Содержание к диссертации
Введение
1 . Проблема организации производственных процессов на предприятиях по добыче и обработке природного камня 10
1.1. Современное состояние и перспективы развития мировой индустрии по добыче и обработке природного камня 10
1.2.Российские традиции использования природного камня, современное состояние и перспективы развития отрасли 19
1.3.Особенности организации производства на предприятиях по добыче и обработке природного камня 31
1.4. Уровни, условия постановки и взаимосвязь основных задач организации производства на предприятиях по добыче и обработке природного камня 42
1.5.Научные исследования в области организации производственных процессов на предприятиях по добыче и обработке природного камня 54
І.б.Цель, задачи и методы исследования 56
Выводы по главе 1 59
2. Организация производственных систем 62
2.1 Взаимосвязь и структура решения основных задач проектирования строительства и технического перевооружения предприятий по добыче и обработке природного камня 62
2.2 Формирование вариантов мощности предприятий на основе прогноза спроса и оценки сырьевой базы 68
2.3 Формирование и выбор технологических схем предприятий 73
2.4 Методы оценки и критерии комплексного обоснования мощности предприятий и организационно-технологических схем с учетом факторов риска 87
Выводы по главе 2 106
3. Текущая организация функционирования предприятий по добыче и обработке природного камня 108
3.1 Основные задачи текущей организации производства 108
3.2 Анализ сезонности спроса и ее влияние на ритмичность производства. Рациональный уровень ритмичности 113
3.3. Модель комплексного текущего планирования работы карьера и камнеобрабатывающего предприятия 120
3.4. Совершенствование системы текущего планирования добычи природного камня 128
Выводы по главе 3 139
4. Оперативное планирование производства на камнеобрабатывающих предприятиях 141
4.1.Особенности и общая структура оперативного планирования камнеобрабатывающих производств 141
4.2.Модель месячного планирования выполнения заказов потребителей 146
4.3. Определение узких мест в технологическом процессе и приоритетности выполнения заказов 152
4.4.Комплексная оптимизация распила блоков и раскроя слэбов 156
4.5.Повышение производительности распиловочного оборудования за счет применения операции пассировки блоков и оптимальной комплектации ставок 164
4.6.Выбор технологических режимов работы основного оборудования 177
Выводы по главе 4 187
5. Организация инновационной деятельности 189
5.1 Основные направления инновационной деятельности предприятий по добыче и обработке природного камня 189
5.2 Планирование инновационной деятельности предприятий 198
5.3. Создание инновационной среды на предприятиях по добыче и обработке природного камня 210
Выводы по главе 5 219
6.Апробация результатов исследования 221
6.1-Краткая характеристика объекта исследования 221
6.2.Обоснование организационно-технологической схемы при реконструкции цеха гранитных изделий Московского камнеобрабатывающего комбината 230
6.3.Обоснование способа разработки и мощности предприятия при отработке участка №7 Кибик-Кордонского месторождения мрамора 241
6.4.Апробация методик оперативного планирования и организации камнеобрабатывающего производства 256
Заключение 282
Литература
- Уровни, условия постановки и взаимосвязь основных задач организации производства на предприятиях по добыче и обработке природного камня
- Формирование и выбор технологических схем предприятий
- Модель комплексного текущего планирования работы карьера и камнеобрабатывающего предприятия
- Определение узких мест в технологическом процессе и приоритетности выполнения заказов
Введение к работе
Актуальность работы. Природный камень занимает особое место среди обширной номенклатуры строительных материалов. За последние 70 лет мировое производство природного камня увеличилось почти в 25 раз, при этом в течение последних двадцати лет ежегодный прирост производства и потребления камня в среднем составлял 7,4%. По прогнозным оценкам на ближайшие десятилетия, этот рост продолжится, и мировая добыча природного камня увеличится более, чем в 4 раза.
На российском рынке природного камня также прослеживается устойчивая тенденция роста объемов потребления данного материала. Начало этой тенденции связано с выходом экономики страны из полосы затяжного экономического кризиса. Начиная с 1999 г. потребление природного камня в России возрастает в среднем на 10-12% в год. С учетом запланированных темпов экономического развития страны, предполагающими удвоение ВВП за 10 лет, можно ожидать, что к 2010 г. потребление природного камня в России возрастет почти в 2 раза и составит не менее 7,5 млн.м2 в год.
