Обоснование организационно-технических решений при текущем планировании добычи руд цветных металлов на карьерах тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Обоснование организационно-технических решений при текущем планировании добычи руд цветных металлов на карьерах"

РГ5 00

Министерство науки, высшей школы и технической политики 2 2 "ЧАР Российской Федерации

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи

КАХАРОВА. Лолита Аброловна

УДК 622.271.3:658.012.2

ОБОСНОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ТЕКУЩЕМ ПЛАНИРОВАНИИ ДОБЫЧИ РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ НА КАРЬЕРАХ

Специальность 08.00.28 — «Организация производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1993

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте.

Научный руководитель, доц., канд. техн. наук АШИХМИН А. А.

Официальные оппоненты: проф., докт. техн. наук ПОТРЕСОВ Д. К.,-.канд. техн. наук АНИСТРАТОВ К. Ю.

Ведущее предприятие — Гиироцветмет.

Защита диссертации состоится « я?. . » 1993 Г-

в у. . час. на заседании специализированного совета К-053Л2.06 в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте по адресу: 117935, ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6. -

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского горного института.

Автореферат разослан

1993 г.

Ученый еекретарь специализированного совета

канд. экон. наук СОКОЛОВСКАЯ М.' Б.

лет АС. V« Р А УТТГП'/"»I1 Г/ПГ А О А рпти ч^иы/и i ./шл /л¿ч 1-11 и^-1 ги и4 х «¿-л-Л и

Актуальность работы В усхлинях рыночной экономики возрастает требования к эффективности аботи горнодобквакщпс пред-лриятий, которая в значительной степени определяется научной обоснованностью плачовых решений на всех временных уровнях.

Многообразие форм и изменчивость элементов залегания рудных тел, многокошонентность руд, изменчивость содержаний полезных компонентов и минералогического состава, значительные объемы горних работ, больное количество выемочно-погрузочного оборудования, динамичность горш геологической .. организационно-технической ситуаций, а также жесткие требования потриЗите-лей к качеству руды осложняют процесс принятия плановых решений при разработке сложноструктурных к .¡торождений руд цветных металлов открытым способом.

Анализ работы карьеров выявил регулярное несоответствие между плановыми и фактическими показателями добычи при наи большем рассогласовании на уровне месяц-декада, что объясняется недостаточно ': обосноьлностыо плановых решений этого уровня, увязывающих в единую систему технико-технологические решения перспективного планирования с организационными - оперативного.

Для существующей практики формирования и обоснования текущих плановых решений характерны: одковариантный и однокрите-риальный подход;низкая точность оценки организационно-технических факторов; отсутствие проверки решений с точки врения возможности их реализации на более низких временных уровнях планирования; определение 31 плуатационных кондиций с уютом, как правило, одного, основного компонента. Это снижает обоснованность и достоверность плановых решений, ведет к нерациональному использованию материальных и природных ресурсов.

Целью работы является .разработка системы поддержи принятия организационно-тех..ических решений при текущем планировании добычи руд цветных металлов для повышения эффективности работы горных предприятий.

Основная идея работы заключается в формировании и обосновании вариантов решений на основе многокритериальной оцента предпочтений, краткосрочного прогнозирования уровня организации сыокочно-погрузочных работ (ЕИР), учета комплексности ис-

_ о _

пользования сырья и проверки допустимости с позиций соблюдения регламента работы карьера.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:

- для определения предпочтений ведения выемочно-погрузоч-ных работ в экскаваторных блоках впервые предложена процедура, базирующаяся на многокритериальных экспертных оценках с использованием аппарата нечетких отношений предпочтения и обеспечивающая за счет поэтапного выделения н доминируемых альтернатив групповое упорядочение объектов ведения работ;

- впервые установлены зависимости ошибок прогнозирования организационных и аварийных простоев от параметров адаптации модели приодического сглаживания П. Уинтерса, позволяющие определять эксплуатационную производительность экскаваторов с учетом организационно-технической ситуации на карьере;

- разработаны типовые математические модели определения эксплуатационных кондиций и формирования месячного плана вые-мочно-погрузочных работ, отличающиеся от существующих, учетом суммарной извлекаемой ценности металлов и степени соответствия декадному регламенту работы карьера

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов ы рекомендаций подтверждаются: ь

- использованием представительного статистического материала;

- применением современных методов и программных средств обработки статистических данных, построения регрессионных моделей и прогноаироь^лния временных рядов, а также оценкой надежности полученных результатов;

- многокритериальным подходом, базирующимся на применении аппарата нечетких отношений;

- положительными результатами апробации.

Ь^аченке работы:

Научное значение работы состоит в формировании структуры критериев и процедуры оценки предпочтений ведения выемочно-по-грувочкых работ в экскаваторных блоках, в выборе метода и модели краткосрочного адаптивного прогнозирования простоев экскаваторов по организационным и аварийлум причинам, а также установлении значений параметров адаптации, в обосновании подхода к определению направлений отгрузки забалансовых руд и про

верке соответствия качественно-количественных показателей варианта плана регламенту работы карьера.

Практическое значение работы заключается в разработке процедур формирования и обоснования вариантов организационно-технических решения, обеспечивающих при текущем планировании добычи руды на карьерах повышение степени обоснованности планов, уровня использования недр и соответствия регламенту работы карьера.

