CENTRO DE GESTIÓN OPERACIONES MINA

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1 CENTRO DE GESTIÓN OPERACIONES MINA Publicación C 2 Mining Solutions Número 4 Rev 2, Diciembre 2009

2 C 2 Integración de Tecnologías en Minería Escenario Actual La minería es una actividad compleja que hoy debe lidiar con costos crecientes de energía e insumos, leyes decrecientes de mineral, regulaciones estrictas sobre seguridad y respeto al medio ambiente. Segregación TI & Automatización Las inversiones tecnológicas segregadas por área administrativa u operativa comienzan a perder sentido y no aprovechan las eficiencias potenciales que la tecnología hoy día permite. Ejemplo de esto son los centros de monitoreo de infraestructura y aplicaciones TI. La seguridad en redes de cualquier tipo se vuelve imprescindible ahora para garantizar la continuidad operativa de los procesos productivos. Los tradicionales Centros de Monitoreo de Redes (NOC) aportan un grado de visibilidad, pero a menudo limitado a la infraestructura de redes y aplicaciones TI de la empresa sin acceso a los activos de producción. Visibilidad hacia los procesos y colaboración eficaz entre áreas de la organización no son opcionales hoy para la empresa minera, son una función vital del negocio. Iniciativas que demandan visibilidad de información: reducir costos de operación monitorear desviaciones de metas de producción identificar y acotar fuentes de variabilidad de los procesos implementar y controlar políticas de tolerancia cero hacia conductas inseguras mantener registros auditables sobre la seguridad laboral generar reportes financieros y contables sobre datos confiables identificar barreras a la productividad conocer la utilización y rendimiento real de los activos para planificar sobre bases realistas. La experiencia acumulada a través de años de operación de estos centros, que incluye procedimientos, certificaciones, formas de escalar contingencias, solución de problemas con prontitud, diagnóstico/ configuración remota de dispositivos, mesas de ayuda a usuarios, etc., hoy es perfectamente extrapolable a los sistemas y redes de control de procesos. Esta experiencia constituye de hecho un valor agregado al monitoreo de los activos de producción. (maquinaria, redes y sistemas). Connected Mining es la visión de C 2 hacia una empresa minera verdaderamente conectada, donde los datos relevantes fluyan sin obstáculos a través de procesos y sistemas. Donde los datos se transformen en información accionable mediante una adecuada validación, formateo, distribución y publicación. Donde las decisiones sean oportunas y sus efectos medibles para una mejor gestión y control del negocio. La información en línea es un activo más del negocio; la visibilidad y colaboración eficaz son la base misma de la inteligencia de producción.

3 Conectividad Segura Areas Producción & Empresa C Conectividad & Flujo Información Protocolos Abiertos & Cerrados Zona Desmilitarizada La conectividad física (redes y sistemas) presenta numerosos desafíos en la práctica relacionados con la multiplicidad de sistemas, protocolos y formatos (voz, video, datos) carencia de estándares, islas organizacionales entre otros. Y ahí sólo empieza el desafío, pues la verdadera conectividad (colaboración eficaz) requiere todavía de un manejo adecuado de los datos para convertirlos en información accionable y decisiones oportunas. La primera dificultad con los distintos sistemas aparece con la evolución independiente y aislada de protocolos de distintos fabricantes que comienzan a desarrollar interfaces funcionales a sus propios sistemas. En las arquitecturas propietarias no existe en general una interfaz común en ninguno de los 7 niveles del modelo OSI (Open Systems Interconnection) de la organización ISO (International Organization for Santdardization). Para lograr una conectividad segura que satisfaga los requerimientos de ambas áreas, es necesario crear una zona de intercambio de datos que permita acceso desde ambos extremos de la red a la información que debe ser compartida, pero manteniendo restringido el acceso a las redes en cada extremo. Esta área de intercambio se denomina comúnmente una Zona Desmilitarizada (DMZ por sus siglas en inglés). Por su parte muchos estándares abiertos son realmente desarrollados por grupos ó asociaciones de fabricantes (ej. ODVA) que no conversan nativamente entre ellos. Ethernet, que a menudo se menciona como sinónimo de arquitectura abierta, es un claro ejemplo de esto. Lo cierto es que el estándar Ethernet (IEEE 802.3) sólo está definido para las 2 capas inferiores del modelo OSI (conectividad física y lógica) por lo cual dos aplicaciones sobre Ethernet pueden conectarse pero no necesariamente conversar nativamente entre ellas. Aparecen entonces las arquitecturas Ethernet con apellido (ej. Ethernet/IP). La introducción de la DMZ es crítica para mantener la disponibilidad de los sistemas, direccionar vulnerabilidades y dar cumplimiento a las normas y políticas internas de los sistemas de negocio, como también a los requerimientos de los sistemas operacionales. Diferentes Prioridades Los usuarios de aplicaciones de producción y de negocios de la empresa tienen distintas prioridades en el uso de la información. Para los sistemas de producción la disponibilidad de la información en tiempo real es prioritaria. Por el contrario, para los sistemas de negocio de la empresa, la confiabilidad es primero y la disponibilidad en tiempo real (minuto a minuto) casi innecesaria. De modo que al conectar sistemas operativos de producción con sistemas de administración del negocio, realmente se conectan redes, aplicaciones y usuario que tienen requerimientos muy distintos. Figuras: Der.: Modelo OSI de 7 Capas. Abajo: Uso de Zona Desmilitarizada para intercambio información entre las áreas de producción y empresa. 2

