[轉(zhuǎn)] 全球礦業(yè)尋求“寒冬突圍”

2016-02-16 08:34 來(lái)源: 期貨日?qǐng)?bào) 瀏覽:487 評(píng)論:(0) 作者:開(kāi)拓者金融網(wǎng)

  數(shù)字技術(shù)或許能為礦業(yè)生產(chǎn)率提升帶來(lái)新思路

  利用變革性的數(shù)字和技術(shù)創(chuàng)新,礦業(yè)或許能有所突破。在本文中,我們將會(huì)闡述若干數(shù)字技術(shù)。早已有研究對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行分析,而如今這些技術(shù)的成本終于足夠低廉,使其能在采礦業(yè)中被大規(guī)模使用。它們的應(yīng)用范圍包括更全面地認(rèn)識(shí)基本資源、優(yōu)化原料和設(shè)備流程、加強(qiáng)故障預(yù)防工作、提高機(jī)械化自動(dòng)化以及實(shí)時(shí)監(jiān)控性能。

  單獨(dú)來(lái)看,每個(gè)條件都具備足夠的潛力。而它們的結(jié)合意味著潛在安全性和礦業(yè)價(jià)值捕捉的根本轉(zhuǎn)變。我們會(huì)對(duì)這些機(jī)會(huì)進(jìn)行概述,并提出若干值得礦業(yè)人士關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。

  提高生產(chǎn)力勢(shì)在必行

  分析顯示,全球礦產(chǎn)生產(chǎn)率在過(guò)去的10年中以每年3.5%的速度遞減。而這一趨勢(shì)在許多類(lèi)細(xì)分產(chǎn)品、地區(qū),以及大部分礦企中都非常明顯。盡管人們對(duì)其頹勢(shì)的起因爭(zhēng)論不休,但在這一點(diǎn)上已達(dá)成共識(shí):由于該行業(yè)的前景已經(jīng)惡化,大多礦企已經(jīng)擱置或削減擴(kuò)張計(jì)劃,甚至重新思考到底是應(yīng)擴(kuò)張還是應(yīng)收縮業(yè)務(wù)。其結(jié)果是,采礦業(yè)生產(chǎn)力趨于平緩,甚至在某些地區(qū)或某些商品上,生產(chǎn)力開(kāi)始復(fù)蘇。

  但顯然生產(chǎn)力提高的空間是巨大的,將該潛力量化的方法之一是把采礦業(yè)與其他行業(yè)進(jìn)行對(duì)比,如上游石油、天然氣、鋼和煉油業(yè)。以我們?cè)O(shè)置的基準(zhǔn)為參考,可以觀測(cè)到在世界范圍內(nèi),地下開(kāi)采、露天開(kāi)采和粉碎研磨的平均全局設(shè)備效率(OEE)分別是27%、39%和69%。相比之下,上游石油和天然氣的OEE已高達(dá)88%,鋼業(yè)是90%,而煉油業(yè)則是92%。

  當(dāng)然,采礦業(yè)與其他行業(yè)有著諸多不同。它的不確定性相當(dāng)高,從一開(kāi)始資源的可開(kāi)采性評(píng)估就充滿變數(shù)。礦產(chǎn)的開(kāi)采環(huán)境往往極度惡劣,而且位置偏遠(yuǎn)。不僅如此,光是把工作人員運(yùn)輸?shù)介_(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)(不論是空運(yùn)人員到達(dá)礦井、輸送人員進(jìn)入地下或者是運(yùn)回地面),就已耗費(fèi)了大量的寶貴時(shí)間。另外,由于礦石大小、硬度不可預(yù)測(cè),因此采礦設(shè)備不時(shí)承受過(guò)大的壓力,從而導(dǎo)致坍塌事故發(fā)生。

  但這正是關(guān)鍵所在。想要降低外部壓力,智能規(guī)劃和活動(dòng)協(xié)調(diào)是必不可少的。而嚴(yán)明的紀(jì)律則能消除礦工自己引發(fā)的不確定性。通過(guò)降低甚至是盡可能消除礦業(yè)特有的風(fēng)險(xiǎn),礦產(chǎn)生產(chǎn)率將提升一個(gè)臺(tái)階。

