Содержание к диссертации
Введение
1. Оценка современного состояния планирования погрузочно-транспортных работ экскаваторно-автомобильных комплексов (ЭАК) на карьер АХ 11
1.1 Место и роль планирования погрузочно-транспортных работ в обеспечении эффективного использования погрузочно-транспортного оборудования карьеров 11
1.2. Анализ существующих методов планирования погрузочно-транспортных работ в карьере 16
1.3. Современные методы экспертных оценок и их использование в планировании производственных процессов 31
1.4. Выводы 39
2. Обоснование основных направлений совершенство вания методов планирования работы ЭАК на базе информационных технологий 42
2.1. Систематизация и выбор основных факторов, влияющих на точность и достоверность результатов планирования работы ЭАК 42
2.2. Исследование технологического взаимодействия автосамосвалов с забойными экскаваторами в составе ЭАК 51
2.3. Основные направления совершенствования планирования работы ЭАК как технологической системы 67
2.4. Оценка значимости факторов, влияющих на работу ЭАК 77
2.5. Выводы 88
3. Разработка экспертной системы планирования работы ЭАК 91
3.1. Выбор продукционных правил экспертной системы и разработка человеко-машинной процедуры, используемых при планировании работы ЭАК 91
3.2. Разработка методики формирования базы знаний и учет влияния неконтролируемых факторов с использованием алгоритма сравнения плановых и фактических значений производительности ЭАК 98
3.3. Разработка структуры и алгоритма построения экспертной системы планирования работы ЭАК 104
3.4. Выводы 109
4. Опытно-промышленная проверка метода планирования работы эак с применением экспертной системы на комбинате ОАО «Ураласбест» 111
4.1. Разработка регламента работы экспертной системы планирования работы ЭАК 111
4.2. Опытно-промышленная проверка сходимости расчетных и фактических показателей работы ЭАК в условиях комбината ОАО «Ураласбест» 114
4.3. Сравнительный анализ результатов опытно-промышленной проверки разработанной экспертной системы планирования работы ЭАК 119
4.4. Выводы 124
Заключение 127
Список основных использованных источников 132
Приложения 145
- Анализ существующих методов планирования погрузочно-транспортных работ в карьере
- Исследование технологического взаимодействия автосамосвалов с забойными экскаваторами в составе ЭАК
- Разработка методики формирования базы знаний и учет влияния неконтролируемых факторов с использованием алгоритма сравнения плановых и фактических значений производительности ЭАК
- Опытно-промышленная проверка сходимости расчетных и фактических показателей работы ЭАК в условиях комбината ОАО «Ураласбест»
Введение к работе
Разработка технологических способов управления качеством продукции горного предприятия является актуальной задачей, одним из путей решения которой является планирование работы экскаваторно-автомобильных комплексов (ЭАК), позволяющее обеспечить минимальное отклонение от заданного соотношения сортности выдаваемых из карьера руд, повысить использование технических ресурсов, производительность ЭАК, а также снизить трудоемкость процесса.
В условиях современной экономики сложившийся уровень цен на сырье и затрат на его перевозку позволяет, в зависимости от минералогического типа руды, отметить правомерность учета затрат на обогатительный передел при выборе решения о закупке того или иного материала, обеспечивающего максимальный эффект от его использования. Учет качества сырья и затрат на его переработку позволяет приводить в сопоставимый вид рудные материалы для ранжировки поставщиков сырья, обуславливающей, в свою очередь, максимальный экономический эффект.
За последние 30 лет произошли существенные изменения структуры горной массы, в результате чего при эксплуатации карьеров превалирующие положение получили ЭАК. Это связано с тем, что объем перевозок автомобильным транспортом с 1985 по 2004 год вырос на 70 % /120/ в целом по отрасли, а на комбинате ОАО «Ураласбест» - на 100 %. Многие карьеры в связи с увеличивающейся глубиной применяют автотранспорт в виде сборочной единицы для перевозки горной массы, как, например, на карьерах АК «АЛРОСА» (Якутия), Ковдорском и Высокогорском ГОКах /40/.
С другой стороны, в связи с отработкой более бедных и различных по обогатимости типов руд осложняется управление автомобильным транспортом /33/. Особенно осложняется работа ЭАК в условиях сложноструктурных руд.
В сложившихся условиях разработка методики планирования работы ЭАК является насущной задачей как на стадии планирования, так управления погрузочно-транспортным процессом.
Следует принять во внимание, что современные способы планирования работы горно-транспортного оборудования ориентированы на последовательный расчет технологических параметров по установленным методикам и аналитическим зависимостям, причем в расчетах крайне недостаточно учитываются неформализующиеся параметры.
Задача оперативной передачи и учета информации особенно остро встает в связи с тем, что, если в 70-х годах прошлого века на большинстве карьеров было 2-3 модели автосамосвалов, то в настоящее время только одних БелАЗов насчитывается до 9 моделей, не считая автосамосвалов иностранного производства /40/. Грузоподъемность карьерного автотранспорта выросла с 27-40 тонн до 120-180 тонн и более /11, 47, 53, 61/. В связи с этим в практику планирования и управления сегодня активно внедряются системы и технологии, интегрированные с системами инструментальных измерений (GPS) /38/. Эти системы все активнее используются в планировании и управлении погрузочно-транспортным процессом.
Анализ практики планирования показывает, что производственная деятельность на карьерах в течение месяца регламентируется планами структурных подразделений (развития горных работ, работы буровых станков, экскаваторов, транспортных и вспомогательных цехов, графиками ремонтов, массовых взрывов и др.) показатели которых взаимоувязаны между собой в общих количественных выражениях в целом за месяц.
Ход работ в карьере и требования обогатительного передела по объемам и качеству учитываются недельно-суточными графиками. Однако, оперативное внесение корректив из-за сложности организационной взаимосвязи оказывается малоэффективным с точки зрения производительной работы предприятия и, в основном, осуществляется регулированием интенсивности загрузки экскаваторов.
Объем и качественные показатели при этом часто не соответствуют требованиям обогатительного передела, что, в свою очередь, приводит к снижению качества товарной продукции, снижению содержания полезного компонента в концентрате.
Внедрение в практику предприятий средств вычислительной техники открывает новые возможности в повышении качества и обоснованности плановых решений.
Актуальность данной диссертации обусловлена:
• необходимостью повышения эффективности работы погрузочно-транспортного оборудования, вследствие интенсивного перевооружения карьеров новой мощной ресурсоемкой выемочной и транспортной техникой;
• необходимостью внедрения прогрессивных систем планирования и автоматизированного управления горно-транспортным процессом в связи с ужесточением требований обогатительного передела к качеству поставляемого сырья и потребностью в эффективном использовании высокопроизводительного погрузочно-транспортного оборудования.
В настоящей работе решение данной проблемы реализовано с применением экспертной системы планирования работы ЭАК.
Экспертные системы, являясь прикладными системами искусственного интеллекта (ИИ), в которых база знаний представляет собой формализованные эмпирические знания высококвалифицированных специалистов (экспертов) в какой-либо узкой предметной области, предназначены для консультирования при решении задач экспертами в силу их недостаточного количества, недостаточной оперативности или в опасных (вредных) для них условиях. Наибольшее распространение получили экспертные системы, основанные на продукционных правилах. Продукционные правила, как известно, описывают знания в форме «ЕСЛИ — ТО». Простота и наглядность этого способа обусловила его применение во многих системах. Системы обработки знаний, использующие представление знаний продукционными правилами, получили название продукционных систем. В состав продукционной системы входит база правил, глобальная база данных, интерпретатор правил. База правил является областью памяти, которая содержит базу знаний — совокупность знаний, представленных в форме правил вида «ЕСЛИ—ТО».
Объектом исследования является погрузочно-транспортный процесс на карьерах, использующих для перемещения горной массы автомобильный транспорт.
