Im Jahr 2020 haben Shell und IBM OREN (Link befindet sich außerhalb von ibm.com), eine Plattform zur Optimierung des Bergbaus, ins Leben gerufen. „OREN ist eine offene Plattform für die Zusammenarbeit mit verschiedenen Lösungen“, erläutert Grischa Sauerberg, Vice President of Sectorals Decarbonisation & Innovation bei Shell. „Anbieter können Kunden ihre digitalen Produkte anbieten. Viel wichtiger ist jedoch, dass sie gemeinsam an integrierten digitalen End-to-End-Lösungen arbeiten können, die Bergbauunternehmen helfen, Herausforderungen rund um die Dekarbonisierung anzugehen.“

Bergbauunternehmen sind ein wichtiger Kundenstamm für Shell. Die Entwicklung von Bergbaulösungen durch den Energiekonzern ist naheliegend, da es sich bei beiden Sektoren um industriell wichtige Bereiche handelt, die eine Schlüsselrolle bei der Energiewende spielen. Zudem werden in beiden Sektoren Rohstoffe mithilfe schwerer Maschinen aus der Erde geholt, verarbeitet und transportiert. „Wir haben die Bergbauindustrie als Ausgangspunkt gewählt, weil sie der Energiewirtschaft sehr ähnlich ist und sich einige Herausforderungen überschneiden“, erklärt Grischa Sauerberg, Vice President Sectoral Decarbonisation & Innovation bei Shell. Shell hat bereits zahlreiche Digitalisierungsprojekte im Energiesektor umgesetzt und kann die dabei gewonnen Erkenntnisse jetzt im Bergbau nutzen.

Um diese Herausforderungen systematisch aufzudecken und Lösungen zu entwickeln, kam ein vielseitiges Team von Shell und IBM aus zahlreichen Ländern wie dem Vereinigten Königreich, den Niederlanden, Belgien, Rumänien, Indien, Singapur, Australien und Brasilien zusammen. Experten aus der Bergbauindustrie, Projektmanager, Designer, Analysten, technische Experten, Strategen und Entwickler arbeiteten gemeinsam an der bestmöglichen Umsetzung von OREN.

Das Team führte eine umfangreiche Nutzerforschung durch, um die gesamte Wertschöpfungskette im Bergbau zu visualisieren, die Customer Journeys zu definieren und die Problemstellen der Benutzer zu ermitteln.

„Wir haben über 350 Gespräche mit Kunden in der gesamten Wertschöpfungskette des Bergbaus geführt und dabei einige wichtige Erkenntnisse gewonnen“, berichtet Sauerberg. „So ähneln sich beispielsweise 80 % der Probleme der Bergbaukunden: Der Fokus liegt auf der Dekarbonisierung durch Digitalisierung und Datenaggregation und auf der Senkung der Betriebskosten.“

Nach der Analyse des Kundenfeedbacks und der Teilnahme an Konzeptions- und Architekturworkshops stellten die Teammitglieder Hypothesen auf arbeiteten eine klare Vision und Roadmap für ein Minimum Viable Product (MVP) für OREN aus. Der transparente, kollaborative Ansatz von IBM Garage ermöglichte den Aufbau einer offenen, kooperativen Architektur, an der zahlreiche Lösungsanbieter teilnehmen und in die fortlaufend neue Anbieter aufgenommen werden können. Die offene Architektur bietet zudem eine flexible Multicloud- und Vor-Ort-Bereitstellung.

Als Front-End-Anwendung nutzt OREN Technologien von Salesforce. Im Back-End läuft die Plattform derzeit auf IBM Cloud®, kann aber dank Red Hat OpenShift (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) auf einer beliebigen Cloud-Plattform ausgeführt werden, sollten die Kunden im Bergbau andere Anforderungen haben. Die Daten werden über IBM Cloud Pak® for Data erfasst, verwaltet und analysiert. Dieses System wird durch IBM Open Data for Industries ergänzt und arbeitet im Rahmen des Datenmanagements von unterirdischen und energiebezogenen Daten sowie der CO2-Bilanzierung mit branchenüblichen Datenmodellen. IBM Cloud Pak for Data bietet eine erstklassige Implementierung mittels Data Fabric, da OREN Daten- und Supply-Chain-Funktionen wie Virtualisierung, Governance und Herkunft in nur einer einzigen Lösung anbieten kann. Darüber hinaus umfasst OREN die IBM Environmental Intelligence Suite und Bergarbeiter können sich mit der IBM Maximo® Application Suite verbinden, die intelligentes Asset-Management, Überwachung, vorbeugende Wartung und Computer Vision bietet.

Während der Entwicklungsphase verfolgten Shell und IBM einen agilen Ansatz und wandten DevOps-Prinzipien an, wodurch eine schnellere Wertschöpfung erzielt werden konnte. Mit regelmäßigen Agile Ceremonies wurde die Partnerschaft gefestigt und das Projekt zielgerichtet vorangetrieben. Das Team von Shell und IBM hat OREN in nur acht Monaten von einem theoretischen Konzept zur Markteinführung gebracht.

Im Zuge der Einführung von OREN entwickelte Shell ein tieferes Verständnis der Kundenanforderungen und implementierte intelligente Lösungen in Form integrierter Lösungen für den Bergbau, um das Wachstum und die Integration von Daten und des digitalen Ökosystems zu unterstützen.

