la reduc-cin de la variabilidad, mediante una herra-mienta de anlisis es-tadstico de datos.

Categora Estado

Tiempo Efectivo Perforando

Demoras No Pro-

gramadas

Cambio Pozo Cambio Malla Incidente/Accidente Posicionamiento en Pozo Relleno Agua Perforacin Sin Sistema

Demoras Progra-

madas

Colacin Cambio Turno Tronadura Combustible/Lubricante Traslado

Reservas

Sin Operador Sin Asignacin Sitio Perforacin Sin Marcacin Pozos Condicin Climtica Requerimiento Operacional

Alcanzar un OEE World Class (>85%) supone tener al me-nos una disponibilidad del 90%, un rendimiento de produc-cin del 95% y una calidad del 99,9%, lo cual slo se puede lograr con un sistema de gestin enfocado a las necesidades del negocio.

El seguimiento y reportes de downtime se realizan en base a la categorizacin de tiempos improductivos, monitoreando toda la informacin de detalle asociada. La informacin se presenta contextualizada por turno, mquina, rea, causa, duracin, frecuencia, etc.

C2

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