août/septembre

Supervision automatisée

Il est essentiel de pouvoir compter sur un système de gestion de parc de véhicules pour assurer la surveillance et le déploiement des machines sur un site et, par le fait même, optimiser le fonctionnement d’une mine à ciel ouvert. Il y a toutefois un défi à relever : intégrer, analyser et stocker la multitude de données recueillies dans le processus.

Par Eavan Moore

« Importante mise en file d’attente des pelles excavatrices et des chargeurs. » C’est de cette façon que Michael Lewis, vice-président à l’innovation des produits à Modular Mining Systems, décrit le premier problème résolu par le système de gestion de parc de véhicules d’un fournisseur, en 1979. Ces systèmes peuvent aujourd’hui remédier à l’engorgement de véhicules, mais pas seulement : leur portée a été élargie pour qu’ils puissent aussi résoudre d’autres problèmes. Les grands fournisseurs proposent maintenant des produits qui prennent des décisions éclairées et en temps réel pour les mines. Ces produits sont particulièrement bien équipés, proposant une vaste gamme de technologies, d’outils d’analyse et de modes d’accès aux données.

Le marché canadien des systèmes de gestion de parc de véhicules dans les mines à ciel ouvert est dominé par les produits DISPATCH de Modular Mining Systems, MineStar de Caterpillar, Wencomine de Wenco et Jigsaw d’Hexagon Mining (ancienne propriété de Leica Geosystems). Bien que trois de ces systèmes appartiennent à des équipementiers, ils sont tous compatibles avec plusieurs marques d’équipement et ont les mêmes caractéristiques essentielles. Dans les sites miniers, ce type de logiciel fonctionne à l’aide de la connectivité radio et sans fil, maintenant accessible pratiquement n’importe où. À l’aide des données qu’il recueille – soit les conditions en temps réel du site et des données issues du plan d’exploitation –, le logiciel assigne de l’équipement aux membres du personnel et calcule les trajets et les horaires les plus rentables pour le parc de véhicules. Normalement, un répartiteur surveille le système, approuve les décisions qui ne sont pas exécutées automatiquement et modifie au besoin les algorithmes décisionnels. Toutefois, certaines mines de petite envergure choisissent de ne pas affecter de répartiteur à la surveillance du système.

Matthew Desmond, vice-président aux services mondiaux à Hexagon Mining, dresse un portrait général des capacités de Jigsaw : « Le logiciel accomplit dans un premier temps des tâches simples, comme la formation d’une équipe, puis affecte efficacement des personnes aux ressources appropriées. »

Une fois que les machines sont en service sur le site, le système prend des décisions fondées sur des paramètres comme la densité de circulation, l’utilisation de carburant et la température des pneus. « En fonction du réchauffement ou du refroidissement des pneus, nous déterminerons le type d’itinéraire qui convient le mieux aux véhicules », explique M. Desmond. Le type de matières excavées et chargées dans le camion est également optimisé. Les mines qui mélangent différentes teneurs de minerai peuvent planifier leur excavation de manière à ce que le mélange se fasse directement au concasseur plutôt que de devoir entreposer le minerai au préalable.

À la mine Pueblo Viejo de Barrick Gold, en République dominicaine, 34 camions circulent. Un répartiteur de production et un répartiteur d’entretien sont en fonction à chaque quart de travail : ils sont chargés de surveiller une série de huit modules Jigsaw qui gèrent les appareils de forage, les pelles excavatrices, les camions et les bouteurs. Ali Yaguas, coordonnateur du système de gestion de parc de véhicules à Pueblo Viejo, souligne que les algorithmes de Jigsaw calculent les trajets de manière à ce que les camions circulent à vide le moins souvent possible. Ils tiennent compte pour ce faire de plusieurs facteurs, notamment de la cadence de creusage de la pelle excavatrice pour établir le rythme de chargement du camion.

M. Yaguas nourrit de grandes ambitions pour son système de gestion de parc de véhicules : Barrick Gold a en effet mis sur pied un projet qui consiste à installer des capteurs sur les véhicules pour tirer parti des capacités de Jigsaw en matière de surveillance d’état. M. Yaguas espère pouvoir éventuellement être en mesure de définir et de reconnaître des événements précis. Des capteurs supplémentaires pourront par exemple détecter une hausse excessive de la température de l’huile dans un chargeur. Le système central de gestion de parc de véhicules sera alors avisé qu’il faut prendre une décision au sujet de cette zone de creusage.

