TT-206 SISTEMA DE APOYO A LA GESTION DE UNA FLOTA DE VEHICULOS EN UNA MINA A CIELO ABIERTO EN COMPAÑÍA MINERA COOMOLACHE S.A.

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1 TT-206 SISTEMA DE APOYO A LA GESTION DE UNA FLOTA DE VEHICULOS EN UNA MINA A CIELO ABIERTO EN COMPAÑÍA Autor (es): MINERA COOMOLACHE S.A. Ricardo Huancaya Delgado (Gerente de Unidad) Oswaldo Cabrera Rebaza (Gerente de Sistemas) Renato Moreyra Perez (Superintendente de Planeamiento) Esteban Chumpitaz Saravia (Jefe de Sistemas) Empresa: CIA. MINERA COIMOLACHE S.A. Resumen El sistema de apoyo a la gestión de flota de vehículos en mina a tajo abierto GO Tracking, es un sistema de apoyo a la gestión que permite la localización y rastreo de vehículos mediante el uso de la tecnología GPS. Por lo tanto, apoya la implementación de diversas estrategias de producción dirigidas a aumentar la eficiencia y disponibilidad de la flota en su conjunto. Los riesgos de seguridad son mitigados mediante el monitoreo y alerta de exceso de velocidad así como sobre la proximidad de otros vehículos, evitando así las colisiones. Hay varias soluciones similares disponibles en el mercado hoy en día, pero no permiten el tipo de personalización que nuestras operaciones necesitan. Además, la propuesta de valor de este sistema es su rentabilidad. La inversión necesaria para esta solución representa un 20% aproximadamente de otras alternativas comerciales. El proyecto fue gestionado siguiendo las directrices propuestas por el PMI. La plataforma de comunicaciones para este software se basa en la red Wi-Fi que cubre la totalidad de las instalaciones mineras. El operador tiene una tableta con conexión GPS que captura la ubicación del equipo en tiempo real a través de un sistema de radar. La tableta tiene una base de datos interna para evitar la pérdida de información, la misma que sincroniza periódicamente con la base de datos central. Además, el operador registra en la tableta los tiempos de parada así como las necesidades de mantenimiento programado. La tableta se convierte en un medio de comunicación entre el despachador y los conductores de vehículos. I. INTRODUCCION Los procesos de producción de minería son cada vez más complejos. La cantidad de información generada por estos procesos en relación con la necesidad de optimizar la producción, hacen que sea necesario recurrir a la tecnología con el fin de lograr resultados óptimos. Por ejemplo, un sistema de seguimiento de un equipo móvil pesado puede utilizar la

2 tecnología GPS junto con las capacidades de una red de voz y datos a fin de proporcionar un servicio dirigido a la supervisión y gestión de las operaciones en tiempo real. GPS (Sistema de Posicionamiento Global) es, hasta el momento, el sistema satelital que ofrece más y mejores beneficios, en lugar de otros sistemas en funcionamiento o en desarrollo. (Huerta, Mangiaterra y Noguera, 2005). De esta manera, hemos hecho un diseño correcto de la base de datos geoespacial, que nos permite determinar el tipo de datos (float) que se utiliza para almacenar la información de las coordenadas. Con estos conceptos en mente, las áreas de Tecnología de la Información y Planeamiento de Cía. Minera Coimolache S.A. (Fig. 1), en un esfuerzo conjunto con la Cia. De Minas Buenaventura S.A.A. han puesto en marcha un proyecto de investigación con el objetivo de crear un sistema de seguimiento en tiempo real modular, robusto, flexible y confiable. En última instancia, el objetivo de este proyecto es mejorar la productividad y eficiencia de las operaciones de la mina. Fig 1. Vista panorámica de Cía. Minera Coimolache S.A.. II. DESCRIPCION El sistema propuesto busca tener un control óptimo y eficiente del equipo pesado en el cumplimiento del plan de producción. Actualmente, el proceso se realiza manualmente, lo que es una tarea agotadora y propensa a errores, demandando valiosas horas. Ver Fig. 2. INICIO Controlador de mina registra viajes Supervisor recopila información de controladores Supervisor envia información a planeamiento Planeamiento genera reporte de producción FIN Fig 2. Diagrama de flujo de proceso principal actual.

3 El sistema de seguimiento propuesto será modular, en tiempo real y permite automatizar la cuenta de viajes, velocidad y otra condición durante la operación diaria de la unidad móvil. Ver Fig. 3. IV. DESARROLLO DE SOFTWARE Fig 5. Diagrama de flujo. Fig 3. Sistema propuesto. III. OBJETIVOS Después de un análisis y diseño cuidadoso, fue posible aplicar la tecnología mencionada anteriormente con el fin de construir el software. Se desarrollaron dos principales interfaces en lenguaje Visual Studio.NET: 1. Ordenador remoto: volquete y/o excavadora. Fig 4. Objetivos. Esta interfaz proporciona una ventana para cada uno de los operadores de equipos con las siguientes características: Control de acceso rápido y validación para el operador a través de una tablet con pantalla táctil "GETAC E110" (Fig 4 y Fig. 5). Esto permite una mejor interacción con el sistema. Un algoritmo interno que recibe, lee y procesa los datos con GPS NMEA (National Marine Electronics Association) estándar. Esto

