Развитие теории и методов управления авто транспортной системой горнодобывающего предприятия
На правах рукописи
ДОВЖЕНОК Александр Сергеевич РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ АВТО ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ Специальность: 05.22.01 – "Транспортные и транспортно технологические системы страны, её регионов и городов, организация производства на транспорте"
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Санкт-Петербург 2002 3
Работа выполнена в Научно-техническом центре угольной промыш ленности по открытым горным разработкам – Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте по добыче полезных ископаемых открытым способом (НТЦ-НИИОГР) Минэнерго РФ и Уральского отделе ния РАН.
Научный консультант:
доктор технических наук, профессор Потапов Михаил Геннадиевич
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Кулешов Алексей Алексеевич доктор технических наук, профессор Шмулевич Михаил Израилевич доктор технических наук, профессор Лель Юрий Иванович Ведущая организация – ИГД УрО РАН г. Екатеринбург.
Защита диссертации состоится «25» декабря 2002 г. в 11. часов на заседании диссертационного совета Д 218-008.03 при Пе тербургском государственном университете путей сообщения по ад ресу: 190 031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ауд. 7-520.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПГУПС.
Автореферат разослан «25» ноября 2002 г.
Ученый секретарь диссертационного Е.П. Дудин совета докт. техн. наук
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Автотранспортная система (АТС) является одной из определяющих на горнодобывающем предприятии с точки зрения как технологии, так и экономики горных работ. Доля затрат на нее в струк туре себестоимости добычи составляет 30-70%.
Расчеты показали, что в автотранспортной системе расходуется ресур сов в 2-3 раза больше технологического минимума. В связи с этим при стоимости потребляемых ресурсов в 2-10 раз ниже мировых себестоимость транспортирования в 1,5-2,0 раза выше, чем на зарубежных горнодобы вающих предприятиях (ГДП).
Более 10 лет отечественные ГДП работают в новых экономических ус ловиях, для которых характерна конкуренция. Основным конкурентным преимуществом предприятия, как правило, является устойчивый рост эф фективности и безопасности производства. Однако эффективность исполь зования автотранспорта на карьерах остается на низком уровне. Сущест вующие теория и методы управления автотранспортной системой не обес печивают её преобразования, необходимого для повышения конкуренто способности горнодобывающего предприятия.
В связи с этим развитие теории и методов управления АТС горнодо бывающих предприятий приобретает особую актуальность и имеет важное народнохозяйственное значение.
Цель работы – развитие теории и методов управления автотранспорт ной системой в логистической цепи горного производства.
Объект исследования – автотранспортная система ГДП как логисти ческая в единой логистической цепи горного производства.
Предмет исследования – процесс функционирования автотранспорт ной системы.
Методы исследования. В работе использован комплекс методов, включающий структурно-функциональный и функционально-стоимостной анализ. Использованы системный и логистический подходы, элементы тео рии принятия решений;
применены методы математической статистики и моделирования.
Основные задачи исследования:
1. Разработать концепцию развития теории и методов управления ав тотранспортной системой горнодобывающего предприятия.
2. Обосновать критерии эффективности управления автотранспортной системой.
3. Разработать показатели эффективности функционирования авто транспортной системы.
4. Усовершенствовать методы управления автотранспортной системой.
5. Разработать модель управления автотранспортной системой.
6. Выявить резервы повышения эффективности использования авто самосвалов и определить пути их реализации.
Положения, представленные к защите:
1. Для формирования концепции развития теории и методов управления автотранспортной системой целесообразно рассматривать её как логистиче скую, работающую в рамках единой логистической цепи горного производст ва, параметры которой являются граничными условиями для АТС.
2. Логистическим критерием эффективности управления автотранс портной системой является продуктивное время работы автосамосвалов, а по казателем эффективности функционирования системы служит стоимость про дуктивного машино-часа.
3. Взаимосвязь себестоимости и количества продуктивных машино часов в границах технологических возможностей автосамосвалов характери зуется убывающей экспоненциальной функцией, которая позволяет оценивать исходное и определять требуемое состояние автотранспортной системы.
4. Применение совокупности логистических методов к каждому эле менту АТС в сочетании с принципом равнозначности подсистем эксплуа тации и ремонта обеспечивает эффективное управление АТС.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
представительным объемом экспериментальных и расчетных дан ных за период 1975-2001 гг.;
сходимостью результатов исследования с данными практической деятельности ГДП;
положительными результатами применения теоретических разрабо ток и управленческих рекомендаций при создании программ развития горнодобывающих предприятий;
результатами апробации предложенных методов и алгоритма управле ния АТС в практической деятельности горнодобывающих предприятий.
Научная новизна исследования:
1. На основе логистического подхода установлено, что в существующей теории управления автотранспортной системой формирование устойчивого грузопотока достигается созданием запасов в каждом элементе системы.
2. Предложена и обоснована концепция развития теории управления автотранспортной системой как логистической, основанная на формирова нии эффективного и устойчивого грузопотока посредством выявления и реализации внутрипроизводственных резервов.
3. Обоснован логистический критерий для оценки эффективности управления автотранспортной системой – продуктивное время работы ав тосамосвалов.
4. Разработан показатель – стоимость продуктивного машино-часа работы самосвалов, позволяющий оценивать эффективность функциониро вания автотранспортной системы.
5. Установлена взаимосвязь себестоимости продуктивных машино часов и их количества в границах технологических возможностей автосамо свалов.
6. Разработана методология применения совокупности методов логи стики к управлению развитием каждого элемента автотранспортной систе мы как логистической.
7. Разработана модель управления автотранспортной системой как логистической, основанная на расчете возможностей каждого элемента системы и последовательном их преобразовании – от наиболее эффектив ного к менее эффективному – на каждом временном отрезке.
Научное значение работы заключается в развитии теории и методов управления автотранспортной системой как логистической в общей цепи горного производства;
обобщении и систематизации результатов совер шенствования АТС ГДП.
Практическая значимость заключается в том, что использование ре зультатов исследования позволяет:
определять уровень использования возможностей АТС;
осуществлять выбор методов управления АТС как логистической системой для повышения эффективности её функционирования;
разрабатывать и оценивать организационно-технологические решения для совершенствования АТС;
планировать и реализовывать преобразования элементов АТС в кон кретных условиях ГДП.
Реализация результатов исследования. Основные методические по ложения диссертационной работы, а также разработанные на их основе ор ганизационно-технологические решения использованы акционерными об ществами и предприятиями: «Магнитогорский металлургический комби нат», «Сорский молибденовый комбинат», «Тырныаузский вольфрамо молибденовый комбинат», комбинат «Магнезит», «Кузбассразрезуголь», «Приморскуголь», «Александринская горнорудная компания», «Черниго вец», «Краснооктябрьское бокситовое рудоуправление» (КБРУ «Алюминий Казахстана»), «Томусинская автобаза», «Черниговская автобаза».
Апробация работы. Основные научные результаты исследования и по ложения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно практической конференции «Участие молодых ученых и специалистов в ре конструкции и модернизации предприятий, внедрении новой техники и тех нологии» (г.Челябинск, 1986г.);
Всесоюзной научно-практической конферен ции молодых ученых и специалистов угольной промышленности с участием стран-членов СЭВ «Повышение надежности и качества технологических про цессов в угольной промышленности» (г.Москва, 1987г.);
научно-практической конференции «Молодые ученые – КАТЭКу» (г.Красноярск, 1988г.);
междуна родной конференции «Проблемы разработки месторождений глубокими карь ерами (Мельниковские чтения)» (г.Челябинск, 1996г.);
научно-практической конференции «Качество, надежность, эффективная эксплуатация горнотранс портного оборудования: современное состояние и перспектива» (г.Екатеринбург, 2000г.);
научно-практической конференции руководителей предприятий и организаций горнодобывающего комплекса «Карьерный транспорт – 2001 года» и «Карьерный транспорт – 2002 года» (г.Жодино, 2001, 2002гг.);
на научных семинарах в ИГД УрО РАН, ПГУПС, МГТУ, УГГ ГА, НТЦ-НИИОГР (1986-2002гг.);
технических советах объединений, компа ний и предприятий.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 30 работ, в том числе 2 монографии.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 182 наименований;
изложена на страницах машинописного текста, содержит 104 рисунка, 48 таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Научные основы организации и управления автотранспортными и дру гими транспортными системами и методы повышения их эффективности раз работаны в трудах Г.К. Акутина, Ю.И. Анистратова, Ю.П. Астафьева, М.В.