Реализация выводов и рекомендаций. Система поддержки принятия организационно- технических решений при текущем планировании добычи руды принята к внедрению на карьере "Каетчакыр" Алмалыкскогэ ГМК. Расчетный годовой экономический эффект за счет снижения затрат на производство медного концентрата на 4,05Z и увеличения прибыли комбината на 1,122 для условий карьера "Кальмакыр" Алмалыкекого ГМК составит 143,38 млн. руб. в ценах иа 1.10.92.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались нр научно-технических конференциях "Пути повышения комплексности использования рудного сырья и технологических по1сазателей обогащения с применением экологически чистых материалов" ( институт "Средазниипроцветмет, Ташкент, 1989) и "Пути решения эколого-технилогических задач на горных предприятиях" ( Ташкент, общество "Знани " 1991 ), на научных семинарах кафедры "Организация и управление горным производством" (ЫГИ, 1991,1992).

Публикации. По результатам выполнении исследований и теме диссертации опубликовано 8 научных статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения изложенных на 120 страницах машинописного текста и содержит список используемых источников из 123 наименований, 21 рисунок, 21 таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Развитие открытого способа доброт руд цветных металлов привело к созданию высокомеханизированных карьеров, на долю которых приходится значительная часть добычи товарных руд. Сложная морфология рудных тел, неравномерность размещения полезного ископаемого в пространстве, как правило исключают возможность функционального разделения выемочно-погрузочного оборудования по процессам добычи и вскрыши. Использование большо-

го количества экскаваторов при довольно жестких требованиях к объемам и качеству полезного ископаемого предопределяет необходимость совершенствования системы текущего планирования добычи руды с целью обеспечения эффективности плановых решений на всех временных уровнях в условиях изменяющейся организационной ситуации как внутри, так и вне карьера.

Вопросам планирования горного производства посвящено большое количество научных исследований, результаты которых отражены в работах акад. М. И. Агошкова, Е Е Мельникова, Е Е Ржеве кого, докт. техн. наук Е И. Анистратова, А. И. Арсентьева, а П. Бас-тана, Е Ф. Вызова, Е И. Ганицкого, Ф. Г. Грачева, Е Р. Именитов, Е Е Истомина, Г. Г. Ломоносова, Н. Г. Новожилова, А. А. Петросова, С.С. Резн..ченко, М. С. Суменкова, И. Б. Тайакмана, ЕС. Хохрякова, канд. техн. наук М. Л Жигалова, А. Е Землянова, С. Д. Коробова, С. А. Оиллиппова и многих других.

В выполненных исследованиях заложены основополагающие принципы и современные методы планирования горных работ в режиме управления качеством,потока полезного ис :опаемого.

Однако- анализ исследований показал, что большинство работ посвящено решению проблем планирования на более высоких или более низких, чем месяц, временных уровнях. Кроме того, выполненные исследования в области месячного планирования, как правило, ориентированы на решения отдельных "организационно-технических задач, что не позволяет обеспечить достаточной обоснованности комплекса плановых решений этого уровня, увязывающих в единую систему технико-технологические задачи перспективного «лавирования с организационными - оперативного.

Для достижения цели диссертационной работы были поставлены и решены следующие основные задачи.

1. Формирование перечня и формализация последователгности решения задач текущего планирования.

2. Разработка процедуры определения предпочтений ведения .выемочно-погрузочных работ в экскаваторных блоках..

3. Выбор и обоснование метода -и модели прогнозирования уровня организации вькмочно-погрузочных работ для ере деления эксплуатациг-.-'ной производится ■ .чости экскаваторов.

4. РсораОс'ка методики определения направлений отгрузки заЗзианеоаих руд и проверки допустимое! и варианта плана с позиции соблюдения регламента работы карьера.

Объектами исследований являются горнодобывающие предприятия. разрабатывающие сложноструктурные месторождения руд цветных металлов открытым способом с применением железнодорожного транспорта и имеющие жесткую взаимосвязь с потребителями. Вазовым для исследований выбран один из крупнейших карьеров-"Ка-льмакыр" Алмалыкекого ГМК. разрабатывающий сложноструктурное медно-порфировое месторождение. Методологический подход и рекомендации применимы для других карьеров, разрабатывающих аналогичные месторождения.

Выполненный в [иссертационной работе анализ работы карь- . еров выявил регулярное несоответствие мевду плановыми и фактическими показателями. Так, например, по карьеру "Кальмакыр" АГМК уровень выполнения месячных планов колеблется от 50 до 1202, коэффициент вариации находится в пределах от 20 до 40%. Большой относительный размах и высокие коэффициенты вариации, низкие значения коэффициентов корре.-.лции величин фактической и плановой добычи руды указывают на недостаточную обоснованность принимаемых плановых решений.

Результаты анализа практики и исследований в области текущего планирования добычи руды позволили сформировать (с учетом специфики объектов исследования) перечень и формализовать последовательность решения задач планирования на уровне месяца в рамках итерационной процедуры (рис.1).

Основные модули ^лок-схемы процедуры-предусматривают решение следующих задач.

