Файл: Мелькумов, Л. Г. Вычислительная техника в управлении предприятиями угольной промышленности.pdf

вентиляторными установками — по оптимальному скоростно­ му режиму воздушной струи в зависимости от загазованности и температурных параметров шахтной атмосферы;

вспомогательными процессами' (водоотлив, вспомогательный транспорт и др.) — по минимуму простоев основного технологи­ ческого оборудования при минимизации расходов на вспомога­ тельных процессах и т. д.

По мере подготовки математического обеспечения для АСУП шахт, разрезов, обогатительных фабрик, разработки методов и критериев оптимизации будет вводиться оптимальное управле­

целью внедрения автоматизированных систем управления пред­ приятиями на базе вычислительной техники).

Введение оптимального управления отдельным процессом

может вообще не дать экономического эффекта предприятию, если рассматривать конечные технико-экономические показате­

ли: производительность труда одного рабочего по шахте, себе­ стоимость 1 т угля, прибыль и др. Это может иметь место, поскольку оптимизация управления (режима) одним технологи­ ческим процессом (при их тесной взаимосвязи) может иметь следствием нерациональный, неэкономичный режим работы дру­ гих процессов. Поэтому основной задачей является оптимиза­ ция управления угольным предприятием.

Поскольку каждый технологический процесс шахты, разреза,

обогатительной фабрики может иметь свой специфический кри­ терий оптимальности, обеспечивающий выполнение производ­ ственного задания с наибольшей эффективностью, этот критерий

должен соответствовать общему критерию управления пред­ приятием, обеспечивать реализацию последнего, быть связанным с критериями управления смежными процессами и не противо­ речить им.

Если оптимизация по выбранному критерию управления од­

ним процессом может поставить смежные процессы в неопти­ мальные режимы, то имеются две возможности:

«лучший» из имеющихся для данного процесса критериев принять для важнейшего процесса (например, в шахте — для

очистных работ, на разрезе — для добычных работ), а к крите­

риям остальных процессов предъявить лишь требование совме­ стимости (непротиворечивости) с этим лучшим критерием;

допустить управление процессами по противоречивым крите­ риям (если это экономически и технически допустимо и воз­ можно).

Необходимо выбирать более выгодный для предприятия в

целом вариант на основе технико-экономического анализа. Обобщенные экономические критерии (себестоимость добы­

ваемого или перерабатываемого угля по участку и др.), по-види­ мому, непригодны для оперативно-диспетчерского управления в

57

течение смены, поскольку их количественные значения форми­ руются с периодичностью «смена», «сутки» и большей. Меньшая периодичность формирования таких показателей пока не достиг­ нута.

В общем случае критерий, количественное значение которого формируется с какой-то установленной периодичностью, приго­ ден для оптимального управления только при большей периодич­ ности решения соответствующей задачи управления.

§4. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИВЫБОР МЕТОДОВ ИХ РЕШЕНИЯ

Прежде чем задача будет’ решена с помощью ЭВМ, необхо­ димо сделать ее содержательное описание (постановку), т. е. осуществить разработку экономико-математической модели со всеми условиями, при которых она действует.

В содержательном описании задачи должны быть представ­ лены все рассматриваемые показатели и их взаимосвязи. Кроме того, необходимо указать источники и формы представления исходных данных, адреса и формы представления результатов.

Рассмотрим постановку нижеследующей задачи. В СССР

имеется около N=700 шахт, добывающих уголь. Обозначим qi

количество угля, добываемого на предприятии с .номером і. По­ требляется уголь, примерно в M = 40 тыс. разных пунктах стра­ ны. Обозначим Pj потребность этих пунктов в угле, где / — но­ мер пункта, потребляющего уголь. Требуется доставить уголь

.от мест добычи в места потребления. Обозначим при этом —

■количество угля, перевозимого из пункта і в пункт /. Потреб­ ности потребителя в угле должны быть удовлетворены полно­

стью.

Возможное распределения угля представлено в табл. 1.

Кроме того, каждой шахте необходимо давать задание, не пре­

критерием для данной задачи может быть стоимость перевозок.

68

Таблица 1

В этом случае задача будет сформулирована так: найти такой план прикрепления поставщиков к потребителям (от качества угля абстрагируемся), при котором затраты на транспортирова­

ние угля будут минимальными.

Если через Сц обозначить стоимость перевозок 1 т угля из

пункта і в пункт j, то суммарная стоимость S реализации плана будет иметь следующее выражение:

*S = (C11U11 + C12U12 + ... + CimUim + C21U21 + C22U22 + ... H-

+ C2m U2m -f-... ),

т. е.

При этом должны соблюдаться ограничения, указанные вы­ ше. Аналогичная постановка применима к задаче планирования работы внутришахтного транспорта и другим задачам распреде­ ления. После того как дана содержательная постановка задачи, определяется метод и алгоритм ее решения. Существует ряд методов, позволяющих решать различные классы задач. При

решении задач оптимального управления горным предприятием

используются: корреляционный анализ, сетевой метод, линейное

идинамическое программирование, теория массового обслужи­ вания, теория игр, матричный метод, метод ветвлений и границ

идр.

59

Корреляционный анализ в горном деле применяется для яв­ лений и процессов, имеющих массовый характер, при многомер­

ных задачах и сложных взаимосвязях между входящими пере­ менными. Он применим в тех случаях, когда невозможно учестьмногообразие связей между факторами, влияющими на рассмат­ риваемый показатель.

Корреляционные исследования с применением ЭВМ позво­ ляют количественно оценить исходные эмпирические связи, а

именно выявляют вероятностные зависимости исследуемых по­

казателей от горнотехнических параметров в сложных случаях. Этот метод используется при решении задач: производитель­ ности труда рабочего очистного забоя; фондоемкости для шахт по основным структурным группам; оперативного и перспектив­

ного прогнозирования и т. д.

Недостатком корреляционных моделей является сложность

учета влияния на анализируемый показатель фактора времени. Сетевые методы могут эффективно применяться при решении

задач: планирования и управления развитием горных работ: разработки планов ликвидации аварий; планирования ремонт­ ных работ; планирования комплексной механизации и автомати­ зации; планирования и управления строительством; оптималь­ ного распределения ресурсов и др.

Сетевые графики по времени могут рассчитываться: графиче­ ским методом линейных диаграмм, методом масштабной раз­ вертки сети, по макету сети, табличным методом, матричным

методом, методом линейного программирования.

Использование сетевых методов связано с определенными недостатками и трудностями — отсутствуют программы для расчета на ЭВМ многоцелевых систем, систем с планированием и управлением по нескольким параметрам (время, стоимость, технико-экономические показатели) и др.

Метод линейного программирования применяется для реше­ ния задач управления породопотоками, углепотоками, воздухо­

потоками и т. п. Метод может применяться также: при разра­ ботке оптимальных текущих и перспективных планов развития горных работ по шахте и бассейну, при управлении (распределе­

нии) транспортом, оптимизации элементов и параметров схем вскрытия и подготовки шахтных полей; при составлении опти­

мальных планов добычи угля для участков, шахт, комбината; при определении оптимального грузооборота механизированных складов лесных материалов, их числа и размещения и др.

Метод динамического программирования имеет ограниченное применение и используется пока при решении задач: оператив­

ного управления горными работами; оптимизации сечения под­ готовительных выработок; управления проветриванием; диспет­ черского управления локомотивным транспортом. Этот метод в наибольшей степени применим к задачам управления технологи­

ческими процессами и шахтой в целом.

60