Васильева, К.Е. Виницкого, В.А. Галкина, И.Г. Гуна, А.А. Кулешова, Ю.И Леля, А.М. Макарова, М.Г. Потапова, В.П. Смирнова, П.И. Томакова, В.Л.
Яковлева и др.
Различным аспектам эксплуатации и ремонта карьерных автомобилей посвящены работы В.И. Белозерова, Э.В. Горшкова, И.В. Зырянова, А.Н. Ка зареза, А.А. Котяшева, А.А. Кудрявцева, З.Л. Сироткина, Ю.В. Стенина, П.И.
Тарасова, И.В. Циперфина, В.Д. Штейна и др.
В работах И.А. Баева, А.М. Гаджинского, И. Голдрата, М.Б. Гордона, Э. Деминга, О.Б. Маликова, А.Г. Нецветаева, С.М. Резера, В.Н. Родионовой, Ю.Т. Рубаника, А.А. Смехова, М.И. Шмулевича и других ученых развита тео рия организации производства на базе достижений в области логистики.
Таким образом, создана научная база современных методов проекти рования автотранспортных предприятий, планирования их работы и управ ления производственным процессом, в основе которых лежит принцип наилучших экономических показателей.
Анализ работы карьерного автотранспорта в современных условиях сви детельствует о его низкой эффективности по показателям производительности автосамосвалов и расхода ресурсов на транспортную работу. Продолжающее ся на протяжении многих лет совершенствование отдельных технологических элементов и процессов не приводит к необходимому повышению эффектив ности как процессов эксплуатации и ремонта автосамосвалов, так и всей авто транспортной системы в целом (рис. 1, 2). Однако для обеспечения устойчи вой конкурентоспособности ГДП необходимо существенное повышение эф фективности каждой его подсистемы.
Значение 1, коэффициента 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1973 1974 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1990 1991 1995 1999 Годы коэффицент технической готовности коэффицент выпуска коэффицент использования Рис. 1. Изменение коэффициентов использования парка автосамосвалов (металлургия) 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, "Кузбассразрезуголь" "Кузбассразрезуголь" "Кузбассразрезуголь" "Кузбассразрезуголь" "Комбинт"Магнезит" АТЦ Костомукшского Краснобродская а/б Краснооктябрьского Нерюнгринская АТА Черемховская а/б ПО АТЦ Жирекенского АТЦ-3 Соколовского Ерунаковская а/б Черниговская а/б молибденового рудоуправления АТЦ Сорского Листвянская а/б АТЦ Изыхского ПО "Якутуголь" "Востсибуголь" бокситового комбината концерна концерна концерна концерна разреза ОАО ГОКа ГОКа ГТЦ РУ коэффициент использования машино-часа в процессе эксплуатации автосамосвалов коэффициент использования машино-часа в процессе ремонта автосамосвалов в целом по предприятию Рис. 2. Показатели использования карьерного автотранспорта (1990-2001 гг.) В существующей модели горнодобывающего предприятия как логисти ческой системы (рис.3 а, б) транспортирование является элементом этой сис темы и рассматривается как процесс, функционально ограниченный необхо димостью своевременного обеспечения перемещения грузов в заданных объ емах от пунктов экскавации к пунктам складирования.
а) Субъект управления Финансовые База знаний и Подсистема управления резервы информации Транспорти- Склади Источники Рынок БВР Экскавация рование рование ресурсов продукции — границы логистической цепи горного производства — поток ресурсов — элементы внутренней среды — поток финансов — поток информации — элементы внешней среды б) Горнодобывающее предприятие АВТОТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ПОДСИСТЕМА ЭКСПЛУАТАЦИИ машины в ресурсы работе объемы перевозок машины из ресурсы ремонта ПОДСИСТЕМА РЕМОНТА Рис.3. Автотранспортная система как логистическая (б) в единой логистической цепи ГДП (а) Использование логистического подхода позволило выявить методиче ские основы действующей теории управления автотранспортной системой, которыми являются: на уровне ГДП – устойчивость перевозок и грузопоток обеспечиваются за счет избытка ресурсов;
на уровне АТС – в системе кон троля находится объем перевозок – себестоимость 1ткм;
на уровне подсис тем – процесс эксплуатации, главный по отношению к ремонту;
на уровне субъектов – попарное рассмотрение факторов: квалификация – оплата, ре зультат – оплата;
на уровне объектов – технологии технического обслужи вания и ремонта машин недостаточно стандартизированы для обеспечения эффективности использования автосамосвалов.
Анализ функционирования автотранспортной системы с позиций логи стики позволил концептуально рассмотреть ее в единой непрерывной цепи, обеспечивающей своевременные объемы горного производства, минимиза цию затрат, повышение организованности её производства и работоспособно сти всей системы ГДП, и установить, что существующая теория управления автотранспортной системой базируется на концепции устойчивого грузопото ка. Функционирование АТС рассматривается как независимое друг от друга действие двух процессов, которое делит систему на две подсистемы: эксплуа тации и ремонта автосамосвалов (см. рис. 3б). Основополагающим принци пом этой концепции является достижение заданных объемов перевозок, а её сущность состоит в том, что устойчивость перевозочного процесса обеспечи вается посредством формирования в каждом элементе системы избыточных по отношению к технологическому минимуму запасов.
Основными субъектами автотранспортной системы, с точки зрения ис пользования времени машины и труда персонала, а также стоимости транс портирования горной массы, являются водитель и ремонтный рабочий. Объ ектами управления являются автомашина, дорога и ремонтная зона.
В организационной структуре каждого автотранспортного цеха можно выделить основные уровни управления. Как правило, таких уровней пять.
На основе анализа показателей работы АТС предприятий, принимаемых решений и действий персонала выявлено, что приоритетными функциями являются: по цеху – обеспечение объема перевозок;
по процессу эксплуа тации – поддержание необходимого количества машин на перевозках;
по процессу ремонта – восстановление работоспособности машин.
Для оценки каждой функции в качестве критерия используется кален дарное время. Показателями эффективности на уровне цеха являются себестоимость 1 ткм, на уровне подсистем эксплуатации и ремонта – коэффициент использования (КИ.П.) и технической готовности (КТ.Г.) парка машин, которые, как правило, рассчитываются по машино-дням, реже – по учетным машино-часам.
Следствием самостоятельного функционирования подсистем и их элементов является широкий диапазон изменения показателей использова ния технологического автотранспорта. Коэффициент технической готовно сти, по отчетным данным предприятий, изменяется от 0,3 до 0,95, коэффи циент использования парка – от 0,1 до 0,8.
Производительность карьерного автотранспорта предприятий горной промышленности и цветной металлургии СНГ, выраженная в тонно километрах на 1 т грузоподъемности самосвала, при расстоянии транспор тирования 2,0-3,5 км изменяется от 5-6 до 30-32 тыс. ткм, при среднем зна чении 17-18 тыс. ткм и 7-8 тыс. т. В угольной отрасли при среднем рас стоянии транспортирования 4,6 км, соответственно, средние значения со ставляют 22-23 тыс. ткм и 4-5 тыс. т.
Внутри предприятия значения сменной производительности различаются в 1,3-1,4 раза, а среднемесячные колебания производительности достигают 2 3 раз при сопоставимом техническом уровне автосамосвалов.
Анализ затрат на перевозку горной массы показал, что значения себе стоимости 1 ткм по предприятиям различаются в 9 раз. В пределах одного предприятия изменения себестоимости во времени достигают 3-4 раз (рис.4). При значительном расходе запасных частей растут их запасы на складе, остаток по которым превышает расход в 4-5 раз, а их поступления опережают необходимость до 3 раз (рис.5).
Себестоимость, $/ткм Себестоимость, тыс.$ 1997г. 1998г. 1999г. 2000г. 2001г.
1500 0, 0, 1200 0, 0, 900 0, 0, 600 0, 0, 300 0, 0, 0 0, 07.1997г.
09.1997г.
05.1998г.
07.1998г.
03.1999г.
05.1999г.
07.1999г.
09.1999г.
05.2000г.
03.2001г.
11.2001г.
01.1997г.
03.1997г.
05.1997г.
11.1997г.
01.1998г.
03.1998г.
09.1998г.
11.1998г.
01.1999г.
11.1999г.
01.2000г.
03.2000г.
07.2000г.
09.2000г.
11.2000г.
01.2001г.
05.2001г.
07.2001г.
09.2001г.
