the challenge ahead: where to go
DESCRIPTION
Mine PlaningTRANSCRIPT
The$challenge$ahead:$where$to$go$a0er$50$years$of$mine$planning$Marcos$Goycoolea,$Universidad$Adolfo$Ibañez$
Modelo clásico para minería de rajo… Diseño de Fases Planificación de Producción
12 3
4 5
67
8
9
10
11
12
13
14
15
Restricciones de mina (extracción) Restricciones de procesamiento (capacidad / concentrador) Restricciones de refinado (o mercado/demanda)
Restricciones:
Primeros micro-‐computadores Comienza adopción comercial de estos Avances importantes en teoría de op?mización: !
1951 : Dantzig publica libro de Programación Lineal 1951 : Condiciones de op?malizad KKT 1960 : Land and Doig introduce Branch & Bound
!
1964 -‐ 1968: Trabajos fundacionales Kenneth Lane (1964) Lerchs and Grossman (1965) Thys Johnson (1968)
El quiebre
Dada la existencia de modelos de bloques, computadores, algoritmos…
Pregunta Natural
¿Se podría automaBzar y opBmizar el proceso?
La propuesta de la academia (1964-‐1968)
Abandonar los conceptos de “secuenciamiento” y “fases” —> Plan de producción directamente a nivel de “bloques” !Thys Johnson Estudiante de doctorado en Berkeley Futuro profesor del Colorado School of Mines
max
Pb2B
Pd2D
Pt2T
1(1+↵)t pb,d,tyb,d,t (1)
s.t.
xb,t =Pd2D
yb,d,t for all b 2 B, t 2 T (2)
⌧Pt=1
xb,t ⌧P
t=1xa,t for all (a, b) 2 A, ⌧ 2 T (3)
Pb2B
qbxb,t Mt for all t 2 T (4)
Pb2B
qbyb,d,t U
dt for all d 2 D, t 2 T (5)
xb,t, yb,d,t 2 {0, 1} for all b 2 B, d 2 D, t 2 T (6)
Op?mización Directa (Programación Lineal) !Thys Johnson
La propuesta de la academia (1964-‐1968)
Permite “cerBficar” opBmalidad / al menos dar “cotas”
IBM System/360 (1964) RAM: ~ 512 k -‐-‐ hasta 8MB!
DEC PDP-‐8 (1965) !Primer “Micro-‐computador” comercial
Programable: Fortran, BASIC
RAM: ~48k
Vendió 50,000 unidades
Etapa 1. Definición de fases.
Etapa 2. Plan de producción.
Lerchs y Grossman 1965
Define fases a par?r de cascarones (pits) anidados.
Computa plan de producción a par?r de fases-‐bancos, usando heurís?ca que maximiza VPN. !Varía la ley de corte en el ?empo, siguiendo una secuencia pre-‐determinada. !
Kenneth Lane 1964
La propuesta de la industria (1964-‐1965)
Ley de corte fija para discriminar lastre / mineral.
Plan de producciónDiseño de Fases Plan de Producción
Jeff Whittle - 1986
Combina las ideas en una misma plataforma; gran éxito comercial y TREMENDAMENTE PRACTICO
Método de “cascarones anidados”
!"!!
!500,000!!
!1,000,000!!
!1,500,000!!
!2,000,000!!
!2,500,000!!
1968! 1976! 1984! 2003! 2008! 2009! 2014!
Núm
ero'de
'bloqu
es'
Año'de'desarrollo'
Evolución'de'tecnologías'de'op;mización''(número'de'bloques'resolubes'como'función'del';empo)'
Un!des3no!
Múl3ples!des3nos!
¿Y el enfoque académico?
Bienstock, Boland, Caccetta, Chicoisne, Cullembine, Dagdelen, Espinoza, Froyland, Hill, Johnson, Lambert, Muñoz, Newman, Zuckerberg + muchos, muchos otros!
Activity A
Activity E
Activity H
Activity L
Activity B
Activity E
Activity I
Activity M
Activity C
Activity F
Activity J
Activity N
Activity D
Activity G
Activity K
Activity O
Activity P Activity Q Activity R Activity S
Programación Lineal —> Programación de Tareas
Resource 1
Resource 2
Resource 3
Resource 4
- Se debe decidir cuándo y cómo hacer cada actividad - Hay relaciones de precedencia entre actividades - Hay recursos que limitan actividades realizadas por período !- Multi-modal: Duración de actividades puede ser modificada - Batch: Hay lotes de actividades que deben ser simultáneas
¿Pero sirvió la metodología de opBmización?
Soluciones fragmentadas, irregulares Bloques se extraen de forma desconectada Las fases obtenidas no son prácticas tal cual
Plan de producciónDiseño de Fases Plan de Producción
Uso hoy de “cascarones anidados”
Intervención manual en diseño de fases.