Вместе с тем, столь стремительный рост спроса на природный камень отнюдь не означает аналогичных темпов развития отечественной камне-добычи и камнеобработки. Уже сегодня более трети внутреннего потребления природного камня обеспечивается за счет импортных поставок. Если не предпринимать срочных мер, то уже через 2-3 года место российских камнеобработчиков на рынке займет импортный производитель, прежде всего, китайский.
Выходом из сложившейся ситуации является интенсивное наращивание производственного потенциала российских предприятий по добыче и обработке природного камня. Для этого необходимо строить новые пред-
приятия, переоснащать и реконструировать действующие заводы и карьеры, а главное - повышать эффективность производства, как на действующих, так и на строящихся предприятиях. Крупнейшей проблемой при этом является отсутствие комплексной методики организации производства на предприятиях по добыче и обработке природного камня, адаптированной к условиям рыночной экономики.
Имеющийся пробел в методическом и информационном обеспечении деятельности камнеобрабатывающих предприятий существенно снижает эффективность бизнеса, препятствует своевременному принятию оптимальных управленческих решений, увеличивает предпринимательский риск. В такой ситуации, разработка научных основ организации производства по добыче и обработке природного камня является актуальной проблемой и приобретает особо важное значение.
Цель работы заключается в разработке методологии организации производства по добыче и обработке природного камня, обеспечивающей повышение эффективности использования природных, материальных, технических и трудовых ресурсов.
Идея работы состоит в комплексном и взаимоувязанном по времени, структурным подразделениям и технологическим процессам решении основных организационных задач в условиях изменчивости факторов внешней и внутренней среды.
Методы исследования включают элементы статистического анализа, теории графов, теории принятия решений, линейного и динамического программирования.
Научные положения работы, выносимые на защиту:
1 .Создание и функционирование адаптивного к изменениям факторов внешней и внутренней среды конкурентоспособного производства по добыче и обработке природного камня должно основываться на взаимоувязанном по времени, структурным подразделениям и технологическим про-
цессам решении системы основных организационных задач, включающей: формирование производственной системы при проектировании строительства и технического перевооружения предприятий; текущее комплексное планирование добычи и обработки природного камня с учётом сезонных колебаний спроса и изменчивости выхода блоков; оперативное планирование и управление выполнением заказов потребителей; обоснование, планирование и обеспечение реализации инновационных мероприятий.
2.Формирование гибкой производственной системы должно базироваться на комплексном обосновании мощности и организационно-технологических схем добычи и обработки природного камня по разработанной методике, основными этапами которой являются: анализ и прогнозирование рынка природного камня и основного технологического оборудования; синтез и предварительный отбор (на основе построения и оптимизации альтернативного графа) организационно-технологических схем; оценка и выбор варианта мощности предприятия и обеспечивающей её организационно-технологической схемы по комплексному критерию, учитывающему факторы неопределённости и риска.
3.Текущее планирование работы карьеров и камнеобрабатывающих предприятий следует осуществлять комплексно по разработанной методике, включающей: установление зависимостей между сезонностью спроса, ритмичностью производства и технико-экономическими показателями функционирования предприятий; квартально-годовое планирование добычи блоков и выпуска продукции с учётом сезонности спроса на основе разработанной экономико-математической модели; планирование добычных работ на основе картирования природных и товарных блоков при помощи предложенного прибора для зондирования скважин и определения порядка выемки блоков с использованием теории графов.
4.Эффективное использование природных, материальных, технических и трудовых ресурсов при оперативном планировании и управлении камнеобрабатывающим производством достигается за счет моделирования и оптимизации задач месячного планирования выполнения заказов потре-
бителей и работы основного оборудования; оценки узких мест и резервов в технологических процессах; комплексного обоснования распила блоков и раскроя плит; повышения производительности распиловочного оборудования (операция пассировки блоков и оптимизация комплектации ставок); выбора технологического режима работы оборудования.
