Анализ основных задач и систем проектирования корпоративных информационных систем предприятия добывающих отраслей на примере АО "Костанайские минералы"

АО «Алюминий Казахстана» (Павлодарский алюминиевый завод) - первенец алюминиевой промышленности и флагман цветной металлургии страны, введен в действие в 1964 году. На базе завода в 1996 году создано акционерное общество «Алюминий Казахстана».

Сегодня здесь работает свыше 11 тысяч человек.

Основное направление деятельности: добыча и комплексная переработка бокситов с целью получения металлургического глинозема по комбинированному методу Байер-спекание. Сопутствующее производство: металлический галлий и сернокислый алюминий.

Внедрение Системы «Галактика» на АО «Алюминий Казахстана» началось в 1997 года. В промышленную эксплуатацию Система запущена в 1998 году. На первом этапе были внедрены модули Контура оперативного и бухгалтерского учета, а также модуль Управление ремонтами. В последующие годы на предприятии ввели в действие модули Заработная плата и Управление персоналом.

В настоящее время служба АСУП АО «Алюминий Казахстана» ведет внедрение модулей Управление договорами, Контура планирования и управления производством, а также с 2004 года началось рассмотрение корпоративного межофисного обмена с помощью утилиты CORPO между удаленными площадками АО «Алюминий Казахстана».

Актюбинский завод ферросплавов - филиал АО «ТНК «Казхром» - первенец черной металлургии Казахстана, приступил к работе во время Великой Отечественной войны, в 1943 году.

Сейчас это современное предприятие, выпускающее высококачественный феррохром различных марок - важнейший компонент при производстве нержавеющей и легированной стали. Здесь работает более 3 тысяч человек.

Система «Галактика» эксплуатируется на предприятии с 1996 г. Внедрение КИС «Галактика» началось с внедрения Контура бухгалтерского учета и Контура оперативного учета, а в последующие годы в эксплуатацию введены Управление персоналом и Заработная плата. В настоящее время ведется внедрение модулей Управление договорами, Консолидация и Управление МЦ в производстве.

Аксуский завод ферросплавов - филиал АО «ТНК «Казхром» был запущен в начале 1968 года. Это одно из крупнейших и уникальных предприятий по производству ферросплавов не только в стране, но и в мире. Его проектная мощность - 1 млн. базовых тонн ферросплавов в год. Первоначально ориентированный на производство ферросилиция, сегодня завод совмещает крупномасштабное производство хромистых, кремнистых и марганцевых сплавов.На заводе работает более 6 тысяч человек.Система «Галактика» эксплуатируется в компании с 1996 года. На предприятии введены в эксплуатацию модули Контура оперативного учета, Контура бухгалтерского учета, Контура управления персоналом, Управление договорами, Управление МЦ в производстве.

АО «Шубарколь комир» основан в 2002 году на базе Шубаркольского разреза, добывающего низкозольные угли. Сегодня это одно из крупных и перспективных угольных предприятий Казахстана. Уникальное сочетание в шубаркольском угле высокой калорийности и низкой зольности делают его незаменимым для коммунально-бытовых нужд, для крупных ТЭЦ и энергетических комплексов. На разрезе, железнодорожных перевозках и других вспомогательных участках задействовано 1499 человек.

АО «Шубарколь комир» приобрел Систему «Галактика» в 2004 году. В настоящий момент силами АСУП ведется внедрение Контура Логистики и Контура бухгалтерского учета.

Парус-Корпорация

Основные сведения.

Cейчас в корпорации Парус трудится около 1200 человек.

Помимо ряда программных продуктов для малых предприятий Парус продвигает на рынке КИС Парус-Корпорация, предназначенную для средних и крупных предприятий. В данном ПО используется 2-звенная модель сервера БД. Система многоплатформенна: на отдельных автоматизируемых участках применяются решения на СУБД FoxPro или Btrieve, сопрягаемые с информационным ядром системы, реализованным на СУБД Oracle. Она интегрирована с MS Office, а также с разными приложениями на уровне информационного сопровождения записи. Базирование Парус-Корпорации на СУБД Oracle позволяет интегрировать ее с другими программными продуктами Oracle. В качестве инструментального средства для подготовки шаблонов отчетов используется генератор отчетов Seagate Crystal Reports Professional. Для обмена информацией между территориально-удаленными рабочими местами может быть использована электронная почта, поддерживающая MAPI интерфейс (MS Exchange).

Корпорация занимается разработкой ПО под ОС MS Windows как на файл-серверных, так и на клиент-серверных платформах, а также разработкой аналитических и прогнозных приложений для создания стратегических центров управления предприятиями. Кроме того, Парус продолжает внедрение в свое ПО Интернет-технологий. Например, в модулях логистики стала возможна организация информационного обмена данными о сбытовой и снабженческой деятельности предприятия. Ведется также работа по интеграции ПО с Интернет-магазинами. В этом году корпорация собирается завершить доработку ПО Парус 8.2 для Windows, доведя его до уровня ERP-системы. В настоящее время разрабатываются также интерфейсы обмена данными модулей Парус-Корпорация 8.2 с ПО других разработчиков.

Основные реализованные проекты

Информационные системы «Бюджетное финансирование» в Департаментах Финансов Актюбинской, Атырауской, Мангистауской, Костанайской, Восточно-Казахстанской областей.

БОСС-Корпорация

Основные сведения

В компании АйТи работает около 700 сотрудников.. На рынке АйТи продвигает КИС БОСС-Корпорация, предназначенную для управления финансово-хозяйственной деятельностью средних и крупных производственных, государственных и торговых предприятий и организаций. В ней автоматизированы разнообразные виды учета (бухгалтерский, оперативный и производственный), финансовое и производственное планирование, управление персоналом.

БОСС-Корпорация реализована в клиент-серверной архитектуре на базе СУБД Oracle, предусматривает работу с удаленными филиалами и ведение консолидированного учета в реальном времени. В качестве СУБД используется Oracle7 Server, а клиентская часть выполнена с помощью инструментария Oracle Developer 2000. Средствами Oracle решена задача обеспечения репликации данных для территориально удаленных подразделений.