!Generalizaciones de “Lane” en
que se permiten trabajar múltiples fases al mismo
tiempo
Whittle “width” Vulcan / Minesight
Deepmine
Milawa “Balance” Carkeet “MinePlanner”
MineMax Optimizer
Plan de producciónDiseño de Fases Plan de Producción
Problemas de “cascarones anidados”
¿Huevo o gallina? ¿Ley de Corte o Fases?
Algoritmo de Lane: HeurísticoDiseño de fases: No toma en cuenta capacidades / restricciones ¡Gapping problem! No es claro como juntar los pits
Eduardo Moreno U. Adolfo Ibañez
Marcos Goycoolea U. Adolfo Ibañez
Daniel Espinoza U. de Chile
Estudiantes
Gonzalo Muñoz
Thomas PrevostRenaud Chicoisne
Orlando Rivera
Laboratorio de Planificación Minera
Orlando Rivera
Laboratorio de Planificación Minera
Estudiante de doctorado, UAI.
Ha estado encargado de los resultados que se presentan a continuación.
Enfoque de optimización (académico)
Enfoque de cascarones anidados (industria)
Enfoques Tradicionales
Enfoque de optimización (académico)
Enfoque de cascarones anidados (industria)+
Enfoques del Laboratorio
Marvin: Caso de Estudio #1
!"!!
!10,000,000!!
!20,000,000!!
!30,000,000!!
!40,000,000!!
!50,000,000!!
!60,000,000!!
!70,000,000!!
1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! 8! 9! 10! 11! 12! 13! 14! 15!
Milawa&NPV&
Extraido!
Planta!
!"!!
!10,000,000!!
!20,000,000!!
!30,000,000!!
!40,000,000!!
!50,000,000!!
!60,000,000!!
!70,000,000!!
1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! 8! 9! 10! 11! 12! 13! 14! 15!
OMP$NPV$
Extraido!
Planta!
- Versión de Marvin disponible en MINELIB (sin parcels). - 53,271 bloques - 2 metales (Au, Cu), una planta - Tasa de descuento, 10%
- Valor Whittle: 847,776,378 - Valor OMP: 848,275,005
+0.06%
Marvin: Caso de Estudio #1
!"!!
!10,000,000!!
!20,000,000!!
!30,000,000!!
!40,000,000!!
!50,000,000!!
!60,000,000!!
!70,000,000!!
1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! 8! 9! 10! 11! 12! 13! 14! 15!
Milawa&Balance&
Extraido!
Planta!
!"!!
!10,000,000!!
!20,000,000!!
!30,000,000!!
!40,000,000!!
!50,000,000!!
!60,000,000!!
!70,000,000!!
1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! 8! 9! 10! 11! 12! 13! 14! 15!
Milawa&NPV&
Extraido!
Planta!
!"!!
!10,000,000!!
!20,000,000!!
!30,000,000!!
!40,000,000!!
!50,000,000!!
!60,000,000!!
!70,000,000!!
1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! 8! 9! 10! 11! 12! 13! 14! 15!
OMP$NPV$
Extraido!
Planta!
!"!!
!10,000,000!!
!20,000,000!!
!30,000,000!!
!40,000,000!!
!50,000,000!!
!60,000,000!!
1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! 8! 9! 10! 11! 12! 13! 14! 15!
OMP$Balance$(Extracción)$
Extraido!
Planta!
+8.8%
+0.06%
Marvin: Caso de Estudio #1
0"
100000000"
200000000"
300000000"
400000000"
500000000"
600000000"
700000000"
800000000"
900000000"
1" 2" 3" 4" 5" 6" 7" 8" 9" 10" 11" 12" 13" 14" 15"
Flujo&de&Caja&(Descontado&y&acumulado)&
OMP"NPV"
OMP"Balance"
Milawa"NPV"
Milawa"Balance"
Estas son las soluciones OPTIMAS Se computan en 15 minutos. Se comprueba optimalidad en 4 horas.
!"!!
!200,000,000!!
!400,000,000!!
!600,000,000!!
!800,000,000!!
!1,000,000,000!!
!1,200,000,000!!
!1,400,000,000!!
!1,600,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
OMP$NPV$
Extraido!
Des9no1!
Des9no2!
!"!!
!200,000,000!!
!400,000,000!!
!600,000,000!!
!800,000,000!!
!1,000,000,000!!
!1,200,000,000!!
!1,400,000,000!!
!1,600,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
Milawa&NPV&
Extraído!
Des9no1!
Des9no2!