Предметом исследования является эффективность работы мощных ЭАК карьеров.
Цель исследования - разработать методику планирования работы ЭАК на базе применения экспертных систем.
Идея диссертации заключается в использовании экспертной системы для планирования работы ЭАК, основанной на продукционных правилах и отличающейся учетом комплексного влияния неформализуемых параметров.
Основные задачи исследования:
1. Установить зависимости комплексного влияния горнотехнических условий эксплуатации на продолжительность элементов транспортного цикла и производительность ЭАК.
2. Определить количественные характеристики и зависимости изменения надежности работы ЭАК в течение смены.
3. Разработать имитационную модель для планирования сменной работы ЭАК на горных предприятиях.
4. Определить набор продукционных правил экспертной системы и разработать методику формирования базы знаний экспертной системы.
5. Разработать структуру, алгоритм и регламент работы экспертной системы.
6. Провести апробацию разработанных методик в условиях горного предприятия.
Методы исследований:
Обобщение и анализ литературных источников и результатов ранее проводимых исследований; анализ данных практики и теоретических исследований; аналитические расчеты с применением ЭВМ, информационное моделирование на ЭВМ; натурные наблюдения за работой экскаваторно-автомобильных комплексов в реальных производственных условиях.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована анализом опыта планирования работы технологических ЭАК на карьерах; достаточным объемом экспериментальных исследований; сходимостью результатов теоретических исследований с результатами опытно-промышленных испытаний; эффективностью внедрения системы на карьерах комбината ОАО «Ураласбест».
Научная новизна результатов исследования заключается в следующем:
1. Разработана методика планирования работы ЭАК на базе имитационной модели, учитывающей комплексное взаимовлияние погрузочного и транспортного звеньев.
2. Для планирования работы ЭАК впервые применена экспертная система, основанная на продукционных правилах.
3. Разработана методика принятия решений для планирования работы ЭАК с применением человеко-машинных процедур.
4. Разработаны архитектура построения и регламент работы экспертной системы по планированию работы ЭАК, основанной на продукционных правилах.
Теоретическая значимость исследования заключается в: 1. Применении нового подхода к планированию работы ЭАК, выражающемся в использовании экспертной системы, основанной на продукционных правилах, базирующейся на имитационной модели, учитывающей комплексное взаимовлияние погрузочного и транспортного звена;
2. Учете динамического изменения горнотехнических параметров, которое оценивается модулем адаптации с последующим использованием в процессе планирования работы ЭАК.
Практическая значимость диссертации заключается в разработанной экспертной системе планирования работы ЭАК, позволяющей повысить качество поставляемого сырья, эффективно использовать ресурсы за счет повышения надежности и точности планирования сменной работы на основе дифференцированного учета горнотехнических условий. Экспертную систему планирования работы ЭАК рекомендуется использовать для автоматизированного планирования и управления погрузочно-транспортным процессом.
Личный вклад автора состоит: в установлении зависимости комплексного влияния горнотехнических условий эксплуатации на продолжительность элементов транспортного цикла и производительность ЭАК, разработке методики планирования сменной работы ЭАК, научном обосновании эффективности применения экспертных систем для планирования работы ЭАК, разработанном регламенте работы и алгоритме экспертной системы планирования работы ЭАК.
Реализация результатов исследования. Реализация результатов исследования проводилась в условиях комбината ОАО «Ураласбест».
Апробация диссертации. Результаты диссертации докладывались на технических советах комбината ОАО «Ураласбест», Международной конференции в ИГД УрО РАН, конференции в УГГУ.
Научные положения, выносимые автором на защиту:
1. Повышение эффективности работы мощных ЭАК карьеров обеспечивается за счет применения ограничений, сформулированных в виде продукционных правил экспертной системы, полученных в результате применения эвристического подхода к решению задач планирования и управления.
