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协同运用高新科技 优化矿山生产管理(一)

2020-07-16 15:08140[db:作者]

  过去10年中,企业经营方式的演变一直在吸引着工业化国家的注意力各种新技术与经营手段从根本上改变了制造业与服务业的业务经营方式各种新技术新信息源和新经营手段使得各个行业可以重新设计自己的经营过程,从而尽管在竞争不断加剧的条件下,各个企业仍能加收益,灵活经营,紧扣各自的战略目标。矿山企业也应当能够运用这类的技术和手段来获取同样的效益这点对于企业面对当前产品价格不利的现实而能够保持竞争力是至关重要的单凭急忙确定一种易于实施的技术是保不住矿业的生存的,只有那些经过艰苦复杂的根本性经营方式变革的矿山公司方能持续存在下矿业历来都是紧跟技术变革步伐的,而最近这次的革命性变革才刚刚开始发生本文要来探讨各种有关新技术经营手段和信息源以及如何运用这些高新科技来为经营手段优化生产系统管理灵活性矿山企业提供从前不可行的优化机遇其他行业取得成功的关键在于:不能单凭某一单项新技术管理手段或信息源来达到重大改进,而是要靠这三者相结合的协同作甩新思维与从前尚不具备的技术能力和知识的协同作用对于未来矿业的生存是极其重要的。

  本文旨在促进强矿业界对这三项手段(工艺技术经营手段信息源)以及它们所提供的优化机遇的认识=所举示例大部分都是与露天开采有关的不过这些观点同样可适用于地下开采文中首先列述了露天开采新技术的示例接着叙述了各种新信息源以及这些新信息可提供的优化机遇最后叙述了各种新经营手段,如数据处理分析与管理手段列举了简单示例说明这些经营手段可提供的种种优化机遇,以充实所阐述的内容1新技术当今在市场上可以购得的最突出的露天开采革新技术便是GPS(全球定位系统)和通信系统产品。这种技术的主要特点是:在一台设备上装有传感器和通信媒体,再由软件将所获得的数据转换成信息这些信息可实时地反馈给设备司机或者储存起来供以后分柝传感器从设备的不同位置收集信息这些信息可能是关于机械状况和操作参数方面的,也可能是关于设备或司机作业效率方面的。通信网络可以从无线局域网(LAN)联通到有关人员,由他将信息直接下载到一个接入端,然后输入给矿山的局域网存储数据的计算机可实时地向司机提供反馈,从而可根据需要来调整设备操作状况达到最佳参数)软件还可以处理来自传感器的其他数据并且提供有关生产和维修的各个方面的有用信息=有几个关于这项技术的示例分类列举于下:一一生产管理与设备监控(GPS加计算机);一一自动化生产监控与管理(GPS计算机加算法)应当指出,这项技术仅是显示协同运用的能力的一个例子。这里面,GPS接收机微机和传感器这种形式的硬技术与信息形式的软技术合为一个整体,它的能力要大于其各个组成部分的能力之和。但是,正像本文后面各节所述,这种协同运用还是不完整的由于没有把经营手段结合到技术与信息的利用之中,所以有许多的矿山优化机会都给失掉了。

  1.1设备监控早在20世纪90年代初期,麦吉尔公司(McGill)的研究人员全都在GPS定位与操作监控技术的基础上开发出类似的系统与钻机监控技术一样,这种系统是根据作业区的地质条件与几何形状向电铲司机提供一份设备位置平面图电铲上的各个传感器提供机械状况与生产作业的数据。例如,根据铲斗的运动和测量数据,机载计算机便可推断出从爆堆中铲出并装入汽车内的物料量及其地质特丨性然后,计算机根据己爆破台阶新形成的最大可能形状修正测量数据GPS定位信息和固定的几何位置还能帮助电铲司机修整成比较平整的工作台阶。这类系统也可用于推土机采用这种系统的好处可有以下几点:一一减少重新确定铲掘作业区形状的测量工作量;一一提高工作台阶的平整度;一一加司机责任心;一一减少鉴定失误的矿岩量。