  采礦業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)

  我們相信礦業(yè)正處在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),此時(shí)數(shù)字技術(shù)或許能為不確定性控制、生產(chǎn)率提升帶來(lái)新思路。以下四類(lèi)集群技術(shù)的大規(guī)模使用趨勢(shì)已日趨顯著。

  數(shù)據(jù)、計(jì)算能力和連通性

  通過(guò)在實(shí)物中嵌入大量傳感器,人們不僅能夠獲取大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,也能讓機(jī)器之間實(shí)現(xiàn)交流。而這一技術(shù)的成本已更低廉、更具可行性;智能電網(wǎng)能夠報(bào)告數(shù)百萬(wàn)家庭的用電情況;當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí),深海油井上的傳感器將向控制中心發(fā)送警告信號(hào)。在2015年,每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比2003年一年總和還多,礦業(yè)已經(jīng)能獲取大量數(shù)據(jù),它們對(duì)礦井的了解比以往更精確、更具連續(xù)性。

  分析與情報(bào)

  為了更好地整合數(shù)據(jù),機(jī)器會(huì)“學(xué)”著提升統(tǒng)計(jì)技術(shù)。得益于先進(jìn)的分析能力,人們能利用海量數(shù)據(jù)集,對(duì)未來(lái)事件的發(fā)生概率進(jìn)行預(yù)測(cè)。復(fù)雜的采礦任務(wù),如地質(zhì)建模、日程安排、維修預(yù)測(cè),將在智能統(tǒng)計(jì)和優(yōu)化算法的運(yùn)用領(lǐng)域中占重要地位。

  人機(jī)對(duì)話

  智能手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備已讓人類(lèi)的互動(dòng)對(duì)象由同類(lèi)拓展至機(jī)器。消費(fèi)者在導(dǎo)航、預(yù)訂的士、監(jiān)測(cè)健康情況方面都已離不開(kāi)智能手機(jī);而智能設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域的普及度正急速上升,其中智能眼鏡就是一個(gè)典型的例子。智能眼鏡能為生產(chǎn)線工人提供指引,或是指示他們修理故障設(shè)備,加強(qiáng)運(yùn)作紀(jì)律。另一個(gè)例子是具備傳感器的工作服。這種工作服能夠讓管理者獲取相關(guān)危險(xiǎn)以及工人身體狀況的數(shù)據(jù),以此提高工作安全性。

  數(shù)字―物理轉(zhuǎn)換

  我們?cè)跈C(jī)器人領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展,現(xiàn)在我們能夠生產(chǎn)更便宜、高效的全自動(dòng)設(shè)備。在制造行業(yè),工業(yè)機(jī)器人的成本自1990年至今已下降了50%,而同一時(shí)期美國(guó)勞動(dòng)力價(jià)格卻上升了80%。與此同時(shí),隨著人工智能等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,機(jī)器人應(yīng)用范圍更加廣泛。在礦業(yè),遠(yuǎn)程通信和輔助控制設(shè)備的設(shè)備越來(lái)越普遍。此外,人們已引進(jìn)全自動(dòng)設(shè)備來(lái)開(kāi)展?fàn)恳?、鉆井等工作。

  綜上,這些技術(shù)能夠讓礦產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)方式發(fā)生根本性變革。這種變革不僅體現(xiàn)在利用信息流來(lái)降低決策風(fēng)險(xiǎn),也體現(xiàn)在采取更集中化、機(jī)械化的運(yùn)作方式來(lái)降低操作風(fēng)險(xiǎn)。

  未來(lái)業(yè)績(jī)

  我們的觀點(diǎn)是,當(dāng)把這些技術(shù)作為一個(gè)整體嵌入采礦產(chǎn)業(yè)鏈時(shí),其最大價(jià)值才得以發(fā)揮,接下來(lái)我們分析它能創(chuàng)造哪些價(jià)值體。

