Организация текущего планирования производственных процессов подземной разработки жильных месторождений тема диссертации по экономике, полный текст автореферата
Автореферат
| Ученая степень | кандидат технических наук |
| Автор | Зартенова, Людмила Геннадьевна |
| Место защиты | Москва |
| Год | 1992 |
| Шифр ВАК РФ | 08.00.28 |
Автореферат диссертации по теме "Организация текущего планирования производственных процессов подземной разработки жильных месторождений"
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ
На правах рукописи
ЗАРТЕНОВА Людмила Геннадьевна
ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕКУЩЕГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ЖИЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Специальность 08.00.28 Организация производства
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва 1092
Работа выпонена в Сибирском государственном проектном и научно-исследовательском институте цветной металургии.
Научный руководитель:
проф., докт. техн. наук АБРАМОВ В. Е. .
Официальные оппоненты: - ' ;
проф., докт. техн. наук РЕЗНИЧЕНКО С. С. . канд. техн. наук ПАНОВ Е. М. * '
Ведущее предприятие Ч НПО Сибцветметавтоматнка.
на заседании специализированного совета К-053.12.06 в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте по адресу: 117935, Москва, Ленинский проспект, 0.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.
Защита состоится
Автореферат
1992 г.
Ученый секретарь специализированного совета канд. экон. наук
СОКОЛОВСКАЯ м. Б.
ОЩАЯ ХРЛ!ГГЕГГОТоЛ FW'OTH
Актуальность работы. ОсноочоП источник почтения эффектигл;ес-тг проя."ярдстпа в уело пи яг порохе лэ к ртнсчмеП ^конотткз состоит в наиболее логом и рациональном пепольпоршии инощихсп ресурсов ил основе совершенствования методов организации я управления. Реяение этой задачи для прсдчриягиЛ горного профиля приобретает особую ап~ туамюсть я связи с ограшщпиюетм) и новсспропзводимостыо природных ресурсов nat источников сырья.
По причине высокой неоднородности разрабатываемой среды, связанной с ряс.иообрчгч""", v. непостоянством пркрадтл характеристик, .ус ->отп и результаты деятельности горно-обогатительного комплект несут п себе пиачктемцт) дол случайности. Особенно сияьно оти тенденции проявляется при подземная разработке жилыппс честоровде--ш;й руд протт.ес гтеталеп, где вариации горно-геологичсских факторен достаточно as.umr не только и пределах месторождения, но и блока, участка блока (колебания устойчивости а крепости руд и перед, м^гсти рудник тел, содержаний метала, притока поды, трэ-Х1т"ватость, раздувы руднмт тел н т.п.). Это часто служит прй""ноЯ значительного расхождения 'ет'ти^^с-их г <?хниро-зконошчоскгас пога-рчботн пртдри.-птЛ с пг!ен',т-;еи. Для бнетрого реагирования на немсн'Ч'ип услоси"! пр"игводстп.а нсобходмп герректировка п"и адаптация faPHWti В ТЯЧУТ^ГР " онорптвяного ппнирояштя.
Нр~,Д, .,ГГ0> с гпстоriiifTifjf ростом ?пс"'т
Анализ ареднриятай о подземной разработкой дальних маито-роздвыий показывает, что применяемые на практике надела текущего планирования не учитывают вероятноетниЁ и динамический характер взаимосвязей природных; техник о-знономичевкюс в технологических факторов производства я не позволяй! даатагочио оперативна к адекватно реагировать на яамвншшя условий разработки?
В овязи с этим организация адаптивного текущего планирования проазводатьашшх процессов подземной разработки хшшшх мвс-тс рождений на основе оптимизации ох параметров является актуальна научной задачей;
Цш работы еаотоит в разработке принципов и методики адаптивного текущего планирования, позволяющих непрерывно определять оптимальны* параметры производственных процессов при подземной разработке жилышх месторождений руд цветшие металов;*
Идея работц заключается в системном многокритериальном двдходе х решении задач текущего планирования на основ* шхатаци-онного моделирования и опявмизации процессов очистной выемка и обогащения с позиций эффективности работы горно-обогатительного комплекса в целом;
Научны* положения, разработанные личца соискателем , и новизна;
- установлены зависимости мваду качеством концентрата; раэубогаванием, объемом реализованной продукции а организационно-техническими параметрами очистной выемки и обогащения, и доказано," что при планировании необходим комплексный подход к оценке эффективности работы этих пределов;
- установлено, что текущее планирование горных работ необходимо осуществлять на основе системы тожественных корреляционио*-репрессионных зависимостей, моделирующих поведение подсистем горно-обогатительного комплекса; зависимости дожны строиться на основе имитационного проведения активного эксперимента;
- обоснована необходимость многокритериального подхода при адборе оптимального варианта решения задачи текущего планирования и разработана методика формального синтеза безразмерного обобщенного критерия на основе частных критериев, степени важности которых определяются статистическим анализом;
- текущее планирование процессов очистной выемки в условиях подземной разработки жильных месторождений необходимо осуществлять в режиме ад- -тации, используя систему разработанных математических моделей и методику определения оптимальных гарамэтров системы разработки на основе обобщенной функции полезности.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов, и рекомендаций подтверждаются:
использованием достаточно представительных объемов, отчетных
денных о работе рудника и обогатительной фабрики; корректным использованием методов системного анализа, имитационного моделирования и корреляционно-регрессионного анализа;
проверкой адекватности и достоверности полученных зависимостей статистическими критериями (Филера, Кохрена, "t - критерием и т.д.);
успешно? рояор'пй иаупкх положений диссертации в par яботан-ных методиках и моделях и иснельзогагтеч их на рактияо;
подокительлыш результатами апробация разработанных методик оптимального текущего планирования на примере Сарвлипского горнообогатительного ксимлочса.