Шдуль 1 (блоки 1-8);формирование мномзетва объектов планирования, определение предпочтений и интенсивности ведения в них выемочно-погрузочных работ; модуль 2 (блоки 9-10); определение направлений отгрузки забалансовых руд (установление эксплуатационных кондиций);модуль 3.(блоки 11-14); выбор вариантов ведения выемочно-погрузочных работ в экскаваторных блоках; модуль 4.(блоки 15-17);формирование выходных документов я обеспечение конечности числа итераций процедуры.

В соответствии с блок-схемой процедуры планируемая производительность экскаваторов должна обеспечить ведение выемочно-погрузочных работ в выбранных блоках, с учетом установленных предпочтений и выполнение количественных показателей по горной массе Огм.пл и руде Опл. Вовлечение в промышленное использование забалансовых руд Сз, наряду с объемами балансовых Об.

-МОДУЛЬ 2 т

^ НАЧАЛО 3 МОДУЛЬ 1

информирование множества экскаваторных блоков

Определение предпочтений $ на X

-3-

Определение объемов ВНР на основе эксплуаа ционной производительности экскаваторов

Определение "структуры" блоков

Формирование с учетом подмножества блоков X, обеспечивающих (Зги. пл.

1

Решение задачи определения направления от- ^ | грузки забалансовых руд,., <—(8] установление эксплуатационных кондиций*

Формирование множества лент отработки блоков

[—12-

Формирование множества подекадных календарных планов ведения ВНР

Формирование документа-"ПЛАН ДОБЫЧИ"

(—17-

Формирование документа "ПРИЧИНА НЕСОВМЕСТНОСТИ"

Рис.1. Принципиальная блок-планирования добыта

схема процедуры текущего руды на уровне месяца

регламентируется величиной относительного коэффициента и определяется при установлении эксплуатационных кондиций, обеспечивающих выполнение показателей плана по качеству руды. Необходимая взаимоувязал текущего и оперативного уровней планирования достигается на основе формирования и выбора по количественно-качественным показателям допустимых (с позиции декадного регламента работы карьера) вариантов ведения выемочно-погрузочных работ в экскаваторных блоках. Требуемое соотношение сортов руд обеспечивается на более высоких временных уровнях текущего планирования при построении месячного контура и поддерживается при определении предпочтений вариантов ведения выеко-чно-погрузочных работ.

Варианты ведения выемочно-погрузочных работ порождаются наличием множества экскаваторных блоков, возможных для включения в месячный план, и варьированием планируемой производительности экскаваторов. При работе в конкретном блоке варианты -ленты порождаются различными схемами отработки блока и различными подекадными календарными планами отработки лент, формируемыми за счет изменения графика ремонта экскаваторов и эксплуатационных кондиций на оперативном уровне.

Следовательно, по своему содержанию решения, принимаемые при текуцем планировании, имеют организационно-технический характер и определяют где, с какой интенсивностью и по какому варианту вести выемочно-погрузочные работы, а также устанавливают направления отгрузки забалансовых руд.

. В соответствии с блок-схемой процедуры текущего планирования добычи руды на уровне месяца требуется оценить предпочтения на множестве экскаваторных блоков, возможных к отработке в планируемом периоде, с позиций ведения в них выемочио-погру-8очных работ (рис.1). Результаты оценки предпочтений используются при определении: 1) подмножества "наиболее предпочтительных" блоков, для которых плановая производительность экскаваторов устанавливается на уровне эксплуатационной; 2) "наиболее предпочтительного" из подмножества блоков, в которых может работать только один экскаватор; 3) порядка среди подмножества "наименее предпочтительных" блоков, для которых возможно снижение плановой производительности экскаватора по сравнению с эксплуатационной вплоть до нулевого уровня (иаслючение из набора подлежащих отработке объектов ведения выемочно-погрузоч-

иых райот).

Таким образом, проблема определения предпочтения на множестве экскаваторных блоков формулируется в рамках задачи группового упорядочения (расслоения) объектов с регламентацией отношений между элементами определенных слоев типа линейного порядка и (или) выявления лучшего.

Проведенный анализ сложившейся практики формирования вариантов текущр-т плана добычных работ на Уровне месяца, существующие структуры управления и функциональные обязанности управленческого персонала на рудных карьерах, результаты выполненных к настоящему времен!' исследований в области планирования позволили сформировать множество экспертов Е (е1-глав-ный технолог;е2-главный геолог; еЗ-главный маркшейдер; е4-глав-ный механик; е5-главный энергетик) и множество критериев К, включапцее подмножество геологических (к1- достоверность геологической информации; кЮ-рудоносность; к12-качество руды), технологических (к5-безопасность ведения горных работ; кб-на-личие транспортного доступа; к8-объем транспортной работы;к11-сложность транспортного обслуживания) и организационных ( к2 -обеспеченность запасами для экскавации и бурения; кЗ-готовность оборудования; к4-соблюдение графика ППР; к7-число перегонов оборудования и к9 - наличие бурового и зкскавационного оборудования) критериев оценки предпочтений ведения выемочно-погру-зочных работ в экскаваторных блоках.

В качестве основной процедуры сравнения И оценки альтернатив (экспертов, критериев, объектов) выбраны парные сравнения с использованием аппарата нечетки? отношений предпочтения.

