Sistema de optimizacin de Transporte para la Mediana Minera.

Expositor: Eduardo Cornejo4DIGITAL Founder Dont lose the north of your

mining operations

Un poco de historia

En memoria de un grande

Richard Ernest Bellman (19201984)

Fue un matemtico aplicado, cuya mayorcontribucin fue la metodologadenominada programacin dinmica.

Bellman estudi matemtica en la Universidad deBrooklyn, donde obtuvo una diplomatura, y luegoen la Universidad de Wisconsin, su licenciatura.

Posteriormente comenz a trabajar en elLaboratorio Nacional Los lamos en el campo dela fsica terica. En 1946 obtuvo su doctorado enla Universidad de Princeton. Tambin ejerci ladocencia en la universidad del sur deCalifornia(EE. UU.), fue socio de la AcademiaAmericana de las Artes y las Ciencias (1975) y dela Academia Nacional Americana de Ingeniera(1977).

En 1979 el IEEE le otorg la medalla dehonor por su contribucin a la teora de lossistemas de control y de los procesos dedecisin, en especial por su contribucin conla programacin dinmica y por la ecuacinde Bellman.

La problemtica

Como optimizar la produccin evitando:

Operadores siguiendo instrucciones verbales desupervisores sin verificar la orden con el despacho.

Operadores de palas y chancado no alertan sobredisrupciones en el proceso.

Conductores de camiones detenidos cuando se esperaestn viajando.

Conductores de camiones arribando a carga o dumpingen locaciones errneas.

Conductores utilizando rutas que no son las optimas olas mas cortas.

Y todo respetando las restriccionesLa informacin es utilizada por algoritmosque direccionan la optimizacin y comoresultado entregan resultados de asignacinoptima de equipos mina.

Elementos del problema

Topografa de la mina y el perfil de red de caminosSitios de descarga y capacidadesInformacin de Calidad del material y leyRestricciones de equipos mina

La Necesidad

Mediana minera con Problemas de grande...

La mediana minera en Chile forma parte de un segmento que aporta ms de350.000 ton de cobre fino al ao, se presume la existencia de variasoperaciones que no cuentan con sistemas de optimizacin y manejo de flota.En el resto del mundo se presupuesta ms de un centenar de operaciones enigual condicin.

Radio controlador de carguo y transporte

Sistema automtico.

Dilucin - Cobre al botadero y lastreal Chancado.

Elevado gasto en combustible. Camiones detenidos o en colas Reparaciones de maquinaria de alto

costo. Operaciones de alto riesgo con

operadores situados en los caminos.

Problemas al no contar con un sistema de MineFleetMgmt

La Necesidad

Lo logramos?

Vale, Rio Tinto, AMSA, BHP Billiton, Anglo American, Codelco y otras de las grandes hoydisponen de sistemas de Mine Fleet Management obteniendo ahorros millonarios en susoperaciones.

Asignacin dinmica de camiones a palas yexcavadoras.

Abertura y cierre de botaderos. Abertura y cierre decaminos.

Seleccin automtica de ruta ms corta y menoscongestionada.

Visibilidad de equipo minero y rendimiento deloperador.

Parmetros crticos de produccin en tiempo real.

Despliegue mejorado de camin en ruta /grupos de rutas.Reduccin de tiempos deespera de camin y palas.Incremento de laproductividad.Notificacin visual de cambiosal conductor automtica.

Control de dilucin.

Algunos features de los sistemas de MineFleetMgmt

=

Optimizacin de carguo y transporte

La operacin de carguo y transporte puede representar hasta el 50% de los costostotales de explotacin de una mina a cielo abierto y los ahorros generados por unamejora impacta directamente en un costo menor por tonelada de material transportado.

Tecnologa de Mine Fleet Management

30 aos atrs una firma norte americana conquista el mercado con el primer sistema dedespacho y optimizacin de flota minera.

Optimizacin de carguo y transporte

En trminos simples un sistema de optimizacin de transporte y carguo minero, es unaherramienta de software y hardware que facilita el incremento de la productividad de laflota minera, la reduccin de los costos operacionales, el consumo de combustible, ladurabilidad de la maquinaria y su ciclo de vida.

A su vez, deber permitir un control de calidad de mineral mejorada y el incremento en laseguridad minera.

