Беспилотный карьер: почему автономный ГТК — это уже стандарт отрасли, а не эксперимент

Когда речь заходит об автономных карьерных самосвалах, у многих руководителей всё ещё срабатывает рефлекс: «интересная технология, но это про будущее и про эксперименты». На практике это уже не так. Автономный горнотранспортный комплекс (АГТК) перестал быть пилотом — в мире горнодобывающими компаниями эксплуатируются уже тысячи беспилотных машин, а в течение следующих 3–5 лет в ходе очередного инвестиционного цикла замены парка прогнозируется массовое замещение традиционных добычных комплексов на автономные.

Главный вывод, к которому мы пришли по опыту работы с отраслью, звучит так: выигрывают не те, кто первым покупает новую технологию, а те, кто первым выстраивает вокруг неё собственную операционную модель. Технические решения сегодня доступны всем, включая конкурентов. Реальное конкурентное преимущество лежит в подходах к управлению.

Ниже разберём, почему так происходит, в чём настоящая сложность перехода и с чего, на наш взгляд, стоит начинать.

Автономные самосвалы — больше не «пилот», а зрелое решение

История эксплуатации беспилотной карьерной техники насчитывает уже более пятнадцати лет. Первопроходцами были компании Rio Tinto и BHP в Австралии (позже к ним присоединился Fortescue), которые, начиная с 2008 года, запустили первые беспилотные самосвалы и удаленные центры управления производством. С тех пор мировой парк такой техники рос примерно на 45–50% ежегодно, и этот рост ускоряется: с единичных машин в конце 2000-х до более чем 3 700 самосвалов к 2025 году, с прогнозом выхода за 10 000 единиц к 2030 году. Только за последний год прирост глобального парка беспилотных самосвалов разной грузоподъемности составил порядка 85%.

Крупнейший парк таких машин сосредоточен в Китае (около 2000 машин, преимущественно на угольных разрезах), за ним следуют Австралия (свыше 1 000), Канада и Южная Америка. Rio Tinto, Fortescue, BHP, Suncor, Codelco управляют парками в сотни машин и уже десятилетиями накапливают статистику по безопасности и производительности. Показательна цифра Rio Tinto в части ОТиПБ — ноль травм на миллиард тонн перевезённой горной массы.

На этом фоне Россия находится в самом начале пути: в опытно-промышленной эксплуатации на текущий момент по нашим данным менее 10 самосвалов. Но именно это, как ни парадоксально, — возможность. Поздний старт позволяет не повторять чужих ошибок и сразу опираться на готовые решения в части автономного движения, современную инфраструктуру связи и позиционирования, а самое главное – выученные позитивные и негативные уроки по выстраиванию операционной модели управления беспилотным транспортом.

Поставщики для беспилотного карьерного транспорта: западные, китайские, российские

Рынок технологий АГТК делится на три группы.

Западные вендоры (Caterpillar, Komatsu, Epiroc, Sandvik и др.) предлагают зрелую, полностью сертифицированную западными регуляторами технологию, проверенную десятилетиями, — но по премиальной цене, с ограниченной доступностью в РФ и полной зависимостью от производителя.

Китайские игроки (Waytous, Eacon, Tage, CiDi и др.) активно развивают OEM-agnostic-решения, не привязанные к бренду техники, с парком уже более 2000 машин под управлением, ценой на 20–50% ниже западной и возможностью работы «по подписке» с оплатой за куб перевезенной горной массы — при значительно меньшей истории эксплуатации по сравнению с западными компаниями, всего около 5 лет. На активно развивающемся китайском рынке пока не произошла консолидация между производителями техники (XCMG, Zoomlion, NHL, Sany и др.) и поставщиками беспилотных технологий. Однако исходя из истории развития западного рынка, мы ожидаем в течение следующих 3-5 лет, что большинство ранее OEM-agnostic решений будут куплены производителями карьерной техники, в результате чего останется 3-4 крупнейших игрока, которые будут поставлять закрытое решение, жестко привязанное к собственному бренду самосвала.

Российские решения (Цифра Роботикс, БЕЛАЗ, КАМАЗ, Cognitive Pilot) пока все отечественные проекты в горнодобывающей отрасли находятся на стадии опытной эксплуатации, без сформированных коммерческих кейсов. На текущий момент известно о 2-х компаниях, тестирующих беспилотные карьерные самосвалы – это в разное время разрезы в Хакасии (Изыхский, Абаканский, Черногорский) компании Суэк, а также Кузбассразрезуголь. Из крупнейших российских гринфилдов, сразу планирующихся к запуску на беспилотных технологиях – это Баимский ГОК, однако в этом проекте будут использоваться только китайские решения. Таким образом российский рынок АГТК находится на начальном этапе своего развития, пока отставая от глобального тренда.