Анализ структур предпочтений на множестве экспертов, по оценке лица, принимающего решения (ЛПР) - главного инженера карьера "Кальмакыр" АГЫК, показал, что для него наибольшую ценность имеют мнения следующих экспертов: главного геолога, главного технолога и главного маркшейдера. Причем, при использовании аппарата нечетких отношений предпочтения на указанном подмножестве экспертов был установлен линейный порядок.

Аналогичным образом, на основе анализа исходных структур предпочтения критериев было установлено, что для условий карьера "Кальмакыр" АГЫК наиболее "важными" с точки зрения различных экспертов являются следующие критерии: к5 - для е1, е2, еЗ,е4; к2 - для е2, е4, е5; кЗ - для е2, е4; к12 - для е2, еЗ;

кЮ - для еЗ. В указанную группу "важнейших" входят, за исключением явного лидера - технологического критерия к5, только геологические и организационные критерии. Причем, геологические превалируют у еЗ, вместе с организационными (к2 и кЗ) не-доминируются у еЗ и е4. С учетом ценности мнений экспертов с точки зрения ЛПР, "важнейшими" критериями для оценки предпочтений ведения выемочно-погрузочных работ являются: технологиче-. ский - безопасность ведения горных работ; геологические: качество руды, рудоносность; организационные: обеспеченность запасами для экскавации !• бурения, а также готовность оборудования.

Структура множеств критериев и экспертов, как и структуры предпочтений на них, зависят от особенностей горнодобывающего предприятия и сложившейся к моменту планирования организационно- технической и горно-геологической ситуации.

Для решения задачи упорядочения на множестве экскаваторных блоков при текущем планиров; ии разработана процедура, включающая следующие этапы (табл. 1).

Этап 1. Исходя из условий задачи, ЛПР формирует структуру предпочтений экспертов, а каждый из экспертов-стру-ктуру предпочтений критериев||Л(к; ,кр|| (для всех ееЕ) и объектов по каждому критер...и ||^,(х1,х^)|| (для всех ееЕ и кеК).

Этап 2. С использованием результатов этапа 1 определяется структура предпочтений критериев ||Дк; .к^Ц.

Этап 3. С использованием результатов этапов 1 и 2 формируется структура пред11, чтений блоков |]#(х1,хр|| по каждому критерию (ке К).

Этап 4. Результаты этапов 2 и 3 обеспечивают возможность Формирования сначала итоговой структуры предпочтений блоков ¡|р(х1.хр||, а затем подмножество ХЬ (множества X), элементами которого являются выявленные на итерации Ь недоминируемые (имеющие наибольшую степень предпочтения) блоки.

Этап 5. Корректируется исходное множество блоков X: из него исключаются элементы, признанные недоминируемыми на этапе 4.

Этап 6. Осуществляется логическая проверка: если множество X пусто, то далее выполняется этап 7; в противном случае -этап 3.

Этап 7. Является заключительным этапом, на котором определяется в общем случае групповой порядок (слоистая структура) на исходном множестве блоков.

- ю -

Таблица 1

Эгаш процедуры решения задачи упорядочения на множества экскаваторных блоков методом поэтаг"ого выделения недоминируемых альтернатив

fitoi

мер и наимрцо-вание этапа.

СОДЕРЖАНИЕ ОПЕРАЦИЙ НА ЭТАНЕ

1. Получение исходной информации

Формирование структур предпочтений: экспертов критериев каждым экспертом; блоков каждым экспертом по каждому критерию

; ¡Mi

для ,сех е о, Е

для ::ех е е Е и ке К

2. Определение структуры предпочтений критериев

для

всех ее Е

3. Определение структуры предпочтений блок». , по каждому критерию

для всех k е К

для

всех ееЕ

■.. Определение структуры предпочтений блоков и выбор недоми-

*шруемых на итерации t

ü. Корректировка иложаства блоков

чЦ)

Иа X исключаются xt Xt

б, П. jBepica

Если '!- то этрп V. В противном случае этап 3

7. Групповое упорядочение на исходном множестве блоков

XI , íz 9. t , . . , х т

Заметим, что этап 5 прсцедурн пр дусматривает также корректировку X (исключение из него всех элементов), если на этапе 4 не удалось выявить недомичируемые блоки.

Для выполнения расчете, на этапах 2-4 процедуры предлагается, использовать минимаксный критерий принятия решений при нечеткой исходной информации.

Процедура определения предпочтений экскаваторных олоков при текущем планировании априбир- аана на карьере "Ка^омакыр" АГМК при составлении плана добычи руды января 1992 года. Рассматривалось десять объектов ведения выемччно-погрузочных работ, экскаваторных Скоков. В результате Сила сфоркчрована слоистая структура предпочтений на множестве объектов планирования. За счет корректировки ЛПР множества экспертов (исключения е4 и е5) и множества критериев (исключения подмножеств технологических и организационных) среди элементов последнего слоя был установлен линейный порядок. Процедура текущего планирования руды предусматривает определение объемов выемочно-п "рузочннх работ в эксгаваторных блоках - плановой производительности экскаваторов на основе эксплуатационной (рис. 1). Величина последней зависит о" организационно-технической ситуации ка карьере, которая постоянно меняется под воздействием гак внутренних, так и внешних факторов. С позиций оценки величины эксплуатаци тной производительности уровень организации выемочн,-погрузочных работ характеризуется уровнем простоев экскаваторов.

