Optimización Matemática Aplicada Al Sector Minero
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ANALYTICS:
GENERACIÓN DE VALOR EN LA MINERÍA Y EN LA METALURGIA
Ing. Jesús M. Velásquez Bermúdez, Ph. D.
Director Científico
DecisionWare International Corp. [email protected]
ORGANIZACIONES ANALÍTICAS - INTELIGENTES
EL CURIOSITY TOMA RUMBO A MARTE. Noticia: 22/01/2012
Dotado de poderosos instrumentos e impulsado por una batería nuclear, "Curiosity buscará moléculas orgánicas, los pilares químicos de la
vida", dice Joy Crisp, del Laboratorio de Propulsión a Chorro, de la NASA. "Queremos averiguar si el ambiente de Marte fue, o todavía es,
capaz de albergar vida".
"La información preservada en las rocas es de particular interés", dice Crisp. "Dicha información ha estado guardada durante miles de
millones de años, y con ella se pueden responder preguntas como: '¿Dónde y por cuánto tiempo podría haber sido habitable Marte?',
'¿Hacía calor o frío en el pasado?', o '¿El agua de Marte era ácida o salada?'"
Curiosity será el primer vehículo explorador en el Marte, desde los famosos Spirit (Espíritu) y Opportunity (Oportunidad). Aunque será difícil
competir con la resistencia de aquellos exploradores gemelos, el Curiosity será capaz de cubrir un rango mayor, tendrá más instrumentos y
un brazo robot más grande y más fuerte.
Además, usará una batería nuclear en vez de depender de la luz solar, así que no habrá que preocuparse porque el polvo acumulado en los
paneles solares provoque que las reservas de energía disminuyan. Este nuevo vehículo tendrá mucha más potencia y será más
consistente.
"El Curiosity además se posará en Marte de una forma novedosa", dice Crisp. "Los vehículos Spirit y Opportunity se hallaban montados en
un vehículo de descenso que chocó contra la superficie y luego rebotó, protegido por bolsas de aire, hasta que logró detenerse y finalmente
se abrió. Luego, los exploradores tuvieron que ser bajados del módulo de descenso. En cambio, al Curiosity lo transportará un módulo de
descenso llamado Sky Crane, que lo hará descender suavemente hasta la superficie (sin necesidad de contar con bolsas de aire) por medio
de cables, los cuales serán cortados una vez que las ruedas del vehículo se posen sobre la superficie.
Un nuevo vehículo explorador todo
terreno, llamado Curiosity, toma rumbo
a Marte en busca de vida.
ANTICIPACIÓN
MATEMÁTICAS: EL ÚNICO LENGUAJE QUE
COMPARTIMOS TODOS LOS HUMANOS
1947
1947
5-10 Minutos ? > 0.001 segundos
SUDOKU
Instinto e intuición
Correctivo
Años, meses, semanas
Percepción humana
Soporte a la decisión
Eficiente (Buenas Prácticas)
Con base a datos
Directiva
Horas, minutos, segundos
Razonamiento científico
Soporte a la acción
Matematicamente Optimizada
Las Empresas Inteligentes adoptaran nuevos enfoques de trabajo
ENFOQUE TRADICIONAL ENFOQUE NUEVO
ORGANIZACIÓN ORGANIZACIÓN INTELIGENTE
Usa la experiencia personal para la toma de decisiones
Utiliza simulaciones con modelos matemáticos para entender las implicaciones, futuras para tener alternativas basadas en datos
Usa datos históricos para reportar lo sucedido.
Ve oportunidades y amenazas mientras y antes de que ocurran
Reconoce eventos por el “ruido” que generan y responde para cada caso
Sigue eventos en tiempo real aplicando reglas sofisticadas para la automatización y la respuesta rápida
Maneja riesgo y rendimiento por separado reaccionando a los cambios
Esta informada de la oportunidad y riesgo y saber que hacer tácticamente ante los eventos antes de que ocurran
Fuente: Traducción Business ANALYTICS for the Intelligent Enterprise
ORGANIZACIÓN ORGANIZACIÓN INTELIGENTE
Usa la experiencia personal para la toma de decisiones
Utiliza simulaciones con modelos matemáticos para entender las implicaciones, futuras para tener alternativas basadas en datos
Usa datos históricos para reportar lo sucedido.
Ve oportunidades y amenazas mientras y antes de que ocurran
Reconoce eventos por el “ruido” que generan y responde para cada caso
Sigue eventos en tiempo real aplicando reglas sofisticadas para la automatización y la respuesta rápida
Maneja riesgo y rendimiento por separado reaccionando a los cambios
Esta informada de la oportunidad y riesgo y saber que hacer tácticamente ante los eventos antes de que ocurran
Fuente: Traducción Business ANALYTICS for the Intelligent Enterprise
“El beneficio primario (de un DSS) es la explícita reducción en costos y el incremento en ganancias.