Значение pao'Hj. Научнол шшцамиз pavmi cooiw' ь установлении йзаимозанисимосгея шгаду о^тпимцаонно-та&шческчм! паршьт-раш очистной виеыкн и обогащения, иоэволяцих адекватно ыоделиро-tmrb процессы очистной ишшя и р&микг vkyqvro п . шроиашш; ь обосновании необходимости шогокритсриалышй огтгшойцин и разработке методики построения формального обобщенно! о критерия как ана--литичггкс,й модели законов 4ункцнонироъшщя перадеяоь горно-обогатп-тельного комплекса, что сиособстоует принятию обоснованно оп-гимадь 1шх плановых решений.
Практическая ценность работы состоит б разработка методики текущего планирования горних работ и на основе этого программного обеспечения, позволившего повисать достоверность и абосноьуддасчь планових решений, значительно сократить время и трудоемкость процесса планирования.
Реализация выводов и результатов р.чботи. Матода, агоритм п программы по решению шогокритериальных экстремальных за.щш.а тек же ряд ютенорних задач, решаеншс на базе полученной оптимальной исходной информации, разработанные на основе научних результатов диссертационной работы, приняты к практичноксуу использования б качестве компонентов в систему "САПР - проектного института", рае-рабативаемой и внедренной в институте "Сибпьйтмр.тниипроект".
Мет о пика . .п с ледо ванн я. Исследования выпонялись комплексно, с использованием элементов системного анализа. D диссертационной работе широко применялись математические метода, метода оптимизации, методы математического моделирования, системного програмг.шрозания.
Дпробаттия работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях; "Проблемы интенсификации производства на предприятиях цветной металургии края", Красноярск, 1987г, "Совершенствование технологии производства плавикового шата и
цветных ютоляов", Красноярск, 1909 г; "Молодеть и НТП", Джезказган, 1390 г.
Публикации Материалы по тсуо диссертация изложены в 7 самостоятельных печатных работах и 5 отчетах по НИР.
ОСьем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 149 источников и пршгонв-ния, содержит страниц машинописного текста, // рисунков,
Ч таблицу.
ОСНОВНОЕ СОДЕЕШИЕ РАБОТЫ
Современное горнорудное предприятие является одним из самих слоягах как по своему структурному строению, условна и механизмам $ункциоисровашш, так и по проблемам организации, планирования и управления производства. Это связало с тем, что основной Особенность любого горно-обогатитзльнсго объекта является стохастически?! характер производственных процессов, обусловленный во многой иэмзн-чпвостыо и неопределенностью объемов, качества и условий залегания полезного ископаемого, а тэ;к;е большой объем, разнообразной геологической, горютехчической, органиэациошю-окмкнягаескоП и * -оП ин^ортации, которую часто в короткие сроки необходимо проанализировать для принятия наилучшего репения.
Разработка планов на горно-обогатительных прздпринтиях - основе. организации произвоастпа. На огон этапе принимаются решения по . ойсспсп"ии выпонения дироктитшх заданий по объему и качеству до-бнвзокнх руд и выпуска концентрата в строгой /вязко с имевдикися тсхннчйскпга, гатериольпь"л! и трудоыя-т ресурс и с учетом гребова-, ниЯ пргшсптухся технология.
Проточу, гчшро'п планирования горояс работ были и остаются а центре сшгэдния исследований. Змотитûды:нй вклад в разлитие
и кгследезани- вопросов о^гачиэзп'оинопо планирования сделан таки-
ми'учеными, как акад. М.И.Агошков, Н.В.Мельников, В.В.Раевский, докт.техн.наук А.И.Арсентьев, В.Е.Аврамов, Ю.П.Астафьев, П.П.Бас-ген, В.И.Ганицкий, А. А Детросов, С.С.Резниченко, Й.Б.Табашан, В.С.Хохряков, А.Д.Школьников и др.
