CC BY
22
© А.М. Валуев, 2003
YAK 658.5:622.271.3 А.М. Валуев
О СИТ"АЦИЯХ, ЗАААЧАХ И PECYPCAX КОРРЕКЦИИ ТЕК"ШИХ И ОПЕРАТИВНЫХ ПЛАНОВ ОТКРЫТОЙ YГЛЕАОБЫЧИ В ПРОЦЕССЕ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ
Причины, вызывающие необходимость коррекции текущих и оперативных планов в процессе их реализации, многообразны, но систематизировать их можно следующим образом:
1. изменение общего объема согласованного заказа (на остаток планового периода или его часть) на продукцию разреза как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения; в этом случае первоначальный план не отвечает сложившейся ситуации;
2. изменение пропорции между заказом на отдельные виды продукции — случай, подобный первому, но более сложный в реализации;
3. изменение оценки запасов (в количественном или качественном отношении) в намеченных к отработке на плановый период блоках карьера; в этом случае реализация первоначального плана по объему выемки из отдельных блоков не обеспечивает достижения требуемых показателей выпуска;
4. возникновение обстоятельств, снижающих производственные возможности отдельных технологических звеньев или разреза в целом, или же возможности доставки продукции разреза потребителям, — в этом случае требуемые показатели выпуска не изменяются, но их достижение требует пересмотра отдельных плановых решений.
Перечисленные ситуации порождают разные типы задач коррекции текущих или оперативных планов, причем каждая из них требует наличия собственного вида ресурсов. Наличие таких ресурсов по каждой из вероятных ситуаций должно предусматриваться при составлении плана, причем не только того плана, для которого возникает ситуация, требующая его коррекции, но и плана на более продолжительный период.
Ситуация изменения объема или структуры заказа
Эта ситуация, в свою очередь, проявляет себя по-разному, во-первых, в зависимости от того, есть ли увеличение объема заказа по продукции разреза или по отдельному виду продукции или же по всем (или единственному) видам имеет место снижение, а во-вторых — в зависимости от того, является ли данное изменение проявлением колебательного характера конъюнктуры на продукцию разреза или же оно выражает устойчивую тенденцию.
Увеличение объема заказа очевидным образом требует как наличия резервов по мощности выемочно-погрузочных и транспортных работ по добычному комплексу, так и наличия запасов, доступных к отработке до конца текущего планового периода (или того временного промежутка, на который распро-
страняется изменение заказа), причем не только в отношении количества угля, но и его качественных показателей и (или) марочного состава. Что касается резервов мощности по угледобыче, то в ситуации колебательного характера заказа благоприятной ситуацией является возможность перераспределения части транспортных, а возможно, и выемочно-погрузочных мощностей с вскрышных работ на добычные с тем, чтобы при понижении заказа выполнить обратное перераспределение. В условиях же наличия устойчивой тенденции решение проблемы по существу выходит за рамки текущего планирования, по крайней мере при отсутствии необходимых резервов мощности.
Следует отметить, что не только при повышении, но и при понижении объема заказа автоматически не реализуется возможность обеспечить требуемые качественные показатели выпуска, если принятая последовательность отработки запасов допускает такие колебания показателей выходного углепотока во времени, при которых средние значения этих показателей укладываются в требуемые пределы для этапов планового периода только в случае выпуска угля в соответствии с первоначально принятым заказом. Таким образом, для обеспечения возможности коррекции плана, при котором скорректированный объем выпуска удовлетворяет и требуемым к качеству угля, в рассматриваемой ситуации необходимо, чтобы либо плановые значения качественных показателей находились бы в более узких диапазонах, чем это требуется потребителю, либо имелись дополнительные источники (резервные забои, подших-товочные склады) угля различного качества.
Специального рассмотрения требует обеспечение качественных показателей выпуска при нескольких товарных продуктах, пропорции в объемах заказа на которые могут изменяться. В простейшем случае, когда сорта угля различаются лишь ограничением на значение единственного показателя (обычным примером такой ситуации является неодинаковость требований электростанций и коммунально-бытового сектора к зольности поставляемого с определенного месторождения энергетического угля; требования отдельных электростанций также могут различаться), достаточно налагать требование, чтобы для совокупного выпуска угля его качество при наиболее высокой доле более высокого сорта обеспечивало минимальные требования к качеству совокупности сортов.