La reducción en costos del ocho por ciento (8%) realizada por nuestro cliente no es atípica, en nuestra experiencia, el análisis integrado de
problemas de planificación, utilizando modelos matemáticos determina estrategias entre el tres y el veinte por ciento (3-20%) más económicas.
Muchas compañías no permiten publicar sus experiencias positivas, ya que consideran que un sistema avanzado de soporte de decisiones les da
una ventaja competitiva.”
Jeremy F. Shapiro
Massachusetts Institute of Technology and
J.F. Shapiro Associates Inc.
S
WELL-DOCUMENTED OPTIMIZATION ROI CASES
*Franz Edelman Competition Finalists, Science of Better, http://www.scienceofbetter.org , Published Case Studies
2 Chilean Forestry firms* Timber Harvesting $20M/yr + 30% fewer trucks
UPS* Air Network Design $40M/yr + 10% fewer planes
South African Defense* Force/Equip Planning $1.1B/yr
Motorola* Procurement Mgmt $100M-150M/yr
Samsung Electronics* Semiconductor Mfg 50% reduction in cycle times
SNCF (French RR)* Scheduling & Pricing $16M/yr rev + 2% lower op ex
Continental Airlines* Crew Re-scheduling $40M/yr
AT&T* Network Recovery 35% reduction spare capacity
Grant Mayo van Otterloo* Portfolio Optimization $4M/yr
Pepsi Bottling Group Production Sourcing $6M inv reduction + 2% fewer miles
Fonterra Dairy Distribution $15M annual savings
NA Brewing Company Mfg Sourcing + Distribution $150M/yr transportation savings
US Water Products Mfg Inventory Optimization $6.2M working capital reduction
ANTICIPACIÓN
ANTICIPACIÓN
OPTIMIZACIÓN EN LA CADENA DE ABASTECIMIENTO DE PRODUCTOS
MINERALES
CADENA DE ABASTECIMIENTO DE PRODUCTOS MINERALES
Molinos / Refinadoras/… Mineral Procesado
Reservas
Homogenizadas Palas
Volquetes
Reservas homogenizadas
Instalaciones de Cribado
Reservas Gruesas
Homogenizadas
COMPLEJO PORTUARIO
SISTEMA DE TRANSPORTE MULTIMODAL
COMPLEJOS MINEROS
Refinamiento
del Mineral
Lump
Sinter Feeds
Pellet Feeds
MERCADO DOMESTICO
Correa Transportadora
Stacke=-Reclaimer
COMPLEJO INDUSTRIAL
Volquetes
Fuente: ACSJ Informe Final Planificación Estratégica de la Cadena Productiva de Minera
Fuente: ACSJ Informe Final Planificación Estratégica de la Cadena Productiva de Minera
Fuente: De mineral a metal: El proceso de transformación. Informe Quincenal de la SNMPE
Existen experiencias de aplicación de ANALYTICS (OPERATIONS RESEARCH) en las siguientes áreas de aplicación en la industria minera :
MINE PLANNING (DESARROLLO DE LA MINA)
ORE BLENDING (MEZCLA DE MINERALES)
PROGRAMACIÓN DE MEDIOS DE TRANSPORTE MULTIMODAL
PLANIFICACIÓN INTEGRADA DE COMPLEJOS MINEROS Y/O METALÚRGICOS
Estos problemas se pueden tratar de manera independiente, pero normalmente están fuertemente relacionados, de forma tal que la planificación óptima integrada implica vincularlos o en un solo modelo o en modelos encadenados relacionados por las condiciones de frontera, de tal forma de generar el mayor valor económico agregado posible.
