De mijnbouw is van cruciaal belang voor de wereldeconomie; vrijwel elke industriële activiteit is afhankelijk van mineralen en metalen die uit de aarde worden gewonnen.
Hieronder vallen onedele metalen zoals ijzererts en koper, edelmetalen zoals goud, zilver en platina, en zelfs zeldzame aardmetalen zoals lutetium, gadolinium, holmium en cerium.
De werkzaamheden zelf zijn behoorlijk technisch en complex en vereisen grote industriële machines, gespecialiseerde apparatuur en reserveonderdelen.
Onder voorraadbeheer in de mijnbouw wordt doorgaans verstaan: het optimaliseren van de voorraadniveaus van apparatuur en reserveonderdelen om een perfect evenwicht te waarborgen tussen te grote voorraden en een tekort aan essentiële reserveonderdelen.
Het kan soms ook betrekking hebben op het beheer van de voorraden van het ruwe erts zelf, vanaf de verwerking tot aan het eindproduct.
Wat betekent "voorraad" in de mijnbouw?
De voorraad in de mijnbouw omvat twee zeer verschillende domeinen: de apparatuur die de bedrijfsvoering draaiende houdt, en het erts dat door de waardeketen wordt verwerkt. Beide zijn van cruciaal belang; beide vereisen totaal verschillende managementfilosofieën.
Onderhoudsvoorraad (MRO)
Technische apparatuur, reserveonderdelen en verbruiksartikelen die nodig zijn om de bedrijfsmiddelen operationeel te houden. Een goed beheer hiervan is wat het verschil maakt tussen gepland onderhoud en kostbare ongeplande stilstand.
Run-of-Mine & Bulkvoorraad
Het ertsproduct zelf in elke fase — van de zojuist gewonnen ruwe voorraad, tot aan het geraffineerde koperconcentraat of de goudstaaf die klaar is voor verzending.
Onderhoud en voorraadbeheer
Onder ‘onderhoudsvoorraden’ in de mijnbouw worden technische apparatuur, reserveonderdelen en verbruiksartikelen verstaan.
Deze sector wordt algemeen beschouwd als een van de meest kapitaalintensieve sectoren vanwege de enorme omvang van de activiteiten die doorgaans het volgende vereisen:
Gespecialiseerde apparatuur
Emmerwielgraafmachines, draglines, jumbo-boormachines, staartboormachines
Algemeen zwaar materieel
Dumpwagens, bulldozers, boorinstallaties, graafmachines
Als we daar nog aan toevoegen dat internationale mijnbouwbedrijven hun activiteiten verspreid hebben over tientallen fabriekslocaties, soms zelfs op verschillende continenten, dan wordt al snel duidelijk dat het beheer van onderhoudsvoorraden een cruciale uitdaging vormt.
Waarom de complexiteit van meerdere locaties het probleem nog vergroot
Eén enkele wereldwijd opererende mijnbouwonderneming kan actief zijn op meer dan 30 locaties verspreid over meerdere continenten, waarbij elke locatie te maken heeft met verschillende OEM-leveranciers, lokale levertijden en wettelijke vereisten.
Hierdoor behoren een gecentraliseerd overzicht van de voorraad en een gestandaardiseerde onderdeelnummering over alle vestigingen heen tot de twee meest waardevolle, maar ook minst vaak gerealiseerde aspecten van het MRO-beheer in de mijnbouw.
Het dubbel voorraadhouden van onderdelen op verschillende locaties (hetzelfde fysieke onderdeel dat onder vier verschillende onderdeelnummers is geregistreerd) is een van de belangrijkste oorzaken van overtollige voorraad. Volgens schattingen uit de sector bestaat 20–35% van de MRO-voorraden in de mijnbouwsector uit dubbele of vrijwel identieke artikelen.
Veelvoorkomende uitdagingen
Verbruiksplanning
De voorraad reserveonderdelen wordt op grote schaal beheerd en de inkoop- en onderhoudsteams moeten de benodigdheden van tevoren plannen om de beschikbaarheid van materialen te waarborgen.