5.Инновационная деятельность камнеобрабатывающих предприятий и карьеров должна быть направлена на комплексную реализацию продуктовых и технико-технологических инноваций, формирование, оценку, отбор и внедрение которых следует осуществлять по предложенному организационно-экономическому механизму.
Новизна научных положений заключается в следующем:
предложена методика формирования производственной системы по добыче и обработке природного камня, отличающаяся комплексным обоснованием мощности и организационно-технологических схем предприятий, с учётом факторов неопределённости и риска;
разработан метод текущего планирования работы комплекса карь-ер-камнеобрабатывающее предприятие, учитывающий изменчивость качественных характеристик блоков, сезонность спроса на сырье и готовую продукцию;
установлены зависимости технико-экономических показателей работы предприятий по добыче и обработке природного камня от коэффициента ритмичности, на основе которых определен его рациональный уровень;
предложена система оптимизационных моделей оперативного планирования камнеобрабатывающего производства, обеспечивающая повышение производственного потенциала предприятия за счет эффективного использования рыночных, сырьевых и производственных ресурсов;
предложен организационный механизм разработки, оценки, планирования и внедрения технико-технологических и продуктовых инноваций, учитывающий не только их эффективность, но и инновационный потенциал предприятий по добыче и обработке природного камня.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
представительным объемом использованной технико- и экономико-
статистической информации;
использованием отечественного и зарубежного опыта организации производства на предприятиях по добыче и обработке природного камня;
проверкой адекватности разработанных экономико-математической
моделей;
корректным использованием современных методов исследования и оптимизации производственных процессов;
апробацией методики в практической деятельности добывающих и камнеобрабатывающих предприятий ОАО «МКК-Холдинг».
Научное значение работы заключается в разработке методических принципов решения взаимоувязанных по времени, структурным подразделениям и технологическим процессам основных задач организации производства по добыче и обработке природного камня с учётом неопределённости внешней и внутренней среды предприятия.
Практическое значение состоит в создании гибкой производственной системы, адаптивной к изменению рыночной конъюнктуры и других факторов внешней и внутренней среды предприятий по добыче и обработке природного камня, обеспечивающей рациональное использование природных, материальных, технических и трудовых ресурсов, а также повышение конкурентоспособности продукции.
Реализация выводов и рекомендаций. Разработанные методологические принципы были применены при формировании программы технического перевооружения Московского камнеобрабатывающего комбината, при текущем планировании добычи блоков и обработки природного камня, при оперативном и стратегическом планировании на предприятиях ОАО «МКК-Холдинг».
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научно-техническом совете Московского камнеобрабатывающего комбината, на кафедре «Организация и управление в горной промышленности» МГГУ, на семинарах в рамках «Недели горняка»(2000-2004 гг.), а также на ряде международных выставок.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 24 научные работы.
Уровни, условия постановки и взаимосвязь основных задач организации производства на предприятиях по добыче и обработке природного камня
Добыча и обработка природного камня представляют собой одну из ветвей горной промышленности, а именно - производство природных строительных материалов. Известно, что горные предприятия при всем своем многообразии характеризуются рядом специфических особенностей, существенно отличающих их от предприятий заводского типа.
Среди основных особенностей организации горного производства, прежде всего, следует отметить высокую организационную сложность производственной системы. Большие объемы производства обусловливают наличие значительного числа объектов управления (до нескольких сотен). Все эти объекты в процессе работы связаны между собой, требуется их взаимная координация во времени и пространстве. Сложность и большое количество производственных связей требуют разработки и использования специальных методов организации производства, обеспечивающих минимум взаимных помех и нарушений технологических процессов.
Другой особенностью организации производства в горной промышленности является наличие разнообразной техники, разнотипных техноло гических процессов; неодинаковый уровень их механизации и организации. Так, например, наряду со специфическими процессами разрушения и экскавации горных пород большое место на карьерах занимают транспортные процессы, процессы погрузки, разгрузки и др. При наличии высокомеханизированных и автоматизированных комплексов (в том числе уникального и малосерийного оборудования) имеются операции, выполняемые вручную. Эта разнородность производства определяет разнообразие организационных задач, требует использования различных методов и средств организации и управления, от простейших до наиболее сложных, включая современную вычислительную технику.