общая (цеховая) себестоимость, тыс.$ удельная себестоимость (факт), $/ткм среднее значение удельной себестоимости, $/ткм Рис. 4. Динамика себестоимости транспортирования на примере горнотранспортного цеха (ГТЦ) КБРУ Тыс.$ 1998г. 1999г. 2000г. 2001г.
поступление запчастей расход запчастей средний расход запчастей среднее поступление запчастей Рис. 5. Поступление и расход запасных частей для а/с БелАЗ на примере ГТЦ КБРУ Автотранспорт, являясь главным связующим звеном в технологии добы чи полезных ископаемых, в настоящее время характеризуется значительным перерасходом ресурсов по отношению к технологическому минимуму. Суще ствующий уровень использования карьерного технологического транспорта приводит к тому, что на один автосамосвал, занятый в технологическом про цессе, горнодобывающие предприятия вынуждены содержать в хозяйстве 1- автосамосвала дополнительно. При средней укомплектованности водитель ским составом 2,5-3,0 человека на машину, ремонтным персоналом – 1,0-1, предприятия вынуждены дополнительно содержать 7-9 человек основного производственного персонала на каждую машину. Вследствие этого себе стоимость 1 ткм на отечественных ГДП сопоставима или выше, чем на зару бежных предприятиях, а стоимость основных ресурсов, потребляемых авто транспортной системой, таких как самосвалы, автошины и др., в 1,2-2,0 раза, а трудовых в 10-15 раз меньше относительно цен мирового рынка.
Для оценки эффективности управления автотранспортной системой рекомендуется логистический критерий – продуктивное время, выражен ное в эталонных машино-часах работы автосамосвала и представляющее собой произведение годового календарного фонда времени машины на ко эффициент использования машино-часа с учетом времени нахождения са мосвала в подсистемах эксплуатации и ремонта. В подсистеме эксплуата ции коэффициент рассчитывается как отношение фактически выполненной транспортной работы к возможной, которая определяется тремя способа ми: оценкой наилучших результатов на данном предприятии или предпри ятии-аналоге;
произведением удельной часовой производительности на фактически отработанное время;
на основе хронометражных наблюдений за осуществлением маневров, процессами погрузки, движения с грузами, разгрузки и движения автосамосвала в порожнем состоянии.
Расчеты с использованием показателя продуктивного времени работы автосамосвала произведены по схеме (рис. 6).
Подсистемы Подсистемы Эксплуатации Ремонты Эксплуатации Ремонты ГОДОВОЙ КАЛЕНДАРНЫЙ ФОНД Относительные Абсолютные 1,0 8760 РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ единицы единицы Коэффициент 0,63 0,37 Х 0, * 0,63 Х 0,37 перевода КАЛЕНДАРНЫЙ ФОНД 5519 3241 В ПРОЦЕССАХ Х 0,62 Х 0, 0,39 Х 0,24 0,09 3422 Х 0,24 ПРОДУКТИВНОЕ ВРЕМЯ 0,48 5519 – 3422 = 2097 3241 – 822 = 0,63 - 0,39 = 0,24 0,37 - 0,09 = 0,28 РЕЗЕРВ ВРЕМЕНИ ОТНОШЕНИЕ КАЛЕНДАРНОГО ФОНДА 5519 / 3422 = 1,6 3241 / 822 = 3, 0,63 / 0,39 = 1,6 0,37 / 0,09 = 3,9 ВРЕМЕНИ В ПРОЦЕССАХ К ПРОДУКТИВНОМУ ВРЕМЕНИ 0,62– коэффициент использования машино-часа в эксплуатации (на основе хронометражных наблюдений) 0,24– коэффициент для определения продуктивных машино-часов в рем онте (рассчитан по методике А.М. Макарова) Рис. 6. Схема расчета резервов использования карьерных автосамосвалов Из 8760 часов годового календарного фонда времени наиболее типич ного карьерного автомобиля – самосвала грузоподъемностью 30-42 т – только 3000-4000 часов используются для выполнения транспортной рабо ты и поддержания автомобиля в работоспособном состоянии: 2000-3000 – на транспортировании и около 700 – в ремонте. То есть более 5000 часов автомобиль находится в ожидании ремонта или выпуска на линию. Для ав томобилей грузоподъемностью более 80 т затраты времени на ремонт воз растают до 1200-1500 часов.
Поиск направлений повышения эффективности АТС в рамках сущест вующей концепции, на наш взгляд, близок к своему пределу. Об этом сви детельствуют расчеты параметров грузопотока. Для простоты расчетов бы ли определены параметры потоков в применении к работе одного автоса мосвала. Скорость грузопотока была найдена как отношение расстояния транспортирования к времени погрузки, движения с грузом, маневра при погрузке и разгрузке. Скорость транспортного потока – как отношение рас стояния движения с грузом и без груза к времени цикла работы автосамо свала в карьере. В дальнейшем понятия «транспортный поток» и «грузопо ток», относящиеся к работе групп автомобилей, с некоторым допущением для выявления новых возможностей были применены к работе одного ав томобиля. Расчеты показали, что за счет повышения скорости движения автосамосвала возможно увеличение скорости грузопотока, а следователь но и эффективности использования автосамосвалов, на 10-15% (рис. 7).
Однако эти скорости ограничены правилами эксплуатации транспорта в карьере. Применение самосвалов большей грузоподъемности не способст вует повышению эффективности использования машин.
а) V, км/ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Lпр,км скорость транспортного потока при max скорости машины скорость грузопотока скорость транспортного потока при номинальной скорости машины б) V км/ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L пр, км скорость транспортного потока Б-7540 скорость транспортного потока Б- скорость транспортного потока Б-751 скорость грузопотока Б- скорость грузопотока Б-7548 скорость грузопотока Б- Рис. 7. Скорость основных технологических потоков в АТС:
а) изменение скорости транспортного потока при max и номинальных скоростях автосамосвала БелАЗ-7548;
б) изменение скорости транспортного потока и грузопотока для различных марок автосамосвалов Расчеты показали, что фактический уровень эффективности использо вания автосамосвалов в 2-3 раза ниже технологически возможного уровня.
Следовательно, для обеспечения существенного роста эффективности транспорта необходимы новые концептуальные подходы к управлению ав тотранспортной системой ГДП.
В основу концепции развития теории управления карьерным авто транспортом положено представление об АТС как о самостоятельной логи стической системе, включающей: на входе – необходимые ресурсы, далее – переработку ресурсов в процессе транспортирования и на выходе – про дуктивное время и объемы перевезенных грузов (рис. 8).
Целевой функцией системы управления АТС становится обеспечение эффективности и устойчивости перевозок. В этом случае в расчет и оценку параметров функционирования автотранспорта необходимо включать вре мя транспортирования и время нахождения машины в процессах ремонта, ожидания эксплуатации и ремонта.
Горнодобывающее предприятие АВТОТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ПОДСИСТЕМА ПОДСИСТЕМА РЕМОНТА ЭКСПЛУАТАЦИИ Р.Р В объемы перевозок ресурсы А/С А/С продуктивные маш.-часы Д Р.З А/С – автосамосвал Р.Р – ремонтный рабочий В - водитель Р.З – ремонтная зона Д - дорога Рис.8. Структура автотранспортной системы ГДП: предлагаемый подход Разница между скоростями транспортных потоков при фактической и нормативной наработке на отказ с учетом времени ремонтов показывает область возможного регулирования скоростей путем увеличения наработки машины на отказ и снижения времени восстановления работоспособности (рис.9).
V, км/ч L пр, км 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 скорость грузопотока скорость транспортного потока при выполнении ТО, ремонтов при средней продолжительности 10 маш.-ч и наработке на отказ 100 маш.-ч скорость транспортного потока при выполнении ТО, ремонтов при средней продолжительности 40 маш.-ч и наработке на отказ 25 маш.-ч для автосамосвалов ОАО "Комбинат Магнезит" для автосамосвалов ГТЦ ОАО "КБРУ" Рис. 9. Скорость основных технологических потоков в АТС (на примере автосамосвалов БелАЗ-7548) В качестве нормативных значений целесообразно принимать наработ ку на отказ на уровне 100 маш.-ч, а время в ремонте – 9-12 маш.-ч для ав тосамосвалов грузоподъемностью 30-180 т. Следовательно, для установле ния коэффициента использования автосамосвалов необходимо фактическое значение транспортного потока разделить на нормативное. При проведении экспресс-оценки в качестве скорости грузопотока можно принимать сред нетехническую скорость самосвала, уменьшенную на 1,35-1,68, при сред них значениях расстояния транспортирования 2,5-3,5 км.