  對(duì)資源的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)

  幾乎沒(méi)有什么問(wèn)題能這般刺激礦企高管的神經(jīng):如果你能準(zhǔn)確知道地下礦石的構(gòu)成與位置,那將如何?過(guò)去,從勘探到短期開(kāi)采計(jì)劃,資源的挖掘過(guò)程往往被組織邊界、數(shù)據(jù)來(lái)源和地質(zhì)模型切分成若干細(xì)小環(huán)節(jié)。但現(xiàn)在,礦工能夠通過(guò)在線取樣,以及結(jié)合礦體模型信息與炮孔鉆數(shù)據(jù),更好地了解資源。

  整合開(kāi)采數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)技術(shù)能提高發(fā)現(xiàn)礦石的可能性,加深目標(biāo)的鉆井深度,以最大限度地獲取信息收益。人們把地質(zhì)信息與更優(yōu)、更具普遍性的規(guī)律結(jié)合,能優(yōu)化鉆井和爆破模式,創(chuàng)建一個(gè)可執(zhí)行的礦山計(jì)劃,同時(shí)把質(zhì)量問(wèn)題扼殺于搖籃之中。

  材料與設(shè)備流動(dòng)的優(yōu)化

  本質(zhì)上,礦業(yè)的供應(yīng)鏈?zhǔn)嵌鄠€(gè)固定與移動(dòng)設(shè)備的交互系統(tǒng)。工具和指標(biāo)如OEE,是業(yè)務(wù)改進(jìn)的基礎(chǔ),但它們無(wú)法掌握系統(tǒng)的復(fù)雜性。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和更好的分析工程讓日程安排以及設(shè)備、土地使用步伐加快。例如,在礦井之中,將傳統(tǒng)的調(diào)度和智能算法結(jié)合能使效率最大化。又如,在加工廠中,許多工廠運(yùn)營(yíng)者對(duì)產(chǎn)量驅(qū)動(dòng)因素的理解存在盲點(diǎn)。而新型數(shù)學(xué)技術(shù)則能尋找二階和三階變量之間的隱藏關(guān)系,來(lái)解決這一問(wèn)題。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),運(yùn)用了這一技術(shù)的工廠,其黃金(1208.30, -31.10, -2.51%)、鎳、磷酸鹽和其他礦物質(zhì)的產(chǎn)量提高了3至10個(gè)百分點(diǎn)。

  改進(jìn)預(yù)測(cè)

  礦產(chǎn)企業(yè)具有收集大量鉆頭、卡車(chē)、加工廠和火車(chē)數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)。但這些數(shù)據(jù)并沒(méi)有得到充分利用。在某些情況下,礦企對(duì)信息的利用率只有1%,甚至更少。運(yùn)用這些信息能夠計(jì)算特殊部件發(fā)生故障的概率,而不是基于傳統(tǒng)的時(shí)間計(jì)算法來(lái)減少維護(hù)費(fèi)用,防止意外發(fā)生。

  提高機(jī)械自動(dòng)化程度

  自動(dòng)化能夠降低運(yùn)營(yíng)成本,加強(qiáng)操作紀(jì)律,并且保障工作人員的人身安全。有的技術(shù),特別是自動(dòng)化運(yùn)輸和鉆井,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商業(yè)化。而另一些技術(shù),特別是自動(dòng)爆破和鏟除,還處于實(shí)驗(yàn)階段。我們分析認(rèn)為,運(yùn)輸自動(dòng)化帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的――持有的總成本將降低15%―40%。具體的下降幅度取決于勞動(dòng)力成本,因?yàn)殛P(guān)于坑配置、設(shè)備配置和操作轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)必須由工作人員親自決定,另外,我們認(rèn)為采礦自動(dòng)化能夠減少最危險(xiǎn)礦區(qū)的一半的勞動(dòng)力。

