KPI-COSMO Stochastic Mining Optimizer
O primeiro software de otimização estocástica e simultânea para cadeias de valor mineral.
Gere planos de produção otimizados, aumente o valor presente líquido (VPL) e amplie as reservas minerais com um software inteligente e inovador.
Aumente o valor presente líquido do projeto ou mina em operação em até 40%.
O KPI-COSMO foi projetado para permitir que nossos clientes otimizem os planos de lavra com gerenciamento de risco integrado, criando modelos digitais de sua cadeia de valor mineral. Não se trata apenas de otimizar uma única mina, mas todo o complexo mineral com várias minas a céu aberto, pilhas de estoque, plantas de processamento e muito mais, contendo fluxos complexos de materiais, custos e receitas. Tudo isso levando em conta incertezas geológicas, financeiras e ambientais.
Principais Funcionalidades
Otimização estocástica e simultânea
Otimize simultaneamente o plano estratégico de produção da sua cadeia de valor mineral (contendo várias minas a céu aberto, pilhas de estoque, depósitos de estéril, plantas e mais) com complexos fluxos e transformações de materiais.
Simulações geoestatísticas e outras simulações de Monte Carlo
Use simulações do depósito mineral (teores, tipos de materiais, propriedades geometalúrgicas, etc.), bem como simulações de preços de metais, indicadores operacionais e muito mais.
Limites de cava gerados pela otimização do sequenciamento
Obtenha limites de cava realmente otimizados para várias minas a céu aberto, em vez de definir tais limites antecipadamente e separadamente para cada mina.
Teores de corte otimizados simultaneamente
Otimize os teores de corte de forma integrada com outros componentes como as sequências de extração, os vários fluxos de processamento, estratégias de pilhas de estoque, etc.
Planos de produção mais sustentáveis
Integre o gerenciamento de resíduos, a neutralização de rochas ácidas e outros aspectos ambientais no mesmo modelo de otimização .
Modelagem de estruturas complexas de custo e receita
Modele funções complexas para os fluxos de caixa, receitas, custos operacionais fixos e variáveis para a otimização dos planos de longo prazo.
Sequências de extração operacionalizáveis em escala direta de blocos
Obtenha sequências de extração que melhor representem a seletividade de lavra considerando, ao mesmo tempo, várias restrições operacionais como ângulos de talude, taxas de avanço vertical, largura mínima de praça/bancada, entre outros.
Planos de produção com gerenciamento de riscos integrado
Gere planos de produção mais confiáveis gerenciando e quantificando o risco associado ao não cumprimento das metas anuais de produção.
Dashboard com reportes probabilísticos
Customize e visualize relatórios probabilísticos para todas as métricas de produção (fluxo de caixa, teores, tonelagens, custos, etc.) e avalie as possibilidades de cumprimento das metas de produção.
Visualização em 3D
Visualize e compare as sequências de extração otimizadas e os limites de cava otimizados de suas várias minas a céu aberto, bem como as simulações geoestatísticas do depósito mineral.
Benefícios do KPI-COSMO comparado aos softwares convencionais de planejamento de mina
Otimize simultaneamente toda a sua programação de produção.
O KPI-COSMO otimiza simultaneamente todo o plano de produção, ou seja, as sequências de extração, os teores de corte e os fluxos de materiais em toda a cadeia mineral, levando em consideração incertezas e variabilidades. Vários estudos de caso demonstram que os planos de produção estocásticos e simultâneos gerados com o KPI-COSMO possuem um VPL até 40% maior do que os obtidos por métodos convencionais.
Por outro lado, os planos de produção gerados pelos softwares convencionais de planejamento de mina desviam-se muito do VPL ótimo para o projeto. Esses planos de lavra são restritos por limites de cava e pushbacks predeterminados, que não maximizam diretamente o VPL, nem consideram todas as possíveis rotas de materiais em toda a cadeia de valor.
Projeções de produção que atendem melhor às metas de projeto.