2. Оперативная адаптация плановых заданий к изменяющимся горнотехническим условиям достигается применением экспертной системы, основанной на продукционных правилах и оснащенной механизмом компенсации величины отклонения производительности ЭАК.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах. Данная работа является непосредственным продолжением развития исследований, проводимых на кафедре РМОС УГГУ д.т.н., проф. Хохряковым B.C., д.т.н., проф. Лелем Ю.В., к.т.н., доц. Стениным Ю.В, к.т.н., доц. Мартыновым Н.В.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 разделов и заключения, изложенных на 144 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков и 15 таблиц, список основных использованных источников из 131 наименования и 2 приложения.
Анализ существующих методов планирования погрузочно-транспортных работ в карьере
Основополагающие научные принципы эксплуатации ЭАК заложены в работах академиков РАН Мельникова Н.Н., Ржевского В.В., Трубецкого К.Н., членов-корреспондентов РАН Спиваковского А.О., Яковлева В.Л., профессоров Шешко Е.Ф., Васильева М.В., Новожилова М.Г., Хохрякова B.C., Потапова М.Г., Томакова П.И., Виницкого К.Е., Симкина Б.А., Фиделева А.С., Михайлова В.А., Шилина А.Н., докторов технических наук Леля Ю.И., Кулешова А.А., Смирнова В.П., Аленичева В.М., кандидатов технических наук Стенина Ю.В., Мартынова Н.В., Дороненко Е.П., Сорокина Л.А., Котяшева А.А., Маслова В.П. и д.р.
В трудах Мельникова Н.В. /64, 65/, Ржевского В.В. /97, 98/, Спиваковского А.О. /109/, Васильева М.В. /14, 15/, Хохрякова B.C. /124/, Потапова М.Г. /84/ даны основы определения планирования производительности карьерных автосамосвалов, результаты которых используются в «Единых нормах выработки» /37/. В указанных работах транспортирование горной массы рассматривается как детерминированный процесс, приводится значения и методика расчета продолжительности элементов транспортного цикла автосамосвалов грузоподъемностью от 5 до 40 т для условий работы в карьерах, учитывается интенсивное и экстенсивное использование автосамосвалов.
Вопросы, связанные с усреднением качества руд, являющиеся в настоящее время одними из самых важных в процессе планирования и управления горными работами, исследованы в работах докторов технических наук Бастана П.П. /5, 6/, Ломоносова Г.Г. /57/, Новожилова М.Г. /72/, Зарайского В.Н. /39/ и др.
Разработка и внедрение автоматизированных систем (АСУ) производством на карьерах содействовали пересмотру сложившихся методов и принципов планирования. Основное внимание при этом уделяется разработке математических моделей и методов текущего и оперативного планирования в режиме усреднения качества руд и информационного обеспечения планирования. Из многочисленных публикаций, посвященных вопросам данного направления можно выделить работы профессора Новожилова М.Г. /73, 74/, доктора технических наук Аленичева В.М. Ill, кандидатов технических наук Табакмана И.Б. /117, 118/, Суменкова М.И. /115, 116/, Прудовского А.Д. /90, 91/, Нападайло В.А. /68/ и д.р. Анализ научных исследований данного направления показывает, что задача планирования погрузочно-транспортных работ является одной из самых важнейших и имеет самостоятельное значение.
В реальных условиях эксплуатации параметры транспортного процесса формируются под влиянием факторов, многие из которых имеют вероятностный характер. Поэтому в ряде исследовании последних лет, касающихся эффективности эксплуатации карьерных автосамосвалов, приводятся статистические зависимости изменения производительности от тех или иных горнотехнических условий /2, 22, 78, 96, 101, 108, 111, 125, 129/. Большинство авторов приводят статистические зависимости производительности или продолжительности элементов транспортного цикла от одного или двух факторов.