Для обеспечения целевой функции АТС ее система управления долж на соответствовать базовым положениям концепции эффективного и ус тойчивого грузопотока (табл. 1).
Функции, показатели и критерии эффективности управления АТС изме няются в зависимости от уровней (табл. 2).
Таблица Базовые положения управления АТС Концепция Концепция эффективного устойчивого грузопотока и устойчивого грузопотока Автотранспорт – средство перемеще- Автотранспорт – и средство пере ния горной массы из забоя в пункты мещения, и главный технический складирования ресурс предприятия Подсистема эксплуатации – главная по Равнозначные подсистемы отношению к подсистеме ремонта Управление на основе средних показа- Управление на основе показателей телей по парку машин работы каждой машины Необходимо использовать дополни Достаточность главных критериев: тельно:
объем перевозок;
количество продуктивных часов работы машины в году;
себестоимость 1 ткм себестоимость 1 этал. маш.-ч Таблица Функции, показатели и критерии управления по уровням АТС Уровень Выполняемые функции Показатели и критерии Себестоимость 1 этал. маш.-ч Организация работ по Количество продуктивных часов АТС обеспечению эффектив работы машины в году, этал. маш. ности перевозок ч Организация работ по Коэффициент использования ав Подсистема обеспечению скоростного тосамосвала (КИ.А/С), рассчитан эксплуатации режима автосамосвалов ный по этал. маш.-ч Организация работ по Коэффициент готовности (КГ.) каж Подсистема обеспечению работоспо- дой машины как характеристика ремонта собности автосамосвалов надежности и ремонтопригодности Оценка эффективности управления АТС должна производиться по ло гистическому критерию – продуктивному времени, выраженному в эталон ных машино-часах работы автосамосвала, а эффективность функциониро вания системы определяется стоимостью продуктивного машино-часа, ко торый представляет собой отношение расхода ресурсов на выполненную транспортную работу в денежном выражении к количеству затраченных на неё продуктивных машино-часов.
Установлено, что себестоимость продуктивного машино-часа само свала и количество продуктивных часов соотносятся между собой по экспоненциальной зависимости (рис.10).
Себестоимость, $/эт. маш.-ч технологические возможности* календарный фонд времени - -0,36137*10 X y = 73,45 e 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Эталонный год, маш.-ч * - рассчитано по данным А.М. Макарова из условия: на 1 этал. маш.-ч в эксплуатации треюуется 0,2-0,5 маш.-ч в ремонте для автосамосвалов грузоподъемностью 27-180 т Рис. 10. Зависимость стоимости транспортирования от количества эталонных машино-часов Использование этой зависимости позволяет оценивать исходное со стояние АТС, определять требуемое, планировать и оценивать эффектив ность мер по преобразованию элементов.
На основании зависимости себестоимости транспортирования от годово го количества эталонных машино-часов рекомендовано выделять пять воз можных состояний АТС (табл. 3).
Каждому состоянию системы соответствуют предельные значения эталонного времени работы автосамосвала в течение года и стоимость ма шино-часа. Каждый уровень характеризуется приоритетной функцией сис темы управления. На нижнем уровне приоритетной функцией является контроль объемов и сменное регулирование транспортной работы по факту выполнения;
на верхнем – планирование и контроль результатов работы персонала и машины на основе эталонов.
Таблица Уровни управления автотранспортной системой Характеристика Область Кол-во часов про- Относит. себестои Функция системы управления функционирования дукт. работы в год мость 1этал. маш.-ч Планирование и кон Самостоятельно выбирает Эталонная — теорети- троль результатов ра цели, критерии, параметры, чески возможная исходя боты персонала и ма- 5000-6500 1,0-1, изменяет структуру и функ из базы знаний шины на основе техно цию логического минимума Планирование и кон Накопление опыта выража троль результатов ра ется в изменении структуры Стандартная — наи боты персонала и ма- 3500-5000 1,2-1, и функций системы и ее лучшая из существующих шины на основе стан элементов дартов Обладает способностью са- Планирование и кон мостоятельно искать крите- Нормальная — наилуч- троль результатов ра 2000-3500 1,3-2, рии производительности и шая внутри системы боты персонала и ма качества шины на основе норм Контроль объемов и Накопленный опыт исполь- сменное регулирова Авральная — регуляр зуется при необходимости ние выполненной ра ные сбои в работе чело- 1200-2500 1,8-3, изменения параметров сис- боты транспорта, вы века и машины темы хода автомобилей на линию Катастрофическая — Контроль объемов и Накопленный опыт являет устойчивое снижение сменное регулирова ся недостаточным для са эффективности функцио- ние транспортной ра- 500-1500 2,0-6, мостоятельного изменения нирования человека и боты по факту выпол параметров системы машины нения Для перевода автотранспортной системы из существующего состояния в требуемое необходимо изменять состояние элементов. В качестве целе вой функции оптимизации принимается общая сумма всех затрат на преоб разование параметров элементов. Преобразование элементов направлено на получение дополнительного количества продуктивных машино-часов ( Ti ) от количественных ( Ti кол. ) и качественных ( Ti кач. ) факторов при совер шенствовании i-го элемента АТС. При этом последовательность преобра зования элементов выбирается исходя из минимальной удельной стоимо сти продуктивного машино-часа ( Сi ). С учетом этого задача программиро вания получит выражение:
n Ti C i min;
i n n n Ti Ti кол. Ti кач. ;
(1) i 1 i 1 i minC i i 1,2,3,4,5. Для обновления парка автосамосвалов используются зависимости сни жения сменной производительности машины от её пробега с начала эксплуатации ( P j ), табличные данные для которых заимствованы у В.П.
Смирнова. Снижение сменной производительности машин с электромеханической ( П эл. ) и гидромеханической ( П гм. ) трансмиссией описывается функциями вида:
(11,385Pj 2874,75) 104 (2) П j гм. ;
P 750,502 Pj j Pj Pj 1;
240 Р j 40.
(3) (1942,43 4,119 Pj ) П j эл. ;
Pj2 527,467 Pj 204701, 370 Pj 40;
Pj Pj 1.
Следовательно, выражение прироста продуктивных машино-часов от обновления парка машин примет вид:
Пj Т о.п. Т ф ( 1). (4) П j При повышении уровня механизации ремонтных работ расчет продук тивного времени ( T у. р. ) осуществляется по формуле:
T у. м. Tукол.. T укач.. ;
.м.р 142,32 142,86e 0,0619 m кол. тв. ф T (Т T ) К и. маш.ч ( ) 1;
у. м.
(5) 0, 05 m ф 147,1195 123,8e T укач.. T ( ) 1;
.м m 10.
Значения уровня механизации m рассчитываются в процентах как отно шение времени работы со средством механизации ко всему времени работы.
В основу расчета значений уровня использования труда персонала и ка чества ремонтов положены данные ЦБНТИ Минавтотранса. Квалификация персонала оценивается по показателям: наработка автомобиля на отказ и вре мя восстановления работоспособности либо количество заявок на ремонт, фактическое ( N зф. р. ) и нормативное ( N зн. р. ), и, соответственно, среднемесячный пробег автомобиля ( Lф. мес., Lн. мес. ). Задача расчета прироста продуктивного ср ср времени работы автосамосвалов до технически возможного уровня (Т т.в. ) от перевода персонала на более высокий уровень квалификации ( Tкв. ) примет вид – формула 6.
Аналогично проводятся расчеты по ремонтному персоналу.
Все многообразие состояний элементов можно свести к минимально му количеству категорий (групп), которые рекомендуется выделять на практике.
Tкв. Tкв.. Tкв.. ;
кач кол N зф. р. Tкв.. T ф н 1,0 ;
кач N з. р. ф н N з. р. N з. р. ;
н Lср. мес.
1;
T К и. маш.ч ф кол. т.в. ф Tкв. T L (6) ср. мес.
Т т.в. Т ф ;
Lн. мес. Lф. мес. ;
ср ср T т.в. Т к.ф. К и ;
ф V К и т. п. н V т. п. Каждый элемент характеризуется соответствующим параметром – критерием, количественное значение которого позволяет отнести его к од ной из трех категорий (табл. 4, рис. 11).