O KPI-COSMO não apenas maximiza o VPL, mas também gerencia dinamicamente o risco decorrente da incerteza e da variabilidade associada aos parâmetros geológicos, técnicos, financeiros e ambientais. Como resultado, o KPI-COSMO gera planos de produção mais confiáveis para as cadeias de valor mineral, com risco minimizado até mesmo em relação a metas de produção muito restritivas.
As projeções de produção geradas por softwares convencionais de planejamento de mina possuem um risco significativo de não se concretizarem. Essas soluções se baseiam em um único cenário para os diferentes dados de entrada (modelo de blocos estimado, preço do metal, recuperação, indicadores de operação, etc.), portanto, não conseguem gerenciar o risco no processo de otimização.
Limites de cava otimizados até 25% maiores e metal recuperado mais elevado.
O KPI-COSMO gera limites de cava a partir do resultado de otimização do sequenciamento e que, ao mesmo tempo, melhor compreende a distribuição espacial dos teores dos depósitos minerais. Os limites de cava gerados são fisicamente diferentes e consistentemente maiores (até 25%), com maior metal recuperado (até 30%), em comparação a algoritmos convencionais como Lerchs-Grossmann, Pseudoflow, etc.
Os limites de cava gerados por algoritmos convencionais são claramente sub-ótimos. Eles são definidos muito antes do processo de sequenciamento por algoritmos que não maximizam diretamente o VPL. Além disso, tais algoritmos baseiam-se no valor econômico de blocos, o que exige um destino predefinido para o bloco e não levam em conta sua blendagem com outros blocos lavrados.
Perguntas frequentes
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Resultados
O KPI-COSMO otimiza vários componentes, desde as minas até os produtos, de forma integrada, considerando a sinergias operacionais em toda a cadeia de valor. Isso inclui o sequenciamento das minas, destinos de materiais (teores de corte), rotas de materiais, blendagem, concentração, metalurgia, estruturas complexas de custos/receitas e aspectos de ambientais. O KPI-COSMO também permite gerenciar os riscos que afetam toda a cadeia de valor ao integrar simulações de teores, tipos de materiais, propriedades geometalúrgicas, preços de metais, recuperações, desempenho de equipamentos etc. Ao combinar a estocasticidade e simultaneidade, o KPI-COSMO demonstra gerar um VPL significativamente maior em comparação com os planos de produção de longo prazo gerados por softwares convencionais.
Além da maximização do VPL, o modelo de otimização estocástico do KPI-COSMO tem um componente de gerenciamento de risco. Ao usar as simulações de várias fontes de incerteza (geológicas ou econômicas), o KPI-COSMO permite minimizar os desvios associados a várias metas de produção, antecipando a extração de áreas com menor risco e postergando áreas de risco elevado. Isso difere dos planos de lavra gerados convencionalmente, que não conseguem gerenciar diretamente o risco. Como resultado, as operações de mina são frequentemente incapazes de atingir as metas de produção. Além de um VPL mais alto, o KPI-COSMO fornece previsões de produção de longo prazo com menor risco envolvido.
A análise de sensibilidade é uma prática padrão no planejamento de mina. Essa abordagem geralmente consiste em aplicar diferentes fatores de aumento ou diminuição a um ou a um conjunto de parâmetros usados no processo de planejamento de mina. Essa abordagem é valiosa para avaliar os geradores de valor e os gargalos. Porém, a principal limitação da análise de sensibilidade é que ela não fornece relatórios probabilísticos do plano de produção. Para cada cenário de sensibilidade, um novo plano de lavra é gerado. O problema é que precisamos selecionar o melhor cenário com base em determinadas métricas. Algumas perguntas não podem ser respondidas com base na análise de sensibilidade: “Qual é a chance de atingir a capacidade da usina no primeiro ano?” “Qual a probabilidade de que a qualidade dos concentrados produzidos atenderá às especificações?” “Quais anos de produção serão problemáticos em termos de contaminantes?”. Por outro lado, o KPI-COSMO permite que o usuário realize a avaliação de risco do plano de lavra. Cenários (simulações) de diferentes fontes de incerteza são cruzados com o plano de produção otimizado, gerando um relatório probabilístico das várias métricas de produção. A quantificação estatística de risco através do KPI-COSMO, portanto, fornece um relatório significativamente mais detalhado para sua tomada de decisão.