4 permitirá tener la posición real de los equipos móviles en la tableta. La adquisición de datos se obtiene automáticamente en 03 segundos de intervalo. Estado de sincronización del dispositivo manual y automática: carga, acarreo, descarga y gestión de colas. Este estado de la máquina se obtiene de una demarcación virtual de las zonas de carga y descarga que se ha definido previamente. De esta manera, el sensor GPS detecta la zona y cambia automáticamente su estado cuando entra a la zona de carga o descarga. El sistema de seguimiento recibe tareas de operación en línea. Ver Fig. 8. Fig 8. General View of the remote interface. 2. Oficina de control principal (Tracking) En este caso, la interfaz principal permitirá a los usuarios gestionar, actualizar y asignar tareas de operaciones mineras para cada uno de los operadores del equipo móvil (mediante la interfaz remota instalada en su cabina). Desde el centro de control, el sistema de seguimiento será capaz de: Fig 6. Panel de control para usuarios Fig 7. Tablet GETAC E110. Mostrar un mapa general de las operaciones. Ver Fig. 9. Ver todos los equipos móviles activos dentro del alcance operación minera. Asignar rutas de acarreo por camión manualmente. Ver Fig. 10. Consultar el recorrido de los volquetes. Ver Fig. 11. Definir los polígonos de origen y destino de forma manual. Ver Fig. 12.

5 Fig 12. Asignación de poligonos. Fig 9. Plano general de las operaciones. Fig 10. Asignación de rutas de acarreo. La información recopilada será compartida en tiempo real entre los otros equipos móviles y también se entregará informes oportunos a los usuarios autorizados. Con la ayuda de la base de datos geoespacial disponible con Microsoft SQL Server 2008 R2; polígonos con diferentes propiedades, como las leyes, el volumen de toneladas, tipo de mineral, plan de la mina y la topografía de la mina se almacenarán. Esta información se recoge de áreas como el Ore control y Planeamiento Mina, en formato de datos geométrica con coordenadas geográficas y UTM. Fig 11. Consulta de recorrido de volquete. Los datos se procesan y se muestran en diferentes gráficos a través de Microsoft Bing Maps. Una imagen topográfica se pudo demostrar, y por encima de ella, podríamos apreciar en tiempo real del equipo disponible con su posición actual y sus diferentes estados de funcionamiento para mantener un monitoreo preciso y actualizado.

6 Todos estos datos se almacenan en un servidor principal en tiempo real en la red de datos inalámbrica. Si el equipo pierde la conectividad con la red, una opción de operación local por el sistema se activa automáticamente. Los datos se almacenan localmente en la tableta. Esta información será revocada y se sincroniza con el servidor principal después de que se restablezca la conectividad. Ver Fig. 13. El sistema cuenta también con una función que mediante el GPS de la Tablet permite al operador del volquete ser alertado de la proximidad de otro vehículo, este sistema se activa de forma manual por el operador mediante un botón deslizable en su Tablet, mayormente se usa en ocasiones en que el clima es adverso, vale decir clima con neblina bastante densa. Ver Fig. 15. Fig 15. Botón de Sistema anti colisión. Fig 13. Ventana de información de sincronización. Otra función de este sistema es el seguimiento en línea de la velocidad del equipo móvil. Si el operador excede el límite de velocidad, se activa una alarma en el centro de control y en el equipo remoto. Por lo tanto, estamos garantizando la seguridad del personal. Ver Fig. 14. En la Fig. 16, se tiene el dashboard del sistema que muestra indicadores para la toma de decisiones. Por ejemplo, muestra resúmenes diarios de viaje, el tipo de producción de minerales, la producción diaria de vehículos (basado en el registro de parada), paradas de la computadora y acciones, mineral hasta la fecha. Fig 16. Dashboard del Sistema. Fig 14. Botón de Sistema anti colisión.

7 V. DESPLIEGUE DE INFRAESTRUCTURA Antes de instalar la infraestructura de red inalámbrica en áreas de la mina, es importante entender las capacidades y limitaciones que esta tecnología tiene. Así que tenemos que centrarnos en: El rendimiento óptimo. La cobertura de las zonas de operaciones. Calidad de Servicio. Redundancia y contingencia. Ver Fig. 17. Fig 18. Antena portátil con panel solar. Fig 17. Infraestructura de red del Sistema propuesto. La topología de la red wifi de comunicaciones es mesh, esto permite que la conexión de la tablet sea constante ya que el equipo se conecta a la antena que tiene mejor señal. Para ello se tiene instaladas dentro de la operación antenas fijas y antenas móviles que se trasladan de acuerdo a la necesidad de cobertura. Ver Fig Fig 19. Torre autosoportada 42 Metros. La Tablet cuenta con un sensor GPS SiRFstarIVTMGPS, el sensor captura la información de posicionamiento de los satélites para luego enviar dicha información por el puerto serial virtual a la aplicación. El volquete está equipado con 02 antenas omnidireccionales instaladas en la parte superior de la cabina, estas antenas están conectadas a una tarjeta Mikrotik RB433H.