Om dit beter te kunnen plannen, voeren de teams voor onderhoud, activabeheer en betrouwbaarheid een „vraagprognose” uit; dit gebeurt doorgaans binnen een softwaresysteem zoals EAM- of CMMS-software.
Ze baseren zich meestal op rudimentaire wiskundige modellen om de toekomstige vraag te voorspellen;
Bijvoorbeeld – Een eenvoudig prognosemodel
Een vereenvoudigd model van deze prognose ziet er ongeveer zo uit:
Als voor een productievolume van 100 ton 10 eenheden materiaal nodig zijn, dan zou voor 200 ton 20 eenheden materiaal nodig zijn.
In werkelijkheid is de wiskunde veel ingewikkelder, maar de logica achter de prognose is vergelijkbaar.
Zoals men zich kan voorstellen, is dit slechts een wiskundige prognose, waarbij geen rekening wordt gehouden met de complexiteit van de daadwerkelijke dagelijkse mijnbouwactiviteiten.
Een onjuiste prognose, in combinatie met de ‘angst voor voorraadtekorten’, kan gemakkelijk leiden tot het aanhouden van te grote voorraden ‘dode materialen’.
Evenzo kan een onjuiste prognose ook leiden tot „voorraadtekorten“ van essentiële mijnbouwapparatuur, wat kan resulteren in een langdurige verlenging van de stilstandtijd. In zeldzame gevallen kan dit zelfs leiden tot het uitvallen van de apparatuur zelf.
Opeenstapeling van dode voorraad
Overtollige materialen blijven voor onbepaalde tijd in het magazijn liggen, waardoor werkkapitaal en magazijnruimte worden geblokkeerd. Sommige onderdelen raken verouderd voordat ze überhaupt worden gebruikt.
Kritieke voorraadtekorten
Een benodigd reserveonderdeel is niet beschikbaar wanneer een bedrijfsmiddel defect raakt. De stilstand duurt voort totdat het onderdeel kan worden ingekocht, versneld geleverd en aangevoerd — vaak tegen hoge vrachtkosten.
Waar EAM- en CMMS-systemen tekortschieten
De meeste EAM- en CMMS-platforms (SAP PM, IBM Maximo, Infor EAM) gebruiken de Min/Max- of Reorder Point (ROP)-logica als standaardmethode voor voorraadaanvulling. Deze regels worden vaak eenmalig bij de implementatie ingesteld en worden zelden herzien, ook al veranderen de uitvalpercentages en productievolumes in de loop van de tijd.
Het gevolg: voorraadparameters die waren afgestemd op de productievolumes van 2018 bepalen nog steeds de inkoopbeslissingen voor 2025, zonder dat er een geautomatiseerd mechanisme is dat aangeeft dat de regels niet meer aansluiten bij de operationele realiteit.
Kritikaliteitsanalyse
Een van de belangrijkste uitdagingen die een oplossing voor voorraadbeheer in de mijnbouw tracht aan te pakken, is het „minimaliseren van stilstandtijd”
~30%
McKinsey, 2022
Gemiddeld aandeel van het onderhoudsbudget dat verloren gaat door overtollige of verouderde voorraad
20–35%
Deloitte Mining, 2023
Gemiddelde onvoorziene stilstandtijd per jaar bij grote mijnbouwbedrijven
140 uur
ABB / WEF, 2021
Van die stilstandtijd: het aantal uren dat toe te schrijven is aan MRO / de beschikbaarheid van onderdelen
~42 uur
ABB
Als de productie stilvalt, blijven de kosten doorlopen
In industriële omgevingen zoals de mijnbouw komen storingen aan bedrijfsmiddelen vaak voor, en storingen aan kritieke bedrijfsmiddelen brengen hoge kosten met zich mee. Een storing aan een kritiek bedrijfsmiddel kan al snel leiden tot een volledige stilstand van de activiteiten in de gehele productiefaciliteit.