Анализ существующей практики текущего планирования горных работ, а также и аут их разработок и исследований по этому вопросу показал следующее. Наиболее перспективным направлением является создание автоматизированных процедур и систем планирования. Однако, применяющиеся агоритмы и модели часто весьма неадекватно описывают реальную действительность протекания производственных процессов. В связи со спецификой горных работ, разработки ориентируются, как правило, на условия какого-либо одного объекта или даже определенные ситуации зтого объекта. Это значительно снижает возможность тиражирования имеющихся агоритмов без специальной допонительной их доработки. Следует отметить также, что не зсегда разработка этих агоритмов основывается на передовых достижениях науки: системном анализе, методах моделирования, оптимизации и т.д. Часто это просто расчетные задачи, автоматизирующие традиционные подходы и метода планирования.
Кроме этого выявлено, что почти отсутствуют разработки по автоматизации планировали!и управления на подземных рудниках, разрабатывающих жи ше месторождения руд цветных металов, что объясняется трудностями формализации описания производственных и технологических процессов. В связи с отим, поиск путей совершенствования методов планирования, позволяющих учитывать индивидуальные особенности таких предприятий с привлечением средств вычислительной техники и методов моделирования, а^-жватно описывающих производственные процессы остается актуальным.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:
1. Выявлений специфики и особенностей объекта исследования.
2. Выявление зависимостей между параметрами очистной выемки и обог^цепия и показателями эффективности.
3. Разработка процедур формирования моделей текущего планирования очистной выемки.
4. Разработка процедуры многокритериальной оптимизации на основе методики обобщенной функции полезности.
5. Проверка методаот на примере Саралинсяого горно-обогатительного комбината.
6. Оценка экономической эффективности работы.
Задача получения математической модели объекта заключается в том, чтобы установить количественную связь между управляемыми или контролируем .да переменными или фаоторщзд К^ (с^^к.) , и некоторыми показателями или критериями-целями ^ функционирования этого объекта, изменять которые можно воздействуй на факторы. Если характер функционирования заранее известен, то применяют соответствующие этому метода построения зависимости. В условиях гарио-обагатптельнаго предприятия зависимость дожна иметь вероятностный характер, а для ее построения испольэувтся гсды корр-.ля-ционно-регрессиоттого анализа.
В. сложных условиях крайней неопределенности и изменчивости природных и других, связанных с ними характеристик разработки жильных меторождециВ, достоверную информации, необходимую для построения адекватных математических моделей получить достаточно сложно. Обычно для этого используют, два подхода: активное вме. лат ел! во и технологии с целью проведения определенных опытов пли "пассивное" наблюдение за процессами. I0j.it показывает практика, п "чистом" виде методы 'планирования эксперимента з условиях горних райе? фактически не применяются. Это объясняется наличием ряда грудкосгеЯ.Во-
первых, отсутствие надежных и точных средств контроля и измерительной техники. Во-вторых, трудоемкость и высокая стоимость проведения экспериментов из-оа больших масштабов производства и слоашостеЯ обеспечения необходимых условий-оштое I применение пазнообразной техники и оборудования для сравнительного анализа, непостоянства условий производства и т.д.). В-третьих, в отличие от рада других производств (металургии, химии и т.д.) горная технология характеризуете)! наличием большого числа существенно вдшищих на результаты деятельности предприятия неуправляемых природой факторов, таких, как содержание метала в рудных телах и боковых породах, мощностей и углов падения рудных тел, крепости руд и пород, тре^ино -ватости и т.д. Некоторые из этих переменных не могут учитцааться с достаточной дос^оверюстьа. В-четворсш, при проведении эксперимента шогно фактори могут иарьироватьон в достаточно больших интервалах врзкеии от нескольких дней до МйОйцеь и дахл* лит, К таким факторны ыо::;но отнести зысоту и у- а-ка, рдану блоков, варианты системы разработки и др.
Однако, имеется больаой объем всевознояшой практической информации, циркулирук^ей о г.ис-гемз управления производства, которая яв-л вате в результатиш "пассикак" наблюдении за производством. Среди этой пкфоргцил г.'.о:я)о делить более 70 вершенных, достоверность которьк но вые зает ссшониа.
