Повышение эффективности добычи нерудных строительных материалов с использованием логистического подхода Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© С.Е. Гавришев, А.Н. Рахмангулов, М.В. Грязнов, 2002

УДК 691:622.271.6

С.Е. Гавришев, А.Н. Рахмангулов, М.В. Грязнов

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБЫЧИ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛОГИСТИЧЕСКОГО ПОДХОДА

Основным видам нерудных строительных материалов (НСМ) относят щебень, гравий, песок, песчано-гравийную смесь и бутовый камень. Практически все строительные материалы в России добывают открытым способом, причем 35-45 % запасов НСМ приходится на месторождения с объемами полезного ископаемого более 25 млн м3.

Около 15-20 % общей добычи НСМ в России используют в жилищном, гражданском и промышленном строительстве, 30-35 % - при сооружении автомобильных и железных дорог, 35-40 % - в производстве бетона и железобетонных изделий.

По объему производства НСМ в 1985 г. СССР занимал второе место в мире (1087,8 млн м3). После продолжительного спада (в 8 раз), в России с 1997 г. отмечается стабилизация объема производства их основных видов (рис. 1), на 32 % увеличилось число действующих предприятий, на 18 % снизилась численность производственного персонала, на 10 % возросла производительность труда [1].

В настоящей работе выполнен анализ хозяйственной деятельности ряда горных и строительных предприятий

Южного Урала: Гранитного карьера ОАО «Магнитострой», Гумбей-ского и Хребетского щебеночных заводов, ЗАО «Южурал-автобан» (ведущие работы по добыче НСМ); рудника Малый Куйбас ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ОАО «Башкирский медно-серный комбинат» (имеющие технологические линии по переработки НСМ). Рентабельность производства НСМ на этих предприятиях не превышает 10 % (рис. 2), в отличие от 80-140 % на аналогичных предприятиях США. Низкая эффективность отечественных карьеров НСМ является следствием высоких удельных затрат энергетических, материальных и трудовых ресурсов. Так затраты на энергоносители превышают показатели для аналогичных зарубежных компаний на 8 %, затраты на перемещение горной массы - на 30 %, а производительность труда ниже в 3,5 раза [2].

Основной причиной высокой ресурсоемкости технологических процессов на карьерах НСМ являются низкая оперативность планирования и отсутствие порядка согласования работ производственных подразделений. Существующая система планирования ориентирует каждое технологическое звено на выполнение показателей, установленных на длительный период. Особенность карьеров НСМ заключается в их высокой чувствительности к колебаниям спроса на строительное сырье. Попытки предприятий реагировать на них без изменения показателей работы технологических звеньев приводят к рассогласованию их работы и перерасходу ресурсов при выполнении технЬзгшиаеовиннтнрйцийхнологических звеньев подтверждается наличием резерва производительности и запаса ресурсов в технологической цепи. Так, разница в производительности экскаваторно-автомобильного комплекса в течение смены доходит до 40-100 % [3], а технологическое оборудование и трудовые ресурсы недоиспользуются по времени и производительности на 30-50 %.

Несогласованная работа технологических звеньев в течение длительных периодов (полугодие, год) проявляется в несоответствии численности парка основного гор-но-транспорт-ного оборудования объемам перерабатываемой горной массы (рис. 3). Одновременно более 60 % оборотных средств большинства карьеров НСМ находятся в виде запасов сырья, запасных частей и готовой продукции.

Для согласования работы технологических звеньев в настоящее время широко применяют логистические методы, основанные на управлении параметрами матери-

Рис. 1. Объем производства основных видов НСМ в России по годам: 1 - щебень; 2 - песок; 3 - песчано-гравийная смесь; 4 - гравий; 5 - бутовый камень

Рис. 2. Изменение рентабельности производства НСМ по годам:

1 - рудник «Малый Куйбас» ОАО «ММК»; 2 - Гумбейский щебеночный завод; 3 - Гранитный карьер ОАО «Магнитострой

альных, информационных и финансовых потоков [4].