Dit betekent dat alle vaste en operationele kosten die verband houden met die mijnbouwfaciliteit blijven oplopen – terwijl de doorvoer nul is, wat een directe invloed heeft op het nettoresultaat.
Soort operatie | Kosten per uur | Referentie | Basis |
Grote kopermijn | $200K–$300K | Oliver Wyman, 2022 | Productiecapaciteit van meer dan 100 Ktpa |
Grote dagbouwkolenmijn | $100K–$180K | Accenture, 2021 | Warmtekrachtkoppeling / cokesproductie |
Goudmijn (middelgroot) | $250K–$400K | EY Mining, 2023 | Bij een goudprijs van $1.900 per ounce |
Haventerminal voor ijzererts | $400K–$600K | Documenten van Rio Tinto / BHP | Terminal voor bulkexport |
Lithium / mineraal voor batterijen | $150K–$250K | WEF, 2023 | Spodumeen / pekelwinning |
Dit betekent dat alle vaste en operationele kosten die verband houden met die mijnbouwfaciliteit blijven oplopen – terwijl de doorvoer nul is, wat een directe invloed heeft op het nettoresultaat.
Daarom is het van cruciaal belang dat onderhoudsteams, assetmanagers en betrouwbaarheidsexperts een duidelijk en betrouwbaar overzicht hebben van welke onderdelen en bedrijfsmiddelen van cruciaal belang zijn.
Kritikaliteitsbeoordelingen worden zowel op een actief en ook een voorraadniveau van reserveonderdelen, en krijgen doorgaans een score tussen 1 en 10 toegekend, waarbij 10 staat voor zeer kritiek.
Ze worden beoordeeld op basis van gevolgen en risico’s, zoals:
Dit is doorgaans een handmatig proces, dat wordt geleid door de teams voor betrouwbaarheid en activabeheer, met inbreng van de teams voor onderhoudsactiviteiten en inkoopplanning.
De beperkingen van deze aanpak;
Statische puntentelling
Er wordt geen rekening gehouden met dynamische factoren zoals veranderingen in de levertijden van leveranciers of de onderlinge compatibiliteit van onderdelen.
Afhankelijkheid van deskundigen
Het proces is tijdrovend en steunt sterk op de kennis van één team, vaak zonder dat er een kruiscontrole plaatsvindt.
Blinde vlekken op het gebied van veroudering
Onderdelen waarvan de levensduur bijna ten einde loopt of die een inkooprisico vormen, worden zelden tijdig gesignaleerd.
Waarom de levertijd van leveranciers alles verandert
Een onderdeel met de classificatie „Criticality 6” en een levertijd van twee weken brengt heel andere risico’s met zich mee dan hetzelfde onderdeel met een levertijd van 26 weken van een buitenlandse OEM.
Statische kriticiteitsmodellen houden zelden rekening met dit onderscheid. Hieronder staan typische doorlooptijdbereiken die rechtstreeks in voorraadbeslissingen moeten worden meegenomen:
| Productcategorie | Gebruikelijke levertijd | Risiconiveau | Aanbevolen voorraadstrategie |
|---|---|---|---|
| Verbruiksartikelen (filters, riemen) | 1 tot 4 weken | Laag | Min/Max met overeenkomst met lokale leverancier |
| Standaard mechanische onderdelen | 4 tot 12 weken | Matig | Herbestelpunt (ROP) met veiligheidsvoorraadbuffer |
| OEM-specifieke onderdelen | 12 tot 26 weken | Hoog | Ter plaatse bewaren; jaarlijks controleren versus kriticiteitsscore |
| Kapitaalreserves met lange doorlooptijd | 26 tot 52+ weken | Kritisch | Reserveonderdelen voor verzekeringen; verplichte voorraad, ongeacht de kosten |
Voorspellend onderhoud
Dankzij de vooruitgang op het gebied van preventief onderhoud en de mogelijkheid om sensorgegevens te interpreteren, beschikken assetmanagement- en onderhoudsteams nu over inzichten in welke bedrijfsmiddelen waarschijnlijk defect zullen raken en om welke reden.