Система построена по модульному принципу и состоит из 3 подсистем: Финансы, Логистика, Персонал. В функциональный состав БОСС-Корпорация входят следующие модули: Главная книга, Операции на расчетных счетах, Операции с наличными денежными средствами, Журнал хозяйственных операций и расчетов, Финансовый контроллинг, Управление закупками, Управление запасами, Управление продажами, Основные средства, Штатное расписание, Кадры, Зарплата.

Относительно недавно выпущена очередная версия БОСС-Корпорация 4.0. Ее основные особенности: существенно расширен функциональный состав системы; в систему включен API- интерфейс; повышена гибкость системы; представлены и разрабатываются отраслевые решения (торговля, энергетика, рекламно-издательская деятельность, госбюджетные организации, нефтегазовая, металлургическая, химическая, пищевая, телекоммуникации); унифицирован пользовательский интерфейс различных подсистем и модулей. Кроме того, в системе существует возможность интеграции с САПР.

Компания АйТи выпустила отраслевую версию КИС машиностроительного предприятия, в состав которой входят следующие подсистемы: планирование материальных ресурсов предприятия; управление инженерными данными; управление качеством; управление персоналом; управление финансовыми и материальными потоками; документационное обеспечение управления. В настоящее время также реализованы отраслевые версии системы в ОАО Национальная Нефтяная компания «Казмунайгаз», Банк Каспийский, Сети автозаправочных станций «Бейбарыс», администрации города Шымкент.

VRsystem

КИС VRsystem (разработки компании V-Real) предназначена для средних и крупных предприятий и организаций. Она построена по модульному принципу с применением технологий объектно-ориентированного программирования и реализована в многоуровневой клиент-серверной архитектуре. Система работает на различных аппаратных платформах под управлением MS Windows NT или UNIX. В качестве СУБД использован сервер Adaptive Server Enterprise компании Sybase. В основу VRsystem положены следующие технологии: объектно-реляционная; самоопределенных (универсальных) документов; модель распределенной обработки Open Client Open Server компании Sybase. Ядро VRsystem сервер бизнес-логики, с помощью серверной библиотеки разбирающий приходящий от клиента поток данных, выполняющий обработку бизнес-правил, и прозрачно переносящий предложения языка Transact-SQL на указанный SQL Server. VRsystem состоит из более чем 100 функциональных модулей, которые группируются по следующим направлениям: Управление запасами, Управление закупками, Управление финансами, Администрирование.

Эверест

КИС Эверест (разработки компании Бит) предназначена для автоматизации управления материальными, финансовыми и человеческими ресурсами крупных и средних промышленных и торговых предприятий. Она построена по модульному принципу и реализована в клиент-серверной архитектуре с использованием Borland Delphi в качестве клиента и Oracle в качестве сервера. Cистема работает с наиболее распространенными ОС: MS Windows NT, Novell Netware и различными версиями Unix. При необходимости она интегрируется через соответствующие шлюзы с ПО разработки третьих фирм. В систему встроены инструментальные средства собственной разработки и поддерживается до 100 и более рабочих мест. В состав Эвереста входят следующие функциональные подсистемы: Оперативный учет, Бухгалтерский учет, Финансовый контроллинг, Управление персоналом.

IBS Trade House

Помимо продвижения SAP/R3 компания IBS занимается комплексной автоматизацией торговых домов, супермаркетов, сетей магазинов. Основным продуктом компании в этом направлении является система собственной разработки IBS Trade House. IBS Trade House представляет собой многофункциональную систему управления торговым предприятием различного масштаба. Она предназначена для руководителей торговых предприятий, использующих ее, как инструмент для анализа эффективности торгового процесса, ценообразования, контроля за товарными остатками, а также для работы с поставщиками при заказе товаров. Полная версия системы включает следующие модули: IBS Trade Office (общее управление системой)Ю, IBS Trade Shop (подсистема управления магазинами), IBS Trade Unifo (программный комплекс кассового терминала), IBS Trade Stock (подсистема управления складами), IBS Trade System Administrator (модуль системного администратора), IBS Trade Account (подсистема управления бухгалтерией). Все операции по учету товародвижения могут быть выполнены только в виде электронного документа с сохранением преемственности в оформлении документов при переходе от ручной к автоматизированной системе. IBS Trade House открыта и адаптируется к специфическим требованиям заказчика. Она построена на основе CУБД Progress. В качестве POS-терминалов используются компьютеризированные кассовые аппараты IBM POS 4694 с ПО UniFO F IBS v.2.30/2.40 (front-office) разработки IBS.

Компания «Оптовый клуб» - лидер продовольственного ритейла Казахстана, основана в 2005 году и входит в пищевой холдинг «Raimbek Group». В настоящее время «Оптовый клуб» представлен сетью оптомаркетов «Арзан», расположенных в городах Алматы, Усть-Каменогорск, Тараз. В планах компании открытие новых торговых точек в других крупных городах Республики Казахстан.

В 2010 году компания начала работу над проектом «Торговый союз», целью которого является объединение действующих магазинов формата «У дома» в единую сеть. Согласно стратегии развития компании к 2011 году в сети централизованно будут сотрудничать 100 магазинов, а к 2014 году данный показатель достигнет 400 торговых точек. На сегодняшний день запущены пилотные объекты, идет подготовка к открытию новых магазинов. «Оптовый клуб» в рамках проекта «Торговый союз» предоставляет в аренду свои партнёрам-торговым предприятиям оборудование, программное обеспечение, опыт управления торговыми процессами, а также осуществляет услуги кредитования. Данная программа проходит при поддержке государственных и административных органов республики Казахстан.