Inputs
Os métodos de estimativa, como os vários tipos de krigagem, inverso da distância, etc., geram uma representação suavizada dos depósitos minerais. Ou seja, os teores intermediários são superestimados, enquanto os valores altos e baixos são subestimados. Esse efeito de suavização tem sérios efeitos adversos no processo de otimização, o qual é altamente influenciado pela conectividade e pelas proporções de altos teores (onde ganhamos dinheiro). As simulações geoestatísticas, por outro lado, reproduzem estatísticas (média, variância, histogramas, variogramas e, potencialmente, estatísticas de alta ordem) dos dados de exploração. As simulações são realizações equiprováveis do depósito mineral e fornecem uma medida quantitativa de sua incerteza espacial. Portanto, elas são inputs aprimorados para o processo de planejamento de longo prazo. Tais simulações também permitem gerenciar o risco associado ao não atendimento dos objetivos de produção e possibilitam a geração de relatórios probabilísticos das métricas de produção.
Os principais inputs para o processo de otimização do KPI-COSMO são um conjunto de simulações geoestatísticas dos depósitos minerais. Existem alguns softwares de modelagem de recursos disponíveis no mercado que oferecem algoritmos eficientes de simulação condicional para variáveis contínuas (único ou vários teores, propriedades geometalúrgicas etc.) e categóricas (litologias, fácies intemperizadas, etc.). Após as simulações serem validadas adequadamente com base nos dados exploração, elas poderão ser usadas no KPI-COSMO para a otimização simultânea e estocástica do planejamento longo prazo de um complexo de mineração.
15 a 20 simulações são suficientes para gerar planos de produção de longo prazo estáveis, conforme demonstrado em vários estudos de caso. Em cada ano de produção, centenas de milhares de blocos estão sequenciados para serem extraídos. Temos, portanto, uma mudança maciça de suporte da escala de blocos para o agrupamento de blocos sequenciados ano a ano. Finalmente, devido às relações entre variância e suporte, as soluções convergem rapidamente com o número de simulações.
O KPI-COSMO lida com vários tipos de incerteza em toda a cadeia de valor mineral. Com relação às incertezas nos depósitos minerais, o KPI-COSMO pode integrar modelos de blocos com vários atributos de blocos simulados geoestatisticamente, como teores de vários metais, tipos de materiais, atributos geometalúrgicos etc. Cenários de incerteza nos preços dos metais, curvas de teor-recuperação, os indicadores de desempenho dos equipamentos, bem como propriedades quantitativas e qualitativas de fontes externas e de estoques existentes também podem ser integrados simultaneamente ao processo de otimização do KPI-COSMO.
Sequenciamento
Os algoritmos convencionais de limite de cava, como L&G, Pseudoflow, etc., não levam em conta o valor das receitas e dos custos no tempo. Um “pit shell” é selecionado subjetivamente pelo planejador da mina com base em diferentes critérios, e com base em em dois casos extremos e não práticos denominados “best-case” (pit-by-pit) e “worst-case” (bench-by-bench). Além disso, esses algoritmos convencionais se baseiam no valor econômico dos blocos que: (a) pressupõem um destino predefinido para os blocos, (b) não consideram as blendagens e as transformações de materiais em toda a cadeia de valor e (c) negligenciam a incerteza e a variabilidade dos teores e tipos de materiais dentro do depósito. Idealmente, o sequenciamento de longo prazo deveria gerar os limites da cava realmente ótimos, e não o contrário. Isso agora pode ser alcançado com o KPI-COSMO.