OPTIMIZACIÓN MATEMÁTICA APLICADA AL SECTOR MINERO
DESARROLLO DE LA MINA
(MINE PLANNING)
CADENA DE ABASTECIMIENTO DE PRODUCTOS MINERALES
Molinos / Refinadoras/… Mineral Procesado
Reservas
Homogenizadas Palas
Volquetes
Reservas homogenizadas
Instalaciones de Cribado
Reservas Gruesas
Homogenizadas
COMPLEJO PORTUARIO
SISTEMA DE TRANSPORTE MULTIMODAL
COMPLEJOS MINEROS
Refinamiento
del Mineral
Lump
Sinter Feeds
Pellet Feeds
MERCADO DOMESTICO
Correa Transportadora
Stacke=-Reclaimer
COMPLEJO INDUSTRIAL
Volquetes
PROCESO DE PLANEACIÓN
FUENTE: MANAGEMENT OF MINERAL RESOURCES: CREATING VALUE IN THE MINING BUSINESS
TIP
OS
DE
PLA
NIFIC
AC
IÓN
PROSPECCIÓN EXPLORACIÓN DESARROLLO PRODUCCIÓN CIERRE
PLANIFICACIÓN ESTRATÉGICA
PLANIFICACIÓN TÁCTICA
CICLO DE VIDA DEL DEPOSITO MINERAL
DESARROLLO DE MINA
En la planificación minera se pueden identificar 3 problemas diferentes: Programación de producción: Decidir la secuencia de extracción optima dada
la caracterización geológica del terreno (posiblemente probabilística), la caracterización de la demanda, y caracterización de los costos de extracción para cada bloque. El objetivo en estos casos puede ser minimizar la demanda no atendida, los desvíos entre la calidad vendida y la producida y/o el costo de extracción entre muchos objetivos.
Diseño de último pit: Encontrar cuales son los últimos bloques que se deben extraer de una mina para mantener la viabilidad económica.
El objetivo de este tipo de modelo es ayudar a
decidir cual debe ser la secuencia de extracción
óptima de los bloques de la mina para satisfacer la
demanda de minerales.
El criterio de la optimización (función objetivo)
depende del decisor y puede ser uno de, o una
combinación de, varios criterios posibles; por
ejemplo: minimizar la diferencia entre el material
extraído y la demanda «calificada» de dicho mineral.
Modelo de Programación Mixta Lineal, o Estocástica
PROGRAMACIÓN DE PRODUCCIÓN/OPERACIONES
SALIDA
PROGRAMACIÓN PRODUCCIÓN
ENTRADAS
ESTIMACIÓN DE LA CANTIDAD/CALIDAD DE
MINERAL EN EL BLOQUE
REGLAS DE SECUENCIAMIENTO
DEMANDA FIRME/PROYECTADA
SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN EXTRACCIÓN DE BLOQUES EN
CADA PERIODO ESTIMACIÓN DEL INVENTARIO EN CADA PERIODO
SIGM
DISEÑO DE ULTIMO PIT
El objetivo de estos modelos es ayudar
a decidir cuales bloques explotar la
mina manteniendo viabilidad
económica, dados unos escenarios
geológicos y económicos.
El método más conocido es el de
Lerchs and Grossmann.
Modelos de Programación Estocástica
Lineal o Mixta-Lineal
PRODUCTION SCHEDULING LKAB’S KIRUNA MINE (SUECIA)
MINE PLANNING
El complejo minero LKAB’s Kiruna está localizado en Suecia por encima del Circulo Ártico, emplea 3000 trabajadores y produce 24 millones de toneladas de mineral de hierro por año.
El yacimiento es de clase mundial y tiene depósitos con altos grados de magnetita.
En el año 2004 era el complejo minero subterráneo más grande del mundo
PRODUCTION SCHEDULING LKAB’S KIRUNA MINE
OPERACIONES HISTÓRICAS EN KIRUNA
PRODUCTION SCHEDULING LKAB’S KIRUNA MINE
Los modelos matemáticos proporcionan soluciones óptimas para programación de operaciones que cubren 5 años, en muy poco tiempo (300 segundos en 2004).
El ahorro en personal orientado a estas labores implica la reducción del 25% del costos de nómina y en un mejor uso del tiempo del personal calificado.
VALOR ECONÓMICO AGREGADO
Estas soluciones producen planes de producción con desvíos menores al 5% con respecto a la demanda, que son sensiblemente superiores a los obtenidos con las anteriores herramientas, que producían desvíos entre el 10-20%.
ORE BLENDING
CADENA DE ABASTECIMIENTO DE PRODUCTOS MINERALES
Molinos / Refinadoras/… Mineral Procesado
Reservas
Homogenizadas Palas
Volquetes
Reservas homogenizadas
Instalaciones de Cribado
Reservas Gruesas
Homogenizadas
COMPLEJO PORTUARIO
SISTEMA DE TRANSPORTE MULTIMODAL
COMPLEJOS MINEROS
Refinamiento
del Mineral
Lump
Sinter Feeds
Pellet Feeds
MERCADO DOMESTICO
Correa Transportadora
Stacke=-Reclaimer
COMPLEJO INDUSTRIAL
Volquetes
CARACTERÍSTICAS DEL PROBLEMA
Minas: Complejos mineros cada uno con sitios minerales diferentes y/o con características físico-químicas diferentes.
Enriquecimiento mineral: Cada mina tiene una o varias plantas de refinamiento de mineral con proporciones relativamente fijas de granularidades: grueso, sinterizado, pellet.