При проведении статистического анализа уровня организации 8ыемочно-погрузо"ных рабе" использовались данные о простоях экскаваторов на карьере "Кальмакыр" пс. месяцам за 1989 - 1991 годы, сгругшировш ;ые в соответствии с классификацией академика В. В. Ржеве.coro.

Результаты анализа показали, что в среднем уровень организационных простоев cocTf■ляет 33%, аварийных - 32%, технологических - '.27. и плановых - 23" от среднего уровн. суммарных простоев. Наибольший вклад дисперсию суммарных простоев вносят организационные - 83%, обладающие так"*с максимальным размахом Еариа1.ли.

В результате регрессионного анализа была установлена тес-Н'ая взаимосвязь величин суммарных и органи.;ышонни" простоев (коэффициенты корреляции варьируют по годам в пределах 10,8L; 0,931), а тага» взаимосвязь «.-уммарш-: и аварийных просторе

(коэффициенты корреляции варьируют по годам в пределах [0,59; 0,65]). Наиболее значимыми факторами в зависимости суммарных простоев от составляющих организационные являются "приостановка приема руды потребителем" и "отсутствие транспорта" (уровни значимости по годам изменяются в пределах С 0,037; 0,0893 и СО,0136;0,08631 соответственно; коэффициенты множественной корреляции [0,94; 0,98]).

Результаты анализа статистических данных определили основную идею решения задачи оценки эксплуатационной производительности - повышение точности оценки за счет применения адаптивных методов краткосрочного (период упреждения один интервал времени) прогнозирования простоев по организационным и аварийным причинам.

Необходимость использования процедур прогнозирования, обладающих адаптивными свойствами, определила рассмотрение моделей, базирующихся на методе экспоненциального сглаживания.

Вьйор модели прогнозирования осуществлялся на основе сравнения результатов реализации следующих процедур: экспоненциального сглаживания Р. Брауна; линейного экспоненциального сглаживания Ч. Хольта; периодического сглаживания П. Уинтерса; Критериями полезности моделей прогнозирования являлись средняя и средняя квадратичная ошибки прогнозирования. При реализации процедур определялись средняя ( Ы. Е), средняя абсолютная (М.А. Е) и средняя квадр .тичная (M.S. Е. ) ошибки прогнозирования. Значения M. А. Е. и US. Е. использовались также для сравнения различных значений параметров адаптации - констант сглаживания.

В результате моделирования на ЭВМ (реализации различных процедур прогнозирования при различных значениях параметров) установлено, что наиболее удовлетворительные результаты обеспечивает модель II Уинтерса. Так, если использование модели Ч. Хольта при прогнозировании уровня аварийных простоев обеспечивает значение M. S. Е.. не ниже чем 2150 часов, то модель Е Уинтерса не выше 500 (рис. 2). С точки зрения Ы. Е. моДель II Уинтерса более чувствительна к значению параметров адаптации.

Процедура периодического сглаживания П. Уинтерса использует три константы сглаживания: для уровня значений ( ), линейного тренда ( ) и мультипликативной периодической составляющей ( ). В результате исследований (проведения полного ф^..¿торного эксперимента) установлено, что при прогнозировании организа-

- и -

с2>

Рис.2. Зависимость средней (М.Е.; 1x10; а1! и средней квац-ратической (М.З.Е.; 1хЮ0; 61 ошибок прогнозирования уровня простоев от параметров адаптации (модель Уинтераа!

ционных простоев минимальные значения НЕ. и М. S. Е. обеспечиваются при <¿-0,9°. jS-0,1, <Г«0,60 {"ис. 2), а при прогнозирования аварийных - при с/ -О, «5, J&-0.1, /-0,55. сказанные .значения параметров позволили получить предсказания организационных и аварийных простоев со средней, средней абсолютной и средней кпалратическсй ошибками, равными -1 13,2; 206,8 и 0,8; 11,5; 213,4 соответственно (табл.2).

Границы доверительных интервалов величины отклонения прогнозного значения XI от фактического XI с вероятностью, равной 0,9 и 0,95, составили для организационных простоез: 23,6 и 28,2 часе соответственно а дл,1 аварийных: 24,0 и 28,6 соответственно (та*>л. 2). То есть с надемк 'тью 0,9 отклонение прогнозного значения от фактического не превысит 20% от среднемесячного уровня организационных или аварийных простоев. Суммарная i , юг-лозная оценка уровня организационных и аварийных прос 'оен с надежностью 0,0 имеет ошибку, из превышающую JK от среднеме~ ся' юго уровня указанных простоев и 107 от среднемесячного уровня суммарных.

Таблица 2

Оценки ошибок и надежности прогнозирования

IBpmiiHoi; | Ошибки,час 1 | |L(L>I Xt-Xtl),l

I I I |д I час |

! |--т--1-1 Х4!31 Х4й |----г---1

| ряд | М. Е. | \1 А. Е. | Я S. Е. | час | час |Р«0. 9 |Р-0. 951

|ХЦорг] 1-1.0 ¡13.2 1206.8 11041114 ¡23.6 ¡28.2 (

|---------)------)--1--1--I-1--^---1

1Х1[аа] | 0.8 Ц1.5 ¡213.4 |128|120|24.Об ¡23.6 |

,-------->-(--1---1-1-1-1-)

(ХЫоргЗ+ХЬСавЗ ¡-0.1 |16.4 ¡368.1 |233|?2?|31.5 ! 3-'. 6 |

I_______I_I__!___:__I I I___1--1

Ийиичче прогнозных оц-.нок простоев по организационным и аварийным прич: лам позволяет существенно повысить точность расчетов эксплуатационной производительности экскаваторов, которая является одной из основных -сходных величин при плакировании и организации работы карьера. Устанавливаемая на основе Г'Кеплуатацконцой пхамовая щюаоводигелмюсть экскаваторов. оп-р."лэля'-'г^я с учетом предпочтения веяния выеиочно-логрузочних

" у '

работ в блоках и обеспечения количествении показателей плана по горней массе и уде.

