книги из ГПНТБ / Чесноков, Н. И. Оптимизация решений при разработке урановых месторождений

Н- И. ЧЕСНОКОВ А- А. ПЕТРОСОВ А.А. ВИНОГРАДОВ

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕШЕНИЙ

ПРИ РАЗРАБОТКЕ

УРАНОВЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

МОСКВА

АТОМИЗДАТ

! 1974

УДК 65.012.122:622.2:553.495

ГОС. I: б

на\ •-'!

В книге изложены в доступной для практического исполь" зовання форме методы обработки исходных данных и матема" тического программирования, которые в настоящее время на" ходят все более широкое применение при планировании, про" ектнрованин и проведении научных исследовании па горно" добывающих урановых предприятиях.

В краткой форме приведен дополнительный математиче" скнй аппарат, знание которого необходимо для практической применения рассмотренных в работе методов. Особое внима" ние уделено обоснованию выбора метода математической программирования для конкретных условий. Все разделы кни" ги сопровождаются конкретными примерами.

Рисунков 27, таблиц 64, список литературы — 76 наимено" ваний.

034(01)—74

ПРЕДИСЛОВИЕ

Г'игантские тепмы роста производства, наме- * ченные в девятом пятилетием плане разви­ тия народного хозяйства страны на 1971—-1975 гг., обус­

ловливают совершенствование и интенсификацию техно­ логических процессов, включение в производство значи­ тельного количества новой техники. В связи с коопера­ цией и комбинированием предприятий, с возрастающей их специализацией усложняется структура отечественной промышленности. В общественном производстве заняты огромные массы людей, число которых в 1972 г. достигло 94 млн. человек. Это требует дальнейшего развития ме­ тодов управления предприятиями, четкой координации действий и новых, более совершенных форм организации производства.

Процесс управления в условиях общественного спо­ соба производства имеет весьма важное значение: «Всякий непосредственно общественный или совместный труд, осуществляемый в сравнительно крупном масшта­ бе, нуждается в большей или меньшей степени в управ­ лении, которое устанавливает согласованность между индивидуальными работами и выполняет общие функ­ ции, возникающие из движения всего производственно­ го организма в отличие от движения его самостоятель­ ных органов. Отдельный скрипач сам управляет собой, оркестр нуждается в дирижере» (К. Маркс и Ф. Эн­ гельс. Сѳч., т. 3, с. 342).

Развитие научно-технической революции в области производства вызывает коренные изменения в его орга­ низации и управлении, поскольку усложнение техники и технологии означает увеличение технических возмож­ ностей. Это вызывает необходимость поисков и выбора оптимального решения среди множества возможных.

3

Кроме того, создание и эксплуатация сложных техниче­ ских и технологических систем обходятся очень дорого. Поэтому валено организовать их использование так, чтобы предотвратить возможность весьма дорогостоя­ щих простоев.

Важная роль в качественном совершенствовании ме­ тодов управления отдельными технологическими процес­ сами, промышленными предприятиями в целом и их объ­ единениями отводится современным прогрессивным ме­ тодам, основанным на применении математики и элект­ ронно-вычислительных машин (ЭВМ).

В Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров

СССР «О мероприятиях по повышению эффективности работы научных организаций и ускорению использова­ ния в народном хозяйстве достижений науки и техники» (1968 г.) в качестве одной из важнейших проблем ука­ зано совершенствование методов организации производ­ ства, создание и освоение автоматизированных систем управления и обработки информации на предприятиях, в министерствах и ведомствах, создание автоматизиро­ ванных систем управления технологическими процесса­ ми, основанных на применении математических методов и электронно-вычислительных машин.

На необходимость совершенствования систем и мето­ дов управления с целью интенсификации общественного производства и повышения его экономической эффектив­ ности путем широкого применения экономико-математи­ ческих методов и средств вычислительной техники ука­ зывается в Директивах XXIV съезда КПСС по девятому

вычислительной техники для решения производственных задач является закономерным результатом развития науки и практики, обусловленным объективными потреб­ ностями социалистической экономики.

Немаловажным источником глубоких качественных изменений в управлении производственными предприя­ тиями и отраслями, активизировавшим роль оптималь­ ного управления в условиях научно-технической револю­ ции, является также появление в фундаментальных на­ учных областях— математике и электронике — научных средств и методов, которые в состоянии обеспечить ре­ шение новых задач управления. Усиленное развитие ма­

4.

тематических методов нахождения и принятия опти­ мальных решений в последние годы подтверждает боль­ шую потребность в них промышленного производства, поскольку общество ставит перед собой только те зада­ чи, которые оно может решить и которые абсолютно не­ обходимы для его дальнейшего развития.