Durante la acumulación de reservas, cada lote es examinado para determinar sus características físico-químicas
Formación de las reservas: La disponibilidad de minerales enriquecidos en los centros de producción tiene que tener en cuenta capacidades de: almacenamiento en las minas y en el puerto, carga/descarga en los patios de operación, de transporte y la demanda comercial de los minerales.
Productos finales
Son formados al combinar minerales enriquecidos para obtener una calidad específica (características físico-químicas estandarizadas) dentro de rangos especificados comercialmente.
La calidad del producto es un función ponderada de los porcentajes de cada lote componente de la mezcla.
ARRUME 1
MEZCLA
CONCENTRADOS TRANSPORTE TERRESTRE
TRANSPORTE MARÍTIMO
CLIENTE
ARRUME 2
ARRUME 3
?
?
?
MULTIPLES FORMAS PARA ATENDER EL CONTRATO
CONTRATOS
MODOS DE CONTRATO
PARÁMETROS CONTRACTUALES (INCLUYENDO PRECIOS)
VARÍAN DE ACUERDO CON LAS CARACTERÍSTICAS
DE LA MEZCLA Y VARIABLES DE ENTORNO ASI COMO LA
COTIZACIÓN “SPOT” DE LOS MINERALES
CONTENIDOS PAGABLES
COTIZACIÓN
COTIZACIONES
AG 607,042.25 USD / TM
PB 2,293.23 USD / TM
CLIENTE COMPLEJO
MINERO
PAGO LEY
MEZCLA AG 96%
MEZCLA PB 95%
ARRUME 1 AG 95%
ARRUME 1 PB 95%
ARRUME 2 AG 96%
ARRUME 2 PB 95%
ARRUME 3 AG 95%
ARRUME 3 PB 95%
P1
P2
P3
P4
P5
P6
RESERVAS
HOMOGENIZADAS
El blending se hace necesario porque las ordenes de los clientes exigen distintas características químicas en los minerales. El costo del mineral en cada reserva es diferente. Esto hace importante seleccionar la cantidad de mineral retirado de cada reserva para minimizar los costos. Se debe decidir si vender la mezcla de concentrados o los concentrados por separado. Si se decide realizar la mezcla, hay que saber cual es la cantidad de cada concentrado inicial que debe ser mezclado para maximizar los ingresos.
BLENDING
P4
P5
P6
RESERVAS
HOMOGENIZADAS
P1
P2
P3
El blending se hace necesario porque las ordenes de los clientes exigen distintas características químicas en los minerales. El costo del mineral en cada reserva es diferente. Esto hace importante seleccionar la cantidad de mineral retirado de cada reserva para minimizar los costos. Se debe decidir si vender la mezcla de concentrados o los concentrados por separado. Si se decide realizar la mezcla, hay que saber cual es la cantidad de cada concentrado inicial que debe ser mezclado para maximizar los ingresos.
BLENDING
P4
P5
P6
RESERVAS
HOMOGENIZADAS
B1 Blend 1
MINERALES HOMOGENIZADOS
SEGÚN PEDIDO
El blending se hace necesario porque las ordenes de los clientes exigen distintas características químicas en los minerales. El costo del mineral en cada reserva es diferente. Esto hace importante seleccionar la cantidad de mineral retirado de cada reserva para minimizar los costos. Se debe decidir si vender la mezcla de concentrados o los concentrados por separado. Si se decide realizar la mezcla, hay que saber cual es la cantidad de cada concentrado inicial que debe ser mezclado para maximizar los ingresos.
BLENDING
P4
P5
P6
RESERVAS
HOMOGENIZADAS
MINERALES HOMOGENIZADOS
SEGÚN PEDIDO
B1 Blend 1
El blending se hace necesario porque las ordenes de los clientes exigen distintas características químicas en los minerales. El costo del mineral en cada reserva es diferente. Esto hace importante seleccionar la cantidad de mineral retirado de cada reserva para minimizar los costos. Se debe decidir si vender la mezcla de concentrados o los concentrados por separado. Si se decide realizar la mezcla, hay que saber cual es la cantidad de cada concentrado inicial que debe ser mezclado para maximizar los ingresos.
BLENDING
RESERVAS
HOMOGENIZADAS
MINERALES HOMOGENIZADOS
SEGÚN PEDIDO
B2 Blend 2
B1 Blend 1
El blending se hace necesario porque las ordenes de los clientes exigen distintas características químicas en los minerales. El costo del mineral en cada reserva es diferente. Esto hace importante seleccionar la cantidad de mineral retirado de cada reserva para minimizar los costos. Se debe decidir si vender la mezcla de concentrados o los concentrados por separado. Si se decide realizar la mezcla, hay que saber cual es la cantidad de cada concentrado inicial que debe ser mezclado para maximizar los ingresos.