В процессе планирования качественные показатели обеспечиваются за счет обоснования эксплуатационных кондиций при опре-делени: направлений отгрузки забалансовых руд (определен« части забалансовых руд, вовлекаемой в промышленное использование) (рис.1). Учитывая, что руды цветных металлов, как правило, являются комплексными, предлагается обоснование эксплуатационных кондиций при текущем планировании проводить с учетом суммарной извлекаемой ценности металлов.

В рамках настолщи.. исследований разработана экоч шико- математическая .„одел, решения задачи определения направления от. рузки за. длансовых руд. В модели индексы 1, J, и s исп ~льзую-тся для обозначения экскаваторных блоков, забалансовых -оставляющих блоке в и видов металла юответстяешю. В качестве оптимизируемых переменных приняты Xlj-количество забалансовой руды из составляющей J экскаваторного блока 1, вовлекаемое в промы-пленное использование. Критерием оптимальности "вляется сухарная извлекаемая ценность металлов.

Долевая Функция модели гмеет следящий вид:

6 s oL ljs Xij-----> max, (1)

где Vi - шсжество значений индекса j для блота 1; Zs - цена одной тонны металла ; £s - коэффициент извлечения металла ; ¿ljs - содержание металла s в ' "»балансовой составляющей 3 экскаваторного блока i.

Ограничения модели содержат следующие требования.

1. Показатель месячного плана по количеству руды, вовлекаемой в промышленное использование, должен быть выполнен:

+ Q0 - Опл, (2)

где Q5Jf- количество балансовой руды.

2. Показатели месячного плана по количеству металла каздог

вида в "уде должны быть выполнены или перевыполнены:

21 Xi J + ¿3 Q6 > Мз.пл -для Есе- s« S, (3) l

-¿s - среднее содержание метала s в балансовой ру,,е;

U • множество значений индекса s.

3. Среднее содержат., каждого металла ь забалансовых рудах, вовлекаемых в промышленное использование, должно находиться в установленных предела;., определяемых регламенте..; рабог - карьо--

- 16 -

ра: ,

^ 1 ,)ЗХ1 _)+-/гОб)</5.ШИ- ¿¿-в для всех г:«о, (4) где «¿з - показатель месячного плана по среднему содержанию металла з в руде; - допустимое отклонение от^б.пл. 4. Количество забалансовой руды, вовлекаемой в промышленное использование, из каждой составляющей любого экскаваторного блока не может превышать ее запасов:

XIз < Я1] для всех 1 и (5)

где Р1Л - запасы забалансовой руды в составляющей } блока ¡. Таким образом, задача определения направления отгрузки забалансовых руд формализуется в рамках задачи линейного программирования (1-5) и может быть легко решена известными методами.

Обоснованием эксплуатационных кондиций завершается этап процедуры планирования, сь.Глинный с формированием на множестве экскаваторных блоков варианта ведения выемочно-погрузочных работ^ обеспечивающего требуемые качественно-количественные показа, ели месячного плана добычи руды. Однако в процессе планирования может возникнуть ситуация, когда вариант является недопустимым с точки зрения декадного регламента работы карьера Проверка варианта на допустимость является одной из задач текущего планирования, решение которой обеспечивает взаимоувязку двух уровней (текущего и оперативного) и базируется на формировании и выборе вариантов последовательности выемки запасов блоков (лент) и соответствующих подекадных календарных планов ведения выемочно-погрузочных работ в блоках. Построение подекадных календарных планов реализуется методами оперативного планирования и в рамках диссертационной работы не рассматривалось. При формализации условий задачи выбора вариантов предполагалось, что каждый вариант календарного плана характеризуется набором параметров {(}. и и и^э} -количество руды в декаду Ь из блока 1 согласно ленте з по варианту 6 календарного плана ведения работ и среднее содержание металла з в р>,.е соответственно.

Разработанная типовая модель задачи выбора предусматривает (в зависимости от сложившейся на момент планирования орга-низацисяно-технической и горно-геологической ситуации на карьере ) применение одного из следующих критериев оптимальности: 1) отклонение от декадных заданий по количеству рудм;

2) отклонение от декадных заданий по количеству металла s;

3) суша приоритетов вариантов календарных планов ведения работ.

Целевая функция типовой модели имеет следующий вид: Q —> min v Ms —> mln v £ 51 £ Kl J t J. 1J t —:> max, (6). где aQ - отклонение от декадных заданий Qt (t -1,2,3) по количеству руды; д Ms - отклонение от декадных заданий Mst

(s-1,2,...,t-l,2;3) по количеству металла s в руде; Kiji - приоритет варианта календарного плана ведения работ по ленте J экскаваторного блока i; Aijl - булева переменная, принимающая значение 1, если выбран вариант календарного плана работ по ленте J блока 1 и О-в противном случае. Переменными модели в зависимости от постановки (критерия) задачи являются :1) ¿Q и JUjf; 2) д Ms и Ли Л, 3) ljf. Ограничения типовой модели содержат следующие требования.