En ce sens, la démarche de Pueblo Viejo est typique. Si bon nombre de sociétés du secteur minier optent au départ pour un système de gestion de parc de véhicules doté de capacités limitées, ces sociétés sont de plus en plus souvent ferrées dans les nouvelles technologies et ont des attentes à l’avenant. Les grands fournisseurs s’emploient actuellement à répondre à des exigences plus poussées : systèmes automatisés dotés de diverses technologies, analyse plus approfondie des données générées et accès à ces données par l’infonuagique.

Plus intelligents et mieux intégrés

« La tendance la plus forte dont nous soyons témoins, depuis cinq ans en particulier, est de miser sur des systèmes plus intelligents offrant une automatisation plus directe », indique David Noble, gestionnaire de produits à Wenco. Il ajoute que cette tendance nécessite naturellement d’intégrer de l’information issue des technologies d’autres fournisseurs au système de gestion de parc de véhicules du client.

Wenco a recours à son service d’échange de données – un service Web accessible par l’intermédiaire d’une interface de programmation d’application – pour établir une liaison avec d’autres systèmes. Un concasseur peut par exemple être équipé d’un boîtier électronique de commande programmable et spécifique à la répartition, lequel surveille le niveau de la benne ou l’état opérationnel du concasseur et diffuse de l’information à cet effet en se basant sur les données transmises par les capteurs fournis par le fabricant. Le système de Wenco reçoit cette information en temps réel et peut rediriger les camions de roulage chargés de minerai au besoin.

Les mines sont de plus en plus nombreuses à réclamer des suites technologiques provenant d’un seul et même fournisseur, tandis que dans le passé, elles avaient plutôt tendance à assembler les produits de différents fournisseurs. Les quatre principaux fournisseurs de systèmes de gestion de parc de véhicules proposent un certain nombre de technologies intégrées directement à leur produit de gestion de parc ou vendues séparément, mais qui, dans tous les cas, s’intègrent aisément à leur système. Parmi celles-ci figurent par exemple les systèmes de prévention des collisions et les systèmes mondiaux de navigation par satellite qui peuvent assurer un suivi très étroit de l’activité des pelles excavatrices, fournir des mises à jour importantes sur l’évolution d’un gradin et faciliter la coordination des machines.

L’analyse de données           

Certains systèmes intégrés, particulièrement ceux qui se rapportent à la surveillance de l’état de l’équipement, génèrent d’énormes quantités de données. M. Noble souligne que les questions qui lui sont le plus souvent posées de la part de clients potentiels portent sur la façon dont l’information est transmise et sur le mode d’accès aux données. « Je crois que les clients savent qu’au final, les données constituent vraiment l’un des éléments les plus importants qu’un système de gestion de parc de véhicules puisse offrir, étant donné que le système assure une surveillance complète de la mission », fait-il valoir.

Wenco et sa société mère, Hitachi, s’emploient à mettre au point des moteurs d’analyse plus poussés pour aider leurs clients à reconnaître et à prévoir certaines tendances. La mine Pueblo Viejo travaille à un projet de ce genre avec Hexagon Mining. Parallèlement, Caterpillar s’est associée en mars à Uptake, une société d’analyse de données, pour concevoir une plateforme de diagnostic prédictif qui vise à éviter les défaillances. Modular Mining Systems examine elle aussi des solutions de pointe pour automatiser l’analyse des données que ses clients produisent, lesquelles se calculent souvent en téraoctets chaque année.

L’infonuagique

Toute cette activité informatique doit se dérouler quelque part. Plutôt que de recourir à des serveurs locaux, les sociétés minières sont de plus en plus enclines à faire l’essai de services infonuagiques de traitement de données. Les données sont alors hébergées dans un centre d’opérations centralisé, dans les serveurs du fournisseur du système de gestion de parc de véhicules ou par l’intermédiaire d’autres services offerts par des entreprises comme Amazon ou Microsoft.

Bien que le système de la mine Pueblo Viejo soit hébergé sur place, M. Yaguas se dit très intéressé par les possibilités que recèle l’infonuagique. Il mentionne qu’il s’attend à ce que l’accès à des services hébergés à distance soit moins coûteux que le fait d’acheter et d’entretenir des serveurs sur place. « Ce sera très avantageux pour les sociétés minières dans un contexte économique difficile », souligne-t-il.