1С

Популярное в Казахстане (особенно, среди малых предприятий) ПО фирмы 1С. позиционируется компанией в 2-х направлениях. Во-первых, как универсальное средство создания прикладных решений для автоматизации экономической деятельности (платформа 1С: Предприятие) в этом случае система используется для оптовой и розничной торговли, для смешанных форм предприятий, для учета услуг и т. д. Во-вторых, как готовые решения, поставляемые 1С. Существуют типовые конфигурации 1С: Торговли и Склада (готовые прикладные решения), предназначенные только для торгового учета, и типовые конфигурации для комплексного учета в торговых организациях, в которых присутствует бухгалтерский учет и расчет зарплаты[21].

Система 1С: Торговля и Склад, помимо базовых возможностей, содержит 3 дополнительных функциональных компонента: Оперативный учет, Бухгалтерский учет и Расчет, которые поставляются отдельно. Вся прикладная часть поставляется как готовое решение, но ее можно настраивать в соответствии с требованиями пользователя.

Наиболее крупными заказчиками являются: РГКП «Дирекция административных зданий хозяйственного управления Парламента Республики Казахстан», ТОО «Золотой ключик Астана», РГКП «Дирекция по эксплуатации служебного жилья хозяйственного управления Парламента Республики Казахстан», РГП «Инженерный центр хозяйственного управления Парламента Республики Казахстан», РГП «Автохозяйство хозяйственного управления Парламента Республики Казахстан», КГП «Астанагенплан» , АО «Государственный фонд социального страхования»,

Дельфин

Эта корпоративная система управления средними и крупными предприятиями как розничной, так и оптовой торговли разработана компанией Светон и построена в 2-уровневой клиент-серверной архитектуре (Borland Delphi 5.0/MS SQL Server 7.0 sp1 или выше). Вся бизнес-логика, обработка данных, обеспечение целостности данных, разграничение прав доступа к объектам БД сосредоточены на сервере. Клиентское приложение занимается исключительно интерфейсом пользователя и не занимается данными. Оно построено таким образом, что позволяет производить настройку на определeнные потребности каждого конкретного пользователя в индивидуальном порядке. В качестве клиентской ОС используется MS Windows 98/NT. Система разграничения прав доступа основана на модели безопасности MS SQL Server и поддерживается на уровне интерфейса клиента.

При внедрении Дельфина возможно сопряжение с различным торговым оборудованием и с другими системами. В системе реализован графический пользовательский Windows-интерфейс. Основой учета в Дельфине считается событие (хозяйственная операция), а не документ, составленный по итогам события. Производственные модули ПО Дельфин позволяют создавать заявки на продукцию, детально планировать производство, выписывать заказ-наряды, учитывать фактический выпуск продукции, рассчитывать планово-фактическую себестоимость, анализировать соответствие факта плану.

ПО Дельфин поставляется с набором уже готовых отчeтов. Для изменения отчетов (или создания новых) применяется встроенный конструктор отчeтов. Он позволяет создавать документы с различными шрифтами, графическими примитивами, различными цветами, отображать данные в виде деловой графики и пр. Как для извлечения данных, так и для их изменения, может быть задействован механизм хранимых запросов (в системе реализован прямой доступ к БД с помощью хранимых SQL-запросов). Через интерфейс ODBC возможен доступ из ряда программных продуктов (MS Word, MS Access, MS Excel) к данным системы Дельфин. Для обмена данными могут быть также использованы встроенные возможности системы по импорту/экспорту через текстовые файлы (ASCII формат) или связь по OLE Automation (Excel, Word).

2. Анализ корпоративной системы управления АО «Костанайские минералы»

2.1 Автоматизированная корпоративная система управления геотехнологическим комплексом «ДЖЕТЫГАРА»

Концепция автоматизированной корпоративной системы управления геотехнологическим комплексом «ДЖЕТЫГАРА» (АКСУ ГК «ДЖЕТЫГАРА») сформирована на основе системного подхода с использованием методов имитационного и объектно-ориентированного моделирования и системы спутниковой навигации глобальной системы позиционирования. Структура АКСУ ГК «ДЖЕТЫГАРА» включает в себя ряд подсистем, позволяющих решать практически весь спектр задач: мониторинг работы геотехнологического комплекса, включая подсчет запасов (АИС «ГЕОЛОГИЯ»), оперативный мониторинг горнотехнической ситуации в карьерном пространстве, технических и технологических параметрах объектов (АСД ГТР «АДИС»), качественных характеристик внутрикарьерного рудопотока (АИСМ «Рудопоток») и экологической обстановки (ОИАС «ЭКО-Житикара»); планирование горных работ с учетом организации взаимодействия горного и транспортного оборудования и их технических характеристик в горно-геологических и горнотехнических условиях эксплуатации (ИПМК «Календарное планирование ГТР»), графики ремонтов основного технологического оборудования и управление процессом воспроизводства производственных мощностей (ИПМК «АСУ ПВПМ ГТСК»), имитационное моделирование и оптимизацию работы технологических комплексов карьеров с автомобильным и железнодорожным транспортом (ИПМК «CEBADAN»), а также систему формирования корпоративных отчетов о технико-экономических показателях работы горно-транспортного комплекса (ИПМК «Комплексные корпоративные отчеты»).

Бортовой комплекс и базовая станция автоматизированной системы

На стадии доработки находится программно-методическое обеспечение «Конкурентоспособность», предназначенное для оценки эффективности функционирования геотехнологического комплекса карьера в течение одной смены, месяца, года.

Одной из важнейших задач, решенной в предлагаемой системе, является реализация автоматизированного мониторинга и управления качественными характеристиками внутрикарьерных рудопотоков в режиме реального времени. Набор инструментов, предусмотренных в программе, позволяет оптимизировать характеристики рудопотоков предприятия для заданных критериев качества руды и имеющихся технологических ограничений, планировать и контролировать в режиме реального времени последовательность отработки выемочных блоков и осуществлять оперативное управление оборудованием для получения рудопотоков требуемого качества.

Возможности АКСУ ГК «Джетыгара» позволяют производить оптимизацию в автоматизированном режиме по большому множеству вариантов и определять оптимальный с учетом рассматриваемых производственных и других ограничений.