  1.3自动化生产监控与管理如今有两家可以供应调度系统的大公司,分别是温科国际采矿系统有限公司司。这种调度系统均由硬件和软件两部分组成硬件包括:无线电通信设备、定位传感器(GPS或信标)和控制终端(计算机)软件包括:历史档案数据库、处理报告生成器生产效率监控及优化算法。可以采用一种算法将汽车调度至装载站,目的是可按数种方案进行优化最常用的方案是按汽车效率。假定条件是:如汽车利用率优化,则矿山产量便得到优化可以加坡度或产量上的约束条件,以强系统的功能调度系统需要一定的看管操装有CAES系统的装载机司机室内部结构〔34〕作,使算法能得到适时修正的装载站位置和道路布置,以优化计算有些矿山选用了调度系统只是单单为了生产监控在这种情况下,除非工长另有指令而外,汽车便被“锁定”在各自的装载站。

  这就免除了看管自动化调度系统各个变量的必要性,而只需注意通过采用优化算法管理汽车运作而获得的效益采用这项技术有下列好处:一一提高汽车运输效率采用自动化调度时);一一改善生产监测(载重计量)2新信息源如今,各个矿山可以利用的信息多于以往任何时候:网络技术创造了一种信息共享的环境,在这样的环境之下,随时可以方便地获得最新数据网络己经取代了比较昂贵的主机系统,况且计算机所需计算动力在矿山预算中仍然是一个大项目信息费用主要用于信息收集、保持数据完整性,以及硬件(服务器工作范围与带宽)信息种类包括:维修、库存生产、地质、工程技术预算以及成本。

  利用量大的信息的一个最好例子就是维修信息=维修信息可以包括设备档案或机况。这些都是由设备上的机械状况传感器获得的。这些传感器原来是用于帮助设备供应公司保证设备能够保持设备合同所规定的技术性能这样可避免发生要付出很大费用的诉讼或争执后来,企业主与设备厂家共同认定这项信息还可用于优化设备维修工作通过采取机况维护、预测性维修与预防性维修等措施,可以将机械状况与设备档案信息用于优化维修工作。只有在分析了十分准确的设备操作与维修档案数据的条件下才能进行预测性维修,因此必须掌握与储存大量的相关数据然后运用算法来预测进行设备维修的最佳时间机况监控也是如此,因为这是根据新的信息和(或)变化的信息设计的一组用以不断再优化维修过程的程序。虽然这种方法是有程序的,但是不符合算法预防性维修也需要详细可靠的信息,因为设备的作业时数必须跟踪记录,以便确定车辆何时需要进行保养。这项信息可以很容易地从大多数调度系统以及其他与生产有关的数据来源获得。

  生产数据可以包括物料运搬系统或选矿厂的生产操作参数。近10年,选矿厂进行了大量监测磨矿过程中获得的信息在选矿厂内得到充分利用,但却很少用于优化矿山生产〔7.像钻机监控或者汽车调度系统这类新型生产监控技术可用于监督操作人员,其效果甚至要胜过一位十分精细的监督员。

  工程技术与地质数据使得可以采用计算机辅助设计(CAD)手段。这类数据与费用数据配合一起使用便能够对矿山可能实施的扩建或开段工程做出投资评估这些新信息源的优点是:一一降低数据收集与传送费用(与书面通信相比较);一一提高数据表述、数据一致性以及数据分析的质量;一一便于信息共享与沟通;3数据处理分析与管理的新手段过去10年中,实业工程与软件技术都有了很大发展生产优化、系统分析、重组设计、库存控制、企业管理以及经营手段各个方面的进步使制造业与服务业在生产成本和服务质量上都得到了显著改善。这一优化算法得出的调配方案是:总共34台汽车中有12台不再使用,而且还完成了当日矿石与废石运输量的目标值该系统证明:赢利加30万美兀/d这个系统尚存在某些缺陷,为了便于今后使用,应当加以改进这些缺点是:一一未包含长期计划的相关内容。