En 2014, Wenco a mené une étude de validation de principe avec Teck et Hitachi pour évaluer la viabilité d’une version distribuée d’un système basé sur l’interface dynamique d’une mine et dont les données sont hébergées à distance, sur des serveurs de base de données dans le nuage. M. Noble précise que pour suivre les nouvelles tendances dans le domaine, Wenco s’emploie à réécrire son logiciel afin qu’il soit plus largement basé sur le Web. « Nous espérons pouvoir lancer une [sixième génération] en 2016, qui prendra la forme d’un logiciel complètement actualisé », dit-il.

Modular Mining Systems procédera sous peu au déploiement d’une solution infonuagique pour sa solution de gestion de l’entretien. « Par l’intermédiaire de ses quelque 175 interfaces du fabricant d’équipement d’origine (FEO), le système recueille des données de télémétrie dans tous les systèmes des différents équipementiers compris dans la machine, comme le système de surveillance du moteur, le système d’entraînement ou la charge utile », explique M. Lewis. « Les données sont ensuite transférées dans le nuage, où elles sont stockées et traitées. Cette méthode  modifie le modèle opérationnel des mines en leur permettant de mettre en œuvre des solutions qui nécessitent moins de capitaux et qui, de surcroît, peuvent être mises à l’échelle en fonction des besoins de l’entreprise. Ce logiciel infonuagique est un modèle de service qui facilite l’analyse de mégadonnées, un domaine très emballant. »

Cela ne signifie pas pour autant que les fonctions essentielles d’un système de gestion de parc de véhicules – l’établissement du calendrier, la répartition et l’optimisation en temps réel, entre autres – doivent toujours être basées sur le nuage, nuance M. Lewis. « Qu’arrivera-t-il si l’accès à Internet est interrompu pendant une heure ou deux sur le site? » s’interroge-t-il. « Ce genre de panne se produit encore. Imaginez si votre produit de gestion de parc de véhicules était inaccessible huit heures par semaine! Pour l’heure, l’infonuagique n’est pas toujours la solution idéale. »

Un logiciel mis à jour

Outre ces changements globaux, les fournisseurs effectuent des mises à jour continues de plus petite envergure. Les mises à jour effectuées par Modular Mining Systems résultent souvent de demandes spécifiques de la part de clients. Par exemple, après qu’un client nord-américain a réclamé des moyens de réduire sa consommation de carburant, l’entreprise a mis au point le module Idle Monitor pour son système DISPATCH : ce module détecte quand il faut éteindre une machine.

Selon M. Desmond, de nombreuses mises à jour ont été apportées à Jigsaw en 2015. D’ici la fin de l’année, une fonction de prévention des collisions sera intégrée au système. Une autre fonctionnalité nouvelle, Jasset, permet à la mine d’assurer le suivi de tous ses actifs mobiles et semi-mobiles – y compris les pompes à eau et les toilettes portatives – pour s’assurer qu’ils sont toujours au bon endroit d’un quart de travail à l’autre. Un autre produit, Jsuper, peut maintenant être configuré de manière à ce que les messages du superviseur soient affichés en temps réel quand un véhicule dépasse la limite de vitesse.

PitNav, le système de navigation de bord pour camions de roulage de Wenco, sera équipé sous peu d’une fonctionnalité de communication entre homologues qui se greffera au dispositif de détection de proximité de l’entreprise destiné à la machinerie lourde et aux véhicules utilitaires légers. Grâce à cette nouvelle fonctionnalité, l’opérateur d’un appareil pourra réagir aux dangers potentiels causés par la proximité d’autres machines. Mais comme les mines fourmillent d’activité, il est probable que le déclenchement continuel d’alarmes importunerait l’opérateur, qui pourrait finir par les ignorer. Wenco prévoit donc appliquer la logique inhérente aux systèmes de gestion de parc de véhicules à son dispositif de détection de proximité. Une alarme se déclenchera si, par exemple, un véhicule utilitaire léger suit de trop près un camion de roulage transportant une grosse charge qui pourrait chuter vers l’arrière. En revanche, aucune alarme ne se fera entendre dans les cas où la proximité d’autres véhicules est prévisible, comme lorsque plusieurs camions se trouvent à proximité du concasseur pour un déchargement.

