Как в Северной Осетии создают 3D-модели горнорудных месторождений
Это первый подобный центр за пределами российской столицы, он оснащен суперкомпьютером, а его сотрудники могут выполнять технически сложные работы. Одним из проектов "Аватара" стало создание 3D-модели рудника "Маяк" в Норильске. Он находится под землей на глубине 245 метров, его длина превышает 2,6 километра. Когда на поверхности температура опускается до минус 50 градусов по Цельсию, внизу в забое - около 40 градусов тепла.
На протяжении всей конструкции есть вентиляционные шахты, металлические узлы и крепления, также имеются технические помещения, транспортеры, лифты. Пласты отличаются сложным геологическим строением. При создании цифрового двойника рудника нужно было учесть все нюансы и отобразить мельчайшие детали в 3D-модели. Работа над такими проектами обычно занимает около полугода, при том что трудится сразу несколько человек.
Цифровой двойник позволяет хорошо сэкономить на обслуживании и развитии рудника. Ведь дешевле все предполагаемые изменения проверить на модели, оценив полученный результат. Поэтому они выгодны, несмотря на высокую стоимость проектных работ. Кроме того, в июне этого года ФАУ "Главгосэкспертиза России" издала постановление, которое обязывает недропользователей создавать модели рудников.
- Руководство Северо-Кавказского горно-металлургического института пригласило меня и моих сотрудников переехать из Москвы в Осетию и работать в республике. Мы увидели перспективы. Студенты, которых мои коллеги готовили в столице для региональных горнодобывающих предприятий, из Москвы уезжать никуда не хотели, - рассказывает доктор технических наук, действительный член Академии горных наук руководитель Центра подготовки и аттестации инженеров горных роботизированных систем "Аватар" Денис Стадник. - А ребята, которые учатся во Владикавказе, готовы ехать в разные уголки страны. Мы готовим специалистов с учетом цифровизации горного производства. Студенты выполняют свои дипломные работы, проектируя 3D-модели конкретных объектов. Например, после создания цифрового двойника рудника "Маяк" наших ребят взяли на работу в "Норильский никель". Им сказали, что они знают рудник лучше, чем сотрудники предприятия.
Чтобы можно было спроектировать 3D-модели таких объектов и геологических структур, в "Аватаре" открыли высокотехнологичный центр обработки данных (ЦОД). Здесь есть суперкомпьютер и серверы, занимающие несколько помещений, их стоимость на рынке приближается к 90 миллионам рублей. Но благодаря заказу деталей и комплектующих напрямую у заводов-производителей они обошлись центру в десять раз дешевле.
Мощности дата-центра измеряются даже не в гигабайтах или терабайтах, а в терафлопсах и гигафлопсах. Если говорить техническим языком, то ЦОД оснащен "графическими сопроцессорами вычислительной мощностью в 1 GFlops на операциях с плавающей запятой двойной точности и 34 TFlops для операций с одинарной точностью". Они способны единовременно поддерживать функционирование более 50 высокопроизводительных графических рабочих мест на виртуальных машинах. Кстати, специалисты "Аватара" при создании 3D-моделей используют нейросети.
- По большому счету, нейросети - это составная часть искусственного интеллекта, сложный алгоритм, позволяющий машине самостоятельно обучаться при построении и обслуживании модели, - поясняет Денис Стадник. - Сначала мы обучаем нейросети, а потом они самостоятельно "дорисовывают" элементы объекта на основании полученных данных. Речь идет об очень больших объемах информации, которые человек не в состоянии постоянно держать в голове.
В центре уже создали цифровые двойники нескольких крупных объектов для российских горнодобывающих компаний. Среди них - рудники "Маяк" и "Таймырский" в Норильске, Аргунское и Жерловое месторождения рудника N 6 в Забайкальском крае. Также был проведен анализ горно-геологических условий пласта Березово-Бирюлинского каменноугольного месторождения в Кемеровской области. Помимо прочего, работа над этими проектами позволила институту подготовить для российских предприятий высококвалифицированных специалистов, способных использовать сложное оборудование и технологии. .
Мнение
Алексей Коренев, аналитик группы компаний "Финам":
- Легко извлекаемые ресурсы на планете подходят к концу. Так, североморская нефть марки Brent, являющаяся эталонной, на самом деле уже не добывается, потому что извлекаемые углеводороды имеют другой состав. Аналогичная ситуация и в горнодобывающем секторе - остаются только сложно добываемые ресурсы. Использование трехмерных моделей позволяет понять, как лучше осваивать рудники, какие угрозы таят недра, куда двигаться разработчикам. Себестоимость добычи снижается только благодаря использованию новых технологий. И такие центры и институты очень нужны. Востребованность специалистов, которых в них готовят, будет только расти.