Entre otras caractersticas un sistema de optimizacin y gestin de flota permite;El incremento de la productividad de la flota mediante la administracin inteligente de lacarga, minimizacin de tiempos muertos, reportes en tiempo real, planificacin de laproduccin.Reduccin de costos operacionales y de mantenimiento mediante alta precisin en elguiado de la maquinaria, el monitoreo de salud del equipamiento y monitoreo de laconduccin de vehculos.Programacin Lineal para optimizar la gran cantidad de informacin de parmetros deruta y del vehculo. As tambin para la seleccin automtica de ruta ms corta se utilizapoderosos algoritmos matemticos.

Sistemas de Despacho Mina o Mine Fleet Management

Tecnolgicamente hablando

La solucin tecnolgica consiste en: Un robusto Tablet PC de ltima generacin y un GPS de

baja precisin abordo de la maquinaria. Un sistema de transmisin inalmbrico desplegado en el

rajo. Una capa de GPS de alta precisin para el guiado de la

maquinaria y control de dilucin en palas y perforadoras. Un servidor de gran performance. SOFTWARE de Mine Fleet Management desplegado en

el servidor central y en cada terminal de equipo mina oapoyo.

Caractersticas esenciales de un sistema de optimizacin deflota:

Visualizacin Optimizacin Planificacin Integracin Administracin Mantenimiento

Equipo mineroSoftware

Despacho

GLONASSGPS

Oficina de despacho

GIS

WiFI

Tablet

Tablet PC (lrobusto)

Unidad de comunicaciones (opciones 3G/GPRS)

Sensores, diagnostico

Sistemas de navegacin

Camiones

Perforadoras

Excavadoras

Cargadores

Bulldozer

Equipos de apoyo

Optimizacin

Mecanismos de seleccin de ruta, programacin lineal y aprendizaje

La mejor ruta (BP)

El mejor camino donde existe el menor tiempo detrayecto entre dos puntos.

El plan maestro de flujo de material (LP)

Normalmente basado en tcnicas de programacinlineal (LP). Este paso produce el patrn de flujo decamiones vacos y cargados, que maximiza laproductividad general de la operacin.

Asignacin de camiones (DP)

La pieza ms relevante de la informacin einstrucciones de dnde ir para cada conductor decamin.

Algoritmos de optimizacin

Seleccin de ruta

Algoritmo Bellman - Ford

Dado un grafo dirigido G (V, E) con vrtices ponderados w(u, v), se define el peso del trayecto de una ruta p como:

Para un vrtice de origen s, encuentra la ruta demnimo peso a cada vrtice alcanzable desde sexpresado como

El algoritmo de Bellman-Ford (algoritmo de Bell-End-Ford), genera el caminoms corto en un grafo dirigido ponderado ( en el que el peso de las aristas puede sernegativo.

Algoritmos de optimizacin

Programacin lineal

El Mtodo Simplex publicado por George Dantzig en 1947 consiste enun algoritmo iterativo que secuencialmente a travs de iteraciones seva aproximando al ptimo del problema de Programacin Lineal encaso de existir este ltimo.

La programacin lineal crea un plan maestro para maximizar laproductividad en la mina y entrega como resultado circuitosoptimizados.

El mtodo simplex es un procedimiento iterativo queprogresivamente permite obtener una solucin optima para:determinar puntos de descarga, tipos de camiones y rates dealimentacin.

La primera implementacin computacional del Mtodo Simplex es elano 1952 para un problema de 71 variables y 48 ecuaciones. Suresolucin tarda 18 horas. Luego, en 1956, un cdigo llamado RSLP1,implementado en un IBM con 4Kb en RAM, admiti la resolucin demodelos con 255 restricciones.

Donde xi, es el rate de flujo ith decamiones cargados en trayecto (xi>=0), cies el coeficiente de peso del trayecto ith(ci>0), A es el conjunto de todos las rutasde camiones cargados en la mina.

Variables

Pala

Pala

Ch1

Ch2

Funcin objetivo

Restricciones

Restriccin de manejo decapacidad

Restriccin grado mineral

Caractersticas de un sistema de optimizacin

VisualizacinAdministracin en tiempo real

Optimizacin dinmicaOptimizacin fija

Estadsticas y pronsticosCriterio de optimizacin

Engine FailCooling system Alarm

Control de dilucinManejo de colasMonitoreo signos vitales en tiempo real

Optimizacin

Una breve demostracin

MedMin

www.medmin.cl

Presentaciones: