РУДАРСКО-ГЕОЛОШКИ ФАКУЛТЕТ Катедра за примењено рачунарство     FACULTY OF MINING AND GEOLOGY Department of Applied Computing

СРПСКА АКАДЕМИЈА НАУКА И УМЕТНОСТИ Галерија науке и технике     SERBIAN ACADEMY OF SCIENCES AND ARTS Gallery of Science and Technology

АКАДЕМИЈА ИНЖЕЊЕРСКИХ НАУКА СРБИЈЕ Одељење рударских и геолошких наука   ACADEMY OF ENGINEERING SCIENCES OF SERBIA Department of Mining and Geology Sciences

 

РАЧУНАРСКИ ИНТЕГРИСАНЕ ТЕХНОЛОГИЈЕ   Глобални тренд примене рачунара у рударству средином осамдесетих година XX века постепено помера тежиште од инжењерско-креативних ка процесним применама, односно ка рачунарски интегрисаним технологијама. Ово се дешава под снажним утицајем светских економских кретања, која се у рударству манифестују наглим и великим повећањем захтева за јефтиним минералним ресурсима. Захваљујући новим рачунарски подржаним експлоатационим технологијама базираним на савременим достигнућима у развоју хардвера, софтвера, комуникационих и космичких навигационих технологија, роботике, вештачке интелигенције, мерно-регулационе технике, фази логике и системске анализе, рударска привреда реагује повећавањем производње, продуктивности, поузданости, сигурности рада и оперативности. Ово прате два повољна процеса супротних градијената. Један је стално побољшање техничких и технолошких перформанси рачунарске и пратеће логистичке опреме, а други сталан пад цена, тако да набавка рачунарски интегрисане опреме постаје трошковно прихватљива за широк круг корисника.      Суштина концепције рачунарски интегрисаних технологија своди се на повезивање функција планирања, пројектовања, надзора, анализе, одлучивања и повратног управљачког деловања. Овакав приступ води ка информационо-управљачким системима вишестепене хијерархијске логике, са уграђеним функцијама вештачке интелигенције, високом надзорно-управљачком ефикасношћу, и развоју нове генерације „интелигентних" рударских машина (робота). У оваквом технолошком амбијенту, рударски инжењери имају могућност да из командног центра прате догађања у производном процесу и да повратно усмере налоге и упутства до оперативно-извршних места за извођење технолошких операција као што су бушење, минирање, утовар, транспорт, припрема минералних сировина, одлагање и др. Користи од увођења рачунарски интегрисаних технологија по рударство су вишеструке. Рудници са оваквом технологијом постају конкурентнији, а лежишта која тренутно нису економски интересантна за експлоатацију могу постати економски исплатива.       У Рударско-топионичарском басену Бор 1983. године почела је да ради флотација на новоотвореном површинском копу руде бакра „Велики Кривељ”. Надзорни систем флотације у реалном времену био је изграђен на основама постављеним у рачунарској техници. То је прва флотација код нас, и у то време у свету једна од ретких, која је имала рачунарски подржан надзорни систем.       У намери успостављања рачунарског надзорног система ради подизања ефикасности производње угља, Ирис-Енергоинвест из Сарајева је 1987. године за потребе РЕИК Колубара урадио Идејни пројекат надзорног система површинског копа угља „Тамнава Источно поље”. Због инерције менаџмента пројекат није реализован.	Руднички рачунарски интегрисани информационо управљачки систем (савремена концепција).    Computer integrated information-management System of the Mine (modern concept).       Физичка топологија информационо-управљачког система БТО комплекса површинског копа „Мајдан III”, Потисје Кањижа, 2000.    Physical topology of the information-management system of ECS complex of the “Majdan III” open pit mine, Potisje Kanjiža, 2000.       ТЕ-КО Костолац, површински коп „Дрмно”, ентитети информационо-управљачког система, 2007.    TPP-OPM Kostolac, Open pit mine “Drmno”, entities of the information–management system, 2007.       РТБ Бор, физичка топологија информационо-управљачког система флотације „Велики Кривељ“, 2000.    MSC Bor, physical topology of the information-management system of “Veliki Krivelj” flotation plant, 2000.		COMPUTER INTEGRATED TECHNOLOGIES   The global trend of application of computers in mining in the mid-80s gradually moved the focus from the engineering – creative to process application, i.e. the computer integrated technologies. This is happening under the strong influence of the worldwide economic trends, manifested in mining by a sudden and high increase in demands for cheap mineral resources. Mining industry is reacting by increasing production, productivity, reliability, work safety and operability, due to new computer supported excavation technologies based on contemporary achievements in the area of hardware, software, communication and cosmic navigation technologies, robotics, artificial intelligence, measure-regulation techniques, fuzzy logic and system analysis. This is followed by two favourable processes with opposite gradients, one being the constant improvement in technical and technological performances of computer and accessory logistic equipment, and the other the constant drop in prices, resulting in computer integrated equipment more available for more users   The essence of the computer integrated technologies is narrowed down to the connection of functions: planning, design, surveillance, analysis, decision making and the feedback control action. This approach leads to information-management systems of multilevel hierarchy logic, with built in artificial intelligence functions and high surveillance-monitoring efficiency, and the development of a new generation of “intelligent” mining machinery (robots). In this technological ambience, mining engineers are enabled to monitor production process events, and to redirect directives and instructions to the operative-executive locations for performing technological operations such as drilling, blasting, loading, transport, mineral processing, deposition, etc. The benefits of introduction of the computer integrated technologies are multiple. Mines with this kind of technology are more competitive, and the deposits that are not economically interesting at the time, can become interesting later.   At the Mining and Smelting Company Bor, a flotation plant was opened at the new copper open pit mine “Veliki Krivelj”. A real time flotation monitoring system was built on the premises set in the computer technique. It is a first flotation plant in our country, and only one of the few in the world, with a computer supported monitoring system.   With the intention of establishing the computer monitoring system in order to improve the efficiency of coal production, company Iris-Energoinvest has completed the Conceptual Project of the “Tamnava East field” coal open pit mine monitoring system in 1987. The project was never put into effect, due to management inertia.
Сличан исход је имао и Идејни пројекат производно-пословног информационо-управљачког система површинског копа угља „Тамнава Западно поље” РЕИК Колубара, који је 1996. године урадила Катедра за примењено рачунарство и системско инжењерство РГФ-а. Рачунарски подржан систем надзора и управљања у реалном времену постављен је на принципима потпуне информационо-управљачке интеграције производних, пословних, логистичких и помоћних функција на копу. И мада није реализован, пројекат је веома значајан. Својим оригиналним решењима поставио је савремене логичко-тополошке стандарде за ову област рударства. У пројекту је први пут предложено увођење космичке навигационе технологије (ГПС) за телеметрију радних позиција и навигацију основних и помоћних машина на површинским коповима, и први пут је предложено гама спектрометријско мерење квалитета угља у реалном времену. Идејом, приступом, концепцијом и тополошким решењима, пројекат је имао опредељујући утицај и постао је, и до данашњих дана остао, еталон за детерминацију рудничких рачунарских надзорно-управљачких система.      Године 1987, у амбијенту нарастајућих потреба за рачунарским технологијама и знањима, у Београду је при СИТЈ формиран Југословенски комитет за примену математичких метода и рачунара у рударству и геологији. Наредне 1988. године одржан је Први југословенски симпозијум о применама математичких метода и рачунара у рударству и геологији, на коме је учествовало око 500 стручњака, а саопштено је и публиковано 125 радова. Три године касније, такође у Београду, одржан је Други симпозијум, међународног карактера, проширен темама примене математичких метода и рачунара у металургији. Пријављено је и публиковано 138 радова. Нажалост, због политичке ситуације и почетка распада земље, број учесника је био мали (око 200). Захваљујући угледу Београдске школе математичког моделовања и примењеног рачунарства у рударству, симпозијум се отиснуо у међународне воде, одржано је 9 симпозијума у 7 земаља.     Настојање да се повећа безбедност рада у рудницима са подземном експлоатацијом угља, према пројекту РГФ-а и ЕИ Ниш, у РЕМБАС-у је 1989. године изграђен централизовани рачунарски систем за гасометријски надзор, нарочито надзор концентрације метана у јамама. У интеракцији са рудничким вентилационим комплексом, систем се у експлоатацији показао ефикасним. Сличан гасометријски надзорни систем пуштен је у рад у Руднику ''Соко'' 1991. године.     У оквиру Система научних и технолошких информација Југославије, 1989. године РГФ постаје носилац развоја и изградње Специјализованог система научних и технолошких информација за геологију и рударство. У току наредне две године испројектоване су и подигнуте библиографска база и фактографске базе података, о кадровима и пословним информацијама за геологију и рударство.     Рачунарски подржан информационо-управљачки систем (ИУС) површинског копа глине „Мајдан III” Потисја из Кањиже, представља оживотворење идеја из Пројекта информационо-управљачког система површинског копа „Тамнава Западно поље”. Према пројекту Катедре за примењено рачунарство и системско инжењерство РГФ-а, 2000. године пуштен је у рад БТО комплекс са рачунарским информационо-управљачким системом четворостепене хијерархијске надзорно-управљачке структуре, и следећим функцијама: централни даљински надзор и селективно управљање (из диспечерског центра) у реалном времену радом четири багера ведричара, шест транспортера и једног одлагача; заштита машина од прекорачења и хаваријских стања; праћење стања радне средине и у окружењу; селективно архивирање података о догађајима и брзо корективно реаговање на поремећајна дејства у технолошком процесу, радној средини, на машинама и у случају интензивних промена метеоролошке ситуације. То је први пут у свету да је на овој класи рудничких објеката уграђен сателитски систем (ГПС) за позиционирање и навигацију машина у реалном времену, који обухвата и геодетски премер терена у проширеном времену. ИУС површинског копа глине "Мајдан III", од идеје до решења, односно до кључа у руке, резултат је домаћег знања и тимског рада. Осим РГФ-а и Потисја, у реализацији пројекта учествовали су: Информатика Београд, Институт „Михајло Пупин” Београд, Колубараметал Вреоци-Лазаревац, ЕПС Дирекција за производњу угља Београд и Ливона ГИС Београд. Пројекат је демонстрирао наше инжењерске потенцијале и способност за самосталну и оригиналну врхунску креативност у развоју, изградњи и успостављању савременијих рачунарски интегрисаних технологија. Досадашња искуства у експлоатацији ИУС-а су веома позитивна, систем је високопоуздан у раду. Остварене су велике уштеде у производњи, а као први реализован пројекат код нас, има и веома значајну афирмативну пионирску улогу.    Под утицајем нараслих потреба рударства за рачунарским и системским наукама и инжењерством, на Рударском одсеку РГФ-а 1994. године формирана је Катедра за примењено рачунарство и системско инжењерство. Давно започето дело, Катедра је наставила да гради, преноси и шири знања из рачунарства и системских наука, да истраживачким и инжењерским делом активно држи корак са савременим трендовима у предметним областима. Исте године сарадници Катедре испројектовали су и подигли факултетску локалну рачунарску мрежу са 85 PC рачунара. Две године касније, 1996., када су чињени први кораци на том пољу у свету, у Београду је у организацији Катедре одржан семинар, а у Колубари презентација примене космичке навигационе технологије на површинском копу „Тамнава Западно поље”. Осим пројеката рачунарски подржаних информационо-управљачких система површинских копова ''Тамнава Западно поље'' и ''Мајдан III'', Катедра је урадила пројекте за: Рудник „Рудник“ (2000); Флотацију „Велики Кривељ”, РТБ Бор (2000); Површински коп угља „Богутово село”, Рудник и термоелектрану Угљевик (2006); Површински коп угља „Дрмно”, ТЕ-КО Костолац (2008); и Рудник угља ''Суводол'' РЕК Битољ (2009).     У сусрету са изазовима времена и са проблемом популарности студија рударског инжењерства, Катедра је 2007. године утицала и допринела да се на Рударском одсеку оформи нови студијски програм ''Рачунарство и системско инжењерство'', повезујући тако у образовном процесу рачунарске и системске науке са науком о рударству.      Остварени су запажени резултати у истраживањима и развоју адаптивних система за надзор и управљање процесима одводњавања рудника, експерименти су изведени на површинском копу угља „Дрмно” (2005). Значајни резултати постигнути су у истраживањима мултифункционалности космичке навигационе технологије на површинским коповима и сличним производним целинама, са експерименталним потврдама, на површинском копу „Јазовник”, Владимирци (2007), ХИП „Петрохемија” Панчево (2007) и „Колубара Грађевинар” Лазаревац (2008).      Ова сажета слика о четрдесет година рачунарства у српском рударству, потврђује мишљење да је рударство већ данас нераздвојни део историје примењеног рачунарства, и да ниједна област привреде није тако ефикасно пратила, прихватала и успешно користила достигнућа развоја рачунарства и рачунарски интегрисаних технологија.		Similar was the outcome of the Conceptual Project of the production-business information management system of the “Tamnava West field”, MEIC Kolubara coal open pit mine, completed by the Department of applied computing and system engineering of FMG in 1996. The computer supported system for real time monitoring and management was set on the concepts of overall information-management integration of productive, business, logistic and auxiliary functions of the open pit mine. Although never put into effect, the Project is very significant, since it set contemporary logic and topology standards for this area of mining. This Project was were the introduction of cosmic navigation technology (GPS) was first suggested, for the purpose of telemetry of working positions and navigation of the basic and auxiliary machinery at open pit mines, as well as the real time gamma spectrometry measurements of coal quality. By its idea, approach, concept and topological solutions, the Project had a decisive influence, and has since become a standard for the determination of computer monitoring-management systems in mines.   In the environment of the increasing needs for computer technologies and knowledge, the Yugoslav Committee on the application of mathematical methods and computers in Mining and Geology was formed at the Union of Engineering and Technicians of Yugoslavia (UETY) in 1987. The following year, 1988, the First Yugoslav Symposium on the application of mathematical methods and computers in mining and geology was held, with 125 papers presented and published, and attended by more than 500 professionals. Three years later, the Second International Symposium, expanded by topics of mathematical methods and computers in metallurgy was also held in Belgrade. In total, 138 papers was registered and published. Unfortunately, due to political circumstances, and the beginning of the country breakup, there were only 200 participants. Thanks to the reputation of the Belgrade School of Mathematical Modelling and applied Computing in Mining, the Symposium became International, and 9 symposiums in 7 countries was held overall.   With the intention to increase safety of working in coal mines with underground excavation in the REMBAS system, and according to the Project completed by the Faculty of Mining and Geology and company EI Niš, a centralized computer supported system for gasometric monitoring, in particular for monitoring the methane concentration in pits was built. In interaction with the mining ventilation complex, the system has proven to be working very efficiently. The similar gasometric monitoring system was put into operation at the “Soko” Mine, in 1991.   As a part of the System of scientific and technological information of Yugoslavia, FMG has become a carrier of development and build-up of the Specialised System of Scientific and Technological Information for Geology and Mining in 1989. During the next two years, a bibliographic and facts database, on staff and business information in Geology and Mining was designed and created.   The computer supported information management system (IMS) of the “Majdan III” open pit mine at the Potisje Kanjiža is an incarnation of the ideas from the Project of information-management system of the „Tamnava West field” open pit mine. According to the Project completed by the Department of applied computing and system engineering of FMG in 2000, an ECS complex was put into operation, with the computer information-management system of a four-level hierarchical monitoring-management structure, and the functions of: real time central remote monitoring and selective management (from the Dispatch Centre) over the operation of four bucket excavators, six conveyors and one spreader; protecting the machinery of overload and damages; condition monitoring of working environment and the surrounding area; selective archiving of data on events and prompt corrective responses on the disturbances of the technological process, working environment, machinery and in the case of intensive changes in meteorological situation. It was for the first time worldwide that a satellite system (GPS) for real time positioning and navigation of machinery was built in a mining facility of this class, together with an extended time geodesic field surveying. The IMS of the clay open pit mine „Majdan III” has been from the idea to the end, a result of our own knowledge and team work. The Project was put into effect, alongside with the FMG by joint efforts of: Informatika SC Belgrade; Institute „Mihajlo Pupin“, Belgrade; Kolubarametal, Vreoci – Lazarevac, EPIS – Department for coal production, Belgrade and Livona GIS, Belgrade. The Project has demonstrated our engineering potentials and the capability for the independent and original top creativity in development, construction and foundation of the contemporary computer integrated technologies. The experience gathered so far in IMS operation are very positive, the system is highly reliable, significant production savings were achieved and, as a first Project put into effect, it has a very significant affirmative role of a pioneer.   Under the influence of the demands of time and the increased needs of mining for computer and system science and engineering, a Department of Applied Computing and System Engineering was formed at the Mining Division of the FMG in 1994. A deed started long ago, the Department had continue to build up, transfer and spread the knowledge in computers and system sciences, to keep up with contemporary trends in the subject area by its research and engineering actions. The same year, Departments’ associates had designed and build the local area network at the Faculty, with 85 PC’s. Two years later, in 1996, when the first steps in this field were made abroad, a seminar in Belgrade was held on the application of cosmic navigation technology, as well as the presentation at the open pit mine “Tamnava West field”, Kolubara. Beside Projects of computer supported information-management system of open pit mines “Tamnava West field” and “Majdan III”, the Department completed Projects for the „Rudnik“ Mine (2000), Flotation plant “Veliki Krivelj”, MSC Bor (2000), Open pit mine “Bogutovo selo”, Mine and thermal power plant Ugljevik (2006), Open pit mine “Drmno” TE-KO Kostolac (2008), and the Coal Open pit Mine “Suvodol”, MEC Bitolj (2009).   Encountering the challenges of time, and the problem of popularity of Mining Engineering studies, the Department had influenced and contributed the formation of the new Study program “Computing and system engineering in Mining”, thus linking computing and system sciences with the mining in the education process.   Important results were accomplished in research and development of adaptive systems for monitoring and management over the dewatering of mines, with experiments performed at the open pit mine “Drmno” (2005). Significat results were achieved in research of multifunctional cosmic navigation technology at open pit mines and similar production entities, with experimental confirmations at the open pit mine “Jazovnik”, Vladimirci (2007), HIP “Petrohemija”, Pančevo (2007) and “Kolubara Građevinar”, Lazarevac (2008).   This summarized review on forty years in Serbian mining confirms the opinion that mining is today already an inseparate part of the history of applied computing, and that not a single industry did not follow, accept and successfully utilize the achievements in computing and computer integrated technologies.