  實(shí)時(shí)表現(xiàn)監(jiān)控

  實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)之一在于,在采礦過(guò)程中,人們能每分每秒都掌握設(shè)備的情況與具體位置,尤其是能確認(rèn)項(xiàng)目是否照計(jì)劃進(jìn)行。實(shí)時(shí)管控技術(shù)賦予了運(yùn)作管理一層新的含義,讓運(yùn)作管理不再只是制定月度目標(biāo),而是關(guān)注情況的變化以及計(jì)劃的實(shí)施情況。此外,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與操作中心不僅讓即時(shí)反饋成為可能,同時(shí)也讓操作中心的決策更加周全細(xì)致。這樣中心能讓整條產(chǎn)業(yè)鏈,而不是某個(gè)細(xì)分環(huán)節(jié)的價(jià)值最大化。這種性能一方面能用于監(jiān)測(cè)意外,來(lái)提高安全性;另一方面能夠保證設(shè)備的高利用率,同時(shí)降低計(jì)劃的實(shí)施成本。

  每個(gè)條件都看似容易實(shí)現(xiàn),但只有作為整體被共同利用時(shí),它們才能發(fā)揮出最大的價(jià)值。有三個(gè)原因可以解釋這一論點(diǎn)。

  首先,自動(dòng)化所需的物理技術(shù)提供了實(shí)時(shí)信息流,這是人們更深入了解情況的基礎(chǔ)。對(duì)自動(dòng)化的投資完美地完成了,同時(shí),人們也投資了那些為更優(yōu)決策而打造的系統(tǒng)與工具。

  其次,這些決策最終會(huì)反饋給全自動(dòng)機(jī)器,而不是人類(lèi)操作員。這一封閉環(huán)的真實(shí)價(jià)值在于它的學(xué)習(xí)功能――持續(xù)的決策記錄,與學(xué)習(xí)算法的機(jī)器共事,將不斷從每次迭代中獲得更優(yōu)的結(jié)果。

  最后,一旦系統(tǒng)的某部分建立于數(shù)字化平臺(tái),實(shí)在的利益或是網(wǎng)絡(luò)效應(yīng),將延長(zhǎng)其至整個(gè)供應(yīng)鏈。決策算法可用的數(shù)據(jù)越多,它就越高效;運(yùn)作活動(dòng)越是能被系統(tǒng)化地記錄,這些數(shù)據(jù)將越珍貴;決策算法的范圍越廣,運(yùn)算結(jié)果就越能反映最佳的商業(yè)結(jié)果。

  被充分整合的自動(dòng)化礦業(yè)供應(yīng)鏈這一概念,或許在未來(lái)也無(wú)法獲得全世界的認(rèn)同,但是它早已不局限于采礦的科學(xué)范疇――它是一系列技術(shù)部署的邏輯終點(diǎn),而礦企不過(guò)是發(fā)起者罷了。另外,在降低與管控風(fēng)險(xiǎn)方面,它幾乎是礦企的最佳選擇。同時(shí),它既能加強(qiáng)人員安全,也能保證生產(chǎn)率。因此,我們認(rèn)為它是必然的目標(biāo)。問(wèn)題在于,我們要多久才能到達(dá)目的地。

  揚(yáng)帆起航

  捕捉數(shù)字創(chuàng)新價(jià)值代表著采礦業(yè)觀念、戰(zhàn)略、操作模式和性能的根本性轉(zhuǎn)變。尤其值得關(guān)注的是,礦業(yè)的價(jià)值創(chuàng)造評(píng)價(jià)重點(diǎn)將不是物料運(yùn)輸,而是如何收集、分析,以及根據(jù)信息來(lái)提高產(chǎn)量。這是一個(gè)艱難的轉(zhuǎn)變,而且只有在行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者認(rèn)為這一變革前景誘人時(shí),礦企轉(zhuǎn)型才能成功。我們的分析結(jié)果表明,這一機(jī)遇帶來(lái)的收益相當(dāng)可觀――在2025年大約能給全球帶來(lái)3700億美元的經(jīng)濟(jì)利益。這個(gè)數(shù)額大約是2025年全球礦業(yè)成本的17%。