В работах /22, 101/ описывается влияние дальности транспортирования на среднетехническую скорость автосамосвала регрессионными уравнениями второго порядка, а на длительность транспортного цикла - линейными регрессионными уравнениями. Однако данные зависимости составлены без учета физической сути влияния дальности транспортирования на среднетехническую скорость движения автосамосвала, поэтому они имеют невысокую надежность и могут быть применены только к условиям, в которых получены исходные данные. Наиболее удачной в этом плане является приведенная в 121 гиперболическая зависимость скорости от дальности транспортирования. Но, как и в вышеуказанных работах, автор предлагает использовать ее для определения скорости как в грузовом, так и в порожнем направлении без учета особенностей режимов движения автосамосвала в каждом из этих направлений.
Одной из особенностей эксплуатации автотранспорта в карьере является значительная вариация дорожных условий. Поэтому ряд авторов /14, 51, 71/ считают транспортно-эксплуатационные качества автодорог одним из основных факторов производительности автосамосвалов. Однако ими не исследованы количественные критерии качества дорог и зависимости влияния дорожных условий на производительность автосамосвалов.
Пространственное размещение рабочих мест горно-транспортного оборудования в карьере обусловливает разнообразие характеристик трасс движения автосамосвалов: высоты подъема и средневзвешенного уклона. Исследование этих характеристик как факторов производительности автосамосвалов проведено в работах /71, 94, 108, 111, 114, 121, 130/. В работе /114/ приведена регрессионная криволинейная зависимость среднетехнической скорости автосамосвалов БелАЗ-540, а в /121/ линейная зависимость производительности автосамосвалов БалАЗ-548А от средневзвешенного уклона дороги. Сорокиным Л.А. /108/ установлены двухфакторные закономерности совместного влияния на производительность автотранспорта высоты подъема и расстояния транспортирования. При этом учитывается в основном изменение скорости движения автомобиля, но оставляется без внимания изменение его внутрисменной надежности и вероятностных характеристик погрузочно-транспортного процесса.
По мере увеличения времени эксплуатации скорость движения, использование во времени, следовательно, и производительность автосамосвалов снижаются. Обстоятельные исследования в этом направлении проводились в Институте горного дела УрО РАН под руководством профессора Васильева М.В. /16, 17, 41/ и в Институте горного дела им. А.А. Скочинского под руководством профессора Потапова М.Г. /3, 85/. В них установлено влияние срока службы на техническую надежность автосамосвала, использование его во времени и на скорость движения.
Исследование технологического взаимодействия автосамосвалов с забойными экскаваторами в составе ЭАК
Анализ хронометражних наблюдений показал, что продолжительность пребывания автосамосвалов в пункте погрузки в зависимости от горнотехнических условий эксплуатации составляет до 2,5-3,2 часов в смену (рис.2.2.1) или до 40-45 % транспортного цикла. Поэтому эффективность взаимодействия автосамосвалов и забойного экскаватора в значительной степени определяет производительность карьерного автотранспорта.
Объективной оценкой эффективности взаимодействия является продолжительность погрузки и простоев автосамосвалов в ожидании погрузки и экскаваторов в ожидании прибытия автосамосвала. Значения этих характеристик определяются мощностью погрузочного оборудования (рис. 2.2.2), физико-механическими свойствами пород, формой организации работы автотранспорта в карьере (открытый или закрытый цикл), способом управления погрузочно-транспортным процессом (автоматизированное, не автоматизированное).
В процессе хронометражных наблюдений производительность погрузки изменялась в широких пределах в зависимости от сочетания вышеуказанных факторов (табл. 2.2.1, 2.2.2). Установлено, что при погрузке автосамосвалов БелАЗ-7540В экскаваторами ЭКГ-6,ЗУС и ЭКГ-8И в забоях высотой ниже 7 м, в забоях с большим количеством негабаритной фракции и на заоткоске уступов количество циклов экскавации увеличивается в 1,15-1,27 раза, а продолжительность погрузки - в 1,8-2,6 раза. Погрузка автосамосвалов БелАЗ-75145 (120 т) и БелАЗ-7521 (180 т) экскаваторами ЭКГ-8И осуществлялась соответственно за 9-Ю и 12-14 циклов в забоях рыхлых вскрышных пород и за 8-9 и 11-12 циклов в забоях скальных пород и руд. Продолжительность погрузки при этом составила 5-7 мин, что соизмеримо со временем движения груженого автосамосвала по трассе с рас стоянием транспортирования 1,0-1,7 км и подъемом в 3-4 %.