Следует отметить, что расчет технико-экономических показателей функционирования геотехнологического комплекса может осуществляться как в целом по горно-транспортному комплексу, так и отдельно по экскаваторно-автомобильному и экскаваторно-железнодорожному комплексам. Такая возможность обеспечивает чувствительность системы и позволяет своевременно выявить причину удорожания себестоимости.

Основным достоинством и преимуществом системы является базирование процессов оперативного, текущего и перспективного планирования, а также управления геотехнологическим комплексом на достоверной и оперативно получаемой горно-геологической, горнотехнической и учитывающей текущую экономическую и организационную ситуацию на предприятии информации.

АКСУ ГК «ДЖЕТЫГАРА» предназначена для полномасштабного управления геотехнологическими комплексами на карьерах. В зависимости от поставленных задач и выполняемых функций предназначается для всех сотрудников предприятия: от персонала, задействованного в выполнении технологических процессов в карьере, до руководителей высшего звена.

Конкурентоспособность системы обеспечивается, прежде всего, значительно меньшей стоимостью продукции по сравнению с аналогичными зарубежными разработками; высокой научно-теоретической и практической значимостью поставленных проблем и кругом задач, решения которых не имеют аналогов в мире; использованием современных методов исследований и последних достижений мировой экономической мысли. Кроме того, несмотря на высокую практическую востребованность, ни одна из известных в мире аналогичных систем не позволяет осуществлять расчет себестоимости, учет экологических выбросов и затрат, качественных характеристик рудопотоков, и ни одна из известных систем не осуществляет планирование и управление геотехнологическими комплексами исходя из условий корпоративности функционирования комплекса и не использует в своих решениях имитационное моделирование работы горно-транспортных систем карьеров.

Одним из наиболее важных в процессе добычи твердых полезных ископаемых открытым способом был и остается вопрос эффективности управления качественными характеристиками формируемого внутрикарьерного рудопотока. Несмотря на то, что на сегодня в данной области накоплен существенный технический и методический материал, реализация его на практике и по настоящее время зачастую приводит к тому, что содержание полезного компонента в руде, подаваемой на обогатительную фабрику, не соответствует плановому показателю и варьирует в очень больших пределах. Основным потенциалом решения проблем в данном направлении, на взгляд авторов, является создание систем оперативного мониторинга за качеством руды в сформированном рудопотоке и эффективностью управления процессом рудоподготовки. Необходимо свести до минимума время получения объективной информации о качественных характеристиках рудопотока до принятия оперативных решений по их корректировке. Это позволит в существенной мере снизить себестоимость конечной продукции, за счет снижения затрат энергоматериалов на переработку руды с пониженным содержанием основного компонента в руде и сократить объемы полезного компонета, выбрасываемые в отходы фабрики.

В Институте горного дела им. Д.А. Кунаева совместно с сотрудниками АО «Костанайские минералы» была разработана методика оперативного мониторинга и управления рудопотоком, реализованная в рамках автоматизированной информационной системы мониторинга «Рудопоток» (АИСМ «Рудопоток»). Данная система является одним из модулей автоматизированной системы оперативного мониторинга состояния геотехнологического комплекса, которая, в свою очередь, функционирует в структуре автоматизированной корпоративной системы управления геотехнологическим комплексом на открытых разработках «Джетыгара». Методика оперативного мониторинга и управления рудопотоком основывается на достоверной оперативной информации, получаемой посредством автоматизированной системы диспетчеризации горно-транспортных работ АСД ГТР «АДИС» для карьеров с автомобильным, железнодорожным и комбинированным видами транспорта. На рисунке 4 представлен алгоритм мониторинга рудоуправления.



Рисунок 4. Алгоритм рудоуправления на перегрузочных складах

В блоке 1 происходит формирование исходных данных по шихтованию руды. Согласно недельно-суточному графику, для каждого работающего экскаватора вводятся объемы руды на предстоящую смену, а также ее качественные характеристики: общее содержание полезного компонента в руде б и 2-го (в IIc. К.А.), и 3-го (в IIIc. К.А.) сит контрольного аппарата.

Информация о местонахождении экскаваторов импортируется из АСД ГТР «АДИС», основанной на применении системы глобального позиционирования.

В блоке 2 составляется схема шихтования руды, т. е. схема очередности завоза руды с различных выемочных блоков с различным содержанием полезного компонента для получения необходимого содержания, равномерно распределенного по всему перегрузочному складу.

Проверка допусков для качественных характеристик на смену происходит в блоке 3. Если допуски изменились, то в блоке 4 вводятся новые допуски для качественных характеристик б, в IIc. К.А., в IIIc. К.А. в противном случае программа сразу переходит в блок 5, а в таблице по умолчанию остаются допуски предыдущей смены.

В блоке 5 проверяется, разгружались ли автосамосвалы на перегрузочных складах. Если факт разгрузки имел место, то в блоке 6 происходит автоматическое сохранение объема завезенной руды, а также ее качественных характеристик по ситам. В противном случае алгоритм прерывается и до конца смены ничего не происходит.

В блоке 7 рассчитываются объемы и качественные характеристики руды по ситам на перегрузочных складах. Все расчеты происходят автоматически. Первоначально определяется количество волокна асбеста по общему содержанию :

(1)

где бскл. - общее содержание волокна на складе, %; Мскл. - масса руды на складе, т.

Количество волокна асбеста во 2-м и 3-м ситах контрольного аппарата на складе вычисляется по формулам:

(2)

(3)

где - содержание волокна 2-го и 3-го сит контрольного аппарата на складе соответственно, %.

Mобщ = Мскл.+ Мз. р. , т, (4)

(5)

(6)

(7)

После этого определяются качественные характеристики руды на складе с учетом завезенной руды по формулам:

(8)

(9)

(10)

После того как все параметры рассчитаны, они автоматически сохраняются в базе данных.