  釋放價(jià)值的關(guān)鍵在于,人們視創(chuàng)新為涵蓋商業(yè)各方面的行動(dòng),而不僅僅是一種技術(shù)上的努力。實(shí)際上,許多技術(shù)難題已經(jīng)被攻破了。對(duì)下一代采礦業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者來(lái)說(shuō),能否抓住這一機(jī)遇才是真正的挑戰(zhàn)。

  技術(shù)是自身的終結(jié)者還是扎根于價(jià)值創(chuàng)造之中

  礦企必須抵住誘惑,不能以犧牲價(jià)值為代價(jià)而盲目地追求智能。建立能夠整合商業(yè)難題與技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)絕非易事,成功的訣竅是,必須擁有一個(gè)既知采礦操作技術(shù),又通曉新技術(shù)整合的團(tuán)隊(duì)。

  技術(shù)是未來(lái)更大更好的工具還是運(yùn)作模式上的根本轉(zhuǎn)換

  若僅僅是把技術(shù)作為減少直接計(jì)數(shù)的新一代工具,那企業(yè)恐怕會(huì)錯(cuò)失整合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與決策的良機(jī)。從中心計(jì)劃到實(shí)操現(xiàn)場(chǎng),從礦井到港口的全方位運(yùn)作,數(shù)據(jù)與決策的整合任務(wù)意味著,工作人員將扮演系統(tǒng)工程師的角色,而不是泥土的搬運(yùn)工。

  人們的轉(zhuǎn)變會(huì)有多高效

  通過(guò)我們跨行業(yè)的大數(shù)據(jù)研究,我們認(rèn)為技術(shù)――數(shù)據(jù)、分析和系統(tǒng)只是答案的一部分,過(guò)程和人員的改變是不可或缺的。只有如此,技術(shù)和方法才能被有效運(yùn)用。成功的礦業(yè)人員將會(huì)以整體思維來(lái)看數(shù)據(jù)、看系統(tǒng)、看核心過(guò)程,乃至看人員能力。他們清醒意識(shí)到,只有人們工作與決策的方式改變,新技術(shù)才能產(chǎn)生價(jià)值。

  在初始階段,管理效果會(huì)如何

  盈利是優(yōu)先考慮的因素,隨后是價(jià)值展現(xiàn),以及從技術(shù)中提取價(jià)值能力的建設(shè)。與此同時(shí),大量礦企需要改變其傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)、IT系統(tǒng)和數(shù)據(jù)體系,以便大規(guī)模實(shí)施新技術(shù)。

  適應(yīng)情況會(huì)如何

  許多礦企往往沒(méi)有明確創(chuàng)新的管理者。不僅如此,若是僅憑借現(xiàn)有的能力,或是運(yùn)用目前的記分卡、指標(biāo)和運(yùn)算來(lái)捕捉新機(jī)遇,似乎只會(huì)讓企業(yè)延續(xù)現(xiàn)狀。要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變,礦企必須明確負(fù)責(zé)創(chuàng)新的高管,重新定義身懷技能高管的角色,并且重新設(shè)計(jì)計(jì)劃,來(lái)為創(chuàng)新創(chuàng)造空間。

  從礦產(chǎn)資源到設(shè)備壓力再到天氣,采礦業(yè)總是被貼著不確定性和多變的標(biāo)簽。這些因素是企業(yè)運(yùn)作的核心,要在采礦業(yè)新時(shí)代勝出,關(guān)鍵就在于企業(yè)能否清醒地意識(shí)到,這一時(shí)代終將到來(lái)。具體而言,通過(guò)正確的投資,企業(yè)可以減少甚至是消除不確定性。隨著時(shí)代發(fā)展,礦工將成為一個(gè)對(duì)知識(shí)有所要求的職業(yè),盡管其面臨的問(wèn)題不變,但是解決方法卻大相徑庭?,F(xiàn)在能意識(shí)到這一轉(zhuǎn)變,并且率先成功轉(zhuǎn)型的企業(yè),將會(huì)是未來(lái)的王者。

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(責(zé)任編輯:陳珊 )


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