Таким образом, использование экскаваторов ЭКГ-8И для погрузки автомобилей грузоподъемностью ПО, 180 т значительно снижает их эффективность. Для наиболее полной реализации потенциальной производительности автосамосвалов БелАЗ-75145 и БелАЗ-7521 целесообразно внедрять их в производство в комплексе с экскаваторами ЭКГ 12,5 и ЭКГ-20.
Результаты исследований показывают, что простои автосамосвалов в ожидании погрузки в зависимости от горнотехнических и организационных условий составляют до 70-110 мин или до 18-23 % сменного времени. Поэтому учитывать значение этого показателя необходимо как при анализе, так и при планировании производительности автотранспорта.
Установлено, что применение для расчета этого показателя формул теории массового обслуживания /59, 122/ дает результаты, существенно отличающиеся от реальных, так как потоки прибывающих к экскаватору и отходящих от него автосамосвалов относительно регулярны и не тождественны простейшим пуассоновским потокам.
Анализ взаимодействия погрузочного и автомобильного звеньев показал (рис.2.2.3), что простои автосамосвалов в ожидании погрузки в зависимости от причины их возникновения различаются на простои, обусловленные колеблемостью продолжительности обслуживания и интервалов прибытия автомобилей, простои во время остановки экскаватора и простои в начальный период возобновления его работы. При организации работы по открытому циклу, в случае остановки экскаватора, посылка автосамосвалов к нему прекращается. Поэтому здесь простои из-за остановки экскаватора не наблюдаются.
Приведенные в табл. 2.2.3 результаты целосменных наблюдений взаимодействия автосамосвалов БелАЗ-7540В и экскаваторов ЭКГ-8И, работающих по закрытому циклу, иллюстрируют количественное соотношение простоев в ожидании. Для автосамосвалов наиболее значительными являются простои в процессе погрузочно-транспортных работ, обусловленные колеблемостью интервалов обслуживания и прибытия автосамосвалов. В зависимости от условий эксплуатации они составляют 20-80 % от общей продолжительности простоев в ожидании погрузки или от 0,15-0,20 до 1,8-3,1 мин на один рейс.
Существенную долю (от 10 до 65 %) занимают простои во время остановки экскаватора. Максимальная величина их (до 70 мин за смену) соответствует ситуации, когда случается аварийная остановка группы экскаваторов (отключение электроэнергии или др.) или когда возникают частые остановки экскаватора по различным причинам (организационные, кратковременные технические неисправности, орошение забоя, зачистка подъезда и т.д.).
Простои экскаваторов в ожидании прибытия автосамосвалов наблюдаются как в процессе погрузочно-транспортных работ, так и в начале смены и после устранения продолжительных отказов. Простои в начале смены обусловлены задержкой прибытия автосамосвалов в карьер и изменяются от 0 до 30-40 мин. Простои в ожидании после устранения продолжительных отказов объясняются инертностью в управлении погрузочно-транспортными работами. Они имеют место при неавтоматизированном управлении и достигают до 25-30 мин в смену.