Calbuco: Caso de Estudio #2
- Proyecto minero anónimo - Sobre 5,000,000 de bloques - Tres metales (Au, Ag, Cu), dos plantas (lixividación / flotación) - Tasa de descuento, 5%
+3.7%
!"!!!100,000,000!!!200,000,000!!!300,000,000!!!400,000,000!!!500,000,000!!!600,000,000!!!700,000,000!!!800,000,000!!!900,000,000!!
!1,000,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
Milawa&Balance&
Extraído!
Des9no1!
Des9no2!
!"!!
!100,000,000!!
!200,000,000!!
!300,000,000!!
!400,000,000!!
!500,000,000!!
!600,000,000!!
!700,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
OMP$Balance$(Extrac0on)$$
Extraído!
Des8no1!
Des8no2!
!"!!
!200,000,000!!
!400,000,000!!
!600,000,000!!
!800,000,000!!
!1,000,000,000!!
!1,200,000,000!!
!1,400,000,000!!
!1,600,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
OMP$NPV$
Extraido!
Des9no1!
Des9no2!
!"!!
!200,000,000!!
!400,000,000!!
!600,000,000!!
!800,000,000!!
!1,000,000,000!!
!1,200,000,000!!
!1,400,000,000!!
!1,600,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
Milawa&NPV&
Extraído!
Des9no1!
Des9no2!
Calbuco: Caso de Estudio #2+3.7%
+101.5% !!
!3E+09'
!2E+09'
!1E+09'
0'
1E+09'
2E+09'
3E+09'
4E+09'
5E+09'
6E+09'
1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 12' 13' 14' 15' 16' 17' 18' 19' 20' 21' 22' 23' 24' 25'
Flujo&de&Caja&(Descontado&y&acumulado)&
OMP'NPV'
OMP'Balance'
Milawa'NPV'
Milawa'Balance'
Calbuco: Caso de Estudio #2
Estas soluciones están a 5% del óptimo. Se computan en 25 minutos. Se comprueba el 5% en 4 horas.
!"!!
!100,000,000!!
!200,000,000!!
!300,000,000!!
!400,000,000!!
!500,000,000!!
!600,000,000!!
!700,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
OMP$Balance$$(Extracción$+$Producción)$
Extracción!
Des9no1!
Des9no2!
!"!!!200,000,000!!!400,000,000!!!600,000,000!!!800,000,000!!
!1,000,000,000!!!1,200,000,000!!!1,400,000,000!!!1,600,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
OMP$Balance$(Producción)$
Extracción!
Des:no1!
Des:no2!
!"!!
!200,000,000!!
!400,000,000!!
!600,000,000!!
!800,000,000!!
1! 3! 5! 7! 9! 11! 13! 15! 17! 19! 21! 23! 25!
OMP$Balance$(Extracción)$
$
Extracción!
Des:no1!
Des:no2!
+101.5%
+109.4%
+96% Programación lineal hace que sea fácil cambiar / agregar restricciones. Ejemplos: !- Distintos “balanceos” - Costos fijos - Número de fases abiertas - Sink rate - Manejo contaminantes - Etc.
Es posible construir sobre lo existente (sin necesidad de cambiar metodologías) !
Posible introducir noción de op?malizad Claridad de modelos Cer?tud respecto a calidad de soluciones !
Posible introducir más realismo a los modelos, así dependiendo menos de errores humanos
!
Muchos mejores soluciones, mucho más parecidas a lo que se busca
Planificación de producción
2 procesos, different timing, different throughput 2 tipos de metales Capacidad Stockpiles (Francisco García, Superintendente Planificación Largo Plazo)
Importantes avances tecnológicos en op?mización, computación, abren muchas nuevas posibilidades
!
Diversos proto?pos confirman nuevas potencialidades !
Enfoques tradicionales insuficientes !
Imprescindible integración de metodologías avanzadas, con experiencia fundada en problemas reales
Ahora y después
Ahora: Construcción de nuevos cimientos. Aprovechar avances recientes. Construir los nuevos LG y Lane. Repensar modelos. !
Futuro: Herramientas que permitan abordar: Minería subterránea Minería de transición Sistemas distritales (mul?-‐pits, mul?-‐plantas) Incer?dumbre (portafolios de proyectos) !
La minería del futuro: ¿Cómo la evaluamos? !
Ahora y después
Minería subterránea (caserones)
KEY NOTE SPEAKER Alexandra Newman Colorado School of Mines Viernes, 9:30 AM
Talleres de Planificación
Ya hemos hecho dos talleres, donde compartimos con planificadores y académicos de distintas empresas,
consultoras, y Universidades.
Mine Planning Workshop 2013 at U.A.I Participants from Codelco, Antofagasta Minerals, Anglo-American, Barrick Gold, Coffey, NCL, Redco, Carkeet Tools