BLENDING
El objetivo de estos modelos es la programación operativa multi-
periodo para un horizonte de planificación determinado de la
combinación de minerales extraídos de distintas reservas para
satisfacer las restricciones sobre las características físico-químicas
de los compromisos comerciales a un mínimo costo.
Modelos de Programación Lineal – Mixta Lineal
ORE BLENDING
SALIDA
PROGRAMACIÓN DE MEZCLA
ENTRADAS
LOTES DISPONIBLES
CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE
LOS LOTES
CAPACIDADES DE OPERACIÓN
CONTRATOS DE DEMANDA FIRME O DE DEMANDA PROYECTADA DE ACUERDO CON CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS
PROGRAMACIÓN ÓPTIMA DE MEZCLAS
PROGRAMACIÓN DE OPERACIONES DE APOYO
P1
P2
P3
P4
P5
P6
B1
B2
PROGRAMACIÓN DE MEDIOS DE TRANSPORTE
CADENA DE ABASTECIMIENTO DE PRODUCTOS MINERALES
Molinos / Refinadoras/… Mineral Procesado
Reservas
Homogenizadas Palas
Volquetes
Reservas homogenizadas
Instalaciones de Cribado
Reservas Gruesas
Homogenizadas
COMPLEJO PORTUARIO
SISTEMA DE TRANSPORTE MULTIMODAL
COMPLEJOS MINEROS
Refinamiento
del Mineral
Lump
Sinter Feeds
Pellet Feeds
MERCADO DOMESTICO
Correa Transportadora
Stacke=-Reclaimer
COMPLEJO INDUSTRIAL
Volquetes
En la planificación minera se pueden identificar, entre varios, los siguientes problemas relacionados con programación de transporte de materiales :
PROGRAMACIÓN DE BARCOS EN PUERTOS
PROGRAMACIÓN DE TRANSPORTE REGIONAL
ASIGNACIÓN DE VEHÍCULOS A ÁREAS DE TRABAJO
RUTEO DE VEHÍCULOS
BOMBEO DE MINERALES Y AGUA
PROGRAMACIÓN DE MEDIOS DE TRANSPORTE
CICLO VEHÍCULO
CARGA VIAJE DESCARGA VIAJE
TVISc TVISc
Muelle/Bahía
TIEMm,e TFEMm,e
TIYv,ci
Vehículo
TICv,ci TISv,ci,c,w TFSv,ci,c,w TFCv,ci
TCVCc,w TCVEv
TIEMm,e+1 TFEMm,e+1
Cliente
SINCRONIZACIÓN TIEMPOS DE VIAJES DE CARGA/DESCARGA
SALIDA
PROGRAMACIÓN DE OPERACIONES
DETALLADA
ENTRADAS
VEHÍCULOS DISPONIBLES RUTAS TIEMPOS/VELOCIDADES DE VIAJE CAPACIDADES CARGA/DESCARGA CAPACIDADES DE ALMACENAMIENTO HORARIOS COSTOS DE OPERACIÓN
PROGRAMACIÓN DE OPERACIONES
ASIGNACIÓN DE CAMIONES Y PALAS EN VALE EN BRASIL
PROGRAMACIÓN DE MEDIOS DE TRANSPORTE
VALE (formalmente Companhia Vale do Rio Doce, CVRD Brazil) es:
La segunda empresa de minería más grande del mundo.
Extrae hierro, niquel, magnesio, cobre, bauxita, potasa, caolín, alúmina y aluminio.
La primera productora de hierro en el mundo (250 x 106 tons/año).
El proveedor más importante de servicios logísticos en Brasil.
SHORT TERM MINE PLANNING FOR VALE
El objetivo es la reducción de costos y maximizar la producción, teniendo en cuenta las siguientes restricciones:
Calidad
Restricciones operacionales
Camiones
Palas
Tractores
Además hay que verificar que el plan se pueda llevar a cabo con los recursos actuales y el mínimo costo posible.