Методы принятия оптимальных решений давно при­ влекают внимание ученых, инженеров и техников прак­ тически всех отраслей народного хозяйства Советского Союза. Большой интерес к их использованию для реше­ ния сложных производственных задач горнорудного про­ изводства проявляют и работники уранодобывающих предприятий.

Однако незнание некоторых специальных разделов математики, с одной стороны, и часто отсутствие опыта постановки задач оптимизации, с. другой, задержива­ ют внедрение более прогрессивных методов управления производством на базе широкого использования ЭВМ.

Процесс управления производством на уранодобы­ вающем предприятии подчинен одной цели — обеспече­ ния добычи в соответствии с плановым заданием по ко­ личеству, качеству и ассортименту при соблюдении ус­ ловий безопасности и наиболее эффективном использо­ вании недр, трудовых, экономических и энергетических ресурсов.

Для достижения этой цели промышленное предприя­ тие организует всестороннее планирование, учет и ана­ лиз всей своей производственно-хозяйственной деятель­ ности.

Основным недостатком существующей практики пла­ нирования на уранодобывающих предприятиях является то, что при составлении проектов плана полный эконо­ мический расчет производится по одному (реже двум) варианту возможного развития производства, выбирае­ мому, как правило, на основании действующих инструк­ ций и руководителей производства. Более подробная многовариантная проработка планов без применения экономико-математических методов и ЭВМ практически невозможна из-за необходимости огромных объемов вы­ числений.

Технический прогресс привел к созданию автоматизи­ рованных систем управления предприятиями (АСУП), в которых технико-экономические расчеты, необходимые для обоснования принимаемых решений, а также сбор,

5

1)наличие большого числа взаимно связанных и взаимодействующих между собой элементов;

2)сложность функции, выполняемой систёмой и на­ правленной на достижение заданной цели функциониро­ вания;

3)возможность разделения системы на подсистемы, цели функционирования которых подчинены общей цели функционирования всей системы;

4)наличие управления (часто имеющего иерархиче­

скую структуру), разветвленной информационной сети

иинтенсивных потоков информации;

5)наличие взаимодействия с внешней средой и функционирование в условиях воздействия случайных факторов.

Управлением сложными системами и их исследова­ нием занимается новая наука — кибернетика.

Учитывая весьма широкий круг приложения киберне­ тики как общетеоретического фундамента научного под­ хода к изучению сложных систем, принято выделять кибернетику техническую, экономическую,. биологиче­

скую и т. д.

Самостоятельными разделами кибернетики являются методология исследования операций, теория алгоритмов, включая логико-математическое моделирование, общая теория управления, теория информации, теория техни­ ческих средств управления.

По определению американских специалистов Акофа и Сасиени [7], исследование операций «вполне право­ мерно назвать организационной кибернетикой», посколь­ ку основной сферой приложения исследования операций Является организационное управление.

Исследование операций является одной из наиболее важных ветвей кибернетики. Бурное развитие исследо­ вания операций в последние годы связано с внедрением этой науки во все новые области народного хозяйства,

.включая горное производство. Однако до последнего времени сфера приложения методов операционных ис­ следований в горном деле ограничивается решением от­ дельных, не связанных между собой задач, выдвигае­

мых практикой.

Весьма близко к исследованию операций примыкает «ответвление» классической кибернетики, занимающееся экономическими, социальными и психологическими ас­ пектами проблем управления и организации лроизвод-

8

ства, получившее название экономической кибернетики. Экономическая кибернетика является систематизирую­ щим научным инструментом, обеспечивающим теорети­ ческую базу для разработки оптимальных систем управ­ ления производством. В ней, как и в исследовании опе­ раций, широко используются общие положения киберне-' тики.

Академик В. С. Немчинов [63] так сформулировал основные задачи экономической кибернетики:

—разработка научных основ организации системы информационного обслуживания процесса управления производством;

—разработка теории и практических методов эконо­ мико-математического моделирования;

—решение проблем экономического регулирования систем производства.

В исследовании операций можно выделить четыре ос­ новных методологических положения [2]:

1) моделирование исследуемых процессов и явлений; 2) выбор критериев (функции цели) и системы огра­

ничений; 3) определение объема и характера информации,

вводимой в математическую модель; 4) математические методы отыскания оптимальных

решений.

Наиболее распространенными математическими ме­

тодами, применяемыми для нахождения оптимальных

решений, являются:

1) математическая статистика с теорией вероятно­ стей, корреляционным и регрессионным анализом, ме­ тод статистических испытаний (Монте-Карло), марков­ ские цепи;

2)теория графов;

3)математическое программирование, в том числе

линейное, нелинейное, целочисленное, стохастическое, динамическое программирование, теория игр;

4) теория массового обслуживания и др.

2. МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

Месторождения урановых руд гидротермального и осадочного генезиса характеризуются большой измен­ чивостью морфологии рудных тел и их пространствен­

9