Wenco a revu la conception de ses rapports Web et de ses tableaux de bord pour en simplifier l’interface et pour qu’ils soient pris en charge par les appareils mobiles, ce qui les rend accessibles à plus d’utilisateurs. Wenco a aussi doté son système d’un plus grand nombre de fonctionnalités personnalisables pour l’opérateur. Par exemple, un outil de production de rapports qui assure un suivi des principaux indicateurs de rendement peut maintenant s’afficher différemment d’un véhicule à l’autre pour montrer à l’opérateur comment son travail évolue par rapport aux objectifs ou à la moyenne du parc de véhicules.

En 2012, Caterpillar a doté son système MineStar de nouvelles fonctionnalités de détection des obstacles avec Detect, un dispositif qui regroupe un ensemble de capacités. Le système de Caterpillar filtre les alertes en fonction du type de machine, et il permet aux chauffeurs de camion de signaler des dangers tels que la présence de roches sur la route. En outre, dans les dernières années, Caterpillar a créé une fonction pour planifier l’affectation du personnel. Elle a aussi simplifié la transmission d’informations et amélioré l’analyse de données de sa fonctionnalité de surveillance de l’état des machines, en plus d’implanter un système de conduite de bouteurs semi-autonome. Selon Mark Sprouls, porte-parole de Caterpillar, l’entreprise travaille à la conception d’une plateforme pour appareils mobiles qui serait utile pour les superviseurs sur le terrain.

La diversité des utilisateurs

Le travail le plus avancé se déroule dans le cadre d’un partenariat entre des fournisseurs et de grandes entreprises ayant des activités complexes. Modular Mining Systems et sa société mère, Komatsu, se sont associées avec Rio Tinto en 2011 pour instaurer le roulage autonome à la mine de Pilbara de Rio Tinto. Caterpillar a des parcs de camions autonomes dans les mines de Fortescue Metals Group et de BHP Billiton en Australie, lesquels fonctionnent à l’aide de la seule composante de MineStar uniquement compatible avec l’équipement de Caterpillar.

Reste que c’est grâce à leurs fonctionnalités de base que les systèmes de gestion de parc de véhicules attirent sans cesse de nouveaux utilisateurs, dont Copper Mountain Mining. Cette société britanno-colombienne de taille relativement modeste s’est décidée à adopter un tel système en avril 2014. « Au départ, nous étions réticents à l’idée d’acquérir un système de gestion de parc de véhicules », admet Rod Shier, directeur des finances de Copper Mountain Mining. « Mais aujourd’hui, nous sommes très contents d’avoir adopté ce type de technologie : ses avantages sont mesurables presque immédiatement. »

Jim O’Rourke, chef de la direction de la société, explique pour sa part que le répartiteur peut maintenant avoir un œil sur des endroits auxquels les superviseurs de quart, souvent débordés, n’avaient pas le temps de s’attarder. Avant d’installer un système de gestion de parc de véhicules, la mine éprouvait des problèmes avec la mesure de la charge utile des camions : la lecture était plus élevée au premier chargement, puis diminuait une fois que le camion avait parcouru quelques centaines de mètres et que sa charge commençait à se stabiliser. L’entreprise avait tenté de régler ce problème, en vain. Or, le système DISPATCH de Modular Mining Systems transmet de l’information en temps réel sur la charge utile au répartiteur, qui peut maintenant repérer rapidement une charge insuffisante et demander à l’opérateur d’ajouter, par exemple, une dizaine de tonnes à son chargement. Pour obtenir le même gain de productivité en ajoutant un camion à son parc – qui en compte 21 –, il aurait fallu que l’entreprise débourse environ 4 M$ pour acheter le véhicule et 2 M$ par année pour l’exploiter.

Selon M. Desmond, des mines où circulent seulement une dizaine de camions se sont montrées enclines à acquérir un système de gestion de parc de véhicules au cours des dernières années. Elles cherchent généralement à réaliser des économies en période de ralentissement. « Normalement, ces mines-là ne sont pas aussi éprises de la technologie que les grandes mines qui ont 100 ou 200 camions », ajoute-t-il. « Mais comme la technologie elle-même évolue, elle est maintenant beaucoup plus accessible à tous. »

Traduit par CNW


Retour à la table des matières |  Article de fond : Technologie et innovation - La force de l’industrie pétrolière |  Profil de Projet: la mine HollingerVoyage : Elko, Nevada 

Publier un commentaire

Commentaires

Version PDF