Некоторая часть этих переменных поддается только измерениям, цо управлять иш невооможно, Зуо природные характеристики кесторож-дения, большинство объективных организационно-экономических факторов. Часть переменных не поддаются ни измерении, ни управлений, так называемые "шумы", возмущающие ьДедействия; обвалы, сбросы,тредино-ватость, прорывы воды, ураганы, землятресения и т.п., которые могут только предполагаться. Модели, полученные обработкой результатов
"пассивного эксперимента, представляют довольно большую ценность для изучения процессов технологии и их оптимизации, однако, многофакторные модели, построенные на основе классического регрессионного анализа, обладают целым радом недостатков, ограничивая^?л применение пассивного эксперимента для решения задач планирования. Главным из недостатков является то, что закоррелированность переменных и математический аппарат вычисления коэффициентов регрессии не позволяют получить их независимо друг от друга. Это обстоятельство крайне затрудняет физическую интерпретацию уравнения регрессии. В этом случае лябое уравнение пассивного эксперимента может быть использовано в основном как интерполяционная формула, пригодная лишь для оценки значений показателей ^ . Не имеет1 смысла ко-эффиниект регрессии рассматривать как величины влияния соотвзт-ствущих факторов на ^
Результаты классического регрессионного анализа весыл важны для текущего контроля за работой предприятия, иногда для контроля с недогосрочным прогнозом (сутки, смела). Ко эта информация явно недостаточна для построешт математических моделей, о помощыо которых можно было бы планировать и оптимизировать поведение объекта в более далеком прогнозе, т.е. э режиме текущего планирования.
Применение вычислительной техники и методов имитационного моделирования позволили объединить "пассивный" и "активный" эксперимент на моделях, полученных на основе "пассивного"-наблюдения. Для исследования взят Саралинский горно-обогатительный комбинат. На этом предприятии добывается и перерабатывается . золотосодоркацг рудное сырье. Месторождение имеет довольно выраженные признаки жильных месторождений: угол падения жилы колеблется от 20
а процессе обработка информации ешснилось, что среди уцрав-"ДЯ61ШХ факторов наиболее существенны следукдае: Х< - количества шуров за цикл, шт, Xjt_ - сушарный расход ВВ, кг/м3, Xi - площадь блока, м2 , Х<< - длина блока; ы, Xf - высота блока, и, Хб ~ средняя выемочная мощность, м, X}- расход шпуров; и/и2,
коэффициент разубоаивания, %, В качестве частного критерия бил взят коэффициент разубаадва-ния, так как он наиболее существенно влияет на дальнеИшае переделы' и имеет тееные связи о исследуемыми неремекшдш процесса очиогноЗ выеыш? Sxc подтверждается результатами статистической обработка информация.
Для определения взаимосвязей между переделами обогащения н ечистой выемка в целях анализа горно-обогатительного комплекса в целом была включена также информация до Саралинской обогатитель- -на! фабрике:
X/ - объем обработанной на фабрике руды; ч; X- разход Т-66, кг, Xj- расход шаров, кг, Х4'- расход брони, кг,
расход фильтроткани, и2, ХУ расход ксантогената, кг, Сюда хе, в качестве входного параметра был включен коэффициент разубоаивания X), Критериями оценки работы обогатительной фабрики взяты ^ - коэффициент извлечения, %, ^ - стоимость реализованного концентрата.
Вьтбор этих частных критериев основывася на том, чтс они имеют очень противоречивую спзь, что позволит на примере показать невозможность оптимизации по одному из них для поиска компромиссного решения для системы п целом. Здесь имеет место традиционная для горного производства ситуация: ^ rm.it
Уд^-^ тх
Действительно, необходимо максимально увеличивать обгем реализации и извлечение полезного компонента из руды, а это п лучшей мере обеспечивается, если коэффициент рагубоживания, характеризующий поступающую на фабрику руду, будет минимален. Однако понятно и другое, ч ' этот коэффициент имеет тенденция к возрастанию на. руднике, т.к. стремление уменьшить стоимость добычи, потери при добыче, ведет к увеличении коэффициента рагубоживания. В этом случае удобно использовать обобщенную функцию полезности, которая, как указывалось выше, легко разрешает возникшее противоречие. В качестве критерия последовательно брались каждый их трех критериев, которые анализировались о помощью аддитивного метода. Статистичес^я матрица включала 120 наблюдений.
: В результате исследования были получены следующие зависимости: =35,21 0,00028 Х X, + 0,0031 +0,000045 + + 0,0004 Х )СЧ +0,00075 -^ ;
1^=81,25 - 0,00081 'Х-1 (0,0014 Х X -0,0186 К5' - ,
- о.оооб Х6' - 0,38 X/' ;
Ljb= - 5,45 ь 0,02 Х t 0,08 Х X/ .(-0,004 Х Х3' + 0,03 Х i- 0,71- +0,С28 Х; + 2.44 X/ ;
Проверка коэффициентов регрессии на значимость проводились Ь - критерием. Па воспроизводимость процесса зависимости проверяясь критерием Ксхрпна, на адекватность как моделей F -критерием.