Если общий объем заказа равен д'план, количество сортов — т, объем заказа на /й сорт находится в пределах от Щу до Щу , а максимальное содержание вредного компонента (золы, серы, «видимой» породы) равно Зтк / причем Зтк 1^*™* 2^—^ а* т, то при значении этого компонента в объеме угля в количестве,
Явред^Я21 атах 1+’" + Щ2т-1 атах т- 1+(ЩпптГ Ч21—- Щ2т-1>Ь< ^атах т (1)
требования к качеству выпуска будут выполнены и при наивысшей доле сортов с более высокими качественными требованиями, а значит, в любой ситуации. При большем количестве показателей качества использование формулы (1) для каждого из них корректно только в случае, если для разных показателей их пороговые значения для сортов идут в одинаковом порядке, в противном случае выражаемые ими требования являются завышенными. В общем случае, если, допустим, имеется два показателя (которые можно рассматривать как доли соответствующих компонентов угля), то на плоскости, осями которой являются их значения, допустимые пары образуют выпуклый многоугольник, граница которого — ломаная линия — показывает крайние комбинации средних значений этих показателей, при которых требования всех потребителей еще могут быть выполнены. Таким образом, в этом случае соотношение (1) должны быть заменены несколькими линейными неравенствами, связывающими значения объемов компонентов. То же самое справедливо (но более сложно вычислительно осуществимо) и при большем количестве показателей качества.
Ситуация изменение оценки запасов
Данная ситуация, очевидно, неблагоприятна в том случае, если уточненные оценки намеченных к отработке запасов угля показывают меньшее его количество или ухудшение качественных показателей по сравнению с ранее использованными оценками; возможна и неоднозначная ситуация, когда часть показателей улучшают, а другие — ухудшают свои значения. В этой ситуации необходимость коррекции плана возникает, если первоначальные задания по объемам экскавации (добычи и отправки угля по определенным направлениям) дают в соответствии с уточненными оценками значения отдельных количественных или качественных показателей выпуска продукции, выходящие за допустимые пределы. Ситуация может иметь два различных проявления — случайная ошибка оценки запасов, неизбежная в силу неполноты геологической информации, и равновероятно приводящая к занижению и завышению оценок отдельных показателей запасов (явление, к которому уместен статистический подход), и грубая ошибка, не имеющая систематического характера (редкое событие, статистический подход к которому требует иного характера статистики, возможно, выходящей за пределы данного месторождения). Для проявления первого типа нужно предусматривать корректирующие действия не только в случае ухудшения ситуации, но и в случае ее улучшения для создания резервов для последующих случаев ухудшения ситуации.
Для преодоления данной ситуации требуются следующие условия, которые рассмотрим на примере оперативного планирования. Во-первых, необходимо наличие компенсирующих запасов. Эти запасы могут находиться на резервном или подшихтовочном складе или непосредственно в массиве или развале — в последнем случае наличие резервов означает, что объем подготовленных к выемке запасов больше планового объема добычи для каждого экскаватора или по крайней мере для пары экскаваторов, рабо-
тающих соответственно в блоках лучшего и худшего качества по сравнению со средним. Во-вторых, необходимо иметь резерв производительности или для экскаваторов, для которых компенсирующие запасы имеются, или в виде наличия мобильного выемочнопогрузочного оборудования.
С другой стороны, пока речь идет только о снижении оценки значений показателей качества, она может не привести к несоответствию выпуска требованиям по этим показателям — в том случае, если на плане, составленном при прежних оценках запасов, выполнялись не только стандартные, но и завышенные требования на значения этих показателей.
Ситуация временного снижения производственных возможностей
Данная ситуация возникает во многих случаях — при отказе выемочно-погрузочной или транспортной машины, выходе из строя участка трассы, например, в результате аварии, при неблагоприятных погодных условиях (вызывающих, например, смерзание развала, налипание породы на ковш, ухудшения состояния карьерных автодорог, снижение видимости, загазованность и другие некомфортные условия для работников), при необходимости использования менее квалифицированных и опытных работников и т.п. В этом случае выполнение ранее установленных плановых заданий по выемке и отгрузке угля по различным направлениям остается желательным, но, возможно, неосуществимым.
Данная ситуация также имеет варианты: падение производственных возможностей всей системы добычных работ или только отдельных ее элементов, когда производительность системы в целом является достаточной. Первый вариант близок по способу разрешения ситуации к ранее рассмотренному случаю ухудшению характеристик запасов.