Таблица Категории элементов АТС Элементы Персонал (водитель, Ремонтная Автосамо Дорога ремонтный рабочий) зона свал Категория Время между Время, за- Удельное Уровень аварийными трачивае- сопротивле- Пробег до механи ремонтами, мое на ре- ние движе- списания, % зации, % этал. маш.-ч монт, маш.-ч нию, ‰ Высокая 75-150 9-12 20 70 60- Средняя 38-75 18-24 20-40 15-35 65- Низкая 38 36-48 40 15 Основными факторами эффективности, определяющими уровень ис пользования автотранспорта, являются: по персоналу – видение и понима ние возможностей системы, а также – мотивация и квалификация, по авто самосвалу – техническое состояние, по автодороге – качество покрытия и трассирования, по ремонтной зоне – уровень механизации.
Перевод персонала целесообразно осуществлять по алгоритму, пред ставленному на рисунке 12, который включает три основных блока:
I – аттестация и распределение персонала по категориям квалифика ции, по фактическим значениям наработки на отказ (tн.о.) и времени восста новления работоспособности машины (tв.р.);
II – оценка интереса работника и повышение мотивированности персо нала. Важным фактором является формирование системы оплаты труда по критерию продуктивного времени, измеряемого в эталонных машино часах. Это позволяет повысить производительность труда на 15-25%;
III – обучение и закрепление навыков.
а) Краснооктябрьское бокситовое управление (2001 г.) Время между аварийными ремонтами, маш.-ч Время аварийного ремонта, маш.-ч 35 1,17 раз 20 20, 2,1 раза 1,37 раз 3,3 раза 1,17 раз 25 16, 15 19, 15,7 22, 1,7 раза 10 5 низкий высокий средний Уровень квалификации водителя 0 - ср. время аварийного ремонта высокий средний низкий - ср. время аварийного ремонта с учетом категории тех. сост.
Уровень квалификации водителя ср. время между аварийными ремонтами по - ср. время аварийного ремонта по группам экипажей – 20,3 маш.-ч водителям всего парка а/с — 20 маш.-ч б) ОАО «Комбинат Магнезит» (1999 г.) Среднемесячный пробег Количество заявок автосамосвала, тыс. км/мес.
на ремонт, ед.
7 6, 2,7 4, 2,2 4, 1, Низкий Высокий низкий высокий Средний средний Уровень квалификации водителя Уровень квалификации водителя Рис. 11. Влияние квалификации водителя на показатели работы АТС Расчеты показали, что повышение квалификации водителя при пере воде его из низкой категории в среднюю и высокую позволяет дополни тельно получить 1000-1100 этал. маш.-ч для продуктивной работы, уровня механизации ремонтных работ с 15-20 до 35% позволяет на 30-35% повы сить качество ремонтов и на 33-37% – производительность труда, тем са мым получить еще 1100-1200 этал. маш.-ч, а улучшение технического со стояния автопарка посредством обновления машин на 50% при их пробеге до списания 90% от нормативного – около 1500 этал. маш.-ч продуктивно го времени на 1 самосвал в год.
I Определение параметров и критериев оценки персонала по категориям: вы сокая, средняя, низкая Проведение аттестации Распределение персонала по категориям Да Текущий Квалификация достаточна?
контроль tн.о., tв.р.
уровня ква лификации Нет II Оценка мотивированности в повышении квалификации Да Нет Противодействие?
Мотив достаточен?
Нет Да Мотивация Обучение III Да Квалификация достаточна?
Тнорм.
ф.
Тв.р., в.р.
Нет Перевод работника в другую категорию (понижение квали фикации), на другую должность или вывод из процесса Рис. 12. Алгоритм работы с персоналом Окончательное решение по выбору элементов преобразования целесо образно осуществлять на основании оценки удельной стоимости эталонно го машино-часа. Исследования показали, что рациональная последователь ность совершенствования элементов – от наиболее эффективного к менее эффективному – отличается по стоимости от нерациональной последова тельности до двух раз (табл. 5).
Таблица Возможности совершенствования АТС Резерв повышения эффективности Стоимость элемента, эталонные маш.-часы 1 маш.-ч, долл.
ОАО «Комбинат ОАО «Кузбассраз Факторы ОАО ОАО «Куз Магнезит» (а/с резуголь» (а/с грузо «Комбинат бассраз грузоподъемно- подъемностью Магнезит» резуголь» стью 30-42 т)* 120-130 т)** 1.Повышение уровня квалификации водителей 1000-1100 1000-1100 17-18 18- (со среднего до высоко го) 2. Повышение уровня квалификации ремонт 1000-1100 1000-1100 15-16 17- ного персонала (со среднего до высокого) 3. Повышение уровня 1100-1200 1100-1200 4-6 38- механизации с 10 до 35% 4. Обновление парка на 50% 1500-1600 200-300 77-81 960- Рациональная последовательность:
50-60 380- от наиболее эффективного к менее эффективному Нерациональная последовательность:
110-120 1050- от наиболее неэффективного к эффективному * - средний пробег автосамосвала 250 тыс. км;
** - среднестатистическое предприятие со средним пробегом автосамосвала 100 тыс. км.
Сущность управления заключается в последовательном изменении взаимодействия между элементами и связями АТС (рис.13).
Проведенная оценка значимости преобразований в АТС для снижения затрат по этим видам ресурсов позволяет принимать более эффективные управленческие решения: обновление автопарка, оптимизация расхода за пасных частей, материалов и др.
Выбор цели Оценка уровня эффективности, задаваемого горнодобывающим предприятием Р (себестоимость 1 т транспортирования, Э З 1 этал.маш.-ч) Выявление возможного уровня использования авто транспорта, труда водителей и ремонтных рабочих Тф., этал.маш.-ч (чел.-ч), Твозм., этал.маш.-ч (чел.-ч) Экономическое обос- Предельный Да нование необходимо- уровень достигнут?
сти приобретения ав- Твозм., этал.маш.-ч (чел.-ч) ? Тф., тосамосвала нового этал.маш.-ч.(чел.-ч) технического уровня Нет Расчет возможностей АТС Оценка резерва совершенствования элемен тов АТС: персонал, техсостояние автосамо свала, дорога, ремонтная база и т.д.(прирост Т этал. маш.-ч по каждому элементу) Расчет затрат (З) для перевода каждого эле мента из существующей категории в требуемую Расчет эффективности преобразования каждого элемента, долл./этал.маш.-ч, этал. маш.-ч./долл.
Выбор рациональной последовательности Принятие решения преобразования элементов – от наиболее эффективного к менее эффективному Нет Последовательность рациональна?
Оперативное управление Да Осуществление преобразования элементов Постановка на контроль достигнутого уровня результатов (себестоимость 1 этал. маш.-ч и количество часов продуктивной работы в году) Контроль Рис. 13. Алгоритм управления преобразованием элементов и связей АТС Последовательные преобразования в АТС дают возможность экономить такие виды ресурсов, как, например, топливо и шины (табл. 6). Доля затрат в структуре себестоимости по этим статьям достигает 40%.
Таблица Эффективность мероприятий по улучшению элементов АТС Экономия ресурсов, % Значимость Наименование мероприятий топливо шины 1. Качественное и в срок ДВС (1%) Р.Т. (1%) проведение ТО и ремонта:
15-17 н.д.
- двигателя Д.Ш. (1%) Р.Ш. (1%) 1-2 18- - шины (повышение дав- Д.Ш. (1%) Р.Т. (0,1-0,2%) ления с 80% до нормы) 2. Совершенствование Д.В.Д. (1%) Р.Т. (0,5–0,6%) качества покрытия (сокра 13-15 17- щение доли временных Д.В.Д. (1%) Р.Ш. (1,2-1,3%) дорог с 50 до 25%) (0) 3. Увеличение уклона ав- і (1%) Р.Т. (5%) тодороги при заданной -(15-20)* высоте подъема горной 24-26 і (1%) Р.Ш. (3-4%)* 30-35% массы (і возрастает с і (1%) Р.Ш. (6-7%) до 10%) К.и.г. (1%) Р.Т. (0,5%) -(30 4. Повышение коэффициента 35)** использования грузоподъем- 6-7 К.и.г. (1%) Р.Ш. (2,0%)** ности КИ.Г. (с 0,86 до 1) 4-5 К.и.г. (1%) Р.Ш. (0,3%) 5. Переход от скорости ав тосамосвала VА.С. при max 10-12 н. д. Vа.с. (1 км/ч) Р.Т. (2,0-2,5%) мощности к скорости при max КПД Условные обозначения:
, – повышение, понижение (абсолютное значение %);
– приводит;
Р.Т. (Ш.) – расход топлива (шин);
Д.Ш. – давление в шине;
Д.В.Д. – доля временных дорог;
"-" – перерасход;
* – отрицательный эффект, если протяженность наклонной трассы не изменяется (значения указаны без учета доли наклонного участка в общей длине трассы);
** – отрицательный эффект, если оценивать по пробегу шины (положительный эф фект, если оценивать по объему выполненной работы).