Проведенные проверки даот возможность эти зависимости с достоверностью 0,05 считать адекватными и достоверными множественными моделями исследуемых процессов добычи и обогащения. Решение задач на экстремум показал, что выбор любого из ^ в "ачеетве критерий не даем приемлемого компромиссного решения. Здесь необходимо применение многокритериального подхода с возможностью на базе ^, ^ и у5 найти обобщенный критерий, характеризующий весь горнообогатительный комплекс в целом, в данном случае очистную выемку..и обогащение.
Текущий план развития горных работ, как адекватная модель системы "месторождение - рудник - обогатительная фабрика", дожен наилучшим образом на любой момент времени учитывать горно-геологические условия разработки, технологические параметры и тенденцию развития применяемых технологий, сложные и противоречивые связи между горно-техническими и организационно-экономические показателями добычи и переработки руда.
Разработанные вероятностные модели очистной выемки и их оптимизация позволят начать развивать направление горных работ и последующее обогащение в наилучшем варианте. Кроме оптимальных параметров системы разработки для планирования развития горных работ в подсистеме очистной выемки, необходимо знать множество, связанных аналитически!.... зависимостями с этими величинами, параметров и пока-вателей процессов проходки, выемки, взрывания и других операций. Разработка аналитических детерминированных моделей этих операций на основе имеющихся расчетных формул и объединение их с вероятностными моделями позволит получить поную модель очистной выемки.
Определив наилучшие значения ДЪ, 2гл,и т.д., нормативы запасов по степени подготовленности, можно найти оптимальные значен ния параметров при ведении проходческих работ, при ведении выпуска
и крепежно-закладочных работ, крепления горно-капитальных горизонтальных и вертикальных выработок, параметров крепи и буро-взрыших работ и т.д., т.е. решить псе инженерные задачи, возникающие при текущем планировании процессов и операций очистной выемки. Для этого а институте "Скбцветмэтниипроект" разработаны -следующие программные модули;
1. Нормативы запасов по степени подготовленности.
2. Параметры буро-взрывных работ при проведении подготовительно-нарезных выработок.
3. Параметры выпуска и крепежно-закладочных работ.
4. Крепление горно-капитальных горизонтальных и вертикальных горных выработок.
5. Выбор типа и расчет параметров крепи.
Для формализации обобщенного критерия в диссертационной работе разработана методика обобщенной функции полезности, которая приведена ниже. Х
Следуя агоритму решения многокритериальных задач оптимизации, на первом этапе анализа системы необходимо определить перечень критериев - показателей, в дальнейшем наз: гемых частными и обозначаемые: ^ "fitii) т~ число критериев, включаемых в анализ.
Для этого осуществляется построение дерева целой системы.
Следующий этап: переход от натуральных значений показателей к безразмерным кодированным частным критериям, обозначаемых в дальнейшем ; . ' ( Г ,-'Ми (I)
Переход от у Х к осуществляется таким образом, чтобы предпочтительным значениям . соответствовали более высокие значения cq . В результате преобразования любое отноаение .предпочтения на Хможество значений выходных параметров.
переводится в отношение сравнения
ил>(1ч> - )>ач {3)
Можно показать, что функции
к , о* * * (4)
построенная с учетом отношений (2)' и (3), является гомоморфным образом реально изменяемых выходных параметров, постому на множестве значений определены те же математические операции, что и на
множество значений | у ^ .
Переход от натуральных значений выходных параметров Ц к частным функциям полезности сЬ удобно задавать графически, для обеспечения Наглядности. Графики функций (4) могут быть разнообразны;, П1, в зависимости от требований к тому или юку выходному параметру. Выбор подходящей функции является компетенцией технолога, но вообще говоря, чаще всего, это становится уже ясным на основе обработки имеющейся информации с деятельности системы, на базе.которой и осуществляется построение моделей и их в дальнейшем оптимизация.
Если к выходному параметру предъявляется единственное требование - не иметь значений, меньших некоторого допустимого уровня Цпик то переход Л-*Х о1 задается выражением:
, _ П, к^
^ ' 1 ^ % 4 ил
Аналогично, при ограничении верхнего допустимого предела
Функция перехода имеет вид:
^ И, ^ ^ * Ч-~ ( О, ри. Уь >
Большую гибкость предъявляет к выходаогду показателю линейная зависимость с ограничениями. Значение Цгксп, соответствует минимально допустимой величине параметра ^ . Рост
последнего до значения у* полезен - это находит отражение в линейном возрастании от 0 до I частной функции полезности сС . В дальнейшем росте величины (сверх у*) нет необходимости поэтому всем значения 1| > ^ . отвечает (=1. Этой ситуации отвечает функция перехода
[о, ри. .С?)