Dit wordt doorgaans gedaan om onderhoudstaken alvast te prioriteren voordat ze zich voordoen.
Deze gegevens worden echter zelden meegenomen in de voorraadstrategie, hoewel dat wel heel eenvoudig zou kunnen.
Bijvoorbeeld: als een machine tijdens het dagelijks gebruik warmer wordt dan een bepaalde drempeltemperatuur, is het waarschijnlijk dat deze opwarming het gevolg is van een defect aan een specifiek onderdeel.
Oververhitting van deze specifieke machine wordt veroorzaakt door een defect aan slechts twee onderdelen van het apparaat.
Wanneer deze gegevens in de oplossing voor voorraadbeheer worden ingevoerd, wordt deze nieuwe informatie toegevoegd aan de gegevens over de „verbruiksbehoefte“.
Hoe sensorgegevens moeten worden meegenomen in de voorraadstrategie
Het doel
Het doel van voorraadbeheer in de mijnbouw is simpelweg om ervoor te zorgen dat;
Hoofddoel
Het tot een minimum beperken van stilstand, met name als gevolg van „het ontbreken van reserveonderdelen”
Secundaire doelstelling
Het afvoeren van overtollige dode voorraad
Voorraad uit eigen productie en bulkvoorraad
Dit zijn inventarissen die betrekking hebben op het „product“ zelf, in de verschillende fasen van de levenscyclus ervan.
Run-of-Mine of de voorraad „ruw erts“ zelf, die uit de grond is gewonnen maar nog niet is verwerkt tot het eindproduct
Het eindproduct is het koperconcentraat of de goudstaaf zelf, die klaar staan om naar de eindklant of een tussenhandelaar te worden verzonden voor verdere verwerking.
Het op peil houden van de productie en de bulkvoorraad, zoals opslagvoorraden en ruw erts, heeft minder te maken met logistieke en supply chain-uitdagingen en meer met het mengen van grondstoffen en het beheer van buffervoorraden.
Het doel is ervoor te zorgen dat de verwerkingsfabriek (molens) een gelijkmatige aanvoer krijgt, ondanks de inherente variabiliteit van de grond.
De belangrijkste strategie is ‘mengen voor consistentie’. De molens zijn afgestemd op een specifieke kwaliteit en hardheid van het erts. Als de toegevoerde grondstof te sterk varieert, verloopt het chemische terugwinningsproces inefficiënt, wat leidt tot een verlies van miljoenen aan mineralen.
Om dit te regelen, houden mijnbedrijven meerdere voorraden van verschillende kwaliteiten (hoog, gemiddeld en laag) aan, waardoor een „op maat samengestelde toevoer“ ontstaat die ervoor zorgt dat de installatie op maximale terugwinningspercentages blijft draaien.
Een andere essentiële aanpak is bufferbeheer, dat vaak wordt aangeduid als de „longen“ van de bedrijfsvoering. Mijnbouw en verwerking verlopen in verschillende ritmes en het is belangrijk om deze twee processen van elkaar los te koppelen om de onafhankelijke continuïteit van de bedrijfsvoering te waarborgen.
Het kan dus gebeuren dat een vrachtwagen in de put pech krijgt, of dat een breker vanwege onderhoudswerkzaamheden buiten bedrijf wordt gesteld. Tussen deze fasen worden strategische voorraden aangelegd om ze van elkaar los te koppelen.
Dit zorgt ervoor dat een stilstand van twee uur in de mijn niet leidt tot stilstand van de verwerkingsfabriek, en omgekeerd: een stilstand van de verwerkingsfabriek dwingt de mijn niet om het delven te staken.
Kwaliteitsscheiding en voorraadrotatie worden toegepast om „ertsverlies“ of „verdunning“ te voorkomen. Hoogwaardig erts wordt nooit vermengd met afval of materiaal van mindere kwaliteit, tenzij dit opzettelijk wordt gemengd.