Um Kunden bei der Lösung komplexer Probleme zu unterstützen, für die Daten aus unterschiedlichen Quellen erforderlich sind, beschlossen Shell und IBM, integrierte Daten und digitale Lösungen für die gesamte Bergbaulieferkette anzubieten.

Zur Entwicklung, Erstellung und Skalierung dieser Lösungen entwickelte das Team eine Reihe von Problemstellungen, Lösungshypothesen und Anwendungsfällen zu den beiden Themen Dekarbonisierung und betriebliche Effizienz. Auf der Grundlage des Kundenfeedbacks priorisierte das Team zunächst zwei intelligente Lösungen:

• Emissionsmanagement, das sich mit dem Erfassen, Berechnen und Visualisieren von Emissionsdaten befasst. Dieses Konzept bildete das erste Modul der intelligenten Lösung für das Emissionsmanagement.
• Wassermanagement, insbesondere in Bezug auf Tailings (Aufbereitungsrückstände). Die Verwaltung von Lagermöglichkeiten für die Rückstände veranschaulicht und berücksichtigt die Leistung und Risiken des gesamten Verarbeitungsprozesses und ermittelt proaktiv die Auswirkungen auf die Umwelt und den Betrieb in Bezug auf die Verwaltung von Rückständen, den Bau und die Erweiterung.

Die Teammitglieder haben MVPs für die intelligenten Lösungen für das Emissionsmanagement und die Rückstandsverwaltung definiert. Sie validieren die Lösungshypothese mit Shell und anderen Kunden und beginnen mit der MVP-Entwicklung.

Das Emissionsmanagement ist der erste wichtige Schritt zur Effizienzsteigerung in Bezug auf die Dekarbonisierungsmöglichkeiten. Die intelligente Lösung für das Emissionsmanagement zeichnet sich durch einen besonders geringen Aufwand hinsichtlich Technologie und Datenzugriff aus. Sie hilft Bergbauunternehmen, ihre Kohlenstoffemissionen richtig einzuordnen und gesetzliche Vorschriften einzuhalten. Unternehmen können schließlich nur Änderungen vornehmen, wenn entsprechende Messdaten vorliegen.

Die Lösung unterstützt Kunden dabei, Daten von Sensoren und Geräten zu sammeln, die Qualität der Daten zu prüfen, sie zusammenzufassen und Berechnungen durchzuführen. Der CO2-Rechner verwendet die APIS der IBM Environmental Intelligence Suite, um Berechnungen durchzuführen, die den Grundsätzen ordnungsgemäßer Buchhaltung des Greenhouse Gas Protocol entsprechen.

Die Technologie setzt zudem Analyse und KI ein, damit die Kunden nicht nur zusätzliche Daten, sondern auch relevante Erkenntnisse erhalten.

Das Bergbauunternehmen kann anhand dieser Informationen Arbeitsabläufe automatisieren, den Betrieb optimieren, auf erneuerbare Energien umsteigen und Anlagen mit hohem Kohlenstoffausstoß modernisieren.

Das Tool zur Rückstandsverwaltung bietet eine digitale Überwachung der Lagerung der Rückstände, die nach der Gewinnung und Aufbereitung von Wertstoffen in einer Mine übrig bleiben. In der Regel handelt es sich um eine nasse Masse, die oft giftige Chemikalien enthält und daher überwacht, verwaltet und sicher gelagert werden muss. Bergbauunternehmen lagern die Abfälle in der Regel unterirdisch oder in einem Damm und müssen sicherstellen, dass die Rückstände nicht ins Grundwasser gelangen oder zu einem Risiko für die Umwelt werden. Inspektoren überprüfen die Lager auf Risse oder Anzeichen von Erdbewegungen. Das digitale Tool für die Rückstandsverwaltung könnte jedoch Daten aus Satellitenbildern, Damm-Sensoren und geologischen Berichten sammeln, um die Anlagen effektiv zu überwachen und den Schutz der Umwelt zu gewährleisten. Ein intelligenter Workflow könnte anschließend etwaige Probleme sofort und automatisch beheben.

Die intelligenten Lösungen von OREN können auf die Bedürfnisse der Bergbaukunden zugeschnitten werden. Das Team kann gemeinsam eine intelligente Lösung entsprechend den Anforderungen gestalten, verschiedene Daten und Lösungen verknüpfen und mithilfe von Vorhersage- und Automatisierungsfunktionen im Bergwerk intelligente Workflows entwickeln. OREN kann Bergbauunternehmen bei der Digitalisierung, Automatisierung und Transformation ihrer Betriebsabläufe unterstützen und so mehr Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit gewährleisten.

Um diese Transformation zu verwirklichen, folgt das Team einem dreistufigen Prozess (Visualisierung, Implementierung/Test und Skalierung/Erweiterung), der durch die IBM Garage™ Methodik unterstützt wird.

Shell (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) ist eine Gruppe von Energie- und Petrochemieunternehmen, die fortschrittliche Technologien einsetzen und einen innovativen Ansatz verfolgen, um zum Aufbau einer nachhaltigen Energieversorgung beizutragen. Das Unternehmen mit Hauptsitz in London, England, beschäftigt mehr als 80.000 Mitarbeitende in über 70 Ländern.