Роботизация — ответ на текущие и будущие вызовы отрасли

Автоматизация карьерного транспорта решает не одну, а сразу несколько системных проблем, с которыми сталкивается практически каждая добывающая компания.

Первая и, пожалуй, наиболее острая — дефицит квалифицированного персонала и стоимость его привлечения в удалённые локации. Об этом мы подробно писали в материале о безлюдном производстве: именно кадровый фактор сегодня подстёгивает традиционно консервативную отрасль быстрее, чем любые другие драйверы. Автономный режим ГТК меняет саму структуру персонала: вместо 3–4 водителей на каждый самосвал — один удалённый оператор, работающий из удаленного центра управления производством, находящегося в крупном городе.

Вторая — рост себестоимости добычи по всем основным статьям: ФОТ, топливо, шины, запчасти. Здесь доказанные эффекты от использования автономной техники на основе статистики австралийских компаний: снижение расхода топлива более чем на 5%, затрат на ремонты — более чем на 5%, на шины — более чем на 7%, плюс отсутствие необходимости в индексации ФОТ водительского состава.

Третья — приближение показателей традиционного парка к пределу производительности. Здесь основной драйвер эффекта – увеличение КИО. Для автономной техники не нужны обеды, пересменки, перерывы и другие организационные простои, связанные с физическими особенностями человека. Также большое значение имеет стабильность выполнения работ – стабильные скорости движения, стабильная загрузка кузова, стабильный цикл транспортировки. За счет этого беспилотная техника в среднем работает на 700 машиночасов в год на самосвал больше, а также имеет бОльшую часовую производительность, чем традиционный парк.

Четвёртая — риски травматизма и ОТиПБ. Любой ГОК – это опасный производственный объект, нахождение на котором людей связано с рисками для здоровья и жизни. Отсутствие человека в опасной зоне сводит эти риски к нулю, поэтому и доступная статистика травматизма при эксплуатации беспилотного транспорта нулевая. Наверняка инциденты с беспилотным транспортом были, но «травмы» получала техника, а не люди.

Главная ловушка: воспринимать переход как закупку технологии

Здесь мы подходим к ключевой мысли. Самая распространённая ошибка — рассматривать внедрение АГТК как ИТ-проект или очередную закупку оборудования. На самом деле использование беспилотной техники означает фундаментальное изменение подходов к операционной модели управления карьером.

Операционная модель на верхнем уровне состоит из 2-х элементов:

1.     Техническая архитектура - набор технических средств, инструментов и элементов инфраструктуры, обеспечивающие техническую функциональность

2.     Система управления – алгоритмы, процессы и подходы, определяющие как распределяются ресурсы и как принимаются решения

Технические компоненты — самосвал в исполнении autonomous ready, бортовое оборудование (лидары, радары, камеры, edge-процессор), диспетчерская система, удалённый центр управления, инфраструктура связи (5G, спутник, локальная сеть), высокоточное позиционирование (GPS, Глонасс + RTK) и ИИ-модель с цифровым двойником — это лишь видимая часть айсберга. Они определяют только техническую возможность работы роботизированного транспорта и доступны всему рынку (с поправкой на санкционный режим).

Скрытым остаётся то, что и создаёт устойчивый экономический эффект, — управленческая часть операционной модели: целеполагание и алгоритмы достижения целей, архитектура данных, стандарты рабочих процессов, организационная модель, управление результативностью, каскады совещаний и отчетности, разборы отклонений, новые подходы к организации ТОиР и управлению подрядчиками.

Меняется сама логика работы предприятия:

Децентрализованное принятие решений сменными мастерами и начальниками участков уступает место централизованному управлению из удалённого центра.

Оптимизация на основе индивидуального опыта – оптимизации на основе алгоритмов, заложенных в диспетчерской системе.

Локальные КПЭ на уровне отдельного самосвала — системным показателям всего парка (КИО, КТГ парка, процент доступности сети, доля работы в автономном режиме).

«Героизм» на местах — системному мышлению, где успех измеряется максимумом, заданным алгоритмами для всего парка.

Меняется и природа рисков: вместо инцидентов, связанных с человеческим фактором (например усталость, неоптимальные решения) на первый план выходят кибербезопасность, ошибки в коде и доступность сети.

Именно поэтому простое наложение новых технических решений на старую операционную модель безрезультативно.