Проведенные исследования, разработанные положения и рекоменда ции, а также их апробация и реализация обеспечили развитие теории и ме тодов управления АТС (табл. 7, 8).
Таблица Развитие теории управления автотранспортной системой Концепция устойчивого грузопотока Концепция эффективного и устойчивого грузопотока Уровень рассмотрения Факторы и противоречия Следствие Сущность Обоснованность Доказательность Автотранспортная система Автотранспортная система ориентирована Определение потребности в Эффективное использование является самостоятельной на возрастающий удельный расход ресур- ресурсах для АТС базируется на ресурсов является основой Производительность логистической системой, Горнодобы- сов, а не на их снижение. В результате при обеспечении устойчивости пе- жизнеспособности ГДП. Чем труда и эффективность работающей в рамках ло вающее пред- стоимости потребляемых ресурсов в 1,2-15 ревозок, а не эффективности выше уровень эффективно- использования обору гистической цепи горного приятие (ГДП) раз меньших себестоимость транспортных ГДП. Эффективность ГДП явля- сти предприятия, тем выше дования в мире непре производства, параметры работ сопоставима либо превышает пока- ется лишь ограничением в по- жизнеспособность предпри- рывно растут которого являются гранич затели зарубежных ГДП лучении этих ресурсов ятия в рынке ными условиями для АТС Связь: продуктивное время Логистическим критерием Развитие – это условие обес с/с 1эт. маш. ч. с/с 1 т нахо- оценки эффективности печения конкурентоспособ Согласованная в под управления АТС является ности предприятия.
дится вне системы контроля. В Автотранспорт- Себестоимость транспортирования между системах АТС дешевле продуктивное время ра- Источником развития результате основная часть ре ная система предприятиями различается до 9 раз, в рассогласованной в 2- сурса идет не на продуктивную боты автосамосвалов, а являются резервы. Их (АТС) рамках одного предприятия – до 4 раз раз и производитель показателем эффективно- реализация должна обес работу, а на формирование нее в 3-12 раз сти – стоимость продук- печивать снижение себе запасов и на нерациональное тивного машино-часа стоимости по отношению к использование ресурсов стоимостиопределяется ре Ценность ресурсов Предпочтение в организации Эксплуатация и ремонт – процессов отдается эксплуата- равнозначные подсистемы зультатом, получаемым в В процессах эксплуа Коэффициент использования машино-часа ции, а ремонт является второ- в отношении эффективно- процессе эксплуатации по- тации и ремонта ис автосамосвала в эксплуатации изменяется Подсистемы степенным. На 1 эт.маш.-ч тре- сти использования маши- средством организации гру- пользуется одинако эксплуатации и от 0,4 до 0,75 и в среднем составляет 0,55 буется 0,2-0,5 маш.-ч. и 0,7-1,5 но-часа, но имеют разную зопотока. Эффективность же вый ресурс – труд и ремонта 0,65, а в ремонте изменяется от 0,1 до 0,5 и чел.-ч в ремонте. Фактические ценность по отношению к определяется и затратами, находится один тот же в среднем составляет от 0,2 до 0, затраты составляют 1-3 маш.-ч производимой услуге – которые формируются в объект – автосамосвал и 3-4 чел.-ч перевозке горной массы обоих процессах Факторы рассматриваются При снижении расце Баланс интересов собст попарно: квалификация – При высокой квалификации нок в 1,2-1,5 раза води венника, руководителя и В процессах различный уровень использо на всех уровнях предприятия тель может получать в оплата;
результат – оплата. персонала обеспечивается Субъект: води- вания труда. По водителю коэффициент обеспечивается баланс инте- 1,5-2 раза большую Водитель и ремонтный рабочий воздействием на взаимо тель, ремонт- использования труда в эксплуатации со ресов – увеличение фактиче- заработную плату, при не мотивированы на повышение обусловленные факторы по ный рабочий ставляет 0,60-0,70, в ремонте – 0,30-0,45, ски выполненной работы и этом не увеличивая реальной квалификации для по ремонтному рабочему – 0,20-0,35 персоналу: квалификация зарплаты календарный фонд обеспечения устойчиво высокой – результат – оплата рабочего времени производительности труда Конструктивно наработка на отказ 75-150 Процессы ТО и ремонта имеют Стандартизированные тех- Стандартизация процессов Продуктивное время Объект: авто- маш.-ч., фактически – 15-35 эт. маш.-ч. Время в различный уровень стандарти- нология и организации ТО и позволяет повысить надеж- использования машино самосвал ремонте – 9-11,5 маш.-ч, фактически – 20-35 зации и не соответствуют тре- ремонта автомобиля обес- ность планирования, а зна- часа в эксплуатации маш.-ч. Неподготовленный ремонт приводит к бованиям эффективного и печивают эффективное его чит и управляемость авто- изменяется от 300 до 2-3 кратному перепростою машин в ТО и Р безопасного труда использование транспортной системой 5000 эт. маш.-ч в год Таблица Результаты совершенствования организации работы карьерного автотранспорта Методы управления Предприятия Регулирование Расширение Снятие ведущих Программно-целевое ресурсных потоков узких звеньев ограничений управление 1 2 3 4 Механизация монтажно Диагностирование гид демонтажных работ по ромеханической пере Создание в ремонтной ремонту крупногабарит дачи (ГМП) на обкаточ структуре участка ТО и ных шин.
ном стенде после про- Формирование сис плановых ремонтов ав 1. Автотранспортный ведения их ремонтов. Увеличение производи- темы ТО и ТР авто тосамосвалов.
участок рудника г. Маг тельности участка по мон- самосвалов, обеспе Уменьшение продол нитной, Гайский и Уча- Увеличение удельной тажу-демонтажу крупнога- чившей увеличение в жительности простоев линский ГОКи, Башкир- производительности ав баритных шин в 4-5 раз. 2,2-2,4 раза работо автосамосвалов из-за ский медно-серный тосамосвалов на 60 способности транс некачественного ре- Уменьшение продолжи комбинат 70% и производитель- порта монта ГМП в 5-6 раз, тельности ремонтов шин в ности транспортных ра общего времени нахо- 2-2,5 раза, общего времени бочих на 75-85% ждения автомобиля в нахождения автомобиля в ремонте — на 5-7% ТР на 15-25% 2. Автотранспортный Создание системы оплаты Переход от закрепления Нормирование транс цех Сорского молиб- Формирование систе труда водителей, ремонт- автосамосвалов за кон портной работы по денового комбината;
мы грузопотоков, ных рабочих, учитываю- кретными экскаваторами средством более точно Гайский и Учалинский обеспечившей увели щей техническое состоя- на всю смену к непре го учета условий транс ГОКи, Башкирский чение удельной про ние автомобилей, явоч- рывному распределению портирования.
медно-серный комби- изводительности ав ную численность водите- автомобилей между Повышение произво нат, горно-металлурги- томобилей в 1,6-1, лей, условия транспорти- пунктами погрузки и раз дительности труда во ческий комбинат «Пе- раза рования. Повышение про- грузки. Повышение про дителей на 7-10% ченганикель» изводительности труда изводительности транс водителей на 15-25% портного цеха на 20-30% Продолжение таблицы 1 2 3 4 Формирование в струк- Формирование сис туре планово Обеспечение более ка- темы эффективного Нормирование расхода 3. Кедровская авто- экономического отдела чественного покрытия контроля расхода топлива посредством бо база Концерна «Куз- функции, обеспечи забойных дорог и участ- топлива.
лее точного учета условий бассразрезуголь» и вающей непрерывный ков с продолжительными Уменьшение удель транспортирования.
Тырныаузский учет, расчет и регули подъемами. ного расхода топли вольфрамомолибде- рование норм расхода Снижение удельного Снижение удельного рас- ва на транспортную новый комбинат топлива. Снижение расхода топлива на 3-5% хода топлива на 5-10% работу в 1,5-1, удельного расхода топ раза лива на 15-25% 4. Бачатская автобаза Создание оснащенного Формирование сис Трассирование, улуч Концерна «Кузбасс- Диагностирование и ре- средствами механиза темы эксплуатации шение качества разрезуголь», ЗАО гулирование давления в ции и необходимой тех крупногабаритных покрытия дорог.