Разработка методики формирования базы знаний и учет влияния неконтролируемых факторов с использованием алгоритма сравнения плановых и фактических значений производительности ЭАК
База знаний содержит в себе базу данных по плановым расчетам, базу данных фактических результатов производительности ЭАК, полученных в результате реализации этих плановых расчетов и базу данных по оптимизации фактических результатов по плановым условиям, а также блок выбора оптимального плана по аналогии с условиями предыдущих расчетов и блок адаптации рассчитанного плана к фактическим горнотехническим условиям для учета влияния неконтролируемых параметров. База данных по плановым расчетам представляет собой нормализованную информацию по расчетам производительности ЭАК, сделанным ранее. Она включает в себя входную информацию, предназначенную для сменного и недельно-суточного планирования и результаты планового расчета по имитационной модели. База данных фактических результатов производительности ЭАК, полученных в результате использования информации из базы данных по плановым расчетам, представляет собой товарно-транспортную накладную, в которой содержится фактическая картина реализации плановых заданий. База данных оптимизации фактических результатов по плановым условиям является результатом дополнительного планирования по фактическим исходным данным, на выходе имеющая более рациональные показатели использования оборудования ЭАК. Задачей блока выбора оптимального плана по аналогии с условиями предыдущих расчетов является выбор из множества различных предыдущих планов наиболее подходящего по текущим горнотехническим условиям, в результате чего формируется список альтернативных плановых решений, который предоставляется эксперту для выбора оптимального. Для определения степени близости входных параметров выбранного расчета к текущим значениям (условиям) применяется метод максимального локального расстояния. Сущность его, как известно, состоит в том, что каждый объект рассматривается как одноточечный кластер. Объекты группируются по следующему правилу: два кластера объединяются, если максимальное расстояние между точками одного кластера и точками другого минимально.
Процедура состоит из п - 1 шагов и результатом являются ранжирование входных параметров сравниваемых планов, которые совпадают с соответствующими входными параметрами в предыдущем плане. Рабочее пространство забоев, транспортные коммуникации и перегрузочные пункты представлены элементами n-мерного Евклидового пространства, где п - количество факторов, определяющих производительность ЭАК. d(Xa, Хб) - величина отклонения планового задания (Хп) и планового задания, выбранного из базы знаний Х$. По этому принципу осуществляется сортировка величины отклонений входных параметров сравниваемых планов. Функция сравнения входных параметров имеет вид: Затем это решение предается в имитационную модель, результатом чего является первая итерация ЧМ процедуры. Если результат работы этого блока не удовлетворяет заданным условиям, то эксперт изменяет входные значение параметров имитационной модели, приводя их в соответствие с текущими горнотехническими условиями. Блок адаптации рассчитанного плана к фактическим горнотехническим условиям руководствуется главным критерием пригодности информации о воздействии неконтролируемых параметров на производительность ЭАК, для занесения ее в базу знаний, которым является величина отклонения значения производительности комплекса от некоторого ее среднего значения или, так называемый, дрейф модели.
Предполагается, что величина дрейфа будет небольшой, так как неконтролируемые факторы меняются медленно. Примером дрейфа модели планирования работы ЭАК является ситуация, когда фактическая производительность ЭАК отличается от плановой на некоторую величину. Для учета дрейфа вносятся корректирующие поправки, которые заносятся в базу знаний и применяются в дальнейших расчетах. Описанная ситуация проиллюстрирована на рис. 3.3.4. На нем изображены зависимости полученных фактических показателей производительности ЭАК от планируемых. Каждая из зависимостей построена для фиксированного значения неконтролируемого фактора/]и/2 соответственно. Корректировка плана к факту экспертом производится с применением интуитивного подхода и накопленного опыта. В экспертной системе для этих целей используется ЧМП. Пояснение предлагаемого способа приведено на рисунке 3.3.5. Пусть при первом расчете значение производительности ЭАК характеризуется точкой XQU Свойства объекта отражены в регулировочной характеристике, представленной кривой на рис. 3.3.5. Указанная характеристика получена без учета значений неконтролируемых возмущений и обеспечивает получение планового значения производительности ЭАК, которое характеризуется точкой А. С учетом косвенных признаков и интуитивного подхода эксперт предлагает значение величины производительности ЭАК, соответствующий точке В. В момент ручной коррекции происходит запоминание базового значения производительности ЭАК QB\, а также значения gV Вычисляется поправка относительно базового значения