SHORT TERM MINE PLANNING FOR VALE
SHORT TERM MINE PLANNING FOR VALE
MODELO MATEMÁTICO
El modelo de optimización es corrido cada vez que empieza la simulación con el objetivo de brindar las asignaciones iniciales de los equipos; también corre cada vez que hay daños en alguno de los equipos y se requiere la re-programación:
Para validar este modelo se hicieron pruebas en el complejo minero de Aguas Claras:
26 áreas mineras (14 para desechos y 12 de extracción)
9 variables químicas
9 palas
2 tipos de camiones
…
DURANTE EL PERIODO DE PRUEBA VALE REPORTA
DISMINUCIÓN DE COSTOS DEL
4.7%
CON RESPECTO AL AÑO ANTERIOR
Fuente:Optimizing Long-Term Production Plans in Underground and Open Pit Copper Mines
VALOR ECONÓMICO AGREGADO
Después del período de prueba VALE reconoce los siguientes beneficios: Implementación de una herramienta
para la toma de decisiones diarias en ambientes mineros
Ayudó a implementar la cultura de planificar antes de ejecutar.
Aumentó la fiabilidad de los planes entregados a los operadores.
Permitió en análisis de utilización de equipos y comparar la realidad con lo simulado.
Permitió analizar varios escenarios.
PLANIFICACIÓN INTEGRADA DE COMPLEJOS MINEROS Y/O
METALÚRGICOS
CADENA DE ABASTECIMIENTO DE PRODUCTOS MINERALES
Molinos / Refinadoras/… Mineral Procesado
Reservas
Homogenizadas Palas
Volquetes
Reservas homogenizadas
Instalaciones de Cribado
Reservas Gruesas
Homogenizadas
COMPLEJO PORTUARIO
SISTEMA DE TRANSPORTE MULTIMODAL
COMPLEJOS MINEROS
Refinamiento
del Mineral
Lump
Sinter Feeds
Pellet Feeds
MERCADO DOMESTICO
Correa Transportadora
Stacke=-Reclaimer
COMPLEJO INDUSTRIAL
Volquetes
PLANIFICACIÓN INTEGRADA
Dado un conjunto de minas y un conjunto de plantas industriales de refinacion/molienda, la PLANIFICACIÓN INTEGRADA DE COMPLEJOS MINEROS Y/O METALÚRGICOS tiene como objetivo determinar:
Cuales minas explotar
En cuales instalaciones industriales (concentradoras/refinadoras) procesar el mineral extraído
Que mezclas realizar
Que medios/modos de transporte utilizar
Con el objetivo de maximizar la utilidad socio-económica del complejo minero-industrial a largo plazo.
COMPLEJO PORTUARIO
SISTEMA DE TRANSPORTE MULTIMODAL
COMPLEJOS MINEROS
COMPLEJO INDUSTRIAL
CADENA DE ABASTECIMIENTO DE PRODUCTOS MINERALES
SALIDAS
METAS DE PRODUCCIÓN DONDE EXTRAER CUANTO EXTRAER CUANDO EXTRAER
ENTRADAS
DEMANDA FIRME/PROYECTADA OFERTA DE MINERAL POR MINA
(CANTIDAD/CALIDAD) COSTO DE EXTRACCIÓN POR MINA REGALÍAS POR MINA PRECIO DE VENTA COSTOS DE TRANSPORTE COSTOS DE PRODUCCIÓN
LIMITACIONES AMBIENTALES
PLANIFICACIÓN AGREGADA
DE LA PRODUCCIÓN
PLANIFICACIÓN INTEGRADA COMPLEJO SIDERÚRGICO HUNDAY
EN COREA DEL SUR
ORE BLENDING PROGRAMACIÓN TRANSPORTE PLANIFICACIÓN INTEGRADA
La producción de hierro en Corea fue de 46.4 millones de toneladas en el año 2003
Corea produce 4.8 % de hierro del total mundial, posicionándose así como el quinto país productor de acero.
COMPLEJO SIDERÚRGICO EN COREA DEL SUR
Fuente: The steel and ship building industry of South Korea: Rising fast Asia and globalization.
PLANIFICACIÓN INTEGRADA CONECTIVIDAD DE MODELOS
PROCEDIMIENTOS
IRON ORE COAL
PROCESO TÍPICO EN
SIDERÚRGICAS
PLANIFICACIÓN INTEGRADA CONECTIVIDAD DE MODELOS
La planta de producción cuenta con 12 puertos para recibir el carbón.
No se puede superar la capacidad del patio de operaciones.
Se debe mantener un inventario mínimo.
Se deben respetar los contratos establecidos previamente.
El modelo puede establecer pedidos.
MODELO INTEGRADO
PLANIFICACIÓN INTEGRADA CONECTIVIDAD DE MODELOS
SIMULACIÓN DE PATIO DE OPERACIONES
Para planificar la operación integrada se simulan las operaciones el patio de operaciones teniendo en cuenta: Posibles problemas del atraque del barco por cambios
en la corriente. Daños en la maquinaria. Si el patio esta lleno los barcos deben esperar. Retrasos de llegada por el clima
PLANIFICACIÓN INTEGRADA CONECTIVIDAD DE MODELOS
La planta de importa diferentes tipos de carbón de 6 países diferentes (C1, C2 ,…) para la producción de acero.