1. Декадные задания по количеству руды должны быть выполнены с учетом отклонения дО:

Qt - ¿Q < £ Z Z Mil Cj, ljft < Qt - ¿Q для всех t. (7)

2. Декадные "¿г^ания по количеству металла в руде долины быть выполнены с учетом отклонений дМз:

Mst- &Msi Е £ £ £ lj^ijft-^ij^tsiMst- дМз для всех t и s,(8)

3. Для каздо^о экскаваторного блока должен быть выбран только один вариант: .

3 ¿С Jiji - 1 для всех 1. . (9)

4.' Переменные должны принимать целочисленные значения О или 1: О <Лlji < 1 - целое для всех I.J.E. (10)

В случае использования третьего критерия, приоритеты вариантов, определяемые ЛПР, должны отвечать следующим требованиям:

О < Klj£ < 1 и SS|lKijl - 1. (И)

Возможность фиксации ¿Q и (или) дМ (в зависимости от постановки задачи) на уровне, определяемом регламентом работы карьера, а также поиска набора вариантов с минимальным значением ¿Q или &М обеспечивает определение наиболее рациональных вариантов ведения выемочно-погрузочнм* работ в экскаваторных блоках в условиях сложившейся на момент планирования организационно-технической и горно-геологической ситуации на карьере.

В зависимости от постановки задача выбора является частично ил полностью целочисленной и решается с использованием алгоритма Лзнда и Дойга или аддитивного алгоритма решения задач с булевыми переданными.

Разработанная система поддержки организационно-технических решений при текущзм планировании на уровне месяца предназначена для горнодобывающих предприятий разрабатывающее сдон;ост-руктурныэ месторождения руд цветных металлов открытый способом, с использованием зкскаваторно-жалезнодорокно-разгрузочньЕ поц-плексов, и имеющих кесткую взаимосвязь с потребителями. При:,:э-нение систеш поддержки решений позволит повысить степопь обоснованности планов, обеспечит их соответствие регламенту работы карьера и повысит уровень использования недр. В результате снизится количество корректировок плановых заданий на внутри-месячном уровне и ошибка расчета эксплуатационной производительности экскаваторов, что обеспечит снижение дисперсии величины фактической производительности.

В итоге уменьшится дисперсия обцэкарьерного рудопотока, увеличится коэффициент ритмичности и уменьшится коэффициент вариации качества руды. Это, в свою очередь, снизит затраты на производство условного концентрата.

Установление эксплуатационных кондиций с позиций суммарно извлекаемой ценности, увеличит выпуск товаркой продукции. В итоге это приведет к увеличению прибыли горно-металлургического комбината.

Эффективность разработанной систеш поддержи принятия организационно-технических решений, при текущем планировании добычи руд цветных металлов проверена для условий карьера "Кальмакыр" Алмалыке кого ГМК. Ее реализация позволит увеличить выпуск товарной продукции на 2-4%.

Расчетный годовой экономический эффект за счет снижения затрат на производство медного концентрата на 4,05% и увеличения прибыли комбината на 1,12% для условий карьера "Кальмакыр" Алмалыкского ГЫК составит 143,38 млн. руб. в ценах на 1.10.32.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена актуальная научная задача разработки систеш поддержки принятия организационно-технических решений, обеспечивающих при текущем планировании добычи руды на карье-

pax повышение степени обоснованности планов, уровня использования недр и соответствия регламенту работы карьера.

Система предназначена для горнодобывающих предприятий, разрабатывающих слокиоструктурные месторождения руд цветных металлов открытым способом с применением железнодорожного транспорта и имеющих жесткую взаимосвязь с потребителями.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основные выводы.

1. Установленная структура и последовательность решения задач текущего планирования добычи руд определяет комплекс основных процедур, составляющих систему поддержки принятия организационно-технических решений. В указанный комплекс входят процедуры формирования множества объектов планирования, определения предпочтений и интенсивности ведения в них выемоч-но-погрузочных работ; определения направлений отгрузки забалансовых руд (установление эксплуатационных кондиций); выбора вариантов ведения выемочно-погрузочных работ в экскаваторных блоках и проверки их допустимости с позиций декадного регламента работы карьера

2. Определение предпочтений ведения выемочно-погрузочных работ в экскаваторных блоках следует осуществлять по предлагаемой процедуре," базирующейся на многокритериальных экспертных оценках с использованием аппарата нечетких отношений предпочтения и обеспечивающей за счет поэтапного выделения недоминируемых альтернатив групповое упорядочение объектов ведения работ.

3. Состав экспертов и критериев оценки предпочтений ведения выемочно-погрузочных работ, а также структура предпочтений лица^принимающего решения,,зависят от особенностей конкретного горнодобывающего предприятия (карьера) и сложившейся к моменту планирования организационно-технической и горно-геологической ситуации. Для условий карьера "Кальмакыр" Алмалыкского ГМК на конец 1991 года множество критериев включало геологические (достоверность геологической информации, качество руды, рудо-носность), технологические (безопасность ведения горных работ, наличие транспортного доступа, объем транспортной работы, сложность транспортного обслуживания) и организационные критерии (обеспеченность запасами для экскавации и бурения, готовность оборудования, соблюдение графика ПНР, число перегонов оборудо-

- 20 -

вания, наличие бурового и экскавационного оборудования).

