Цифровое "озеро". Зачем в одном из крупнейших карьеров Украины запустили частную радиосеть

В Украине развернули первую Private Network LTE (на технологиях сетей четвертого поколения) в промышленном производстве. Компания "Vodafone Украина" и группа Ferrexpo, которая добывает и обогащает железную руду в Полтавской области, запустили проект по созданию "умного карьера". Сейчас автономная мобильная сеть, которая позволяет внедрять решения по автоматизации производства, работает на Еристовском горно-обогатительном комбинате. В будущем, после тестирования, ее планируют расширить и на Полтавский ГОК. Что такое частная сеть, какие задачи она решает для бизнеса и сколько стоит — в материале Delo.ua.

Аквариум для "китов" 

Частная беспроводная сеть, Private Network — это сеть связи компании, которая предназначена для решения технологических задач бизнеса. 

Чтобы понять, как она устроена и зачем нужна, необходимо несколько грубых аналогий. 

Человечество уже достаточно давно живет в двух мирах: физическом и напрямую связанным с ним цифровом мире. Цифровой мир можно представить как огромный, невидимый глазу, океан сигналов, которые носятся между машинами и людьми, используя все доступные способы: будь то медные и оптоволоконные провода, либо радиочастоты. И этот океан уже заполнен различной роботизированной "живностью". 

Для личного комфорта многие из нас создают домашние сети — то есть, продолжая аналогию с водным пространством, строят небольшие мелкие заводи, куда подключают домашние машины — телефоны, планшеты, ноутбуки, телевизоры, холодильники, стиральные машины, кондиционеры и так далее. В настоящее время верхом развития домашней сети является так называемый "умный дом", смысл которого в том, что все гаджеты соединены в некую централизованно управляемую экосистему. 

Однако следует понимать, что потребности человека достаточно невелики — по факту, больше всего трафика поедают видео с YouTube или Netflix. 

Совсем другое дело — автономные либо управляемые на расстоянии промышленные машины, которые оснащены различными контроллерами и сенсорами, от датчиков температуры до видеокамер, и постоянно шлют множество сигналов. Если наши личные гаджеты в цифровом океане играют роль косяков сельди, то автоматизированные производства больше напоминают огромных китов. 

А китам нужно пространство для маневра и место для общения, то есть, аквариум побольше.

Как происходит цифровизация карьера

Карьер Еристовского ГОКа Ferrexpo (именно здесь начали развивать и использовать Private Network) — это чаша в земле протяженностью в 2,5 километра и шириной в полтора. Там работают три шагающих экскаватора, три буровые установки и 15 единиц техники — огромные многотонные самосвалы и бульдозеры. 

Еристовский горнообогатительный комбинат считается "малышом" по сравнению с Полтавским ГОК

При этом, несмотря на колоссальные размеры, Еристовский ГОК просто малыш в сравнении с Полтавским горнообогатительным комбинатом, одним из крупнейших карьеров Евразийского континента. Его длина — 6 км, глубина полкилометра, а ширина варьируется от 1,5 до 2,5 км. Здесь работают 9 шагающих экскаваторов и семь буровых установок.

Параллельно развивается самый новый ГОК Ferrexpo — Белановский, где пока снимают вскрышную породу (пустая порода, закрывающая доступ к рудному телу — Delo.ua), но непосредственно добыча не ведется. В будущем три ГОКа могут объединиться в один, так как находятся достаточно близко друг к другу. 

Современная горная добыча и обогащение — это комплексный и сложный процесс. Чтобы успешно конкурировать на мировом рынке, необходимо уже сейчас вкладываться в технологии. 

В 2020 году Еристовский ГОК запустил диспетчерский центр, который замкнул на себе производственные процессы всех остальных комбинатов. Теперь отсюда координируют загрузку автотранспорта и транспортирование горной массы, автоматически распределяют транспорт в зависимости от задач, контролируют продуктивность основного парка оборудования и дистанционно управляют процессами бурения. 

В 2021 году здесь официально заработала частная сеть LTE, которая, если применять все те же аналогии с океанами, стала глубоким большим озером, в котором работают могучие машины-киты. 

Горнодобытчики объясняют: новые технологии необходимы, чтобы конкурировать на мировых рынках. По словам Юрия Арсеньева, директора по информационным технологиям, автоматизации и связи Ferrexpo, продукция предприятия — окатыши премиального класса — поставляются на европейские, китайские, южнокорейские металлургические заводы. А затем, в виде листового металла, отправляется на автомобильные фабрики и в производство гаджетов. Соответственно, требования к качеству высокие. 