Значение свободного члена 0С и углового коэффициента легко определить путем реаения системы, линейных уравнений:
а + 0< Уыл; = о
Как уже отмечалось выше, гораздо чаще к выходному показателю предъявляются более гибкие требования, выражающиеся в нелинейном преобразовании ^ -*сС -
Гааыогрическя - это симметричная кривая, которая асимптотичес- Х ки приблйкается к прямым & -0 и сСаI. Такой зависимостью можно к примеру,, пронэрлировать коэффициент полезного действия, который практически никогда не достигает значе я 10СЙ. Аналитическое выражение имеет вид: '
Для определения коэффициентов 0д и 0( необходимо дважды прологарифмировать (0):
-<9,->9,Чч) С9)
а затем решить систему линейных уравнений:
Точки ( ) и ( Vд.,) могут быть выбраны произвольно, но
гак воспользоваться шкалой желательности Харрингтона. Вл качества таких точек возком значение параметра - на приемлемои уроен;:
(это может быть для объективности среднее по ^ ), которому соответствует сЦ =0,67, и значение параметра ^ на предельно допустимом уровне ( ^) которому соответствует =0,37.
После выбора для каждого частного критерия своей функции перехода ^ л ^ (Ы^) и осуществления этого перехода, начинается следующий этап: синтез обобщенного глобального критерия, объединяющего частные пронормированные критерии полезности:
оптимизируя который:
МНШ)-*Ший*,-
можно определить такой ^ )Хл0пт, Х ) яопг )
при котором:
1 Шк ^ (13)
тогда X* соответствует оптимальному решению. Желательно, чтобы параметр удовлетворял требованиям:
а) инвариантность по отношению к преобразованию сдвига выходных параметров '
Ъ <Мл> --. Цгк ) - ^ (уис^+с,,...,^^'), (н)
где -С*, .. Х, Смг. - любые постоянные числа;
б) инвариантность по отношению к изменению масштаба выходных параметров
ГД0 Х Х Х) " любые постоянные числа.
С учетом требований (2), (3), (14), (15) можно записать: Ъ (X ) - ?)'( С14,01ц,:- у Йт. )Х (16)
С точки зрения сложности горнообогатительного комплекса, противоречивости факторов, его характеризующих, предпочтительнее использовать среднегеометрический обобщенный параметр оптимизации:
С\ т, . }Х
Особенность .'П'ого параметра является, то, что ^ 0, соли хотя бы одна функция равна нулю, т.о. есч значение одного или нескольких аыходных параметров оказываются неприемлемыми.
Введение такого ограничения не позволяет системе конценсиро-
избыточное, "качество" одного критерия за счб? недостаточного
"качества" другого, дйжз игла ни находятся в противоречивой 5а-
.здгжюсл!. Это обстоятельство, наиболее часто взтрачйзкзезоя э гор-
нон юле, при ои-.тагаиации а использованием других погдсодсз хор:/;!-сл
рокии^д л) , п тс:! оолео при о.пнокрл.'ериальмо;; сптшгтсагчп шрз&аетзз пагдагаем ограничений, что газя суао? грант:!.! и возможности тдпсл ;сс:.сенсации,
Посс'Д.К'.:; и сггм слоъииц а с::;:гл $орлаяиэак;ш, гадяп'ск -ХХал ояредйс-няя стш-яш ьазносги или веса каждого частного кратеры з с ;:тс.:.: к; Нноги-з спк^зясты спиг?.чт, что зто са-;Л ъ:ши:й копре:; гд.ч ."етга. И пселег.ппе десятилетия експег -:аио к-тода наиболее мирено пригнтотсл в ~той облетп. Суцзствугт : нс^астпо хср;:т;о сооснолант.гс мртодогз, егодяди:: элемент суй?ект::-шэна, всгыгшость ошбки, к ииницуыу. Некоторое, проста,'! -ьчб, уха рассмотрены вшш. Поностью яе элемент зависимости результата оценки от уровня знаний и точки зрения спецналистов-.экспертоп, ",ти методы исключить не могут, какими бы сложными-и громоздкими в расчете они не были. В предлагаемой методике рассматривается принципиально новый лодход. Для определения важности показателя используется чисто объективная информация о показателе; степень зависимое-
ти данного показателя, или его связь с фактора.Щ процесса - коэффициент множественной корреляции.