4. Установленная статистическая взаимосвязь суммарных простоев экскаваторов с простоями по организационным и аварийным причинам определяет целесообразность их прогнозирования для повышения точности расчетов эксплуатационной производительности экскаваторов. Для условий карьера "Кальмакыр" наиболее значимыми факторами является "отсутствие транспорта" и "приостановка приема руды потребителем", то есть факторы,,характеризующие организацию взаимодействия карьера с другими цехами АГМК.

5. Для краткосрочного прогнозирования простоев экскаваторов следует использовать процедуру периодического сглаживания П. Уинтерса, обеспечивающую с надежностью 0,9 предсказания организационных или аварийных простоев с о шибко й^, не превышающей 20% от соответствующего среднемесячного уровня, и суммарные предсказания указанных простоев, с ошибкой,не превышающей 10% от среднемесячного уровня всех простоев. Значения используемых в м^.ели прогнозирования констант сглаживания для уровня значений тренда и мультипликативной периодической составляющей, минимизирующие среднюю и среднюю квадратическую ошибку прогнозирования, установлены в результате моделирования на ЭШ и равны 0,9;0,1 и 0,6 соответственно для организационных простоев и 0,85; 0,1 и 0,55 - для аварийных простоев.

6. Формирование эксплуатационных кондиций при текущем планировании добычи руд для выбранного варианта плана ведения выемочно-погрузочных работ на уровне экскаваторных блоков следует осуществлять в рамках решения задачи определения направления отгрузки забалансовых руд на основе предлагаемой экономико-математической модели по критерию суммарная извлекаемая ценность металлов.

7. Проверку возможности реализации плана ведения выемочно- погрузочных работ следует осуществлять.при выборе варианта (ов) отработки экскаваторных блоков с использованием разрас.-..шной типовой математической модели с булевыми переменными, учитывающей возможность применения различных критериев в зависимости от организационной ситуации на карьере.

8. Применение разработанной системы поддержки принятия организационно-технических решений позволит повысить с пень обоснованности и эффективности текущи. планов добычи руды.

„..........-2У-

Осшвзаа тлаюешет дмссертащюшшй работы кзяокекы в сл»-дукзкх пуОлзсацкях:

1. 1Ивгзтва И. К., ICaxaposa X А., Poíüo В. О. Анализ уровня организации работы экскаваторного парка на карьере "Кальмакыр" АГМК. Тезисы НТК "Пут., повышения комплексности использования рудного сырья и технологических показателей обогащения с применением экологически чистых материалов". -Ташкент, 1990, с. 26-27.

2. tsaaasm. А. А., Иовкязиз II. К., Пахароза Л. А. Управление качеством рудопотока при планировании производства ГМК. Тезисы НТК "Пути повышения комплексности использования рудного сырья и технологических показателей обогащения с применением экологически чистых материалов". -Ташкент,'1990, с. 68-69.

3. teDMtii А. Д. , líosistcsa 1- К., Сахароза i А. Автоматизация декадпо-суточного планирования добычных работ на рудных 1ирьерах. - В сб.: Экономическое обоснование коотлексного освоения ресурсов полезных ископаемых j учетом требовании экологии и изменения социальных условий. Тр. МГИ,-М. ,1990, с. 75-76.

4. Да.т^15уз5геа В.И, ГСахрдава Д. Л. Некоторге вопроси перестройки управления в золотодобывающей otj. .ели Узбекистана. - Б сб.: Новая техника и технология в отраслях народного хозяйства. Тр. iamMJUTK, -Ташкент, 1991, с. 111-114

5. Кааароза JL Л. Анализ причин простоев экскаваторов на карьере ".{альмакыр" АГМК.-В сб.: Новая техника и технология в отраслях народного хозяйства. Тр. ТашМИПК,-Ташкент, 1991, с. 114-115.

6. Рамгэ а 13., Захарова JL А. Оптимальное планирование промышленного использования забалансовых руд на карьерах. Тезисы НТК "Пути решения зколого-технологических задач на горных предприятиях".-Ташкент, 1991, с. 163-165.

• 7. Пахароза Л. А. Многокритериальный подход к определению приоритетов горизонтов при текущем планировании добычных работ на карьерах.-В сб.: Теоретические и научно-практические вопросы нефтяной, газовой, горнодобывающей, геологоразведочной отраслей промышленности Тр. ТашПИ, -Ташкент, 1991, с. 38-40.

8. Кахарова X А., Paian В. П. Прогнозирование производительности экскаваторов на карьере "Кальмаккр" АГМК. -В ей.: Теоретические и научн -практические вопросы нефтяной, газовой, горнодобывающей, геологоразведочной отраслей промышленности. Тр. ТашПИ,-Ташкент, 1991,с. 62-63.

Подписано впечать 1.03.93. Формат 60x90/16. Объем 1,25печ. л. Тираж 100 эз. Заказ N (С6

Типография МГИ, Ленинский проспект, д. 6