Годы

Годы

Годы

Рис. 3. Изменение объемов работ (1) и численности экскаваторов (2) и автосамосвалов (3) (на примере рудника Малый Куйбас ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»)

Выделение, линейно упорядоченных вдоль материального потока цепочек, состоящих из технологических звеньев, позволяет представить карьер как производс-

V

твенную логистическую систему (ПЛС).

Основными потоками в такой логистической системе являются материальные и информационные. Предлагается материальные потоки подразделять на поток технических (горно-транспортное и другое технологическое оборудование), поток трудовых и поток материальных (сырье, материалы и полуфабрикаты, энергоносители, запасные части и др.) ресурсов. В информационных потоках выделяют потоки управляющих воздействий, информационно-технологические потоки (ИТП) и обратные связи (рис. 4).

Информационно-технологические потоки представляют собой оперативные потоки производственной информации, формируемые в процессе работы и взаимодействия технологических звеньев карьера. Управление материальным потоком производят на основе анализа ИТП. Предлагается их описывать в виде потока стан-

Таблица 1

СИСТЕМА ПАРАМЕТРОВ ОЦЕНКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАЯВКИ

дартных заявок на работы и ресурсы. Заявка представляет собой набор данных, характеризующих требование одного технологического звена к другому. Для выполнения работ необходимо иметь набор ресурсов. В универсальном виде он включает в себя трудовые, технические и сырьевые ресурсы. Чтобы выполнить заявку на ресурсы, может потребоваться осуществление других работ, которые, в свою очередь, также должны быть обеспечены ресурсами.

гг

Управляющий элемент

Управляющий элемент высшего уровня

/у у\

Распределительный элемент

1 г Входной Л т / Перерабатываю \ л г Накопительный л 1 Выходной

элемент 4 щий элемент ц элемент ц элемент

Внешняя

среда

\

Рис. 4. Структура потоков в ПЛС: 1- материальный поток, включая потоки ресурсов: а -сырьевых, б - технических, в - трудовых; 2 -потоки управляющих воздействий; 3 - информационно-технологические потоки; 4 - обратная связь

2

3

4

Таблица 2

мвадонитргия по ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКГИВНОС :ТИ РАБОТЫ ГЕХНОЩОГИШОКИХ ЗВЕНЬЕВ

| Г руппа мероприяти й на рабоїи Содержани на ресу рсы е мепоппиЯТий

Иетялтяция затрат Построение дерева - аявок СТРЧЖеЙ-^ с точ ностьютехч^рш™ Вы явленйе^льрш-ние

Качественный неэффективных опер аЦйриальность и раз- вид техники вид сырья

1 Замена звена Замена технологии. ■ 'ехтїШ ЙЦ^рбРШла в неэффективном звене

ВрШвадЦия звена вре] «шрдай фужцжин еэффекШййй^Чве на с горошШту^речпркятию момент потребности в

тельность работы работы эксплуатации сырье

Количественный объем работы численность работников численность техники количество сырья

Пространственный потребитель работы потребитель ресурсов потребитель ресурсов потребитель ресурсов

Заявка на щебень

производство щеб-

Г----------1 4

І_________І

Заявка на добычу полезного ископаемого

Заявка на осушение месторождения

Заявка на рекультивацию земель

Г орэлек-тросеть

Заявка на переработку горной массы

Заявка на электроэнергию

Заявка на комплекс технологического оборудования

Заявка на ремонтное оборудование

Заявка на погружные насосы

Заявка на электроэнергию

Горэлек-

тросеть

Заявка на добычные работы

Заявка на I | горнорабо- |

I Заявка на I | горнорабо- |

Заявка на бульдозер

Заявка на выемочно-погрузочные работы

Заявка на экскаваторы

Заявка на электроэнергию

Горэлек-^ тросеть

Заявка на транспортирование горной массы

^ Заявка на | | горнорабочего |

Заявка на автосамосвалы

✓ АТП

Заявка на БВР

Заявка на эксплуатацию

Заявка на электроэнергию и другие материалы

■ Взрывпром

Горэ-лектро ( сеть

Заявка на хранение

Заявка на Заявка на

отгрузку щебня погрузчик

Заявка на ремонт

Заявка на ПП ДСФ

Заявка на ремонтную операцию

Заявка на охранное обо рудование

Заявка на электроэнергию и другие материалы

Г орэлектросеть, завод-изготовитель оборудования .