Почему проекты роботизации ГТК так и остаются «пилотными» — и что отличает успешные

Задержки внедрения АГТК, которые не позволяют продвинуться дальше пилотного использования, связаны несколькими причинами:

• Не сформирована новая целевая операционная модель — процессы и алгоритмы управления остаются без изменений, в парадигме традиционного подхода.
• Неэффективное проектное управление на стороне заказчика — ответственность за реализацию проекта фрагментирована между ИТ, закупками, стратегией, HR, производством, капстроительством и подрядчиками с разными интересами, разными подходами к управлению задачами и недостаточной координацией между собой.
• Сопротивление персонала и дефицит компетенций — существующие операторы техники и линейные руководители боятся сокращений, а у службы ТОиР не хватает навыков для обслуживания роботизированной техники и управления специализированными подрядчиками.
• Получение одобрений надзорных органов не продуманы заранее — подтверждение соответствия техники и условий ее работы действующим нормам и правилам, а также своевременное согласование исключений (например одобрение экспериментального правового режима для конкретного предприятия) оказывается на критическом пути для запуска техники в эксплуатацию и влечет за собой сдвиг всего проекта по срокам.
• Отсутствует единый технический интегратор — производитель техники, поставщик ПО и оборудования, оператор связи, проектировщик карьера, строительные подрядчики действуют в своих интересах в рамках отдельных договоров, а ответственность за общий результат для бизнеса размыта.

Зеркально этим причинам выглядят и факторы успеха:

·       целевая операционная модель формируется параллельно технической реализации, а не после неё;

·       со старта проекта формируется сильный проектный офис с фокусом на бизнес-результат и операционную готовность;

·       разрабатывается план организационной реструктуризации с отдельным фокусом на перобучение и развитие компетенций;

·       одобрения надзорных органов планируются с первого дня;

·       формально назначается единый технический интегратор с чётким SLA и ответственностью.

С чего начать: короткий шаг по валидации бизнес-кейса

Учитывая масштаб и стоимость трансформации, мы рекомендуем не пытаться «прыгнуть» сразу во внедрение, а начать с короткого этапа валидации бизнес-кейса в применении к конкретному месторождению — и уже по его итогам принимать решение о переходе на следующие этапы.

Логика поэтапного движения выглядит так:

1. Разработка или валидация бизнес-кейса. Разработка финансово-экономической модели, согласование целевых показателей, сравнительный анализ доступной техники, оборудования и программного обеспечения, оценка целевого количества персонала, сводная оценка необходимых капитальных и операционных затрат по вариантам, расчет ковенант проекта,  выбор оптимального сценария для реализации.
2. Разработка целевой операционной модели. Формирование целевой структуры КПЭ, адаптация алгоритмов диспетчеризации, формирование целевой организационной модели, архитектуры данных, целевых подходов к ТОиР и управлению подрядчиками, а также поддержка принятия основных технических решений, запуск контрактации с поставщиками и согласование детального плана реализации проекта.
3. Формирование проектного офиса и обеспечение операционной готовности. Набор команды проектного офиса, запуск процессов контроля реализации проекта, разработка отчетности и внедрение каскада совещаний, координация всех направлений работ в рамках проекта — от набора и обучения персонала до строительства инфраструктуры и запуска удалённого центра управления.
4. Ввод в эксплуатацию и выход на целевые показатели. контроль достижения параметров бизнес-кейса – производительность, сроки, бюджет – эскалация отклонений, выработка корректирующих мероприятий, обеспечение устойчивости результатов

Роль Pieff

Мы видим свою задачу в том, чтобы сопровождать клиента на всём пути, в разной роли в зависимости от этапа.

На стадии бизнес-кейса — независимый эксперт: финансовое моделирование, сценарный анализ, формирование объективной картины для принятия решения на основе данных, бенчмарков, информации от поставщиков и отраслевых экспертов.

На стадии формирования целевого состояния — архитектор и интегратор: структурирование работы проектного офиса, привнесение лучших практик, аналитика и поддержка выработки решений, эскалация отклонений, поддержка в управлении подрядчиками и контроле их обязательств по SLA.

На стадии перехода к эксплуатации — бизнес-партнёр с привязкой к результату: поддержка внедрения, контроль достижения заложенных в бизнес-кейс показателей, выработка и реализация корректирующих действий при отклонениях, обучение персонала, обеспечение устойчивости результатов.

При этом, как отмечали ранее, ключевые сложности перехода лежат не столько в области оборудования и софта, а в системе управления, организационных моделях, и новых алгоритмах принятия решений. Именно здесь у большинства компаний возникает основной разрыв — и именно здесь внешний консультант может быть наиболее полезен.

Автономный ГТК становится новым стандартом отрасли. Вопрос для российских горнодобывающих компаний сегодня — не «внедрять ли», а «как сделать это так, чтобы технология действительно принесла заявленный эффект».