Затем программа переходит в блок 8, где рассчитываются показатели эффективности управления рудопотоком. Всего их разработано четыре [25]. Значения коэффициентов должны быть близки к единице. В противном случае это предполагает неэффективное управление рудопотоком. В указанном блоке рассчитываются два показателя: коэффициент эффективности организации рудопотока и коэффициент эффективности планирования рудопотока.

Коэффициент эффективности организации рудопотока (КЭОР) рассчитывается по формуле:

(11)

где - фактическое содержание полезного компонента в руде на складе; - плановое содержание полезного компонента в руде на складе.

Коэффициент эффективности планирования рудопотока (КЭПР) вычисляется по формуле:

(12)

где - фактическое содержание полезного компонента в руде на складе; - плановое содержание полезного компонента в руде на складе.

Результаты расчета коэффициентов выводятся в графическом и текстовом виде (рисунок 5).



Рисунок 5. Показатели эффективности управления рудопотоком

В блоке 9 происходит проверка свершения факта отправки руды на дробильно-сортировочный комплекс (ДСК). Если руду не отправляли на ДСК, то цикл возвращается в блок 5. Если руда отгружалась на ДСК, то в блоке 10 сохраняются объемы вывезенной руды.

В блоке 11 рассчитываются еще два показателя эффективности управления рудопотоком: коэффициент эффективности рудопотока и коэффициент соответствия рудопотока.

Расчет коэффициента эффективности рудоподготовки (КЭР) производится по формуле:

 (13)

где - фактическое содержание полезного компонента на обогатительной фабрике; - плановое.

Коэффициент соответствия рудопотока (КСР) рассчитывается по формуле:

(14)

Разработанные показатели позволяют сделать точный анализ эффективности рудоуправления на каждом этапе перемещения руды. Такой мониторинг позволяет точно и оперативно определить этап, на котором произошел сбой в соответствии содержания полезного компонента в руде плановым показателям, и своевременно устранить его посредством оперативного планирования. Данная функция также предусмотрена в АИСМ «Рудопоток».

В блоке 12 происходит проверка: была ли разгрузка руды на складах в тот промежуток времени, в который формировался состав для отправки руды на ДСК. Если разгрузка происходила, то алгоритм возвращается в блок 6, в противном случае переходит в блок 13.

В этом блоке рассчитывается объем руды на перегрузочных складах после вывоза руды на ДСК. Качественные характеристики при этом не изменяются.

Mобщ = Мскл.+ Мв. р., т, (15)

где Мв. р.. - объем вывезенной на ДСК руды, т

В блоках 14 и 16 проверяется, сколько времени прошло с начала смены. Если с начала смены прошло 4 или 8 ч, то в блоках 15 и 17 вводятся данные лабораторного анализа по пробам 1 и 2 соответственно. Если с начала смены еще не прошло 4 или 8 ч, то алгоритм возвращается в блок 5.

В блоке 18 проверяется, сколько времени прошло с начала смены. Если с начала работы прошло 12 ч, то программа переходит в блок 19, в противном случае возвращается в блок 5.

В блоке 19 рассчитываются остатки руды на конец смены. Расчет производится по формулам 1-10, где в качестве данных о складе используются данные об остатках руды на складах на начало смены, а в качестве данных о завезенной руде - данные о внутрикарьерных перевозках (ВКП) за всю смену.

В блоке 20 данные об остатках на перегрузочных складах на конец текущей смены (M, б, в IIc. К.А., в IIIc. К.А.) переносятся на начало следующей смены. Мониторинг рудопотока за смену завершен.

Выходные данные мониторинга рудопотока используются при текущем и, что наиболее важно, оперативном планировании горно-транспортных работ (ГТР), осуществляемом при помощи информационного программно-методического комплекса «Календарное планирование ГТР» (ИПМК «Календарное планирование ГТР»). Данный программный комплекс позволяет строить календарные планы ГТР с учетом большого спектра факторов, необходимых для построения наиболее точных и максимально приближенных к фактическим условиям разрабатываемог о карьера планов. В них учтены горно-г еологически е усл овия мест орождения и график ремонтов основного технологического оборудования. Кроме того, при построении планов комплекс базируется на данных о существующем положении горно-транспортного комплекса на момент планирования. Это наиболее важно при оперативном внесении изменений в календарные планы ГТР. Взаимодействие с АИСМ «Рудопоток» позволяет строить планы ГТР с учетом обеспечения необходимого общего содержания полезного компонента в рудопотоке, а также содержания волокна во 2-м и 3-м ситах контрольного аппарата. Более подробно процесс взаимодействия с АИСМ «Рудопоток» описан в работе [26]. Высокая точность планирования ГТР достигается помимо вышеописанного благодаря применению программного комплекса имитационного моделирования работы горно-транспортных систем карьеров «CEBADAN» (ИПМК «CEBADAN») для карьеров с автомобильным, железнодорожным и комбинированным транспортом.

Таким образом, разработанная методика позволяет в автоматизированном режиме производить в режиме реального времени мониторинг и на его информационной основе осуществлять более качественное управление характеристиками рудопотока , что в существенной мере облегчает работу диспетчеров и начальников смен горнодобывающих предприятий. Влияние человека на процесс усреднения руды находится под жестким контролем и тем самым обеспечивается, что принципиально важно, возможность бесперебойной работы обогатительной фабрики с постоянным содержанием полезного компонента в руде, снижая убытки, которые несет предприятие за счет повышенного энергорасхода на переработку дополнительных объемов горной массы, либо за счет сокращения объемов полезного компонента в хвостах переработки. В конечном итоге это влияет на себестоимость готовой продукции и эффективность предприятия в целом. Принципиальной новизной данной методики является ее базирование на объективной, достоверной и оперативно получаемой информации о качественных характеристиках рудопотока на всех этапах его формирования до обогатительной фабрики, основываясь на применении глобальных систем позиционирования основного технологического оборудования на карьерах.