Managers passen ook het „First-In, First-Out“-principe (FIFO) toe voor bepaalde ertsen die bij blootstelling aan lucht kunnen bederven of oxideren, wat het flotatie- of uitloogproces kan verstoren als ze te lang blijven liggen.
Mengen voor een gelijkmatig resultaat
Er worden meerdere voorraden van verschillende kwaliteiten aangehouden en gemengd om een consistent „maatwerkvoeder” te verkrijgen, waardoor de installatie op maximale terugwinningspercentages blijft draaien.
Bufferbeheer
Strategische voorraden die tussen de verschillende fasen worden opgeslagen, zorgen voor een scheiding tussen de mijnbouw- en verwerkingsactiviteiten, waardoor beide worden beschermd tegen stilstand in de andere activiteit.
Niveauscheiding en roulatie
Er wordt nooit hoogwaardig erts vermengd met afval of materiaal van mindere kwaliteit, tenzij dit opzettelijk gebeurt, om verlies van erts en verdunning te voorkomen.
FIFO-methode
Bepaalde ertsen die bij blootstelling aan lucht worden afgebroken of oxideren, worden volgens het „first-in, first-out“-principe verwerkt om verstoring van het flotatie- of uitloogproces te voorkomen.
Aanpak van voorraadbeheer
Het beheer van de voorraden voor de Stockpile is meer een op „wetenschap“ gebaseerd vraagstuk; vanuit een waardeperspectief verschuift de aanpak in de richting van voorraadafstemming.
Omdat bulkstapels enorm groot en onregelmatig van vorm zijn, is traditioneel tellen onmogelijk. Bij moderne werkwijzen worden drones ingezet die zijn uitgerust met LiDAR of fotogrammetrie om 3D-modellen van de voorraadstapels te maken.
Dit levert een uiterst nauwkeurige volumeberekening op, die – in combinatie met laboratoriumanalyses van het ertsgehalte – het bedrijf in staat stelt om de werkelijke „opgeslagen waarde” van de voorraad aan belanghebbenden en belastingautoriteiten te rapporteren.
| Methode | Volumenauwkeurigheid | Enquêtetijd | Kosten per enquête |
|---|---|---|---|
| Handmatige / visuele schatting | ±15 tot 25% | Dagen | Laag |
| Traditioneel terreinonderzoek | ±5 tot 10% | Uren tot dagen | Matig |
| Drone met fotogrammetrie | ±1 tot 3% | 30 tot 90 minuten | Laag tot matig |
| Drone met LiDAR | ±0,5 tot 1% | 30 tot 60 minuten | Matig tot hoog |
„Mine-to-Mill Optimization“ is het overkoepelende kader dat dit alles met elkaar verbindt. Het beschouwt de gehele processtroom – van de explosie in de groeve tot het eindproduct – als één geïntegreerd systeem.
Door tijdens het opblazen de grootte van het gesteente aan te passen (fragmentatie), kan de mijn de energie die later nodig is voor het breken verminderen, waarbij in feite gebruik wordt gemaakt van de voorraadfasen om de totale energiekosten en de doorvoer te optimaliseren.
Systemen van mijn tot verwerkingsfabriek
De drie belangrijkste M2M-technologieën
Blast-ontwerp- en uitvoeringssystemen
Deze machines zorgen voor de „eerste fase van het breken“. Bij M2M gaat het bij het opblazen niet alleen om het verplaatsen van gesteente, maar ook om het voor te bereiden voor de breekinstallatie.
Operationele logica: De software berekent de optimale verdeling van de explosieve energie op basis van de hardheid van het gesteente. Hierbij wordt gebruikgemaakt van uiterst nauwkeurige GPS op de boorinstallaties om ervoor te zorgen dat elk boorgat precies op de door het model aangegeven plaats wordt aangebracht.
Systemen voor fragmentatieanalyse
Dit zijn de ‘sensoren’ van de M2M-keten. Ze meten het succes van de explosie.
Operationele logica: Met behulp van hogesnelheidscamera’s of LiDAR-systemen die op graafmachines of transportbanden zijn geïnstalleerd, maakt de software gebruik van algoritmen voor randdetectie om de afmetingen van elke steen in realtime te meten.