4 C 2 Centro de Gestión Operaciones Mina C 2 Contexto Procesos Contables & Reconciliación Sistema Gestión Operacional Mina C 2 Dentro de la cadena de producción minera, la mina constituye uno de los principales, sino el mayor foco de agregación de valor al negocio. Debido a los volúmenes procesados en un rajo de cierto tamaño, la mina tiene un efecto magnificador sobre las eficiencias ó ineficiencias productivas (disponibilidad de palas, camiones y perforadoras, atollos en chancador primario, tiempos utilizados en cambios de turno, errores del modelo geológico, coordinación de equipos móviles, malas prácticas de operación, consumo de combustible, etc.). Situación Actual Los procesos de contabilización y reconciliación de la producción entre áreas, balance metalúrgico, cálculo de bonos de producción y planificación entre otros resultan a menudo bastante complicados y frecuentemente requieren muchas iteraciones, de varias personas, sobre la misma información para obtener resultados consistentes. Es común 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 límite determinada. Los datos que respaldan dichas provisiones son difíciles de auditar pues típicamente se manipulan en archivos cuya versión difícilmente puede ser controlada. El centro de gestión operacional propuesto por C 2 es una solución unificada de gestión con foco en las principales preocupaciones del área mina: Producción, Activos, Energía y Seguridad. Actualmente muchas empresas mineras utilizan numerosas aplicaciones para el control de gestión, incluyendo múltiples bases de datos, planillas de cálculo y aplicaciones VB desarrolladas específicamente por personal de un área para satisfacer sus requerimientos propios. Fig.: Sistemas de gestión basados en múltiples planillas de cálculo, bases de datos y formularios manuales A medida que las operaciones se vuelven más complejas, estas aplicaciones se vuelven cada día más difíciles de mantener y no permiten implementar procesos de auditoría con facilidad. De hecho aparecen varios inconvenientes: Escasa visibilidad de información relevante hacia el resto de la organización Errores en ingreso de datos manuales desde formularios Errores de fórmulas difíciles de detectar en planillas complejas Rotación del personal que desarrolló estas aplicaciones, a otras funciones Crecimiento inorgánico por cambios constantes al entorno del proceso mina Duplicación innecesaria de datos en servidores y aplicaciones Nulo control de versiones, debido a distribución por , pendrives, etc. Inestabilidad de las aplicaciones ante un mayor volumen de información Integración inefectiva con los sistemas de negocio de la empresa (SAP, Ellipse, JDEdwards, etc.) Esta situación 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 metalúrgica. Fig.: Principios del Código AMIRA P-754 Disponibilidad Equipos Mina (Activos) La coordinación efectiva de la operación y mantenimiento de palas, camiones, perforadoras y chancadores primarios continúa siendo un desafío 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 ó acceso al chancador lo cual representa importantes mermas de productividad. Los tiempos empleados en operaciones de cambio de turnos y equipos en taller de mantenimiento impactan también significativamente los niveles de producción. El monitoreo de disponibilidad y utilización de equipos se realiza generalmente en base a reportes manuales consolidados periódicamente que no permiten detectar desviaciones del plan en tiempo real. La visibilidad de la información a niveles gerenciales está a menudo restringida y ocasionalmente distorsionada. Fig.: Ejemplo gráfico Excel de disponibilidad palas y metas operacionales Uso de Combustibles (Energía) El alto consumo de combustible de los camiones de extracción tiene un fuerte impacto sobre los costos de producción del rajo minero. Aproximadamente un 50% del consumo de combustible se gasta en el área mina (ref. Cochilco) y el costo total en diesel para una flota mediana de camiones y equipos de mina puede fácilmente alcanzar decenas de millones de dólares. Por su parte los fabricantes de camiones de extracción reportan hasta un 25% de ahorro en combustible por cambio en las prácticas de conducción. No obstante el control en el uso de combustible y prácticas operativas en los equipos móviles continúa siendo, en muchas empresas, un proceso manual, sujeto a potenciales adulteraciones y pérdidas de combustible por falta de visibilidad en tiempo real de las operaciones. Fig.: Impacto Combustibles en Área Mina La información es obtenida directamente desde los sistemas de monitoreo y control de equipos mina (ej. PLC a bordo palas, despacho central) luego validada y procesada para dar respuestas a las interrogantes que permitan mejorar la gestión en estas cuatro áreas. Ej.: Cuáles han sido las principales causas de detenciones no planificadas durante el último mes?, con qué frecuencia? duración? Por qué aumentó el consumo de combustibles? Por qué la disponibilidad de palas se ha desviado del plan? Cómo se compara la productividad de los turnos? Cómo se comparan los TMEF de las distintas marcas de camiones? Visión Integrada de las Operaciones El núcleo de la solución está basado en la plataforma de software Proficy Plant Applications de GE (General Electric), que consiste en una herramienta modular, escalable y única de captura, almacenamiento, procesamiento, distribución y publicación de información para las diferentes áreas.