Опытно-промышленная проверка сходимости расчетных и фактических показателей работы ЭАК в условиях комбината ОАО «Ураласбест»
На карьерах ОАО «Ураласбест» применяется комбинированный транспорт в качестве начального звена, используются автосамосвалы грузоподъемностью 30 т, 55 т, 110 т работающие в комплексе с экскаваторами ЭКГ - 8И, ЭКГ - 10. Опытно-промышленная проверка методики планирования работы ЭАК в практических условиях карьера должна была ответить на ряд вопросов, связанных с возможностью применения метода для целей планирования работы ЭАК с максимально возможной точностью и сходимостью результатов планирования с фактическими результатами работы комплекса и организацией погрузочно-транспортных работ. К этим вопросам относятся: а) определение точности и надежности результатов расчета производительности ЭАК в зависимости от влияющих факторов; б) работоспособность и надежность предложенного алгоритма и программ; в) возможности и особенности информационного обеспечения. Расчеты производились в течение 30 смен на персональной ЭВМ параллельно с традиционным планированием работы ЭАК. Составление и отладка программ осуществлялась совместно с сотрудниками вычислительного центра комбината ОАО «Ураласбест». Необходимая для расчета исходная информация была получена в различных подразделениях комбината, часть ее - путем непосредственного наблюдения и проведения хронометража. С целью наиболее точного ее отображения численные значения параметров забоев и транспортирования ежесменно уточнялись. Коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала для различных типов руды и скальной вскрыши, а также значение объемного веса пород принимались по данным маркшейдерской и геологической служб и в ходе проверки корректировались. Исходные данные на каждую смену приведены в приложении № 1. Результаты расчетов сравнивались с плановыми заданиями рудоуправления (нарядом на экскаватор и заявочным количеством автосамосвалов) и фактическими значениями (приложение № 2).
Данная схема применения экспертной системы не имеет практически никакой технической и экономической выгоды. Поэтому автором предложена более перспективная схема применения ЭС (рис. 4.2.2). В предложенной схеме практически весь поток основной информации должен идти через информационный сервер, из которого уже и берутся все исходные данные для расчетов. В схеме жирными стрелками показан поток исходной информации (вся эта информация может использоваться, любыми другими отделами и службами комбината). Тонкими стрелками указан поток информации Пунктиром обозначены все остальные параллельно текущие потоки, которые также можно разместить на «Центральном информационном сервере», что обеспечит свободный доступ любого отдела или службы к любой необходимой информации. Внедрение экспертной системы планирования работы ЭАК предполагает достижение следующих результатов: повышение оптимальности и точности планирования; снижение затрат времени на процесс планирования; повышение объективности оценки работы системы ЭАК. что, в свою очередь, позволит: более рационально распределять и рачительно использовать ресурсы (оборудование и материалы); повысить объективность и эффективность системы стимулирования труда; упростить организацию управление производственным погрузочно-транспортным процессом в карьере. Кроме того, внедрение ЭС потребует, и будет способствовать повышению общей и компьютерной грамотности работников и культуры труда. Апробация программы проводилась в отделе Главного технолога по товарно-транспортым накладным, фиксирующим работу ЭАК в карьере за месяц работы карьера. В результате установлено (таблица 4.2.1), что отклонение запланированных показателей отличаются от фактически реализованных согласно товарно-транспортным накладным, в среднем на 5 -15 %; фактических от плановых на фактически реализованные условия на 3 -5 %; плановых на предполагаемые условия от плановых на фактически реализованные составило 5-8 %. Основные причинами отклонений показателей плана и факта: плановые показатели отличаются от фактических - ошибка в оценке предполагаемых условий работы (качество забоя, расстояния и высота подъема горной массы, количество и длительность простоев оборудования). показатели факта отличаются от плана по факту - ввиду не рационального распределения автосамосвалов по разным технологическим схемам. показатели плана отличаются от плана по факту - разница в исходных условиях. Кроме того, полного использования компьютерного планирования можно достичь при пересмотре организации потока информации о работе ЭАК (удаление лишних звеньев при передаче и преобразовании информации), обучении участников процесса планирования и контроля компьютерной грамоте, обеспечении их рабочих мест компьютерной техникой в необходимом количестве.