Заявка на охранников

і/р‘ Г А

фирма!"*

АЗС (горэ-лектросеть)

Горэлек-тросеть, завод-изгото-\ витель оборудования

Заявка на электроэнергию, запасные части и другие материалы

Заявка на Заявка на

охранное топливо

оборудо- 4- (электро-

вание энергию)

Горэ-лектро у

заявка выполняется сторонней организацией

I Заявка на Ц. | ремонтни- 1 I ков

Заявка на электроэнергию и другие материалы

Заявка на машиниста

Заявка на эксплуатацию

Заявка на хранение

Ч'

I

Заявка на ремонтное оборудование

Заявка на электроэнергию, запасные части и др.

Заявка на ре- \ монтников I

Г

Заявка на

ранная - охранни-фирма I ков

*-/{

іная 1

Заявка на ремонтную операцию

Заявка на ремонт

2

3

Рис. 5. Дерево заявок (на примере Гранитного карьера ОАО «Магнитострой»): Заявки: 1 - на технологический процесс, технологическую операцию, 2 - на технические ресурсы, 3 - на сырьевые ресурсы, 4 - на трудовые ресурсы; АТП - автотранспортное предприятие; СТО - станция ТО и ремонта; АЗС - автозаправочная станция; ПП ДСФ - производственный персонал дробильно-сортировочной фабрики

Для оценки выполнения заявок разработана система параметров. Результат считается эффективным, если работа сделана качественно и своевременно или ресурсы предоставлены в необходимом объеме (табл. 1).

В результате последовательного составления цепи заявок на работы и ресурсы выстраивается дерево заявок (рис.

5).

Представление ИТП в форме стандартных заявок на работы и ресурсы позволяет согласовывать деятельность технологических звеньев карьера. Оценку степени такой согласованности производят с помощью универсального показа-

теля «выполнение заявки». Он является комплексным и учитывает выполнение всех параметров заявки:

4

К = п ki -(1)

і = 1

где к - оценка выполнения і-го параметра заявки (при К = 1 - заявка выполнена; при К = 0 - нет);

" k і = 1, при Хє [¥"отр. + а] - і-й параметр

заявки выполнен; (2)

"* ki = 0, при Х і [у"отР. + а] - і-й параметр

Подсистема оперативной информации Подсистема нормативно-справочной информации

_____\___________________________________________________

Блок нормативно-справочной информации (НСИ)

Заявка на трудовые ресурсы

Заявка на трудовые ресурсы

Ш

Выполнение заявки на трудовые ресурсы

Заявка на тех- Заявка на Выполнение за-

г> нологическую технические -► явки на техниче-

операцию ресурсы ские ресурсы

Заявка на технологическую операцию Заявка на технические ресурсы

Заявка на

4 ^^ сырьевые -I

Технологическое ресурсы

звено 1 ^^

III

Заявка на сырьевые ресурсы

Технологическое звено 2

Данные о заявках и их выполнении смежными звеньями технологической цепи

Выполнение заявки на сырьевые ресурсы

Заявка на трудовые ресурсы

Выполнение заявки на трудовые ресурсы

Заявка на тех- Заявка на Выполнение за-

нологическую технические -► явки на техниче-

операцию ресурсы ские ресурсы

Заявка на сырьевые ресурсы

Выполнение заявки на сырьевые ресурсы

Технологическое звено п

Рис. 6. Концептуальная структура информационной системы карьера НСМ

заявки не выполнен, где Х, Хпотр' - фактическое и потребное значения параметра заявки; а - допустимое отклонение от потребного значения.

Эффективность работы технологического звена оценивают по расходу ресурсов на выполнение заявок. Для выявления неэффективных звеньев по каждому их них рассчитывают потери, связанные с невыполнением заявки:

m m

Пр =ХЗ пл З факт, (3)

j=1 j=1

где Пр - потери ресурсов (дополнительные затраты на повторное выполнение заявки), руб.; Зj пл и Зj факт - плановые (бюджетные) и фактические затраты на выполнение ]-й заявки, руб.; К - значение показателя «выполнение заявки»; т - число заявок, поданных за отчетный период.