2.2 Технические аспекты автоматизированной системы диспетчеризации горно-транспортных работ на основе спутниковой навигации «АДИС - ЖД»

Автоматизированные системы диспетчеризации горнотранспортных работ на основе спутниковой навигации находят все более широкое применение в горнодобывающей промышленности. Одной из таких систем, разработанных в Институте Горного Дела им. Д.А. Кунаева применительно к экскаваторно-железнодорожному комплексу карьера является «АДИС-ЖД».

Аппаратное обеспечение этой системы представляет собой сложный комплекс радиоэлектронного оборудования (рисунок 6), состоящий из бортовых комплексов (рисунок 7) необходимых для сбора, хранения и передачи информации средствами УКВ радиосвязи о местоположении, техническом и технологическом состоянии подвижных объектов, на которых они установлены и стационарной базовой станции, которая предназначена для приема информации с бортовых комплексов и передачи ее на сервер.

Рисунок 6. Структурная схема организации технических средств



Рисунок 7. Структурная схема бортового комплекса

Навигационная информация обеспечивается спутниковым - GPS-приемником, который используя информацию, постоянно передаваемую радиопередатчиками навигационных искусственных спутников земли, рассчитывает собственные географические координаты - широту, долготу и определяет время с очень высокой точностью. Информация с GPS-приемника, содержащая вышеуказанную информацию, подается на микроконтроллер бортового комплекса для дальнейшей обработки.

Структура протоколов передачи данных приведена на рисунке 8.

В связи с тем, что железнодорожные пути находятся близко друг относительно друга на расстоянии меньшем, чем точность позиционирования GPS-приемников становится целесообразным искать технические решения для однозначного определения на каком пути находится подвижный состав. На данный момент предлагаются два способа решения этой задачи, основанные на использовании технологии:

радиочастотной идентификации;

дифференциальных поправок.

Радиочастотная идентификация основана на использовании микросхем радиочастотной идентификации RFID и заключается в том, что к бортовому комплексу подключается специальный прибор-считыватель, а на железнодорожных путях укладываются соответственно метки радиочастотной идентификации. Основу метода дифференциальных поправок составляет формирование разности отсчетов, что и придало методу название - дифференциальный. Для использования метода дифференциальных поправок к серверу, который принимает навигационную информацию от базовой станции, подключается GPS-приемник, установленный в точке с заранее известными координатами с геодезической точностью. Сервер, получив данные от GPS-приемника и сравнив их с заранее известными точными координатами вырабатывает корректирующую информацию. Одновременно принимая данные с бортовых комплексов, установленных на подвижных объектах, по заложенным алгоритмам в программное обеспечение сервера происходит расчет реальных координат с учетом корректирующей информации. Использование метода дифференциальной поправки позволяет повысить точность позиционирования до 5 сантиметров.

Рисунок 8. Протоколы передачи данных

Для обеспечения текущей технической и технологической информацией о состоянии подвижных объектов в бортовом комплексе предусмотрены 5 аналоговых входов и интерфейс RS-485, к которому можно подключить 256 цифровых датчиков различного назначения.

Энергорасход рассчитывается программой, реализованной по специально разработанному алгоритму на языке программирования СИ и записанной в микроконтроллер бортового комплекса. Замеры напряжения и силы тока производятся однократно в равные промежутки времени, полученные значения записываются во внутреннюю энергонезависимую flash память бортового комплекса. При необходимости получения данных о расходе электроэнергии через базовую станция отправляется запрос бортовому комплексу, где указывается период (смена, несколько смен, какой-либо период времени в смену), за который нужно получить данные. После приема запроса из flash памяти извлекаются соответствующие численные значения тока и напряжения. Затем энергорасход рассчитывается по формуле:

(16)

где А - энергорасход, Вт/сек, n - количество замеров, сделанных за указанный в запросе период, i - порядковый номер замера, Ii - уровень тока i-го замера, A, Ui - значение напряжения i-го замера, В, ti - время i-го замера, сек. Оптимальный период замеров выбирается опытным путем во время эксплуатации оборудования и зависит от скорости изменения значений тока и напряжения. После этого рассчитанный расход электроэнергии передается на базовую станцию. Для передачи информации с датчиков в одном пакете с навигационными параметрами подвижного объекта, разработан протокол обмена данными бортовых комплексов с базовой станцией. Вся информация поступает на сервер системы АДИС-Ж.Д. и сохраняется в базе данных.

2.3 Методика расчета расхода топлива автотранспортом в рамках автоматизированной системы управления геотехнологическим комплексом на открытых разработках

Современный уровень развития горного дела требует разработки и реализации новых систем контроля и планирования в традиционно применяемых технологиях. Особую важность такая проблема приобретает в условиях открытых разработок месторождений полезных ископаемых, где для перемещения горной массы наибольшее распространение получил автомобильный транспорт.

По данным статистики, на сегодня, свыше 60% всей горной массы в условиях открытых разработок месторождений полезных ископаемых транспортируется автосамосвалами. Главной особенностью автомобильного транспорта являются высокие эксплуатационные расходы, составляющие до 50% и более в себестоимости извлекаемых руд.

Для решения представленной проблемы, в отделе горной системологии
Института горного дела им. Д.А. Кунаева РГП «НЦ КПМС РК» ведётся планомерное внедрение корпоративной автоматизированной системы управления геотехнологическим комплеком «ДЖЕТЫГАРА», опытно-промышленная эксплуатация которой проводится на Житикаринском карьере АО «Костанайские минералы».

К настоящему времени прошли этапы внедрения и широкой апробации информационно-программное обеспечение комплексов имитационного моделирования, анализа, оценки и оптимизации работы горно-транспортных систем с автомобильным, железнодорожным и комбинированным автомобильно-железнодорожным транспортом - ИПК «СЕБАДАН-АВТО» и ИПК «СЕБАДАН-Ж.Д.». В 2003 году успешно прошла этапы опытно-промышленного испытания и внедрения автоматизированная информационная система «Геология». С 2004 года проходит опытно-промышленное испытание автоматизированная система диспетчеризации процессов горно-транспортных работ на карьерах на основе спутниковой навигации - АСД ГТР «АДИС-АВТО», с июля 2008 г. опытно-промышленная эксплуатация подсистемы АСД ГТР «АДИС-Ж.Д.». К концу текущего года будет завершена разработка информационного программно-методического комплекса автоматизированного планирования горно-транспортных работ на карьере - ИПМК «Планирование ГТР». Наряду с подсистемой АСД ГТР «АДИС-Ж.Д.» завершающий этап начнется и относительно информационного программно-методического комплекса автоматизированной системы управления процессом воспроизводства производственных мощностей горно-транспортной системы карьера - ИПМК «АСУ ВПМ ГТСК».

Основным достоинством и преимуществом предложенной системы является то, что процессы оперативного, текущего и перспективного планирования, а также управления геотехнологическим комплексом базируются на достоверной и оперативно получаемой горно-геологической, горнотехнической и учитывающей текущую экономическую и организационную ситуацию на предприятии информации.

Основной задачей программно-методических средств имитационного моделирования «СЕБАДАН-АВТО», также как и системы автоматизированной дипетчеризации «АДИС-АВТО» является установление реальной, рациональной и максимально возможной производительности горно-транспортной системы в целом, на основе достоверного и оперативного информационного обеспечения. Ключевым вопросом решения данной задачи является четкий контроль и эффективное планирование расхода дизельного топлива. Для этого производится установление необходимого для выполнения заданных объемов работы количества топлива и разработка соответствующих конкретным условиям карьера нормативов расхода топлива по автосамосвалам, решаются другие задачи.

Система дипетчеризации «АДИС-АВТО» позволяет вести оперативный учет транспортных работ в карьере и снабжает полной и достоверной информацией персонал предприятия и автоматизированную систему управления геотехнологическим комплексом «ДЖЕТЫГАРА». В отчетной информации о работе автосамосвалов, формируемой в системе «АДИС-АВТО», большой объем информации касается именно расхода топлива. На рисунке 1 представлена схематическая структура работы АСД ГТР «АДИС-АВТО».

Рисунок 9. Структурная схема работы АСД ГТР «АДИС-АВТО»

Учет расхода топлива в системе возможен двумя способами.

Первый способ основан на учете расхода топлива на основе применения специализированных датчиков расхода топлива. Очевидно, что данный способ является наиболее объективным и достоверным, однако техническая надежность датчиков не всегда обеспечивает желаемый результат.

Второй способ основан на аналитических расчетах из оценки технической готовности, горнотехнических условий и режима эксплуатации автосамосвалов.

В системе «АДИС-АВТО» все внутрикарьерные автомаршруты внесены в графическом виде, соответствующем реальному, с помощью встроенного редактора транспортных коммуникаций. Каждый из маршрутов разбит по характерным признакам на блок-участки, числовые и качественные параметры которых занесены в базу данных.

Расчетный метод расхода топлива в системе «АДИС-АВТО» основан на определении количества расходуемого топлива автосамосвалом на преодоление каждого блок-участка. Необходимые для расчета расхода топлива исходные данные в автоматизированном и диалоговом режимах заносятся в базу данных «АДИС-АВТО». При расчета расхода топлива учитываются технические характеристики для каждой задействованной модели автосамосвала, тип трансмиссии, тип и параметры двигателя, допускаемая скорость на блок-участках, коэффициент износа автосамосвала, радиус поворота, коэффициент обтекаемости, коэффициент износа шин, а также параметры блок-участка: координаты точек моделирующих внутрикарьерную автотрассу, начальная и конечная высота блок-участка, количество полос, ширина полосы движения, тип покрытия дороги.

Метод расчета энергорасхода основан на тяговых расчетах согласно уравнения движения автосамосвалов при различных режимах движения.

При установлении энергорасхода внутри каждого блок-участка поинтервально учитывается все режимы движения автосамосвала:

разгон автосамосвала с места до выхода на установившийся режим;

движение в режиме тяги;

движение в режиме выбега;

торможение:

- торможение до полной остановки автосамосвала;

- регулировочное торможение;

работа двигателя на холостом ходу.

При этом используются следующие формулы, соответствующие режимам движения: при разгоне автосамосвала с места до выхода на установившийся режим:

(17)

при движении в режиме тяги:

(18)

при движении в режиме выбега

(19)

при движении в режиме торможения

(20)

Энергорасход экскaваторов определяется по времени работы и простоя экскаваторов, устанавливаемого системой «АДИС-АВТО», исходя из мощности двигателей и вспомогательного оборудования.

Учитывая все эти процессы движения автосамосвала можно получить минимум погрешности при расчете расхода топлива по формуле[31]:

(21)

где vi+1 конечная скорость, км/ч;

vi начальная скорость, км/ч;

fk - удельная сила тяги, Н/т;

QГР, РА - соответственно масса груза и автосамосвала, т;

qТС - теплотворная способность дизельного топлива, Ккал/л;

z - коэффициент перевода от измерения скорости в м/с2 к км/ч2 ;

wk - удельное сопротивление движению автосамосвала, Н/т;

зФ - коэффициент фактического снижения мощности автосамосвала;

зН - нормированный показатель снижения мощности.

Учитываются практически все сопротивления движению автосамосвала в виде суммы

(22)

где W0 -удельное сопротивление качению автомобиля, Н/кН

Wi -удельное сопротивление от уклона, Н/кН

Wr -сопротивление движению автомобиля на криволинейном участке дороги

Wb -сила сопротивления воздушной среды

Wj -сила сопртивления инерцией вращающихся масс автосамосвала, Н

(23)

При применении этих данных при расчете расхода топлива учитываются все параметры влияющие на формирование расхода топлива. Коэффициент г, определяющий инерцию вращающихся масс, позволяет учитывать конструктивные особенности автосамосвала влияющие на тяговый режим. Тяговая характеристика определяет зависимость касательной силы тяги на колесе транспортного средства от скорости движения при различных режимах работы энергосиловой установки в пределах ограничений по надежности движения.