Перераспределение использования мощностей может иметь такие разновидности: перераспределение грузопотоков в сторону повышения интенсивности использования более коротких маршрутов (при временном недостатке транспортных мощностей) или повышение интенсивности использования тех экскаваторов, максимальная производительность которых не достигается на действующем плане в компенсацию падения производительности экскаваторов, временно выбывших из строя или неспособных достигать плановой производительности. В обоих случаях, однако, поддержание общего объема добычи и отправки угля может сопровождаться изменением значений показателей его качества или — при выпуске нескольких товарных продуктов — изменением пропорций между объемами их выпуска. Но если план составлен с наличием резервов по значениям показателей качества или пропорции выпуска отдельных углепродуктов, то наличие резерва производительности достаточно для обеспечения требуемого выпуска. Если же такого резерва нет, требуется дополнительный резерв производительности для обеспечения требуемых пропорций, что не всегда реально.
Здесь следует подчеркнуть, что при определенных резервах производительности возможные планы
обеспечивают неодинаковые резервы по значениям показателей качества. Поэтому, исходя из цели повышения надежности плана в качестве критерия оптимальности имеет смысл выбирать, например, максимизацию минимального (для этапов планового периода) резерва по тому показателю качества, который наиболее вероятно выходит за допустимые границы. Оценкой для этапа может служить и минимум резервов по ряду показателей, взятых с соответствующими весовыми множителями.
Качественная характеристика задач коррекции плановых показателей
Ситуации, рассмотренные в настоящей работе, в одном отношении могут рассматриваться с единых позиций — как проявление одного из возможных типов возмущений внешней или внутренней (производственной) ситуации. В общем виде возмущение может быть двух типов — это либо изменение значений набора параметров модели планирования по сравнению с предполагавшимся при планировании, начиная с некоторого момента времени (и заканчивая определенным или случайным моментом времени), либо расхождение между плановым и фактическим значением параметра планового задания на известном промежутке времени. Расхождение между фактическим и прогнозным (расчетным) моментом восстановления также представляет собой возмущение первого типа. В рассмотренных ситуациях возмущаемые параметры легко указать: количественные и качественные характеристики фактического заказа являются параметрами соответствующих ограничений; содержание и характеристики определенного типа угля в определенном геологическом блоке (данные для вычисления оценки запасов) — параметры, через которые вычисляются величины, характеризующие добычу, складирование и отгрузку угля; наконец, максимальные производственные возможности отдельных технологических звеньев или процессов тоже являются параметрами ограничений. Возмущение первого типа фиксируется, пока оно имеет место, в отдельных случаях практически с момента возникновения. Возмущение второго типа фиксируется после того, как оно состоялось, но в отношении ближайшего будущего оно выражается также в виде возмущения первого типа — отклонения фактического значения вектора состояния производственной системы от планового. Наличие возмущения изменяет разностные уравнения, описывающие развитие производственного процесса, и (или) ограничения, в результате чего прежнее плановое решение может стать частично недопустимым.
В работе автора [1] рассмотрен принципиальный подход к формализованной коррекции плана в ситуации, когда возмущение не предполагает отказа от первоначально установленных целевых плановых показателей, но затрудняет их достижение. Базовой задачей З1 здесь является задача минимизации отклонения вектора управления для остатка текущего календарного этапа от его планового значения при условии соблюдения всех требуемых ограничений, относящихся к текущему календарному этапу. При определении значения скорректированного вектора управления могут быть использованы все ранее рас-
смотренные резервы первоначального плана, относящиеся к данному этапу. В отношении остальных резервов применимы следующие соображения.
Как известно, в сетевом планировании [2] используют несколько показателей временных резервов работ. При этом полный резерв времени для работы почти всегда больше независимого, т.е. принадлежащего только данной работе. Однако полный резерв и даже гарантированный (не зависящий от выполнения предшествующих работ) принадлежит не только данной работе, но и тем, которые следуют за ней на пути к конечному состоянию, и поэтому использование его целиком оставит некоторые из последующих работ без временного резерва. Так и в данной ситуации: например, полное использование объема страховочного или подшихтовочного склада на определенном этапе планового периода делает вероятной ситуацию, когда для новых возмущений не найдется резервов для их компенсации. Таким образом, определяя долю общих резервов производственной системы, могущих быть использованными для компенсации конкретного возмущения, следует опираться на статистику возмущений, сопоставляя ожидаемый интегральный эффект рассматриваемого возмущения с математическим ожиданием интегрального эффекта всевозможных возмущений от текущего момента времени до окончания планового периода.
Факт разрешимости или неразрешимости задачи З1 характеризует текущую ситуацию с той стороны, может ли вообще (даже при благоприятных обстоятельствах в дальнейшем) реализация плана обеспечить достижение требуемых значений всех плановых показателей для остатка планового периода. Ситуации, когда это невозможно, вообще говоря, будут время от времени возникать при любых реальных резервах (но должны быть достаточно редкими!); такие ситуации выходят за рамки формализованных методов коррекции плана и требуют принятия решения ответственными лицами.
Если же задача З1 разрешима (и дает некоторые значения плановых показателей для остатка текущего календарного этапа), следующей стадией коррекции плана является предварительная коррекция плана на остаток планового периода исходя из прогноза восстановления состояния производственной системы (прекращения действия рассматриваемого возмущения). При этом резервы плановых показателей могут использоваться в расчетах только до прогнозного момента прекращения возмущения. Целью коррекции плана является уже соблюдение (или по крайней мере минимальное нарушение) целевых ограничений на скорректированном плане для всего остатка планового периода (для текущего календарного этапа сохраняется требование точного соблюдения ограничений). Если при этом используется подход, основанный на методе синтеза инвариантных систем, никаких оптимизационных расчетов для плановых показателей для последующих этапов не потребуется — все ограничивается алгебраическими вычислениями.
По своей форме задача З1 является статической задачей оптимизации только в том случае, если
1) исходная модель планирования не предполагала наличия событий переключения элементов системы добычных работ до окончания текущего календарного этапа и 2) прогнозный момент восстановления после возмущения лежит за пределами данного этапа. В противном случае это задача оптимизации нестационарного дискретного процесса, форма которой описывается в работе автора [3]. От исходной задачи планирования эта задача отличается не только периодом, для которого рассматривается производственный процесс, но и по крайней мере одним соотношением, вытекающим из факта наступления
возмущений. Если же используемый ресурс коррекции плана состоит во временном частичном изменении технологической схемы или привлечении дополнительного оборудования, отличия в задачах будут значительными. В силу многообразия возможных возмущений и способов их коррекции для практического осуществления функции коррекции плана потребуется использовать интеллектуальные программно-информационные средства автоматического порождения задач коррекции плана, например, такого типа, который предлагается в работе автора.
----------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Валуев А.М. Об одном подходе к исследованию схем оперативной коррекции плана при адаптивном планировании для условий угольных разрезов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — М.: Изд-во МГГУ. - 1998. — Вып. 2. — С. 119-128.
2. Филлипс Д, Гарсиа-Диас А. Методы анализа сетей. — М.: Мир, 1984 .— 496 с.
3. Valuev A.M. On the substantiation of technological solutions for open pits via production planning simulation // Mine Planning and Equipment Selection: Proceedings of the Fifth International Symposium. Sao Paulo, 2226 October 1996. — P. 91-95.
4. Valuev A.M. Intelligent pro-
gramming and informational means for representation and solution of adaptive organizational planning problems for open pits // Computer Applications and Operations Research in the Mineral Industries (second Regional APCOM'97 Symposium). Moscow, 1997. — P. 217-221.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Валуев Андрей Михайлович— кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Организации и управления в горной промышленности», Московский государственный горный университет.
с N
ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ
ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
V J
Автор | Название работы | Специальность \ Ученая степень
ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ КОЛЬСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН
СВИНИН Вадим Сергеевич Геомеханическое обоснование технологии и систем контроля массива пород при отработке стыковочных зон подземным и открытым способами (На примере апатитовых рудников Хибин) 25.00.20 к.т.н.
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ У НАРОДОВ НИВЕРСИТЕТ
БДАЙЦИЕВ Павел Эльбрусович Разработка и реализация промывочных приборов и электромагнитных мж-сепараторов для обогащения золотосодержащего сырья 25.00.13 к.т.н.
ХУЛЕЛИДЗЕ Казбек Константинович Научные основы выщелачивания свинца и цинка из бедных и потерянных полиметаллических сульфидных руд 25.00.22 д.т.н.
Файл: ВАЛУЕВ
Каталог: G:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB8_03
Шаблон:
C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do
Ш
Заголовок: О принципах, задачах и ресурсах коррекции текущих и опера-
тивных планов открытой угледобычи в процессе их реализации Содержание:
Автор: Татьяна. Андреевна Валуева.
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания: 17.07.2003 15:56:00
Число сохранений: 10
Дата сохранения: 17.07.2003 16:15:00
Сохранил: Гитис Л.Х.
Полное время правки: 18 мин.
Дата печати: 09.11.2008 0:35:00
При последней печати страниц: 4
слов: 2 923 (прибл.)
знаков: 16 662 (прибл.)