Фактические затраты на выполнение заявок дополнительно сравнивают со среднерыночной стоимостью Срын аналогичных работ или ресурсов

Зфакт > Срь„. (4)

Для устранения неэффективных технологических звеньев предлагается комплекс общих мероприятий (табл. 2).

Сбор, обработку, передачу и анализ информации о фактических затратах технологических звеньев при выполнении заявок осуществляет информационная система (ИС).

Предлагается создавать ИС, ориентированную не на сложившиеся в организации функции, а на данные о функционировании каждого элемента ПЛС. Такой подход обоснован тем, что функции в процессе развития предприятия могут изменяться коренным образом, тогда как в общем потоке данных существуют стабильные

структуры, не зависящие от изменения структуры и функций организации [5].

С использованием такого подхода разработана структура ИС карьера НСМ, включающая подсистемы оперативной и нормативно-справочной информации. Первая подсистема предназначена для учета оперативных данных о заявках, поступающих технологическим звеньям, и сведений об их выполнении (рис. 6).

Применение разработанной методики для повышения эффективности добычи НСМ позволило установить наиболее затратное звено в технологической цепочке -транспортирование горной массы. В результате построения дерева заявок на работы и ресурсы в этом звене и анализа их выполнения были выявлены автосамосвалы, затраты на содержание и эксплуатацию которых значительно превышают стоимость осуществляемой ими работы. Однако, все автомобили на предприятии имели высокие производственные показатели, что не позволяло применять для решения об их замене стандартные методы, основанные на нормативном сроке эксплуатации. Только детализация затрат на техническое обслуживание и ремонт по каждому автомобилю позволила выбрать оптимальную последовательность обновления парка автосамосвалов.

В заключение следует сделать следующие выводы.

1. Низкая эффективность отечественных карьеров нерудных строительных материалов является следствием несогласованной работы технологических звеньев, приводящей к перерасходу ресурсов и снижению производительности горно-транспортного оборудования.

2. Повышения эффективности технологических процессов на НСМ можно достичь за счет отказа от жесткого планирования показателей работы технологических звеньев на длительный период и перехода к жесткому контролю выполнения потребностей в ресурсах и работах смежных технологических звеньев.

3. Для согласования работы технологических звеньев рекомендуется использовать логистические методы, основанные на управлении параметрами материальных, информационных и финансовых потоков.

4. Предлагается способ формализованного представления информационных потоков в виде потока заявок на работы и ресурсы, и потока данных об их выполнении. Контроль за реализацией заявок позволит выявлять неэффективные звенья технологической цепи.

5. Подачу и контроль выполнения заявок необходимо осуществлять с помощью информационной системы, ориентированной не на сложившиеся на предприятии функции, а на данные о функционировании каждого звена технологической цепи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Промышленность России: Статистический сборник. - М.: Госкомстат России, 2000. - 462 с.

2. Буткевич Г.Р. Тенденции развития нерудной промышленности // Горный журнал. 1998. - № 7. - С. 26-29.

3. Согласование производительности звеньев экскаваторно-

автомобильного комплекса /С.Е. Гаври-шев, В.А. Галкин, И.Л. Кравчук и др. //Изв. вузов. Горный журнал. 1989. - № 9. - с. 82-84.

4. Рахмангулов А.Н., Трофимов С.В., Гавришев С.Е., Макаров АМ. Транспортная логистика: Учеб. пособие.

- Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2000. - 372 с.

5. Хансен Г., Хансен Д. Базы данных: разработка и управление. — М.: Бином. 1999. - 707 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Гавришев Сергей Евгеньевич - доцент, кандидат технических наук, зав. кафедрой «Открытой разработки месторождений полезных ископаемых», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова.

Рахмангулов Александр Нельевич — доцент, кандидат технических наук, кафедра «Открытой разработки месторождений полезных ископаемых», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова.

Грязнов Михаил Владимирович — старший преподаватель кафедра «Открытой разработки месторождений полезных ископаемых», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова.