Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРАКТИКИ ПЛАНИРОВАНИЯ ОБЪЕМОВ ПЕРЕРАБОТКИ И ВЫПУСКА ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ 9
1.1 Состояние исследований теории и практики планирования 9
1.2 Анализ действующих методических положений по расчету баланса продуктов обогащения 19
1.3 Цель и задачи исследования по совершенствованию системы плановых расчетов баланса 35
Выводы 37
ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИСХОДНЫХ МЕТОДИЧЕСКИХ ПО ЛОЖЕНИЙ ПО ФОРМИРОВАНИЮ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ДЛЯ РАСЧЕТА БАЛАНСА ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ 40
2.1 Анализ исходных методических положений и принципов формирования модели технологического процесса 40
2.2 Исследование методов формирования аналитических зависимостей при моделировании процесса 52
2.3 Разработка методов и процедуры оптимизации режимов обогащения 72
Выводы 92
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МОДЕЖ ПРОЦЕССА И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТА ТОВ РАСЧЕТА БАЛАНСА ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ, ПО ЛУЧАЕМЫХ НА ЕЕ ОСНОВЕ 95
3.1 Разработка модели и алгоритма расчета баланса продуктов обогащения 95
3.2 Исследование рекомендуемой модели процесса и оценка результатов моделирования 139
3.3 Оценка эффективности применения разработанной модели при формировании планов производства 157
Выводы 170
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 172
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 178
ПРИЛОЖЕНИЕ І 187
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 192
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 195
- Состояние исследований теории и практики планирования
- Анализ исходных методических положений и принципов формирования модели технологического процесса
- Разработка модели и алгоритма расчета баланса продуктов обогащения
Введение к работе
Актуальность исследования* В соответствии с решениями Х2УІ съезда КПСС, а также декабрьского (1983 г.), внеочередного февральского и апрельского (1984 г.) Пленумов ЦК КПСС в одиннадцатой пятилетке и перспективе до 2000 г. необходимо обеспечить значительный рост эффективности производства путем совершенствования системы управления экономикой. Принятым в июне 1979 г. постановлением партии и правительства "Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности и качество работы" предусматривается реализация комплекса мероприятий в этом направлении, в том числе повышение научной обоснованности планов производства и использование при их разработке оптимальных решений, получаемых на базе экономико-математических методов.
Совершенствование планирования и оптимизиция показателей плана производства имеют важное значение как для угольной промышленности в целом, так и для ее подотраслей, в частности - углеобогащения. Анализ свидетельствует о наличии определенных недостатков в практике планирования объемов переработки и выпуска продуктов обогащения. В настоящее время нет единой методики расчета планового баланса этих продуктов, которая основывалась бы на математическом моделировании процесса обогащения, позволяла прогнозировать выход товарных продуктов при заданном их качестве, включала оптимизацию режимов обогащения и, будучи реализованной на ЭВМ, давала возможность оперативно рассчитывать плановые показатели производства, оценивать его эффективность и проводить анализ производственной деятельности.
Этим обуславливается актуальность исследований, направленных на разработку такого рода методов»
Целью диссертационной работы является повышение научной обоснованности и стабильности разрабатываемых планов по объему переработки и выпуску продуктов обогащения за счет определения показателей производства на основе моделирования технологического процесса и применения ЭВМ, более полного использования информационного обеспечения, проведения вариантных расчетов с меньшей трудоемкостью и, как результат, повышение эффективности производства.
В соответствии с поставленной целью в ходе исследования выполнялись следующие задачи: анализ существующей практики планирования объемов переработки и выпуска продуктов обогащения и имеющихся методических положений по расчету качественно-количественных показателей этих продуктов; разработка научно обоснованной математической модели технологического процесса обогащения угля, обеспечивающей получение с помощью ЭВМ плановых показателей производства; обоснование целесообразности применения разработанной модели для создания методики расчета баланса продуктов обогащения по обогатительной фабрике и производственному объединению; оценка эффективности использования созданной модели при разработке планов производства и принятии плановых решений.
Связь работы с планом НИР, Исследования осуществлялись в соответствии с проблемой П092305 пятилетнего отраслевого плана"Раз-работать и внедрить усовершенствованные методы планирования и рациональные системы хозяйственного механизма в угольной промышленности", в рамках которой выполнялась самостоятельная НИР 090I2I0000 тематического плана института ЦНИЭИуголь "Совершенство- вать методическое обеспечение плановых расчетов баланса продуктов обогащения по обогатительной фабрике и производственному объединению".
Методика выполнения исследований базируется на трудах классиков марксизма-ленинизма, решениях партии и правительства по вопросам совершенствования планирования и управления в промышленности, методических и инструктивных материалах Госплана СССР и Минуглепрома СССР. При выполнении исследований использовался системный подход, охватывающий вопросы технологии обогащения и организации производства, учитывающий принципы формирования плановых показателей, а также математического моделирования. Модель разрабатывалась с применением элементов математической статистики (корреляция и регрессия), нелинейного программирования, методов решения задач на условный экстремум, градиентного метода и др. При этом использовались приемы группировок, сопоставлений, логических и расчетно-аналитических сравнений, выполнялся полный факторный эксперимент (ПФЭ).
Основная идея работы заключается в создании и реализации на ЭВМ математической модели технологического процесса обогащения угля, дающей возможность отображать большое разнообразие технологических схем фабрик, использовать имеющуюся характеристику сырьевой базы, включая ситовые и фракционные анализы углей, получать расчетные качественно-количественные характеристики продуктов и оптимальные режимы обогащения.
Достоверность научных положений и выводов диссертации обосновывается применением современных математических и инженерно-аналитических методов, содержанием и объемом представительной информации, адекватностью балансов, получаемых с помощью моделирования технологического процесса при соответствующих параметрах,
7 и фактических результатов обогащения ( по отчетным данным ряда обогатительных фабрик Донецкого и Кузнецкого бассейнов), результатами научных исследований, проводившихся по этой проблеме.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследования были доложены и обсуждены: на расширенном совещании сотрудников ИВЦ ПО "Ворошиловград-уголь", занимающихся подготовкой задач углеобогащения (1984 г.); в дирекции по обогащению угля ПО "Ростовуголь" (І983 г.); на совместном совещании сотрудников институтов ВЙИИУуголь и ЦНИЭЙуголъ по рассмотрению вопросов опытно-промышленной апробации и внедрения "Методики расчета баланса продуктов обогащения по обогатительной фабрике и производственному объединению" (1984 г.); на секции Ученого совета ЦНИЭИуголь (1981, 1982, I9&3 и 1984 гг.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в четырех работах, приведенных в конце автореферата.
Структура и объем работы. Рабо-та состоит из введения, трех глав и заключения, содержит 148 страниц машинописного текста, 8 рисушсов, 19 таблиц, список литературы по теме исследования из 98 наименований.
В соответствии с целью, задачами и методикой исследования:
Во введении обосновывается выбор темы диссертации, раскрывается актуальность работы, научная новизна и практическая значимость, определяются цель и задачи исследования, приводится общая методика выполнения работы, ее связь с планом научных исследований и др.
В первой главе "Исследование практики планирования объемов переработки и выпуска продуктов обогащения" приведен анализ основных положений и методов планирования, освещены недостатки су- ществующей практики планирования, рассмотрены имеющиеся методические положения, на основе которых осуществляется расчет баланса продуктов обогащения, определены цель и задачи исследования.
Во второй главе "Совершенствование исходных методических положений по формированию модели процесса для расчета баланса продуктов обогащения" рассмотрены исходные методические положения и принципы формирования модели технологического процесса, изложены методы получения аналитических зависимостей для представления в модели характеристик исходного угля, приведена разработанная процедура оптимизации режимов обогащения угля для случая, когда на процедуры обогащения задана единая зольность и для случая, когда зольность задается по сортам.
В третьей главе "Разработка модели процесса и оценка результатов расчета баланса продуктов обогащения, получаемых на ее основе", приведены формализованные описания основных технологических операций, включенных в модель, изложен и обоснован алгоритм расчета баланса продуктов обогащения и обоснованы методы оценки эффективности применения разработанной модели при формировании планов производства.
Состояние исследований теории и практики планирования
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на І98І-І985 гг. и на период до 2000 г,, определенных ХХУІ съездом КПСС, документах декабрьского (1983 г.), февральского и апрельского (1984 г,) Пленумов ЦК КПСС в качестве важнейших вопросов политики партии и правительства выдвигаются задачи повышения эффективности общественного производства с целью увеличения благосостояния и удовлетворения возрастающих потребностей народа. Одним из основных направлений повышения эффективности производства является совершенствование системы управления экономикой, "Задача состоит в том, чтобы поднять уровень планирования и хозяйствования, привести их в соответствие с требованиями нынешнего этапа - этапа развитого социализма, добиться значительного повышения эффективности общественного производства, ускорения научно-технического прогресса и роста производительности труда, улучшения качества продукции и на этой основе обеспечить неуклонный подъем экономики страны и благосостояния советского народа" / 2 /. Базируясь на основном экономическом законе социализма - наиболее полном удовлетворении потребностей членов общества, научные методы планирования призваны обеспечить планомерный пропорциональный характер развития и использования материальных и трудовых ресурсов.
В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 июля 1979 г. В 695 указывается: "Считать важнейшими направлениями улучшения всей плановой работы выбор наиболее эффективных путей достижения высоких конечных народнохозяйственных результатов, рациональное сочетание отраслевого и территориального развития, перспективных и текущих планов, совершенствование межотраслевых и внутриотраслевых пропорций, обеспечение сбалансированного роста экономики" /2, 3 /.
В практике планирования угольной промышленности в целом применяется балансовый метод, позволяющий увязать потребности и ресурсы. Существующие методы планирования в углеобогащении являются результатом многолетней целенаправленной работы по их совершенствованию. В последние годы в отрасли все более широкое применение получают научно обоснованные методы планирования, ориентированные на использование экономико-математического аппарата и ЭВМ.
При разработке планов производства производственное объединение по добыче и переработке угля руководствуется "Положением о производственном объединении" / 4, 5, 6 /, действующими положениями о порядке и сроках разработки планов / 7 / и указаниями Минуглепрома СССР, реглшлентирующими права и обязанности дирекций и служб объединений в области планирования / 5, 6, 7 /.
Разрабатываемые планы должны предусматривать постоянный рост пропорционально сбалансированного производства и повышение его эффективности. Реализация этих задач призвана удовлетворить потребности народного хозяйства и обеспечить динамичное развитие экономики.
Анализ исходных методических положений и принципов формирования модели технологического процесса
Стремление количественно оценить те или иные сложные процессы, происходящие в реальных условиях, приводит к необходимости описать эти процессы некоторыми математическими соотношениями или, иначе говоря, создать математическую модель. Используя математические методы, можно реализовать математическую модель если она описывает достаточно сложные системы.
В настоящем исследовании рассматривается математическая модель процесса обогащения, описывающая совокупность технологических операций (процессов) и многообразие качественно-количественных характеристик обрабатываемого материала, которые образуют во взаимосвязи сложную систему, характеризующуюся большим количеством параметров. Описание модели усложняется тем, что эти характеристики изменяются в процессе перехода обрабатываемого материала из одного состояния в другое на каждой технологической операции.
Всякая математическая модель должна, с одной стороны, достаточно полно отражать описываемую сложную систему, а с другой, она должна быть настолько простой, чтобы ее можно было формализовать и обеспечивать доступной информацией. Возникают противоречивые стремления: казалось бы, следует создать модель, адекватно описывающую технологический процесс с целью достижения максимальной точности, но чрезмерное уточнение потребует значительных усилий по ее реализации и может не дать существенных улучшений результатов по сравнению с простой моделью. Это значит, что в каждом отдельном случае при формировании модели следует анализировать цель создания модели и средства, применяемые для ее реализации. В результате выявится необходимая степень детализации и возможность допустимого упрощения, обеспечивающие достижение поставленной цели.
Рассмотрим основные принципы формирования математической модели применительно к задаче расчета баланса продуктов обогащения для целей планирования с учетом изложенных положений. Для этого разобьем всю систему на условные части: технологический процесс и информационное обеспечение.
Анализ технологического процесса фабрик, обогащающих угли для коксования и энергетики гравитационными и (ротационными методами показал, что применительно к рассматриваемой задаче в математическую модель необходимо включать описание не всех технологических операций, а ЕПОЛНЄ определенный набор их, строго соответствующий поставленной цели. Очевидно, можно определить такой набор технологических операций, которые непосредственно влияют на конечный результат в рамках поставленной задачи. Дальнейшее же расширение этого перечня не повысит точности расчетов, зато неоправданно усложнит модель. Иначе говоря, необходимо найти их оптимальный набор. В частности, решая в рамках настоящего исследования задачу расчета планового баланса продуктов обогащения, следует исключить из рассмотрения такие вспомогательные операции, как обезвоживание и сушка, обработка шламов и др., анализируются только основные технологические процессы, непосредственно изменяющие качественно-количественные характеристики продукта. Модель формируется строго в соответствии с поставленной целью, поэтому она должна включать описание только тех операций, которые обеспечивают с необходимой точностью достижение этой цели. В частности методики, разработанные для получения проектных решений, имеют свою специфику и могут существенно отличаться от методических подходов, направленных на поиск значений качественно-количественных характеристик продуктов, используемых для формирования планов производства. В этой связи хотелось бы еще раз акцентировать внимание на том, что состав технологических звеньев, описываемых математической моделью, и сама структура модели непосредственно зависят от того, какой цели она посвящена и какие ее параметры следует считать значимыми применительно к поставленной задаче.
Разработка модели и алгоритма расчета баланса продуктов обогащения
Во второй главе указывалось, что модель, сформированная применительно к расчету баланса продуктов обогащения для целей планирования объемов переработки и выпуска продуктов обогащения, должна включать описание только тех технологических операций, которые непосредственно изменяют качественно-количественные характеристики исходного угля и влияют на итоговый баланс продуктов обогащения. Параметры этих технологических операций, составляющие систему преобразований, должны группироваться таким образом, чтобы они в необходимой мере отражали технологический процесс при любой схеме обогащения. В этом случае эти параглетры выступают как обобщенные преобразователи (операторы), характерные для большого разнообразия технологических схем, предусматривающих гравитационные методы обогащения угля. Иначе говоря, в любой технологической схеме рассматриваются технологические операции (преобразования) одинакового типа. Такой подход дает возможность существенно упростить модель при значительном расширении области ее применения.
Следует, однако, иметь в виду, что построить подобную систему преобразований возможно при определенных методических решениях, обеспечивающих правомерность их идентификации. Так, в частности, при исследованиях и разработке методических положений, лежащих в основе оптимизации режимов обогащения, было установлено, что Е зависимости от того, как задается норма зольности на выпускаемые фабрикой продукты обогащения, модель технологического процесса будет иметь характерные особенности. Эти особенности относятся не только к получению оптимального баланса продуктов и процедуре оптимизации, но и ко всей последовательности расчетов. Однако исследования показали, что можно построить единую систему расчетов (единую модель), если все преобразования, относящиеся к изменению характеристик шихты, и расчеты, связанные с определением параметров функций, построить таким образом, чтобы типы преобразований были во всех случаях одинаковы, а изменялось только количество их в зависимости от того, какой технологический процесс они характеризуют. Это дает возможность сформировать первую часть модели технологического процесса, охватывающую все вспомогательные операции, такие как корректировка шихты с учетом дробления крупного класса, классификация на машинные классы и сорта, шламообразование, а также расчет параметров уравнений, единой для любой технологической схемы и вне зависимости от того,какие продукты обогащения выпускает фабрика.
Исходя из этого, математическая модель технологической схемы обогатительной фабрики условно разделяется на три части: общую, охватывающую формирование сырьевой базы, расчеты принятых вспомогательных операций и определение параметров аналитических зависимостей и две частные, непосредственно связанные с общей, описывающие расчет основных операций - одна для случая, когда на концентрат задается единая норма зольности и вторая, когда фабрика выпускает сортовое топливо.
Поскольку первая часть модели является общей для любых технологических схем, то расчет шихты, распределение раздробленного крупного класса и расчет шламообразования выполняется по стольким классам (машинным или сортам), сколько сортов выпускает обогатит ельная фабрика.