Важнейшая особенность горнодобывающего предприятия состоит в том, что оно имеет дело непосредственно с природой, и производственный процесс прямо зависит от природных условий (горно-геологических, гидрогеологических, метеорологических, характера рельефа и т.д.). При этом, как известно, все эти условия не остаются постоянными, они периодически изменяются, нередко - в весьма широких пределах и в короткие промежутки времени. Показатели, характеризующие условия работы, имеют, таким образом, вероятностный характер, связи их с производством весьма сложны и с трудом поддаются оценке. В то же время, изменения условий резко сказываются на производственной мощности предприятия, вызывая ее колебания и нарушая ритмичность производства. Поэтому предприятие должно обладать достаточно гибкой системой организации и управления, позволяющей эффективно вести работы при любых изменениях природных условий.
Аналогичное влияние на организацию оказывает и фактор надежности оборудования: постоянно меняется число и степень работоспособности горных машин, транспортных и вспомогательных средств. Это также требует постоянной координации организационных решений, основанной на непрерывном контроле за ходом производства.
Помимо особенностей организации, свойственных практически всем отраслям горной промышленности, добыча и обработка природного камня имеет свою неповторимую специфику, существенно отличающую ее от других отраслей минерально-сырьевого сектора. Прежде всего, это связано с тем, что технология добычи облицовочного камня по отношению к объекту добычи принципиально отличается от технологии разработки месторождений других твердых полезных ископаемых. При добыче полезных ископаемых задача состоит в том, чтобы разрушить горную породу до размеров, ограниченных условиями выемки и отгрузки, а затем переработки или непосредственного использования. Как правило, такое сплошное разрушение не ухудшает качество добываемого полезного ископаемого.
По-иному обстоит дело с добычей блочного камня. Здесь надо максимально сохранить естественную монолитность и целостность извлекаемых отдельностей. Для этого технология добычи камня по отношению к нему должна быть щадящей по всей технологической цепи: от извлечения блоков из массива до их складирования. Ведь повреждения или снижение общей прочности каменного блока нельзя устранить никакой последующей его обработкой. Если добыча производится ударным способом (например, взрывом), то даже незначительные на первый взгляд дефекты (волосяные трещины), возникшие в блоке при его добыче, при обработке еще более увеличиваются и препятствуют использованию добытого материала по назначению. Поэтому применяются в основном механические способы воздействия, обеспечивающие наибольшую сохранность монолита: обурива-ние, резка, пиление, вырубка, раскол, откол и т.д.
Формирование и выбор технологических схем предприятий
В соответствии с разработанной в 2.1 структурой решения основных задач стратегической организации производства, прежде всего, проектирования строительства и технического перевооружения предприятий по добыче и обработке природного камня, на следующем этапе для каждого варианта мощности осуществляется формирование и предварительный отбор вариантов технологических схем добычи (для карьеров) и обработки камня (для камнеобрабатывающих предприятий), обеспечивающих достижение запланированной производительности с приемлемыми технико-экономическими показателями (прежде всего, по уровню капительных и эксплуатационных затрат).
Для этого, во-первых, проводятся маркетинговые исследования рынка горного и камнеобрабатывающего оборудования. В настоящее время рынок горной техники и, особенно, камнеобрабатывающего оборудования весьма динамичен и многообразен. Поэтому для оценки и выбора оборудования анализируются предложения различных фирм, оценивается опыт эксплуатации предлагаемого оборудования, а также изучаются мнения независимых экспертов. Оборудование, предлагаемое фирмами-производителями, должно быть всесторонне оценено с точки зрения следующих параметров: технических характеристик; экономических показателей работы; рыночной стоимости; надежности функционирования; затрат на обслуживание; возможности подготовки и обучения персонала и т.д.
Приемлемые предложения отбираются для дальнейшей более детальной оценки. С этой целью комплектуются технологические схемы добычи и обработки камня, в которых увязываются типы оборудования по после-довательным процессам.
