Зниження втрат за рахунок прискорення планування обсягів виробництва продукції

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

АІС планування та контролю в режимі реального часу дозволяють стабілізувати обсяги виробництва та якість руди у кар'єрі, знизити страхові запаси у буферних складах, знизити транспортні витрати тощо. Так, на Інгулецькому ГЗК та Південному ГЗК використовується геоінформаційна система (ГІС) «K-MINE», розроблена підприємством «Кривбасакадемінвест» [1]. Головна перевага цієї системи в тому, що можливо перепланування в режимі реального часу. Умови роботи в кар'єрі характеризуються високим ступенем невизначеності, практично неможливо точно спрогнозувати до проведення розкривних робіт обсяги виробництва та якість руди у кожному забої. Безпосередньо після проведення розкривних робіт в реальному часі в систему вносяться уточнені дані проб у кожному забої, уточнені дані про продуктивність кожного екскаватору з урахуванням зміни фронту робіт та інші данні. Далі проводиться перепланування обсягів виробництва і оптимізація в реальному часі. Все це дозволяє планувати роботи в кар'єрі з високим ступенем точності та знижує ризики неправильного визначення якості руди. Розглянемо методичні підходи до визначення економічного ефекту АІС від перепланування обсягів виробництва в режимі реального часу.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Особливістю роботи збагачувальної фабрики на ГЗК є необхідність забезпечення надходження не тільки стабільних обсягів руди, але і стабільної якості у межах, встановлених для даної фабрики. У роботах [2, 3, 4, 5] зазначається, що збільшення коливання вмісту заліза у руді призводить до зменшення витягу заліза в концентрат та виходу концентрату з руди.

У роботі [3] наведено формулу залежності витягу заліза в концентрат від дисперсії вмісту заліза у руді:

(1)

де - витяг заліза в концентрат, що відповідає дисперсії вмісту заліза у руді , частки од.;

- дисперсія вмісту заліза у руді;

- оптимальна дисперсія вмісту заліза у руді, встановлена для збагачувальної фабрики;

- оптимальний витяг заліза в концентрат, встановлений для збагачувальної фабрики , частки од.

У роботі [4] з використанням формули (1) визначено вплив дисперсії вмісту заліза у руді на собівартість 1т концентрату (Ск):

(2)

де Ср - собівартість видобутку, дроблення та збагачення 1т руди, грн.;

- вихід концентрату з руди, частки од.;

- вміст заліза в концентраті та руді, відповідно, частки од.;

- коефіцієнт захвату немагнітного заліза, частки од.

Як видно з формули (2), зі збільшенням коливання вмісту заліза у руді собівартість концентрату зростає. В роботі [4] встановлено, що при збільшенні коливання вмісту заліза у руді на 25% собівартість концентрату збільшується на 9,5%. Для вітчизняних ГЗК це суттєві втрати. Так, у 2009р. для ПАТ «Інгулецький ГЗК» при собівартості реалізованої продукції 2156 млн.грн зазначені втрати складуть 205 млн.грн або 12% операційного прибутку. Отже, забезпечення стабільної якості руди є однією з першочергових задач для ГЗК.

При цьому слід враховувати, що на ГЗК обсяги виробництва концентрату та руди визначаються з урахування вмісту вологи. Тому формулу (2) потрібно відповідно скоригувати:

 (3)

де Wр, Wк - вміст вологи у руді та концентраті, відповідно, частки од.

У різних забоях кар'єру вміст заліза в руді суттєво відрізняється. В ГІС «K-MINE» [1] в якості критерію оптимізації використовується мінімум дисперсії вмісту заліза у руді:

(4)

де - вміст заліза у руді, потрібний для j-тої збагачувальної фабрики, частки од.;

- вміст заліза в руді, що відвантажується i-тим екскаватором у відповідному забої кар'єру, частки од.;

- обсяг руди, що перевозиться від i-того екскаватору на j-ту збагачувальну фабрику, т.

Таким чином, по кожному забою забезпечується досягнення мінімально можливого коливання вмісту заліза у руді та зниження відповідних втрат.

Метою статті є розробка методичних підходів до визначення величини зниження собівартості продукції руди за рахунок стабілізації якості руди та відповідного економічного ефекту АІС.

Викладення основного матеріалу. На ГЗК існує суттєвий ризик неточного визначення вмісту заліза у певному забої, неточного визначення продуктивності екскаватора тощо. Тому недостатньо лише скласти точний план, потрібно забезпечити оперативне перепланування в режимі реального часу. Адже неточні розрахунки можуть призвести до збільшення коливань вмісту заліза в руді. Таким чином, перепланування обсягів виробництва в кар'єрі дозволяє стабілізувати якість руди і зменшити відповідні втрати.

Пропонуємо визначати економічний ефект АІС від стабілізації якості руди шляхом моделювання сценарію відсутності АІС. При цьому визначається як змінився би вміст заліза у відповідному забої за умови затримок у переплануванні при уточненні вмісту заліза у руді, продуктивності екскаватору, інших даних, які фактично були враховані в АІС у досліджуваному періоді. По кожному випадку перепланування визначається початковий план та час, потрібний для перепланування без використання АІС. Протягом даного часу моделюється зберігання обсягів виробництва на рівні початкового плану, але при уточнених даних. Далі визначається дисперсія вмісту заліза в руді до і після перепланування:

(5)

(6)

де , - дисперсія вмісту заліза в руді до та після перепланування, відповідно;

, - обсяг руди, що перевозиться від i-того екскаватору до та після перепланування, відповідно, т;

- уточнений вміст заліза у руді, що відвантажується i-тим екскаватором, частки од.

Далі на підставі формули (1) визначається витяг заліза в концентрат до і після перепланування. Економічний ефект АІС від перепланування обсягів виробництва в режимі реального часу (Епер) представляє собою величину зниження собівартості концентрату внаслідок зниження дисперсії вмісту заліза та збільшення витягу заліза в концентрат:

 (7)

де , - середньозважений вміст заліза у руді до та після перепланування, відповідно, частки од.;

, - витяг заліза в концентрат до та після перепланування, відповідно, частки од.;

Qгод - фактична годинна продуктивність кар'єру за рудою, т;

?Т - скорочення періоду перепланування за умови використання АІС, годин. економічний собівартість концентрат

Перевагою запропонованого методу є те, що розрахунок проводиться у порівняних умовах за фактичними даними у досліджуваний період, скоригованими на вплив АІС, а не за даними у періоді до впровадження АІС, в якому мали місце зовсім інші умови роботи в кар'єрі. Адже технологічною особливістю процесу видобутку руди є вплив великої кількості факторів, які динамічно змінюються.

Розглянемо результати розрахунків економічного ефекту ГІС «K-MINE» від перепланування обсягів виробництва в режимі реального часу.

У табл. 1 наведено початковий план виробництва руди у кар'єрі ПАТ «Інгулецький ГЗК» на добовому інтервалі за липень 2009р. План виробництва розробляється окремо по двох напрямках транспортування руди: Західний тракт та Східний тракт. При цьому вміст заліза, обсяги постачання руди та інші показники на цих трактах плануються окремо виходячи з відмінностей двох збагачувальних фабрик: РОФ1 та РОФ2. У табл.1 наведено частину плану виробництва, що відповідає Західному тракту.

Як видно з табл.1, вміст заліза по різних забоях кар'єру суттєво коливається (від 16% до 32%). В той же час плановий вміст заліза, потрібний для оптимальної роботи збагачувальної фабрики, складає 21,85%. За допомогою ГІС «K-MINE» визначені оптимальні обсяги виробництва, що дозволяють отримати потрібний вміст заліза. Як видно з табл.1, відхилення середньозваженого вмісту заліза протягом усього місяця не перевищують 0,2%. Дисперсія вмісту заліза також знаходиться в допустимих межах (від 3,48х10-3 до 3,91х10-3). Але протягом місяця вміст заліза у забоях уточнювався декілька разів, що потребувало перепланування (табл. 2).

У табл.2 наведено приклад розрахунку економічного ефекту ГІС «K-MINE» від перепланування, що проводилось 6 липня 2009 р. Для усіх інших випадків перепланування розрахунок аналогічний.

Як видно з табл.2, 6 липня за даними проб був уточнений вміст заліза у забоях. При цьому у забої, де працює екскаватор №14 вміст заліза збільшився, а у забоях, де працюють екскаватори № 27, 28, 31, 32, 33 - зменшився. За допомогою ГІС «K-MINE» в режимі реального часу було проведено перепланування обсягів виробництва, що дозволило отримати середньозважений вміст заліза на допустимому рівні (21,74%), який несуттєво відхиляється від оптимального (21,85%). Дисперсія вмісту заліза в даному випадку дорівнює 3,44х10-3. Розрахуємо за формулою (1), який витяг заліза з концентрату відповідає такій дисперсії.

Оптимальна дисперсія вмісту заліза у руді для даної збагачувальної фабрики складає 3,45х10-3, оптимальний витяг заліза в концентрат - 93,34%.

Таким чином, витяг заліза з концентрату за умови вчасного перепланування може складати 93,39%. При середньозваженому вмісті заліза 21,74% та плановому вмісті заліза в концентраті 63,93% це дозволяє отримати вихід концентрату з руди на рівні 33,98%.

Повна собівартість 1т руди складає 47,01 грн/т. Вміст вологи у руді та концентраті складає 1,5% та 10,1%, відповідно.

За формулою (3) розрахуємо собівартість 1т концентрату за умови перепланування в режимі реального часу (при виході концентрату з руди 33,98%).

Як видно з табл.2, даний показник складає 151,43 грн/т.

Таблиця 1. Початковий план виробництва по Західному тракту кар'єру ПАТ «Інгулецький ГЗК» за липень 2009 р.

Таблиця 2. Розрахунок економічного ефекту ГІС «K-MINE» від перепланування в режимі реального часу по Західному тракту кар'єру ПАТ «Інгулецький ГЗК» за липень 2009 р.

*) В чисельнику - данні до перепланування; знаменнику - данні після перепланування.

Далі змоделюємо сценарій відсутності ГІС «K-MINE» та перепланування в ручному режимі. За даними хронометражу робочого часу встановлено, що перепланування обсягів виробництва по усіх екскаваторах з використанням методів лінійного програмування за умови відсутності ГІС «K-MINE» потребує не менше 1 дня. Отже, усі екскаватори протягом 6 липня будуть працювати по застарілій виробничий програмі. Як видно з табл.2, при цьому середньозважений вміст заліза суттєво знизиться (до 20,97%), що на 0,9% менше, ніж вміст заліза, потрібний для оптимальної роботи збагачувальної фабрики. В той же час дисперсія вмісту заліза збільшується до 3,59х10-3, що призводить до зниження витягу концентрату до 92,78% та виходу концентрату до 32,56%. В результаті собівартість 1т концентрату зростає до 158,02 грн/т.

Таким чином, внаслідок своєчасного перепланування собівартість 1т концентрату знижується на 6,59 грн/т. За умови затримки ручного перепланування на 1 день економічний ефект ГІС «K-MINE» складатиме 428 тис.грн. Якщо ж затримка перепланування збільшиться до 2 днів (внаслідок затримок при зборі інформації, низької кваліфікації працівників, що виконують розрахунки тощо), економічний ефект ГІС «K-MINE» збільшиться ще на 425 тис.грн та дорівнюватиме 854 тис.грн. І це тільки по одному випадку перепланування, хоча щомісяця коригування вмісту заліза проводиться декілька разів.

Отже, на ГЗК існує суттєвий ризик неточного визначення вмісту заліза у певному забої, неточного визначення продуктивності екскаватора тощо. Тому недостатньо лише скласти точний план, потрібно забезпечити оперативне перепланування в режимі реального часу. Адже неточні розрахунки можуть призвести до збільшення коливань вмісту заліза в руді. Таким чином, перепланування обсягів виробництва в кар'єрі дозволяє стабілізувати якість руди і зменшити відповідні втрати.

Економічний ефект АІС від перепланування обсягів виробництва в режимі реального часу представляє собою величину зниження собівартості концентрату внаслідок зниження дисперсії вмісту заліза та збільшення витягу заліза в концентрат.

Список літератури

1. Использование геоинформационной системы K-MINE в различных сферах деятельности: сборник докладов II Международного научно-практического семинара «SVIT GIS-2012». - Кривой Рог: Дионис, 2012. - 298с.

2. Кармазин В.И. Обогащение руд черных металлов / Кармазин В.И. - М.: Недра, 1982.- 216с.

3. Пивень В.А. Технико-экономическая оценка управления колеблемостью качества добываемой железной руды / В.А. Пивень, В.А. Романенко, И.Л. Гуменик, и др. // „Форум гірників - 2006“: Матеріали міжнародної наукової конференції 11-13 жовтня 2006. - Дніпропетровськ, 2006. - С. 20-25.

4. Кочура Є.В. Вплив якості залізної руди на собівартість залізорудного концентрату / Є.В. Кочура, І.А. Бєлкіна // Науковий вісник НГУ.-2011. - №4. - С.120-126

5. Курашов С.В. Методика розрахунку економічного ефекту від підвищення якості руди, що поступає на збагачення / С.В. Курашов, В.А. Шаповал // Економічний вісник НГА України. - 1999. - №1. - Т.2. - С.188-192

6. Пивень В.А. Ценовая политика и качество железорудного концентрата / В.А.Пивень // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2003. - №3.- С. 118-121.

7. Бєлкіна І.А. Економіко-математичне моделювання впливу режимів рудоподачі на ефективність використання економічного потенціалу гірничо-збагачувального підприємства: монографія / І.А. Бєлкіна, Р.М. Лепа, Є.В. Кочура. - Д. : НГУ, 2013. - 122с.

8. Коновалов Л.А. Экономика, организация, планирование и управление на горно-обогатительном комбинате черной металлургии / Л.А. Коновалов, Б.Н. Бочкарев, Ю.И. Жернаков. - М.: Недра, 1986 - 214 с.

9. Астафьев Ю.П. Автоматизация планирования горных работ на железорудных карьерах / Ю.П. Астафьев, А.С. Данилевич, Н.Д. Бевз. - М.: Недра, 1982.- 280 с.

10. Моссаковский Я.В. Экономика горной промышленности / Я.В. Моссаковский. - 2-е изд. - М.: Московский горный университет, 2006.- 525 с.

Размещено на Allbest.ru