Lastauksen ja kuljetuksen optimointi Siilinjärven kaivoksella digitaalisia tuotannonohjausjärjestelmiä hyödyntäen

Abstract

Yara Suomi Oy:n Siilinjärven kaivoksella on käytössä informaatioteknologiajätti Hexagonin toimittama Jigsaw-kaivoksenohjausjärjestelmä (Jigsaw Fleet Management System), joka mahdollistaa kaluston keskitetyn reaaliaikaisen tarkkailun, hallinnan ja ohjauksen. Ajojärjestelijällä on Jigsaw-järjestelmän käyttäjänä suuri mahdollisuus tehostaa tuotantoa, jos tätä järjestelmää käytetään oikein. Jigsaw-järjestelmässä on sisäänrakennettuna ominaisuutena kehittyneet tuotannon optimointialgoritmit, joita ei kuitenkaan Siilinjärvellä ole otettu käyttöön, vaan tuotantoa ohjataan yhä perinteisenä käsiohjauksena.

Työn tilaaja oli maarakennusyhtiö E. Hartikainen Oy, joka vastaa louheen lastauksesta ja kuljetuksesta Siilinjärvellä. Työ toteutettiin tutkimustyönä, jonka pohjalta koostettiin raportti ja lyhyt kirjallinen ohje Siilinjärven toimipisteen ajojärjestelijöiden käyttöön.

Tavoitteena työllä oli selventää Jigsaw-järjestelmän optimointialgoritmien käyttöä estävät haasteet Siilinjärvellä ja selvittää haluttu optimointijärjestelmän käytön taso, jolla päästäisiin parhaisiin tuloksiin juuri tällä työmaalla. Käytännössä tämän olisi tullut johtaa lähes välittömään tuotantomäärän nousuun käytettäessä samoja resurssimääriä. Optimoinnin käyttöönoton vaikutukset mitattiin Jigsaw-järjestelmästä kerättävistä raporteista, josta saadut tulokset kerättiin yhteen ja analysoitiin. Lopputuloksena pyritttiin saamaan mahdollisimman selkeä yhteenveto optimoinnin käytön hyödyistä ja haitoista, jonka pohjalta päätettiin parhaasta toimintatavasta tulevaisuudessa. Optimoinnin käytön helpottamiseksi laadittiin ohje ajojärjestelijöiden käyttöön, millä pyrittiin tasaamaan mahdollisia eroja lukuisten eri käyttäjien välillä.

Kolmen kuukauden mittaisen optimointikoeajon jälkeen voitiin havaita lastauskoneiden ja maansiirtoautojen hukka-aikojen laskua. Lastauskoneiden keskimääräinen odotusaika laski koeaikana 4,86 prosenttiyksikköä sitä edeltävään tasoon verrattuna, ja maansiirtoautojen jonotusaika laski vastaavasti 0,81 prosenttiyksikköä. Molemmissa hukka-aikaprosenteissa päästiin alle kuluvan vuoden keskiarvon. Koeajo ajoittui olosuhteiltaan verrattain haastavaan aikaan, joten kaikkia muutoksia tuotannon tunnusluvuissa ei voida lukea suoraan optimoinnin käytön syyksi. Merkittävin osa tunnusluvuista kuitenkin koki positiivista muutosta, joten optimoinnin käyttöä tullaan jatkamaan toimipisteellä myös tulevaisuudessa.

The Yara Suomi OY´s Siilinjärvi open-pit mine uses the Jigsaw production management system developed by Hexagon. It enables the user to monitor, control and guide the operators of the equipment in the mine. The dispatcher who controls the system has a huge impact on the production. The Jigsaw system has an inbuilt optimization algorithm which has not been utilized at the mine site. So far, the production has been run manually and fully locked. The aim of this project was to start utilizing the Jigsaw system’s optimization algorithm and measure the effects this has on the production. The mine site has a few local challenges that have been hindering the use of the optimizer and needed to be solved to complete the project. The client organisation for this project was the mine contractor E. Hartikainen ltd. which is the main contractor responsible for loading and hauling at the Siilinjärvi open-pit mine.

The aim of this project was to clarify the challenges preventing the use of the optimizer algorithms at the work site, make the necessary changes to allow the use of the optimizer and then use the optimizer for three months and measure the results it has on the production.

At the beginning of the project the necessary changes to the working habits were made and written instructions on the proper use of the optimizer were developed and made available to the dispatchers to standardize the dispatching process further. After that the Jigsaw system’s optimization algorithms were allowed to guide the hauling process in the mine for the duration of the test. In practical terms, this should have led to increased production while still using the same resources. The effects of using the optimizer were monitored with Jigsaw system’s report building tools. The analysis of these results should have led to a clear conclusion on whether the use of the optimizer is preferable or not.

As a result of the three-month test period of using mainly the optimizer for guiding the haul trucks to their next loading point, the equipment experienced less hang and wait times compared to the level before. The average hang time for the loading units decreased by 4.86 percentage points and the waiting time for haul trucks decreased by 0.81 percentage points. Both values were under the current year’s average. The test period was done during somewhat challenging conditions so not every change in production figures can be attributed to the use of the optimizer. In most of the key performance indicators, however, there was positive change so the use of the optimizer will be continued at the work site.