Комплектацию схем целесообразно производить на основе построения альтернативных графов, вершины которого представляют приемлемые варианты оборудования, а ребра отражают взаимосвязь оборудования в технологической цепочке.
Следует отметить, что альтернативные графы для формирования и последующей оценки и выбора перспективных схем достаточно широко используются горной наукой и практикой (Митейко, Ломоносов, Резни-ченко С.С, Бурчаков А.С. и др.).
Полное множество путей альтернативного графа характеризует все допустимые варианты технологических схем для заданного варианта мощности. Из-за большого многообразия возможного к использованию оборудования как по типам, так и по производительности общее количество допустимых вариантов излишне велико. Например, по исследованиям доктора технических наук Карасева Ю.Г. для карьеров по добыче камня их количество измеряется сотнями [44-47]. Естественно, что детальную оценку такого количества вариантов производить затруднительно. Поэтому предварительно следует производить их отбор, который позволяет, отбросив наименее подходящие варианты, оставить для дальнейшего рассмотрения, анализа и оценки лишь наиболее приемлемые технологические схемы.
С этой целью могут использоваться рекомендации различных исследователей, устанавливающих рациональные области применения различных видов оборудования в зависимости от свойств пород, объема работ и других горнотехнических факторов. Для карьеров по добыче угля и руд такие рекомендации установлены доктором технических наук Томаковым П.И., чл.-кор. РАН Яковлевым В.Л., а для карьеров по добыче природного камня докторами технических наук Карасевым Ю.Г. и Бакка Н.Т. [8,44-47]. Однако, учитывая постоянное обновление и совершенствование горной техники, а также изменения стоимости оборудования эти исследования зачастую быстро устаревают и нуждаются в уточнениях.
Поэтому наряду с уменьшением размера графа за счет этих рекомендаций, использования опыта эксплуатации оборудования и мнения экспертов, следует выделять на графе перспективные технологические схемы на основании укрупненных экономических расчетов.
Для формирования альтернативных графов организационно-технологических схем добычи природного камня целесообразно использовать рекомендации доктора технических наук Карасева Ю.Г. по рациональным комплексам оборудования для различных горно-геологических условий и мощности карьера.
Модель комплексного текущего планирования работы карьера и камнеобрабатывающего предприятия
Преодолеть негативные последствия от сезонных колебаний спроса, обеспечить устойчивое функционирование предприятий и достичь желаемого уровня ритмичности производства возможно за счет разработки специальных организационных мероприятий. Наряду с такими мероприятиями, как совершенствование организации маркетинговой службы, повышение надежности работы оборудования и др., повышению уровня ритмичности работы предприятий способствует создание оптимальных запасов сырья и готовой продукции.
Запасы сырья на складе предназначены как для сглаживания объемов добычных работ, так и для обеспечения надежного и своевременного выполнения заказов потребителей. Запасы готовой продукции создаются, с одной стороны, для обеспечения ритмичной работы камнеобрабатываю-щего предприятия (увеличения объемов производства в период падения спроса), а с другой стороны, для увеличения объемов реализации продукции в период увеличения спроса.
В годовой производственной программе, как это показано В.Ю. Фе-дориным, целесообразно определять объемы производства по сезонам (кварталам) [126]. Такой подход позволяет максимально сглаживать коле бания сезонных объемов производства с учетом как технических, так и финансовых возможностей предприятия.
Однако весьма актуальна задача сглаживания месячных объемов производства внутри сезонов (кварталов). Данное направление исследовалось Д.В. Латыповым, который анализировал месячно-сезонную ритмичность, т.е. отношение абсолютного отклонения месячных объемов от среднесе-зонного к сезонному объему производства. Для вычисления коэффициентов ритмичности (Кр) Д.В. Латыповым использовалась методика, предложенная профессором, доктором технических наук В.И. Ганицким [33-35].
Исследование показало, что сезонный коэффициент ритмичности выпуска продукции на Московском камнеобрабатывающем комбинате за 2000-2002 гг. изменялся в диапазоне от 0,69 до 0,96, что приводило к значительным колебаниям технико-экономических показателей. Учитывая этот факт, для решения различных организационных задач следует устанавливать зависимости основных технико-экономических показателей работы предприятия (объем производства - Qce3, себестоимость продукции -S, прибыль - Р, рентабельность - R) от месячно-сезонных показателей ритмичности (А"р).
Для условий ОАО "МКК" Д.В. Латыповым были установлены сле дующие зависимости: &ез = 340,9-Лу2 - 463,32ЛГР + 186,96; г = 0,73; S= -10,42-А р2 + 13,92-/ Гр-2,34; г = 0,79; Р=-657,48ЛГР2 + 1222,5- -552,62; г = 0,75; R= -10,7 КР2 + 19,72- -8,9; г = 0,71, где г - корреляционное отношение. Полученные зависимости, представленные на рис.3.9-3.11, носят параболический характер и позволяют определить оптимальный уровень ритмичности.
Поскольку изменение коэффициента ритмичности ведет как к росту объемов производства, так и к снижению себестоимости оптимальный уровень ритмичности следует определять по комплексному показателю прибыли и рентабельности.
Для этого следует взять первую производную dP/dKp и d/f/d/Tp. Полученные значения характеризуют рациональный уровень ритмичности. Учитывая, что зависимости носят статистический характер, а также допустимую погрешность в определении экономических показателей и параболический характер зависимостей прибыли и рентабельности, наряду с рациональным (средним) значением следует определять параметры области оптимальных значений. Для этого, задаваясь допустимой степенью погрешности экономических показателей (например, Д = 5-7%), целесообразно определять минимальную A pmin и максимальную А ршах границы области оптимальных значений, которые соответствуют прибыли, равной (1-А) і "13", и рентабельности, равной (1-Д) Rmax.
На основе анализа полученных зависимостей был сделан вывод, что для крупных камнеобрабатывающих предприятий рациональный уровень месячно-сезонной ритмичности составляет 0,92-0,93, а область оптимальных значений составляет 0,89-0,97.
Среди камнеобрабатывающих предприятий особое место занимают заводы, расположенные непосредственно на месторождении и выпускающие продукцию в основном из блоков, добываемых на карьере, разрабатывающем данное месторождение (система «карьер-завод»).Схема такого камнеобрабатывающего предприятия представлена на рис.3.12.
Такое предприятие по обработке камня привязано к конкретному месторождению и виду сырья. Из-за удаленности от потребителя производится в основном полуфабрикат (толстомер и слэбы).
Преимуществами производств данного типа являются: устойчивые связи с добывающим предприятием; однородность сырья и соответственно отлаженная технология его обработки; короткие расстояния перевозки материалов, снижение затрат на их хранение и другие вспомогательные работы; относительная простота управления и планирования деятельностью комплекса.
К недостаткам относятся: ограниченная номенклатура сырья и цветовая гамма готовой продукции; низкая конкурентоспособность из-за удаленности от потребителя; неэффективное использование (неполная загрузка) дорогостоящего оборудования, предназначенного для изготовления более обширной номенклатуры изделий; трудность в обеспечении высокого качества продукции и выполнении сложных заказов из-за недостаточного технического обеспечения.
Сезонные колебания объемов добычи и производства изделий из природного камня существенно осложняют работу системы «карьер-завод», так как, с одной стороны, требуют загрузки производственных мощностей в период спада потребления; а с другой, обуславливают необходимость более четкого планирования закупок сырья и поставок готовой продукции.
Определение узких мест в технологическом процессе и приоритетности выполнения заказов
Одним из важнейших направлений совершенствования организации производства на камнеобрабатывающих предприятиях является рациональное использование сырья. Затраты на сырье в себестоимости продукции составляют в среднем около 70%, и существенно зависят от типа камня, его физических свойств, определяющих выход готовой продукции, а главное - от цены материала. Например, цены на гранитное сырье изменяются в диапазоне от 45$ до 1500$ и более за 1 м3, а выход готовой про-дукции колеблется в зависимости от толщины изделий от 30,2 м /м до 11,1 м2/м3.
Технология производства предусматривает, что поступающие на предприятие блоки первоначально распиливаются на слэбы, которые, в свою очередь, раскраиваются с использованием различных типов фрезерного оборудования на плиты требуемых размеров.