Geometallurgische modellering (het „blokmodel”)
Dit is de basisdatabase. Hierin wordt niet alleen vastgelegd waar het erts zich bevindt, maar ook hoe het zich in de fabriek zal gedragen.
Operationele logica: De software voegt metallurgische gegevens (hechtingsindex, hardheid, mineralogie) toe aan de 3D-mijnkaart.
Belangrijke spelers en hun platforms
| Bedrijf | Belangrijkste platform / software | Hoofddoel |
|---|---|---|
| Orica | BlastIQ | De wereldwijde marktleider op het gebied van explosiewerkzaamheden. Hun software is gericht op digitale optimalisatie van explosiewerkzaamheden om een consistente fragmentatie te garanderen, waardoor „verstoppingen“ in de breekinstallatie worden verminderd. |
| Hexagon Mining | Mine-to-Process (M2P) | Zij zijn eigenaar van Split Engineering, de industriestandaard voor fragmentatieanalyse. Hun softwarepakket koppelt mijnplanning rechtstreeks aan sensoren in de verwerkingsinstallatie. |
| Metso Outotec | Geminex | De nadruk ligt op het „Mill“-gedeelte. Zij bieden geavanceerde procesregeling (APC) waarmee de maalcircuits worden aangepast op basis van de gegevens over het binnenkomende erts die vanuit de mijn worden ontvangen. |
| Dassault Systèmes | GEOVIA (Surpac/MineSched) | Gespecialiseerd in 3D-modellering en kortetermijnplanning, waardoor wordt gewaarborgd dat de juiste „mix“ van erts op het juiste moment bij de fabriek wordt afgeleverd. |
| RPMGlobal | XECUTE | Een planningstool voor de ultrakorte termijn. Deze tool beheert de ‘real-time’ planning van vrachtwagens en graafmachines om ervoor te zorgen dat de fabriek nooit zonder grondstoffen komt te zitten (bufferbeheer). |
| Maptek | BlastLogic | Een krachtig systeem voor het meten van de nauwkeurigheid van explosies, dat de „ontworpen“ explosies vergelijkt met de „uitgevoerde“ explosies om vast te stellen waarom de fragmentatie mogelijk tekortschiet. |
Hoe het werkt: de „feedbacklus“
Deze systemen werken doorgaans in een doorlopende cyclus waarbij drie afdelingen betrokken zijn:
De groeve (boren en springen)
Met behulp van Orica of Maptek ontwerpen ingenieurs een explosie. Sensoren op de boorinstallaties (Measure While Drilling – MWD) detecteren dat het gesteente harder is dan het oorspronkelijke geologische model suggereerde. De software past de explosieve lading in realtime aan.
De transportband (Fragmentatie)
Terwijl het erts naar de fabriek wordt getransporteerd, scannen camera’s van Split-Engineering de gesteentestukken. Het systeem stelt vast dat het gehalte aan „fines“ (kleine deeltjes) lager is dan verwacht. Deze gegevens worden onmiddellijk doorgestuurd naar de fabrieksmanager.
De molen (procesbesturing)
Het systeem ontvangt de waarschuwing „grote brokken”. Omdat de molen zwaarder zal moeten werken om de grotere stenen te vermalen, verlaagt de software automatisch de toevoersnelheid en past het het stroomverbruik van de kogelmolen aan om een „grind-out” of overbelasting van het circuit te voorkomen.
Conclusie
Grote bedrijven zoals Rio Tinto of BHP gebruiken deze niet als op zichzelf staande tools. Ze integreren ze in een Integrated Operations Center (IOC).
De software fungeert als één enkele betrouwbare bron van informatie en zorgt ervoor dat de mijnmanager niet wordt beloond voor „goedkope explosiewerkzaamheden“ als die ertoe leiden dat de fabrieksmanager het dubbele moet uitgeven aan elektriciteit en slijtage van de bekleding.