При этом, необходимо вкладываться в снижение себестоимости, потому что конкуренты изначально находятся в более выгодных условиях. "Мы находим возможности конкурировать, но это достаточно тяжело, — говорит Арсеньев. — К примеру, Австралия — это, по сути, континент-карьер. Население расположено на узкой полосе вдоль берегов, а остальная часть страны — полупустыня. Вот пример: австралийцы ведут добычу в русле реки на небольшой глубине и себестоимость добычи получается $16-18 за тонну. У нас больше. Поэтому развитие технологий — это залог будущего. Их нельзя купить и через месяц уже применять. Нужно потратить годы, вкладывать усилия, развивать, учиться применять, готовить людей". 

Поражает и скорость роста технологий. По словам главы отдела конвергентных услуг Vodafone Украина Романа Кочкина, еще десять лет назад украинские операторы предлагали промышленным компаниям защищенную телефонную связь, теперь же от звонков шагнули к роботизации и автоматизации.

Постройкой "цифрового озера" для своих умных машин Ferrexpo занимается давно. По словам Юрия Арсеньева, для этого использовали разные технологии беспроводной передачи данных — и медленные сети, и Wi-Fi, и вот теперь LTE. Именно этот стандарт способен обеспечить требовательные к скорости и задержке сигнала машины. 

Чтобы запустить собственную сеть, Ferrexpo получила полноценную операторскую лицензию на локальное использование сети 5,7 гигагерц.

Сейчас в карьере работает 19 базовых станций. Три станции — автономны и передвигаются по карьеру на специальных платформах. Остальные — стационарные. Так сделано потому, что топология карьера постоянно меняется.

"Карьер — это металлическая ванна, сплошной экран. Когда происходит, например, взрыв, рельеф меняется и вместе с ним меняется отражение радиоволн", — объясняет Арсеньев. Соответственно, нужны передатчики, которые смогут оперативно перекрыть участок, который еще вчера был доступен для радиоволн, а сегодня оказался вне зоны действия. 

В настоящее время самый яркий кейс здесь — дистанционное управление буровыми установками, которые разбуривают породу под закладку карьерной взрывчатки. Их здесь три, работают в основном ночью. Оператор управляет такой машиной из диспетчерского центра, сидя в удобном кресле. Видеопоток с шести камер, установленных на каждой установке, выводится на экран вместе с другими показателями работы оборудования.

Операторы бурят породу дистанционно — сидя прямо в удобных креслах

На сегодня затраты компании на реализацию проекта постройки сети оцениваются более чем в $1 млн. Но это — лишь начало большой работы по автоматизации. В будущем есть планы по созданию парка дистанционного управляемых карьерных самосвалов и постепенная цифровизация всего горно-обогатительного комплекса. Не исключают и применения сетей пятого поколения — 5G — в промышленных целях. 

Мировые примеры частных сетей

Шведская компания Boliden развернула Private Network на шахте. Сенсоры, подключенные к беспроводной сети, передают огромный массив данных, которые анализируются за доли секунды. Сотрудники компании в режиме реального времени видят происходящее и могут дистанционно оптимизировать процессы добычи и минимизировать риски. 

Mercedes-Benz, Telefónica та Ericsson на заводе Factory 56 в Зиндельфингене развернули первую в мире 5G-сеть для сборки автомобилей, благодаря чему умное производство стало более эффективным и гибко реагирует на спрос со стороны посетителей. 

В немецком Ахене на заводе Factory 1, где собирают городские электрокары e.GO Life, работает частная сеть с элементами платформы 5G, которая обеспечивает безопасную передачу данных через сеть Vodafone в реальном времени. Частная сеть покрывает 8500 квадратных метров площади и поддерживает гигабитные скорости передачи данных с миллисекундными задержками. Автоматизация процесса позволила собирать автомобили в два раза быстрее, чем традиционная сборка, одновременно сократив операционные затраты. 

К 2035 году, согласно независимому исследованию Berkeley Research Group по заказу Qualcomm, общий объем рынка цифровой экономики, построенной на сетях пятого поколения, составит  $13,2 триллиона, что сравнимо с ВВП Китая. При этом, львиная доля денег — 389 миллиардов — припадет на точное земледелие. На втором месте — с 258 миллиардами — цифровое образование. Далее — умные заводы, умные города, умное строительство, умная добыча ископаемых, умная розница и умная медицина. 

Дмитрий Бунецкий, специально для Delo.ua