Основные потери сырья образуются за счет пропилов при распиловке блоков и фрезеровании слэбов, а так же за счет несовпадения размеров полуфабрикатов и готовой продукции при раскрое заготовок. Если толщина пропилов определяется характеристиками режущих органов оборудования и ее практически невозможно регулировать, то за счет рационального распила блоков и раскроя слэбов потери сырья (или выпуск менее ценной продукции - полос и др.) могут быть существенно снижены.
Снижение потерь камня ведет не только к уменьшению затрат на сырье, но и приводит к снижению удельных затрат практически по всем элементам себестоимости за счет увеличения выпуска готовой продукции. В результате оптимального раскроя могут быть уменьшены удельные затраты на электроэнергию, штрипсы, алмазные круги и др.
Таким образом, снижение потерь сырья и увеличение выхода готовой продукции является одним из основных путей повышения эффективности использования производственного потенциала камнеобрабатывающего предприятия.
Современное фрезерное оборудование оснащено компьютерами, позволяющими оптимизировать раскрой полуфабрикатов на готовые изделия для обеспечения минимальных потерь сырья. Однако при этом параметры слэбов (их длина и ширина) должны быть известны, т.е. заранее надо знать, из какого блока тот или иной слэб будет выпилен.
Вместе с тем, размеры блоков, даже поступающих с одного месторождения, существенно различаются. В частности, длина блоков может разниться до 2-х раз, их ширина - до 3-х раз, высота - до 2,8 раз.
Для решения представленной задачи под руководством автора совместно с С.В.Назаренко были выполнены исследования и разработана экономико-математическая модель, позволяющая комплексно определить совокупность блоков, варианты их распила и раскроя получаемых слэбов.
В общем виде постановка задачи о рациональном использовании сырья звучит следующим образом.
На складе предприятия имеются (или ожидается их поступление) блоки ns =1,ЛГ, где п - номер блока; s - тип сырья (наименование месторождения) (s = 1,5). Например, п = 1,л, - блоки 1-ого месторождения (5=1); п =«, +l/z2 - блоки 2-ого - месторождения ( =2); и т.д. до п = ws_, +\,S блоки S-oro месторождения (s=S). Известна длина, ширина и высота каждого блока - Ln, Вп, Нп.
Из имеющихся блоков определенного сырья по полученному плану-графику необходимо выполнить заказы - / (/ = 1,/), объем которых (в ре 0 J альных м ) равен V, = хи, и известны параметры изделий - Д-, /,-, bt - со-ответственно толщина, длина и ширина плит. Задача раскроя решается отдельно для каждого типа сырья (s).
Распил блока производится по его ширине и, в общем случае, включает распил на слэбы различной толщины (Л). Для каждого блока (п) необходимо определить количество слэбов требуемой толщины (Л) — ХпЛ Суммарная толщина слэбов, получаемых из «-ого блока с учетом толщины пропила (с), которая обычно составляет 8 мм, не должна превышать ширины распиливаемого блока (В„). При этом следует иметь в виду, что по технологическим причинам по краям блока должны оставляться "корки" толщиной (d) 20 мм.
Количество плит (А І) размером /, х bj, которое должно быть изготовлено для выполнения /-го заказа, определяется по формуле:
Задача о раскрое слэбов решается отдельно для каждой из рассматриваемых толщин плит. Слэб может раскраиваться различными способами - г (r = l,R). В отличие от известной задачи о раскрое, впервые формализованной лауреатом Нобелевской премии по экономике академиком Л.В. Канторовичем, количество вариантов раскроя слэба существенно меньше. Из-за технических особенностей фрезерного камнеобрабатывающего оборудования плиты должны иметь одинаковую ширину (при фрезеровании по длине) и одинаковую длину (при фрезеровании по ширине после поворота рабочего стола). При этом, многодисковый фрезерный станок T/P/S/7/550 имеет семь головок и за один раз может совершить не более семи резов. Повторный проход резко снижает производительность оборудования. Таким образом, оптимально слэб раскраивается не более чем на шесть плит по длине и на шесть плит по ширине.