где у- значения показателя из матрицы наблюдений;
у.. - значения показателя из уравнения, полученного на ^ основе аддитивного метода;
у... - среднее, вычисленное по матрице наблюдений. Вычисление коэффициента множественной корреляции осуществляется по методике "Аддитивного метода", которые предполагает приблизительную линейную корреляцию межву )!( и ^ , тогда ^. есть мера, связи между ^ ) и У т.е. измеряет
совокупное влияние группы факторов Хь ( I - -1, ^ ) на критерий у. Иначе ^^ у межет быть вычислен по формуле:
где - коэффициенты уравнения регрессии г, стандартизованном
масштабе;
коэффициенты парной корреляции. Величина Я близкая к I означает очень тесную сэязь, в то .время, как.величина близкая к 0, говорит об оч?иь слабой связи или ее отсутствии.
При переходе от понятия степени тесноты связи Ц о факторами X* ( 4 ), описывающими систему, к понятию степэни важности для системы, следует исходить из того, ч.'о, п, сути дела, изменить качество функционирования системы Ц- мокно Хп'ль воздействуя соответствующим образом на сектор | ^ Х
же отсутствует или мала связь: т0 целенаправлен-
но изменять I с целью улучшения у бессмысленно, вследс-
твие отсутствия или незначительности математической зависимости У " -f t Xi )i т.а.и использование такого показателя ^ , как критерия оценки системы, предегасльнной и описанной вектором факторов Xi ( ). Таким образом, каким бы с точки зре-
ния технолога, экономиста или другого специалиста-эксперта важным ни был критерий ^ , воздействуя на характеристики системы У-i ( С ), улучшить качество ty объективно нельзя, если связь между ними R-y^ft равна 0 или близка к 0.
В случае необходимости ввести такой критерий в анализ системы, следует изменить описание системы, т.е. набор факторов j )С- j . Численную величину '.южно увеличить введением других фан-
торов, если они существуют, и ранее рассматривались как несущественные. Однако, в таком случае изменится и сама система, т.к. изменение набора | ^ jj ведет к изменению характеристик, а следовательно и качества системы. Таким образом для системы У-i
(,См7и-) J Ry определяет степень объективно существующей важности tj. , как критерия для этой системы.
После проведения всех этапов формализации обобщенной функции полезности, можно приступить к собственно оптимизации. Для этого необходимо аппроксимировать зависимость значений функции 2) (Ct^ ) от вектора X н( X п. ) с использованием методики "ад-
дитивного метода" и решить задачу нелинейного программирования, В данном случае использован метод Хука ц Дкивса, позволяющий учитывать необходимое число ограничений. Х
С использованием методики обобщенной функции полезности решена задача для Сарадинекого горно-обогатпгельного комбината. Получены следующие результаты:
</<onr ~ ^5,33 (разубоживание)
Улопre тыс.руб. (объем реализации)
U = 90,^ (извлечение) hcnr
При поиске экстремумов однокритериальной оптимизации с введением ограничений имелись следующие значения:
W " M.
Wt" 1069 тнс,иг<5;
Как видно, оптимальные величины критериев незначительно метшие экстремальных, но позволяют в комплексе обеспечить максимальны;! н|фэкт.
Таким образом, использование построенных моделей процессов очистной выемки и обогащения в комплексе с методикой обобщенной функции полезности позволяет определить оптимальные значения параметров системы разработки и ожидаемые оптимальные значения показателей очистной выемки и обогащения. На основе оптимальных параметров системы разработки и аналитических моделей основных технологических операций очистной выемки можно определить планируемые и организационно-технические параметры этих процессов, обеспечивающих' оптимальный вариант очистных работ.
В результате проведенного исследования разработана методика адаптивного оптимального текущего планирования очистных работ, позволяющая получать оптимальные варианты планов на всех уровнях текущего планирования. Метода tea включает в себя следующие -тонн:
1. Получение исходной информации,
2, Построение на основе аддитивного метода моделей основных процессов, которые в дальнейшем являются основой для текущего п.танкрогания.
3. Оптимизация параметров систсми разработки на основе глоте-
Ailh.il ОбиСциННиИ ф.уНшШИ полезности.
4. Определение оитииадышх значений длацаруешх показатель;!: чаш'шх критериев
0. Pacuas основных ортгазадаоиао-твхиическвх иараштров про-цсо со и о-дашюй ьыемки,
6. Анализ и корректировка моделей текущего планирования производственных процсосоз о учетом получешых в адоптироябняоя резина оптимальных значений технологических параметров.