Diferentes aspectos contribuem para os limites de cava maiores gerados pelo KPI-COSMO. Primeiro, as simulações geoestatísticas fornecem uma representação significativamente melhor da distribuição espacial de altos teores nos depósitos minerais. Segundo, sequenciamento dinâmico de altos teores abrem a oportunidade de extrair economicamente alguns blocos de baixo e médio teor ao longo da sequência de extração. Terceiro, a mistura de teores altos, médios e baixos em vários destinos de processamento da cadeia de valor também é considerada pelo KPI-COSMO ao invés de valores econômicos de blocos pré-calculados. Portanto, o limite de cava gerado pelo KPI-COSMO não é apenas fisicamente diferente, mas também costuma ser maior (cerca de 25%) do que os limites de cava convencionais.
Sim. O KPI-COSMO tem uma variedade de restrições operacionais para o sequenciamento que levam em conta os clássicos ângulos máximos de talude ao longo de diferentes azimutes, a largura mínima, os avanços verticais máximos anuais nas cavas etc., a fim de gerar sequenciamentos otimizados diretamente na escala de blocos. Tais sequências podem então ser usadas para o processo de operacionalização de cavas a céu aberto (design). Essas restrições são configuradas para cada zona geotécnica dentro da mina.
Os otimizadores convencionais de longo prazo de minas a céu aberto geralmente se baseiam na abordagem “phase-bench”, ou seja, após a definição dos pushbacks, os blocos dentro do mesmo pushback e bancada são agrupados em um ou vários painéis definidos pelo usuário. Em seguida, presume-se que esses painéis sejam lavrados de forma homogênea com base em seus inventários de diferentes classes de teor (grade bins). Essa agregação de larga escala de blocos para formar um painel representa erroneamente a seletividade e a acessibilidade de extração. O KPI-COSMO gera sequências de extração otimizadas em escala de SMU (selective mining unit). Essa abordagem, combinada com as restrições operacionais de sequenciamento do KPI-COSMO (ângulos de inclinação, largura mínima, avanços verticais máximos anuais etc.), reflete a seletividade de lavra projetada.
Destino e rotas de materiais
Os teores de corte são convencionalmente otimizados independentemente do sequenciamento de longo prazo, o que significa que um plano de lavra pode não ser mais factível se o teor de corte for aplicado. Esses teores de corte predefinidos também não levam em conta a incerteza geológica e as blendagens de materiais que ocorrem em toda a cadeia de valor. Isso tem um impacto adverso sobre o VPL. O KPI-COSMO permite que o usuário otimize simultaneamente os teores de corte e o sequenciamento, levando em conta as incertezas dos recursos minerais disponíveis e as múltiplas capacidades operacionais na cadeia de valor. Isso leva a uma melhoria significativa no VPL em comparação com o uso de teores de corte convencionais.
A estocagem, a blendagem, o processamento e o refino de vários materiais em toda a cadeia de valor mineral são caracterizados por funções altamente não lineares. Os softwares convencionais de planejamento de longo prazo geralmente dependem de simplificações de linearização que, infelizmente, não conseguem lidar com não-linearidades. O KPI-COSMO, por outro lado, permite o uso de simulações de propriedades geometalúrgicas bem como o uso de curvas de teor-recuperação não lineares para as plantas de processamento. Nossa solução também permite a efetiva modelagem da homogeneização que ocorre nas pilhas de estoque, lixiviação, etc. Essa funcionalidade contribui para gerar planos de produção mais precisos e realistas, incluindo o VPL e as outras métricas qualitativas do produto.
O gerenciamento de estéril é controlado pelos recursos minerais dentro das minas, por parâmetros econômicos (preços de metais, custos de transporte etc.) e por aspectos ambientais (redução de rochas geradoras de ácido, área licenciada e sistema monitoramento de resíduos etc.). Esse é um aspecto fundamental do planejamento de longo prazo. O KPI-COSMO permite que o usuário modele adequadamente os custos de transporte, neutralização, monitoramento e outras restrições ambientais. Além disso, KPI-COSMO utiliza simulações geoestatísticas e otimização de cut-offs melhorando em muito a definição do que é minério e o que é estéril.