La materia volátil en el carbón se evapora con el tiempo, por lo se debe mantener en stock por poco tiempo.
Se deben respetar las características químicas necesarias para la adecuada producción de acero.
BLENDING DE CARBÓN
RESULTADOS PROGRAMACIÓN BARCOS
BLENDING DE CARBÓN
RESULTADOS INVENTARIO PARA UN TIPO DE CARBÓN
VALOR ECONÓMICO AGREGADO
14% REDUCCIÓN DE
INVENTARIO DE CARBÓN
PLANIFICACIÓN INTEGRADA DE OPERACIONES MINERAS EN
CODELCO (CHILE)
MINE PLANNING PLANIFICACIÓN INTEGRADA
CODELCO es una empresa estatal chilena, reconocida por ser la primera productora de cobre en el mundo.
EL TENIENTE, la mina de cobre subterránea más grande del mundo, es propiedad de CODELCO.
PROGRAMACIÓN DE PRODUCCIÓN PARA CODELCO EN CHILE
El propósito del modelo es optimizar la planificación integrada agregada de múltiples minas (subterráneas y/o de tajo abierto) que comparten procesos industriales de refinación posteriores durante un horizonte de planificación de mediano/largo plazo. El modelo fue implementado en CODELCO (el productor de cobre más grande del mundo) y desde el 2001 es utilizado cotidianamente. Este sistema ha permitido evaluar escenarios de largo plazo, en particular el modelo fue utilizado para estudiar la opción de retrasar la conversión de la mina de Chiquicamata de tajo abierto a mina subterránea.
CADENA INTEGRADA DE ABASTECIMIENTO DE COBRE
OPERACIONES MINERAS SUBTERRÁNEAS
…
IMPLEMENTACIÓN
Antes de llevar a cabo la implementación para todas las minas de CODELCO, el modelo fue probado con 2 complejos mineros: El Teniente y División Norte. Del complejo División Norte solo se tuvieron en cuenta las dos minas mas importantes Cuquicamata y Radomiro Tomic. El horizonte de planificación para El Teniente fue de 25 años con periodos de 1 año inicialmente y posteriormente de 4 años. En el caso del complejo División Norte el periodo de planificación fue de 10 años con periodos de un año.
RESULTADOS EL TENIENTE (COMPARACIÓN MODELO Y SIN MODELO)
+ CONTROL AMBIENTAL
RESULTADOS DIVISIÓN NORTE (CHUQUICAMATA + RADOMIRO TOMIC)
Como el caso de la División Norte contaba con dos minas se analizaron 4 casos.
m-int (modelo integrado dos minas),
l-int (proceso anterior integrando las dos minas),
m-ind (modelo independiente para cada mina),
l-ind (proceso anterior independiente para cada mina)
Fuente:Optimizing Long-Term Production Plans in Underground and Open Pit Copper Mines
8.2 4.8 + 3.3 (%)
8.2% Planificación Integrada del Complejo Minero
4.8% Optimización del Desarrollo de las Minas
3.3% Planificación Integrada
VALOR ECONÓMICO AGREGADO
8.2%
MÁS EN GANANCIAS
GANANCIAS EXTRAS DE MÁS DE
100 MILLONES DE DÓLARES
DESPUÉS DE LA IMPLEMENTACIÓN EN EL TENIENTE
VISIÓN HOLÍSTICA DE LA CADENA DE ABASTECIMIENTO PRODUCE VALOR ECONÓMICO AGREGADO
3.3% Planificación Integrada
ANALYTICS: TECNOLOGÍAS
PODEROSAS TECNOLOGÍAS INFORMÁTICAS SUFICIENTE CANTIDAD DE DATOS CAPACIDADES HUMANAS NECESIDAD EN LAS ORGANIZACIONES
Organizacional
RESULTADO CLAVE 2
Las inquietudes organizacionales de las empresas que detienen la implementación de ANALYTICS
Obstáculos para extender el uso del análisis:
Saber como utilizar ANALYTICS para mejorar el negocio
Competencia de recursos asignados a proyectos
Falta de habilidades internas
Habilidad de conseguir la información
Cultura existente desfavorece compartir información
Las políticas de propiedad de los datos no es clara
Falta de apoyo de los directivos
Preocupaciones con los datos
Costos percibidos son mayores a los beneficios
No hay posibilidades de cambio
Datos
Financieros
Fuente: Traducción ANALYTICS: The new Path to Value
Organizacional
RESULTADO CLAVE 2
Las inquietudes organizacionales de las empresas que detienen la implementación de ANALYTICS
Obstáculos para extender el uso del análisis:
Saber como utilizar ANALYTICS para mejorar el negocio
Competencia de recursos asignados a proyectos
Falta de habilidades internas
Habilidad de conseguir la información
Cultura existente desfavorece compartir información
Las políticas de propiedad de los datos no es clara
Falta de apoyo de los directivos
Preocupaciones con los datos
Costos percibidos son mayores a los beneficios
No hay posibilidades de cambio
Datos
Financieros
Fuente: Traducción ANALYTICS: The new Path to Value
Saber como utilizar
ANALYTICS
para mejorar el negocio,
es la principal barrera.
Valor relativo de las herramientas
Visualización de datos
Simulación y análisis de escenarios
Analítica aplicada en el proceso de negocio
Análisis de regresión, modelos de elección
discreta y optimización matemática
Tendencia histórica y proyección
Clustering y segmentación
Reportes estándar
Hoy En 24 Meses
Valor relativo de las herramientas
Visualización de datos
Simulación y análisis de escenarios
Analítica aplicada en el proceso de negocio
Análisis de regresión, modelos de elección
discreta y optimización matemática
Tendencia histórica y proyección
Clustering y segmentación
Reportes estándar
Hoy En 24 Meses
INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES (OPERATION RESEARCH)
BUSINESS ANALYTICS AND OPTIMIZATION
ANALYTICS
Primer Lenguaje
Algebraico GAMS
Librería Comerciales
CPLEX
Productores ERPs
Invierten en Modelos
MPSX
1947
TIEMPO DESARROLLO DE MODELOS
1980 – 2 años 2011 – 2 meses
Sistemas Comerciales Desarrollo
Sistema de Soporte de Decisiones
CLOUD COMPUTING Y MODELOS MATEMÁTICOS: INTELIGENCIA COLECTIVA
CLOUD COMPUTING
Google Apps: brinda el servicio de aplicaciones para empresas como Gmail, Google Talk, Google Calendar y Google Docs, etc. Amazon Web Services: los servicios que ofrece son el Amazon EC2™, Amazon S3™, SimpleDB™, Amazon SQS™. Azure de Microsoft: ofrece servicios de sistema operativo, hosting, sistemas para desarrollo. Blue Cloud de IBM:
CLOUD COMPUTING
EPILOGO
COMPETITIVIDAD es el resultado de la suma de tres productividades:
TECNOLÓGICA: eficacia de los procesos industriales;
ECONÓMICA: eficacia en el acceso a los mercados;
GERENCIAL: eficacia del proceso de toma de decisiones.
COMPETITIVIDAD es el resultado de la suma de tres productividades:
TECNOLÓGICA: eficacia de los procesos industriales;
ECONÓMICA: eficacia en el acceso a los mercados;
GERENCIAL: eficacia del proceso de toma de decisiones.
LA PRODUCTIVIDAD GERENCIAL
MANEJA DEL ORDEN DEL
15% DE LOS COSTOS Y ES EL RESULTADO
DEL USO DE ANALYTICS
EN ESTOS SESENTA Y CINCO AÑOS DE VIDA MODERNA
LA INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES
(ANALYTICS)
HA LLEGADO A SER LA TECNOLOGÍA INFORMÁTICA DE MAYOR VALOR
ECONÓMICO AGREGADO Y POR ENDE LA QUE MAYOR RIQUEZA PUEDE PRODUCIR A
LA SOCIEDAD/HUMANIDAD
Somos una compañía de base tecnológica, pionera en Latinoamérica en la consultoría especializada y en el diseño, la implementación y la puesta
en marcha de Sistemas de Soporte a las Decisiones -DSS
Integramos tecnologías estado del arte de Investigación de Operaciones (Operations Research) con avanzados Sistemas de Información para
trabajar en lo que hoy se denomina
ANALYTICS
La noción del compromiso que cada generación tiene con sus sucesores está en el corazón del concepto de desarrollo sostenible, el cual fue plasmado por la World Commission on Environment and Development (Brundtland Comisión, WCED 1987) en su informe “Our Common Future” que afirma que
el desarrollo sostenible “satisface las necesidades de la presente generación sin comprometer las posibilidades de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades”.
Esto solo se consigue con el uso racional (científico) de los recursos naturales, renovables y no-renovables, cuya gestión óptima y eficaz es responsabilidad de agentes económicos de la sociedad.
GRACIAS !!!
Ing. Jesús M. Velásquez Bermúdez, Ph. D. Director Científico
DecisionWare International Corp. [email protected]
www.decisionware.net