  这个实例分析说明了提高对现代计算能力的认识的重要性如今有了现在这种电子数据表软件便能够利用像线性规划这类成熟的工程技术手段,而在过去,由于计算能力不够,这点是办不到的。现今是采用实时数据来确定最佳汽车调配方案,矿山汽车调度系统的这些限制因素可能早己被克服了。

  运用这类优化手段的一大阻碍便是应变性管理问题短期计划员可能都不熟悉优化技术(电子数据表算法),而且劳动力使用量的变动也需要认真处理各种劳资关系问题3.2应变性管理各种可行的自动化调度手段得不到充分利用的现象在露天开采作业中是普遍存在的。近来与调度技术界专家们共同进行的一项秘密调研表明:大多数调度系统都未充分发挥潜力示出了3类用户的调度系统利用情况(注:没有采用调度系统的矿山企业均未计入):于这个百分比的调度系统用户是将该系统既用于调度又用于监控,而且还利用这项技术开发了适合各自企业的其他特定用途这类应当列为调度系统的高利用率用户。):属于这个百分比的调度系统用户是将该系统既用于自动化调度也用于监控这类应当列为调度系统的良好用户。

  度系统用户只将该系统用于监控(统计载重量)这类应当列为调度系统的不良用户。

  调度系统利用情况示意图0典。利丨f!f中艿利州中低利坩牛技术利用率与管理方式的关系所有的矿山用户都具有将这种系统既用于调度又用于监控的能力而这种系统所提供的信息的利用程度是不同的,虽然示出了一个重要倾向:这项技术利用不充分。有一组更值得注意的统计数字表明:管理层的态度与素养会影响一项技术的利用程度这点是与其他行业进行的调研结果一致的。

  示出了专家们主观地给各实业用户的管理水平排队的状况管理方式优良的全部矿山(占20%,有3个矿山)均高度利用了这项技米管理方式属中等水平的矿山共计7个)中,有43%达到调度系统技术的高利用率,其余矿山属于中等利用率。此图的关键之处是要指出被列为管理水平差的大多数矿山都只利用了很小一部分自己的技术能力(80%属于低利用率)管理方式不良的企业没有一个能够充分地利用各自的技米紧跟新技术发展步伐的其他行业己经提出了数种应变性管理(changemanagement)的原则与方法,以有助于在各自的企业中吸收与利用新技米在对于各种变革尤其是技术变革的反应灵敏程度(灵活性)方面,相对来说,矿业是落在了后面11.其他产业己经把企业管理的应变灵活性确认为一种战略优势,然而矿业在加大自己的管理灵活性方面却做得太少。许多管理咨询公司都在提供企业专长手段的培训服务不过各矿山企业也许有能力对于这类手段进行自我教育。矿山企业的领导者们只需对其中某些方法加以简单的研究,无需高薪聘请顾问,就能有助于促进企业管理素质的改变。现将几种常用的应变性管理原则列述于下:法采取四大步骤,通过监督员工所完成的工作并且向员工提供反馈来改变员工的行为。

  第一步是确定企业需要改进的问题第二步是制定工作质量的衡量标准并且按照第一步中确定的问题来监控这些变量这一步里包括根据第一步规定的目标制定出新的灵活报酬制度。第三步是明确员工的作业活动,即要求他们做什么第四步是按照员工的工作效果向他们提供持续的、可理解的快速反馈,以使他们可以改变自己的行为作方法能提供一种激励手段,它在情感和业务方面都能给员工以力量这项原则有助于达成一种共识,即:所要做的工作是有价值的;员工们要共同管理去实现工作目标;员工们相互支持是很重要的有许多关于这种管理原理的书籍都是寓言性的,但是大部分都提出了一个相同宗旨,即:在工作场所要互相鼓励互相尊重算机与信息系统部门,这条原则早己广为采纳。它强调的是采用培训方法这种方法的关键问题在于它强调培训用户如何将先进技术应用到各自的日常工作之中。举例来说,如果能证明值日计划员通过采用以优化技术为基础的电子数据表改进他们做出的操作决定,则就会使这项技术更容易被接受设备供应公司往往只是介绍某项技术的特点,而不向具体操作人员说明如何使用这种技术弗洛里斯(M.A.Flores)〔143还强调指出专门为用户善意编写的技术资料的重要性这类资料用户很容易得到的。