ЗАКЛЮЧЕНИЙ
В длосиртадйонной работа дано новое решение актуальной научной задача организация адаптивного текущего шкшровигая прегагвод-
процеейон (юдзегвюЗ разработки вяыих ноогорогдеакй на* оокозе о и к: к из a mu ах варгмзуров чи позволяет погасить а^ектиг;--ость в тих процессов о позпгрв псбго гордо-обогазителыгого кош-игксь в цваоа я' яг.аву существенное гвачонаа для совзртештеоваязл методик организации и планирования горного производства,
Ъншшшнша иооздовакэя позволяет сделать следующие вывода;
1. Подземная разработка гвдыих неохороздешШ руд цветках лехидное обладавл рядом особешюо^вй, едебуидеи: працадвкза upa ыодшшрозьшт произподствешшх процессов вшгеацаояицх методов на основе принципов пепр^ивиого проьашдсяного эксперимента в рзст--ь .t адаптации к изменениям условий производства,
2. Параметра и показатели фдгшшдодаровация основных процесссц горяо-обогагителыюго комплекса тесно взаимосвязаны, чем обуслав-* ливаетзя необходимость системного подхода к анализу и оценке прнг намаешх решений на всех уровнях производства.
Установлено, что деятельность переделов характеризуется рядом выходных показателей, отнесенных к системе частных u главных крито-
риев. На иерархических уровнях этой системы, формируемой на основе технических, статистических и смешанных принципов, имеет место индивидуальный характер этих показателей: противоречивость, сложность, различный физический смысл.
3. Функционирование систем.! горно-обогатительного комплекса необходимо рассматривать как последовательность тесно взаимосвязанных звеньев, каждый из которых характеризуется набором критериев-целей, которые могут использоваться для оценки деятельности каждого звена только в комплексе. При этом возникает задача многокритериальной оптимизации.
4. Для выбора оптимальных, т.е. наилучших решений необходимо использовать оптимальную информацию, в качестве которой нормативные, или средние величины не эффективны. Оптимальные значения основных параметров в режиме текущего планирования определяются на основе комплексной оценки с помощью обобщенного критерия % , вычисляемого как средне-геометрическое от показателей,принятых в качестве частных критериев оптимальности, переведенных в безразмерные кодированные величины O^ , с учетом их веса пли важности для процесса в цечом. Это позволяет объединять в едином критерии различные по единицам измерения и физическому смыслу показатели эффективности. Выбор частных критериев определяется па оенбве корреляционно-регрессионного анализа имеющейся отитис-тической информации.
5. В качествл веса или коэффициента важности частного критерия при формировании необходимо использовать коэффициент множественной корреляции между показателями эффуктипногти и факторами, характеризующими оцениваемый технологический процесс.
'3. В дальнейшей, найденная оптимальная информагия и результаты расчетов на ле осиое аналитических кодсгР. основных техно--Х логических сперлi-:л! очистной выемки, догам быть опгр.гглэно иэ-
люльэсашш дли принятия необходимых решений при текущем планировании очистных работ.
7. Разработанная ыотодика использовалась при создании методического и программного обоспэч&ния системы "САПР - проектний институт" а институте Сибцветнетниипроект. Расчетный экономический оффькт составил 102 тыс.руб.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Зартенова Л.Г. Автоматизация расчетов нормативов подготовленных и готовых к выемке запасов руда.//Тез.докл.науч.-техн. конф. - Красноярск, 1987, - 2с.
2. Гармаш А.И.i- Зартенова Л.Г. Задача выбора оптимальных параметров подготовительно-нарезных работ./Дез.докл.науч.-тэхн, кенф, - Красноярск, 1367. - 2с.
3. Ефремова П.И., Заргенова Л.Г., Сырова Л.И. Автоматизированная система решения многокритериальных экстремальных задач а горно-рудном производстве. - В сб.: Совершенствование технологии производства плавикового шпата и цветных металов. Красноярск, 1989. - 5с.
4. Зартенова Л.Г. Задача проектирования горнообогатительного комплекса в условиях многокритериальности.//Тез.докл.науч.-техн. нонф. Джезказган, 1990. - 2с.
L. Зартенова Л.Г. Автоматизация решения инженерл задач при проектировании рудника.//1'ез. докл. науч.-техн. конф. Джезказган, 1990.'- 1с.
о, Ачрамов В.В. Ефремова Н.И., Зартенова Л.Г. Принятие опткмаль-шпе решений в и:огокритериашак задачах горного предприятия. - В сб.науч.тр.: Технологические процессы, оборудование и уп-м-аяп па прг.дириятшк цветной цет^лурпии Москва, 1991,
7. Ефремова И.И,, Зартенова Л,Г., Снрояа Л.И. люмогизироттю решите ыпогокрятериальнах шсотрбмадьшх горнорудного производства. - В сбшуч.тр.: Опташитдая горних работ я Фрагмента САПР. - Иовоонбирол, 19?и. - Зо.
Подписано в печать 16.01.92.
П/0 "СИБИРЬ" Затсаз 15ду . Тираж 100.