Расход топлива на движение автосамосвала по определенному маршруту определяется суммированием расходов топлива в грузовом и порожнем направлениях по блок-участкам, составляющим данный маршрут. Общий расход топлива составляется из суммы расходов топлива по всем маршрутам.

С помощью имитационного моделирования движения автосамосвала по каждому из блок-участков, составляющим маршрут, составляется паспорт движения автосамосвала на максимально возможной скорости, исходя из режимов движения с соблюдением всех ограничений по безопасности и возможностей тяговых усилий с учетом параметров характеризующих блок-участки, таких как уклон, радиус поворота, качество дорожного покрытия, массу перевозимого груза и др. При этом расчитывается нормативный расход топлива по каждому маршруту, рассмариваемому как сумма блок-участков.

Для фактического исполненного движения автосамосвала при расчете расхода топлива учитываются параметры перемещения автосамосвала во времени, отслеживаемые системой спутниковой навигации «АДИС-АВТО» и фиксируемые в базе данных по которым устанавливаются скорости и режимы движения, а также характеристики блок-участков внутрикарьерной автотрассы, которые использовались при имитационном моделировании. На основе этого устанавливается фактический расход топлива по каждому блок-участку.

По данной методике разработан программный модуль расчета расхода топлива автосамосвалов и реализован в интегрированной среде Delphi 7 и встроен в систему «АДИС-АВТО». Результаты расчетов энергозатрат на выполненные работы автосамосвалами и экскаваторами в автоматизированном режиме сохраняются в базе данных, а по SQL запросам выдаются в числовом и графическом виде за заданный период времени.

Использование приборного и расчетного методов позволит установить объем реального энергорасхода.

2.4 ИПМК «Календарное планирование горно- транспортных работ» в автоматизированную систему управления геотехнологическим комплексом на карьерах

Информационного программно-методический комплекс «Календарное планирование горно-транспортных работ» взаимодействует с программными модулями автоматизированной корпоративной системой управления геотехнологическим комплексом на открытых разработках «Джетыгара».

В Институте горного дела им. Д.А. Кунаева РГП «НЦ КПМС РК» в рамках автоматизированной корпоративной системы управления геотехнологическим комплексом «Джетыгара» (АКСУ ГК «Джетыгара») был разработан и успешно функционирует информационный программно-методический комплекс «Календарное планирование горно-транспортных работ» (ИПМК «Календарное планирование ГТР»). Принципы и порядок функционирования ИПМК подробно изложены в работе. Структура информационного обеспечения данного комплекса в рамках АКСУ ГК «Джетыгара» представлена на рисунке 10. Планирование осуществляется на основе выделения технологически стабильных периодов (ТСП) [36], на которые делится весь планируемый период с учетом взрывных работ. Программный комплекс осуществляет планирование горно-транспортных работ (ГТР) с использованием данных о местоположении основного технологического оборудования в карьерном пространстве, полученных с помощью автоматизированной системы диспетчеризации горно-транспортных работ «АДИС», и результатов имитационного моделирования технологических процессов. Он позволяет на основе точных горно-геологических и горнотехнических данных смоделировать большое количество вариантов работы горно-транспортного комплекса (ГТК) карьера и выбрать лучший вариант его работы. Для этого используются информационно-программные комплексы имитационного моделирования работы экскаваторно-автомобильной системы карьера «CEBADAN- AUTO» (ИПК «CEBADAN-AUTO») и экскаваторно-железнодорожной системы карьера «CEBADAN-RT» (ИПК «CEBADAN-RT»).

Рисунок 10. Структура информационного обеспечения ИПМК «Календарное планирование ГТР» в рамках АКСУ ГК «Джетыгара»

Для моделирования работы ГТК в ИПК «CEBADAN-AUTO» по каждому ТСП экспортируются основные технологические показатели: производительность ГТК, продолжительность ТСП, количество экскаваторов, находящихся в работе, а также объемы работ по каждому из них, выполняемые в текущем периоде. Далее с учетом указанных показателей, а также содержания полезного компонента в руде и расстановки горного оборудования в карьерном пространстве осуществляется подбор необходимого количества автосамосвалов, достаточного для обеспечения вывоза запланированной производительности ГТК. Таким образом, по результатам моделирования из общего количества полученных вариантов выбирается оптимальный вариант работы комплекса с минимальными простоями, максимальной производительностью оборудования и минимальными экономическими затратами.

Аналогичная процедура проводится и при использовании железнодорожного транспорта. Только в этом случае вся информация экспортируется в ИПК «CEBADAN- RT», и там производится моделирование работы ГТК.

При использовании на карьере комбинированного автомобильно-железнодорожного транспорта моделирование осуществляется в два этапа. На первом этапе по вышеописанному алгоритму моделируются данные в ИПК «CEBADAN- AUTO». Затем информация по пунктам погрузки на железнодорожные забои, а также данные по перегрузочным складам экспортируются в ИПК «CEBADAN-RT». Здесь производится моделирование работы ГТК и находится оптимальный вариант.

После выбора оптимального варианта полученные данные импортируются в ИПМК «Календарное планирование ГТР» и строится календарный план ГТР (рисунок 11). На плане дается информация как по каждому экскаватору в отдельности, так и кумулятивные кривые по руде, вскрыше и горной массе. Для каждого отдельного экскаватора дается его местонахождение и состояние (в работе, на ремонте, в каких-либо простоях) в каждую смену.

Приоритетным принципом при взаимодействии программных комплексов календарного планирования и имитационного моделирования работы горно-транспортных систем карьеров является соответствие моделей друг другу, то есть горизонты и расстановка экскаваторов на имитационной модели ГТК должны совпадать с данными планируемого периода.

Другим важным принципом при осуществлении взаимодействия модулей системы является сопоставимость по структуре, формату и содержанию информационных потоков, циркулирующих в процессах календарного планирования и имитационного моделирования работы горно-транспортного комплекса. Информация, переносимая из модуля в модуль, должна быть сопоставима в плане наименования, размерности и т.д.



Рисунок 11 - Календарный план горно-транспортных работ на месяц

...