«Черниговец», ПО крупногабаритных ши- нологией участка по шин. Увеличение их «Якутуголь», «Саха- нах. Увеличение ходимо- ремонту шин. Увеличе Увеличение ходимости ходимости в 1,6-2, линуголь», «Примор- сти шины на 20-25% ние ходимости шин в шины на 25-35% раза скуголь»;
СМК 1,3-1,5 раза Обосновано, что для обеспечения эффективного управления развитием АТС необходимо методы логистики применять в совокупности к каждому элементу АТС. При этом следует соблюдать принцип равнозначности подсис тем эксплуатации и ремонта автосамосвалов. Методы управления АТС вклю чают расчет уровня использования машино-часа и человеко-часа по подсис темам эксплуатации и ремонта и АТС в целом, а также методы преобразова ния элементов в системе: регулирование ресурсных потоков, как обеспечение соответствия объема и качества продукции потребностям элементов и систе ме;
расширение узкого звена, как совокупность организационно-технических решений для изменения отдельных элементов и связей между ними;
снятие ведущих ограничений, как функционально-структурное развитие основных элементов системы;
программно-целевое управление, как разработка и реали зация комплексных программ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертации на основании выполненных автором исследований осу ществлено решение научной проблемы – развитие теории и методов управле ния автотранспортной системой горнодобывающего предприятия, обеспечи вающих повышение эффективности ее функционирования, что имеет важное народнохозяйственное значение.
Основные научные выводы, методические положения и практические рекомендации заключаются в следующем:
1. Логистический подход к анализу функционирования АТС в границах ГДП позволил установить, что существующая теория управления автотранс портной системой базируется на концепции устойчивого грузопотока. Сущ ность концепции заключается в том, что устойчивость перевозочного процес са обеспечивается посредством формирования в каждом элементе системы избыточных по отношению к технологическому минимуму запасов. Её реали зация приводит на практике к нерациональному использованию ресурсов. Это подтверждается тем, что при сопоставимом техническом состоянии автосамо свалов отклонения от среднего значения показателя производительности тру да водителя достигают 3 раз в пределах одного предприятия.
2. Развитие теории управления АТС целесообразно осуществлять на ос нове концепции эффективного и устойчивого грузопотока. Сущность концеп ции заключается в том, что эффективность и устойчивость грузопотока обес печивается посредством систематического выявления и реализации внутри производственных резервов АТС до экономически целесообразного уровня в границах технологических возможностей автосамосвалов. Целесообразность определяется в зависимости от экономических условий деятельности и со стояния горнодобывающего предприятия.
3. Обосновано, что для оценки эффективности управления АТС целесо образно применять логистический критерий – продуктивное время, выражен ное в эталонных машино-часах работы автосамосвала, а для оценки эффек тивности функционирования системы – стоимость продуктивного машино часа. Продуктивное время рассчитывается как произведение годового кален дарного фонда времени машины на коэффициент использования машино-часа с учетом времени нахождения самосвала в подсистемах эксплуатации и ре монта. Стоимость продуктивного машино-часа представляет собой отношение расхода ресурсов на выполняемую транспортную работу в денежном выраже нии к количеству затраченных на неё продуктивных машино-часов.
4. Применение логистического критерия для оценки эффективности управления АТС позволило установить, что из 8760 часов календарного фонда рабочего времени на осуществление процесса перевозки затрачивается около 3000-4000 часов, из них собственно на перевозку – 2000-3000 часов, а 1000 2000 часов составляют потери, связанные с ожиданием погрузочно разгрузочных работ, временем загрузки и нерациональным режимом движе ния. Из оставшихся 4000-5000 часов на ремонт затрачивается 700-1500 часов, а остальные 3000-4000 часов — потери, обусловленные ожиданием ремонта, отсутствием запасных частей и необходимого инструмента, а также низкой квалификацией и недостаточной мотивацией персонала. Существующий уро вень использования карьерного технологического транспорта приводит к то му, что на один автосамосвал, занятый в технологическом процессе, горнодо бывающие предприятия вынуждены содержать в хозяйстве 1-2 автосамосвала дополнительно. При средней укомплектованности водительским составом 2,5 3,0 человека на машину, ремонтным персоналом — 1,0-1,5 предприятия вы нуждены дополнительно содержать 7-9 человек основного производственного персонала на каждую машину. Реальный уровень использования карьерных автосамосвалов на горнодобывающих предприятиях России в 2,2-2,9 раза ни же их технических возможностей.
5. Установлена зависимость стоимости продуктивного машино-часа от количества продуктивного времени работы машины в году: при увеличении уровня использования машины с 500-1500 до 5000-6500 эталонных машино часов значение относительного показателя себестоимости снижается с 6,0 до 1,0. Характер зависимости в границах технологических возможностей автоса мосвала – убывающая экспоненциальная функция. На основании установлен ной зависимости рекомендовано выделять пять возможных состояний АТС.
Каждому состоянию системы соответствуют предельные значения продук тивного времени работы автосамосвала в течение года и его стоимости. На нижнем уровне продуктивное время составляет 500-1500 машино-часов в год;
интервал между последующими уровнями составляет 1000-1500 эталонных машино-часов. Относительные значения себестоимости 1 эталонного маши но-часа составляют по уровням: 1,0-1,2;
1,2-1,4;
1,3-2,0;
1,8-3,0;
2,0-6,0.
6. С позиций логистического подхода определено, что основными элементами АТС, влияющими на эффективность её функционирования, яв ляются автосамосвал, дорога, ремонтная зона, водитель и ремонтный рабо чий, которые формируют две подсистемы – подсистему эксплуатации и подсистему ремонта автосамосвалов. Улучшение технического состояния автопарка посредством его обновления на 50%, при пробеге автосамосва лов до списания 90% от нормативного, позволяет дополнительно получить около 1500 эталонных машино-часов;
повышение уровня механизации ре монтных работ с 15-20 до 35% – 1100-1200 эталонных машино-часов, а по вышение реальной квалификации персонала – еще 1100-1200 эталонных машино-часов продуктивного времени на самосвал в год. Окончательное решение по выбору направления преобразования элементов осуществляет ся на основе принципа равнозначности подсистем эксплуатации и ремонта и с использованием оценки удельной стоимости эталонного машино-часа.
Рациональная последовательность совершенствования элементов – от наи более эффективного к менее эффективному – отличается по стоимости от нерациональной последовательности до двух раз.
7. Сущность управления АТС заключается в целенаправленном воздей ствии на её элементы и связи для приведения параметров системы к требуе мым значениям стоимости и количества продуктивных машино-часов. Воз действие необходимо осуществлять с применением методов логистики – ре сурсного регулирования, расширения (сужения) лимитирующего звена, сня тия ведущего ограничения, программно-целевого управления. Ресурсное ре гулирование осуществляется изменением алгоритмов действий персонала, расширение (сужение) лимитирующих звеньев – изменением параметров эле ментов, снятие ведущих ограничений – структурно-функциональным развити ем элементов и связей между ними, программно-целевое управление – изме нением системы целей АТС.
8. Наиболее простыми в применении являются методы регулирования ресурсных потоков и расширения узкого звена. Использование первого из них обеспечило уменьшение продолжительности простоев самосвалов в 5-6 раз и общего времени в ремонте – на 5-7%. Применение метода расширения узких звеньев – механизация монтажно-демонтажных работ по ремонту крупногаба ритных шин – позволило увеличить производительность участка в 4-5 раз, уменьшить продолжительность ремонтов в 2,0-2,5 раза. Продуктивное время работы автосамосвалов было увеличено на 10-12%.