5 C 2 Plataforma de Visibilidad Unificada a los Procesos Modular & Escalable Independientemente de la complejidad del proceso, es fundamental escoger desde un inicio, las aplicaciones correctas que satisfagan las necesidades de gestión, empezando con aplicaciones pequeñas para ir creciendo con el tiempo. Proficy puede ampliar el tamaño y la huella de sus sistemas, añadiendo funcionalidades en su agenda de trabajo, para proporcionar aplicaciones estables e independientes y potentes módulos estrechamente integrados. Interfaces a Otros Sistemas de Mina El sistema permite también la captura automatizada de datos mediante interfaces a los sistemas a bordo de equipos móviles, el ingreso de datos manuales mediante el uso de terminales inalámbricos tipo handheld y la conexión con otros sistemas a través de estándares ampliamente difundidos como OPC y ODBC. Integración Areas de Proceso & Sistemas El sistema de gestión basado sobre Proficy constituye una herramienta unificada que permite ingresar y compartir información entre las distintas áreas operativas, tales como el centro despacho mina, oficinas de producción, áreas de geología, planta chancado y equipos móviles (camiones, palas, perforadoras, camionetas, retroexcavadoras y otros equipos móviles secundarios). Cada usuario en su oficina ó lugar de trabajo realiza el acceso a la información mediante un navegador web estándar, ya sea en una aplicación de escritorio ó sobre plataformas móviles de Windows. El ingreso de información en terreno es a través de dispositivos móviles y la información queda inmediatamente disponible y visible para el resto de la organización. Adopción de Estándares Módulo Historizador y/ó Interfaz nativa a servidor PI/OSISoft Los sistemas de gestión operacional desarrollados inorgánicamente para satisfacer necesidades de información locales a un área, no siguen un estándar y privilegian las eficiencias locales en desmedro de la eficiencia total del negocio. Proficy está diseñado para cumplir el estándar ISA-95 de integración entre sistemas de control de la producción y de gestión de la empresa. Módulo Eficiencia de Activos Proficy Plant Applications presenta un método único para digitalizar las operaciones de producción creando una planta virtual unificada y de fácil configuración, que proporciona niveles incomparables de análisis, informes y visibilidad de todas sus operaciones El módulo de eficiencia permite monitorear las principales causas de improductividad ( downtime ), mediante la implementación del indicador de eficiencia OEE (Overall Equipment Effectiveness), que permite identificar y tendenciar las tres variables principales que impactan sobre la productividad de la mina: Disponibilidad, Utilización de equipos mina y Calidad (razón estéril/mineral).

6 Seguimiento Eficiencia de Activos & Producción Por ejemplo una operación minera de Cobre planificada para TMF/Año con 90% de disponibilidad operando a 90% del tonelaje/día planificado y con un 5% de reprocesamiento produce un OEE de 77%, es decir 23% por debajo de su capacidad máxima planificada. Esto equivale a US$ 150 millones anuales potencialmente alcanzables considerando un precio de US$ 3/lb. Alcanzar un OEE World Class (>85%) supone tener al menos una disponibilidad del 90%, un rendimiento de producción del 95% y una calidad del 99,9%, lo cual sólo se puede lograr con un sistema de gestión enfocado a las necesidades del negocio. El seguimiento y reportes de downtime se realizan en base a la categorización de tiempos improductivos, monitoreando toda la información de detalle asociada. La información se presenta contextualizada por turno, máquina, área, causa, duración, frecuencia, etc. C Módulo Producción El módulo de producción permite planificar y monitorear el cumplimiento del plan de producción, así como mantener actualizada la información gráfica de inventarios en proceso (ej. acopios) y realizar el seguimiento de lotes de producción hasta su origen (genealogía). Permite además implementar una operación de mina totalmente automatizada definiendo y modificando en línea los procesos operacionales, con el objetivo de monitorear desviaciones, rastrear producción, conectar directamente al sistema de negocios (SAP ú otro) El módulo Producción permite adicionalmente el mejoramiento continuo de los procesos operativos, y la reducción de la variabilidad, mediante una herramienta de análisis estadístico de datos. Estado Categoría Tiempo Efectivo Demoras No Programadas Demoras Programadas Reservas 2 Perforando Cambio Pozo Cambio Malla Incidente/Accidente Posicionamiento en Pozo Relleno Agua Perforación Sin Sistema Colación Cambio Turno Tronadura Combustible/Lubricante Traslado Sin Operador Sin Asignación Sitio Perforación Sin Marcación Pozos Condición Climática Requerimiento Operacional Trabajando con proveedores de clase mundial 50 Años de presencia en la región implantando exitosamente tecnología en la industria

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