8 Ver Fig. 20. que ver directamente con la seguridad del operador. 1. Modulo detección de fatiga. Fig 20. Antena instalada en camion. El volquete provee de energía al equipamiento de comunicaciones y la Tablet, la energía se toma de la batería del volquete. Ver Fig. 21. El primer módulo a desarrollar es el modulo para detectar la fatiga, para ello se realizaran pruebas con la cámara de Microsoft Kinect que permite tener en un mismo dispositivo cámara, profundidad y movimiento, esto es perfecto para nuestro propósito sobre todo por el tema de minimizar la cantidad de dispositivos asociados a la solución. Ver Fig. 22. Fig 22. Camara Kinect. Fig 21. Tablet instalada en camión. Las antenas de comunicación y servidores cuentan con UPS para garantizar la disponibilidad y continuidad del servicio. VI. DESARROLLO FUTURO En etapas posteriores planeamos añadir más cuadros de mando para el sistema con el fin de realizar un seguimiento de rendimiento de los equipos móviles. Así mismo se piensa añadir dos módulos mas a la aplicación estos módulos tienen El objetivo es poder desarrollar el código que sea capaz de detectar los movimientos de los ojos específicamente el parpadeo, así mismo el grado de inclinación de la cabeza para poder determinar si el operador está siendo afectado por la fatiga. Si esa condición es detectada el sistema inmediatamente lanzara una alerta al centro de control quien indicara al operador que se detenga para tomar un descanso, de esta manera se evitara posibles accidentes provocados por la fatiga.

9 2. Modulo para cámara de retroceso. El segundo módulo a desarrollar será el de la función de cámara de retroceso, esto permitirá al operador del volquete poder realizar maniobras en retroceso de forma segura. Para ello en la misma aplicación se habilitara la opción para que cuando el operador de marcha atrás el sistema active la cámara y esta se muestre como una ventana dentro de la aplicación. El sistema propuesto nos permite controlar y monitorizar en tiempo real de cada equipo (camiones y / o excavadoras), asegurando el cumplimiento eficiente con el plan de producción establecido. Es necesario también mencionar los riesgos a las que se enfrentó el presente trabajo, en la cual están presente actores internos y externos tal como se puede apreciar en el siguiente gráfico. Ver Fig. 23. La ventaja de este desarrollo es de tener todos los elementos en un mismo dispositivo y no saturar al operador con pantallas para diferentes propósitos. Fig 23. Riesgos del proyecto. VII. CONCLUSION La aplicación de la tecnología GPS en la minería es económicamente viable y confiable, que nos permite monitorear en tiempo real cualquier dispositivo inalámbrico móvil en una mina a cielo abierto. Finalmente es necesario mencionar el factor decisivo en la concepción del proyecto, este es el factor económico ya que genera ahorro por la alternativa del desarrollo in house a medida que permite personalizar la herramienta a la medida de la operación en donde se desee implementar. Ver Fig. 24. Fig. 25. El sistema propuesto permitirá que tengamos un análisis cuantitativo de los progresos de las operaciones mineras en tiempo real, lo que favorece la reacción inmediata a un evento inesperado de retraso.

10 FLUJO PROYECTADO USD Conceptos / Años Inicio Opción Compra Sistema Compra_Software y Servicio 76,353 76,353 76,353 76,353 Dispositivos y Hardware 68,303 68,303 68,303 68,303 HH Desarrollo Software Mantenimiento 12,220 12,220 12,220 12,220 Opción Desarrollo Compra Software 2,500 Dispositivos y Hardware 23,250 23,250 23,250 23,250 HH Desarrollo Software 37,760 Mantenimiento 3,345 3,345 3,345 3,345 Ahorros en Perido de 4 años Fig 24. Presupuesto.. Compra Software (SQL) -2,500 76,353 76,353 76,353 76,353 Ahorro en Hardware - 45,053 45,053 45,053 45,053 Ahorro en Compra de equipo -37, Ahorro en Mantenimiento - 8,875 8,875 8,875 8,875 FLC -40, , , , ,280-40, , , , ,280 Indicador Tasa descuento VAN Neto VAN 15% 331,688 TIR 323% 0.00 Fig 26. VAN TIR. El avance tecnológico sumado al vivir en una época globalizada hace que los costos de desarrollo sean aceptables. Fig 25. Comparativo. Como se puede apreciar la diferencia por el monto de inversión de una solución comercial vs una solución desarrollada in house es bastante notoria. Se adjunta también la corrida de costos realizada para un proyectado de 04 años, en donde se aprecia también el ahorro. Ver Fig.26. El proyecto fue gestionado siguiendo las directrices propuestas por el PMI. VIII. REFERENCIAS [1]. Eduardo Huerta,Aldo Mangiaterra, Gustavo Noguera, GPS satellite positioning.2005