  这项原则己在某些矿山应用中取得成功,包括加拿大塞林矿业公司(LesMinesSelines)和加拿大铁矿公司(IronOreCo.of Canada)〔15〕。这种方法有五大步骤第一步是确定影响工作效率的种种障碍,可能包括浪费性的工作方式和不良的公司素质因素第二步是免除过多的计划变动。第三步是制造危机或者有高度激励性的变革动机第四步是开展经过大力宣传的易实施的小型改进项目。第五步即最后一步是稳步扩大初步成果并且保持企业组织不断变革,以臻完善第五原则(Thefifthdiscipline)。6〕:此种管理方法提出要运用五项原则来提高企业组织的学习能力(从而提高管理灵活性)第一原则是人员干练,即每个员工都应达到一定的技能与专长水平。第二原则是智能出色,这条也与人员水平有关,即要求每个员工对自己提出的设想与结论进行质疑第三原则是团队合作,这里提出工作任务、生产作业或公司所要达到的目标的构想=第四原则是革新性协同行动应当制定计划并且付诸实施第五原则也是最重要的一项原则是系统的思考,即每个员工都应当努力了解各系统项目的调查研究中公司或流程的交互作用。

  实施成功因素〔1719〕。最主要的实施成功因素包括:一一高级管理层的承诺与保证;一一员工对新技术或管理变革的拥护;一一切合实际的期望;一一己被授权并具有合作精神的职工;一一加与扩大生产的战略意义;一一清楚的共享构想与目标;一一健全的管理程序;一一适当的全过程群众参与;横采纵扩采矿工艺的研究与应用中国鞍钢集团公司矿业设计院张加航迟淑萍采用陡帮分条带的开采工艺进行纵向扩帮,从而降低生产剥采比,增加两级矿石储量,提高生产能力,有利于矿石质量中和。该方法主要适用汽铁联合或汽车胶带联合的开拓运输方式的矿山及长大型露天矿山,同时也适用于由小境界向大境界进行扩帮过渡的矿山。

  通过鞍矿生产实践证明,横采纵扩采矿工艺在技术上是可行的,并取得了较好的经济效益。

  0引言鞍矿公司(包括鞍山矿业公司、弓长岭矿业公司、齐大山铁矿)拥有五大露天矿山和一个地下矿山,是全国最大的钢铁原料生产基地进入20世纪90年代以来,相继有齐大山铁矿、弓长岭独木露天矿等进行扩建工程改造,大孤山铁矿、眼前山铁矿等也己向期扩帮过渡目前五大露天矿山均己进入深凹露天开采阶段,随着采场逐渐延深,鞍矿近几年生产剥采比出现高峰期,造成原矿生产剥采比陡帮分条带开采经济效益生产成本较高,原矿成本高于矿石售价,矿山生产步入困境。

  降成本、效益、适应市场需求,是鞍矿公司面临的紧迫课题造成矿石成本较高的因素较多,其中生产剥采比较大是主要原因之一。为最大限度地降低及均衡生产剥采比,就必须从采矿工艺入手加以解决。采矿工艺的选取应该随采场及开拓运输方式的变化而变化对于原有的采矿工艺不适应当前生产情况的矿山而言,应该进行调整,选择适宜的采矿工艺是必要的就鞍矿公司五大一一充足的预算;一一所需资源的确切报告;一一妥善的计划;一一小型项目的期限上面列述了各种因素,这并不就意味着对任一项具体因素的赞同所列各项因素只是在假若应变性管理方面有问题的情况下经理试图决定技术实施与利用策略时令其注意力集中的方向而己应当注意,如何进行技术培训和让用户介入技术实施阶段是很关键的这项工作可能包括:由供应方担任培训教员或现场顾问,教给用户公司充分利用该项技术的方法这将在下节中探讨。在这方面,供应公司可以起到重要作甩(待续)(冀湘苏悦)(2002-03-

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