9. Метод снятия ведущего ограничения и метод программно-целевого управления более трудоемки, но позволяют переводить систему с уровня на уровень. Структурно-функциональное развитие ремонтной зоны авто транспортного участка ОАО «ММК» было достигнуто созданием участка для проведения плановых технических обслуживаний и предупредитель ных ремонтов автосамосвалов на стационарных постах. Ремонтным персо налом была освоена новая технология выполнения обслуживания и ремон та автосамосвалов, а специалистами и руководителями участка – планиро вания и контроля этих операций. Продуктивное время было при этом уве личено на 65-70%. Использование этих методов позволило сформировать систему технического обслуживания и текущего ремонта, грузопотоков, эффективного контроля расхода топлива и др., обеспечило повышение эф фективности использования ресурсов в 1,5-2,5 раза. Применение совокуп ности логистических методов к оценке возможностей горнотранспортного цеха Краснооктябрьского бокситового рудоуправления позволило устано вить наличие 2-кратных резервов, разработать и реализовать организаци онно-технические решения по вовлечению этих резервов в производство и получить существенный экономический эффект.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:
Монографии 1. Довженок А.С. Совершенствование управления автотранспортными сис темами карьеров. – Екатеринбург: УрО РАН, 2001. – 93 с.
2. Довженок А.С., Корнилов С.Н. Как повысить производительное время работы карьерных автосамосвалов. – Екатеринбург: УрО РАН, 2001. – с.
Статьи 3. Галкин В.А., Довженок А.С. Оценка энергорассеяния при автомобильном транспорте горных пород //Участие молодых ученых и специалистов в рекон струкции и модернизации предприятий, во внедрении новой техники и техно логии: Тез. докл. науч.-техн. конф. – Челябинск, 1986. – С. 75.
4. Галкин В.А., Довженок А.С., Сидоренко В.Н. Энергозатраты на транспор тирование пород карьерными автосамосвалами //Известия вузов. Горный журнал. – 1987. – № 7. – С. 62-65.
5. Галкин В.А., Довженок А.С., Макаров А.М., Прокопенко С.А. Согласова ние систем предприятия по критерию конкурентоспособности углепродукта //Проблемы адаптации предприятий: Тр. НИИОГР. Вып. 4. – Екатеринбург:
УрО РАН, 1999. – С. 22-27.
6. Галкина Н.В., Довженок А.С. Примеры адаптации угледобывающих пред приятий в условиях рыночных отношений //Научные сообщения НТЦ НИИОГР. Вып. 2. – Челябинск, 2000. – С. 142-145.
7. Довженок А.С. Влияние режимов эксплуатации на техническое состояние автосамосвалов //Совершенствование технологических процессов добычи уг ля открытым способом: Сб. науч. тр. / УкрНИИпроект. – Киев, 1989. – С. 4-6.
8. Довженок А.С. Возможности повышения эффективности карьерного транспорта // Сборник научных трудов ИГД им. Д.А. Кунаева. Т. 64. Научно техническое обеспечение горного производства. – Алматы, 2002. – С.96-97.
9. Довженок А.С. К вопросу управления ремонтными потоками на карьерном автотранспорте //Молодые ученые — КАТЭКу: Тез. докл. — Красноярск, 1988. – С. 59.
10. Довженок А.С. Концепция управления автотранспортной системой как элементом логистической цепи горного производства: Препринт №21/ НТЦ-НИИОГР. – Челябинск, 2002. – 17с.
11. Довженок А.С. Моделирование режимов эксплуатации карьерного авто транспорта // Сборник научных трудов ИГД им. Д.А. Кунаева. Т. 64. Научно техническое обеспечение горного производства. – Алматы, 2002. – С.98-102.
12. Довженок А.С. Оценка эффективности работы карьерного автотранспорта //Качество, надежность, эффективная эксплуатация горнотранспортного обо рудования: современное состояние и перспектива: Тр. науч.-практ. конф.
/ОАО «Уралмаш»;
НТЦ-НИИОГР. – Екатеринбург, 2000. – С. 50-51.
13. Довженок А.С. Подходы к оценке использования карьерного автотранс порта // В поисках новых возможностей развития предприятия: Сб. статей. – Челябинск-Лисаковск, 2002. – С. 122-125.
14. Довженок А.С. Уровни управления автотранспортной системой // Пробле мы открытой разработки месторождений полезных ископаемых: Тез. докл.
международной науч.- практ. конф. – Екатеринбург, 2002. – С. 115-117.
15. Довженок А.С. Экологические аспекты формирования карьерных автодо рог // Инженерная защита окружающей среды в транспортно-дорожном ком плексе: Сб. научн. тр. / УФ МАДИ. – М., 2002. – С.74-77.
16. Довженок А.С., Васечкин М.А. Показатели и критерии эффективности ра боты технологического автотранспорта // В поисках новых возможностей развития предприятия: Сб. статей. – Челябинск-Лисаковск, 2002. – С. 98-101.
17. Довженок А.С., Гурьянов Ю. А. К вопросу о рациональном использовании ресурса сверхкрупногабаритных шин //Известия Уральской горно геологической академии. Сер. Горное дело. – 1998. – Вып. 7. – С. 204-206.
18. Довженок А.С., Макаров А.М. Пробег автосамосвалов с начала эксплуа тации и их производительность //Промышленный транспорт. – 1987. – № 7.
– С. 14.
19. Довженок А.С., Андреева Л.И., Воротько Т.В. Изменение схемы передачи информации — шаг к эффективности ремонтных зон //Вестник диссертаци онного совета НИИОГР. Вып. 1. – Челябинск: Рекпол, 1997. – С. 29-31.
20. Довженок А.С., Корнилов С.Н., Тихомолов В.В., Франюк Р.А. Этапы раз вития и перспективы повышения эффективности автоперевозок на карьере «Малый Куйбас» //Научные сообщения НТЦ-НИИОГР. Вып. 2. – Челябинск, 2000. – С. 80-86.
21. Довженок А.С., Ковалев М.Н., Бесков И.В., Бирюков В.Г. Огранизация эффективного и безопасного ремонтного производства на «Комбинате Магне зит» // Инженерная защита окружающей среды в транспортно-дорожном ком плексе: Сб. научн. тр. / УФ МАДИ. – М., 2002. – С.77-79.
22. Довженок А.С., Нечаева Н.А., Томилов М.Д., Аракелов Э.Р. Устройства для нагрева при техническом обслуживании и ремонте горнотранспортного оборудования //Вестник диссертационного совета НИИОГР. Вып. 1. – Челя бинск: Рекпол, 1997. – С. 31-33.
23. Довженок А.С., Галиев С.Ж., Баженов М.В., Ахмедов Д.Ш., Джаксыбаев А.Х. О планировании работы автотранспорта в рамках комплексной оптими зации горнотранспортных систем карьеров //Комплексное использование ми нерального сырья: Тр. ИПКОН. – 1997. – № 1. – С. 12-16.
24. Макаров А.М., Довженок А.С. Планирование затрат труда на механизацию процессов ремонта карьерных автосамосвалов //Совершенствование техноло гических процессов добычи угля открытым способом: Сб. науч. тр. / УкрНИ Ипроект. – Киев, 1989. – С. 10-14.
25. Макаров А.М., Довженок А.С. Совершенствование структуры трудовых ресурсов на карьерном автотранспорте //Повышение надежности и качества технологических процессов в угольной промышленности: Тез. докл. Всесоюз.
науч.-практ. конф. – М., 1987. – С. 126-128.
26. Обросов С.Я., Смоляков В.И., Довженок А.С. Как повысить эффектив ность ремонтных служб АО «Кузбассразрезуголь» // Проблемы реструктури зации угледобывающих предприятий: Тр. НИИОГРа. Вып.2. – Челябинск:
Рекпол, 1997. – С.70-72.
27. Усенко В.И., Васечкин М.А., Довженок А.С. Использование возможностей карьерного автотранспорта в КБРУ // Сборник научных трудов ИГД им. Д.А.
Кунаева. Т. 64. Научно-техническое обеспечение горного производства. – Ал маты, 2002. – С.103-108.
28. Усенко В.И., Васечкин М.А., Макаров А.М., Довженок А.С. и др. Оценка эффективности работы технологического автотранспорта КБРУ: Препринт №20 / НТЦ-НИИОГР. – Челябинск, 2001. – 25 с.
29. Шкляев А.Н., Евдокимов С.Л., Довженок А.С., Кравчук И.Л. Некоторые аспекты повышения эффективности АО «Междуречье» // Проблемы реструк туризации угледобывающих предприятий: Тр. НИИОГР. Вып.2. – Челябинск:
Рекпол, 1997. – С.49-50.
30. Galiev S.Zh., Ahmedov D.Sh, Dzhaksibaev A.H., Dovzhenok A.S. Choice of Optimums modes of operations of Open-Pit’s Excavator-Automobile complexes via computer //Proceedings of the 2nd Regional Symposium on the computers and operator research in the mineral Industries. 24-28 August 1997. Moscow, 1997.
P. 38-40.