Развој модела употребног квалитета помоћне механизације на површинским коповима лигнита

Abstract

Тренутно стање помоћне механизације на површинским коповима лигнита је незадовољавајуће узроковано пре свега старошћу и неблаговременом заменом машима услед чега је расположивост недовољна а трошкови експлоатације и одржавања високи. Тренутно стање и захтеви који се постављају пред ове машине указују на неопходност оптимизације процеса управљања помоћном механизацијом. Одређивање оптималног времена замене и преосталих могућности је најодговорнији управљачки задатак који треба да буде заснован на свеобухватном сагледавању економских, техничких и других узрочно последичних веза. Са економског аспекта гледано треба одржавати равнотежеу између производних ефеката и трошкова рада машине у циљу постизања планиране производње са најнижим трошковима. Употребни квалитет је свеобухватни појам за исказивање укупних својстава техничког система који обухвата особине техничког система везане за рад и елементе подршке нужне за успешан рад. Дефинише се као укупни ефекат радних перформанси који одређује степен задовољења корисника. Анализа употребног квалитета је комплексан процес који захтева дефинисање свих важних параметара животног циклуса техничких система. Овај рад даје оригиналан математичко-концепцијски модел за процену употребног квалитета помоћне механизације на површинским коповима лигнита. Модел обухвата анализу и синтезу следећих показатеља: поузданост, погодност одржавања, функционалност, логистичка подршка одржавању, озбиљност отказа (време потребно за враћање машине у стање рада, утицај отказа на радно окружење,, утицаја отказа на животну средину), учесталост појављивања отказа, детектабилност, ефективност, расположивост, сигурност функционисања, ризик, трошкови. Базира се на теорији фази логике у смислу анализе техничких и економских показатеља и њихове синтезе на ниво употребног квалитета. Фази модел закључивања структурно и хијерархијски је формиран у три нивоа применом одговарајућих модела фази композиције (max-min, min-max, картезијански производа-уређени парови) на више нивое синтезе до укупне оцене употребног квалитета. У потпуности апсорбује све показатеље употребног квалитета дајући синергетски ефекат. Омогућава интеграцију квантитативних и квалитативних описа и њихову синтезу. Излаз из модела је у облику лингвистичког записа у континуалном облику што даје вишедимензионални каракрет оцене техничког система. Модел је универзалан и применљив за процену употребног квалитета и других техничких система у рударству и индустрији. Модел је верификован преко студије случаја - еваулације употребног квалитета дозера као најбројнијих и најоптерећенијих помоћних машина. Резултати анализе указују да постоји иста тенденција и блискост оцена употребног квалитета код машина типа Liebherr PR 752 (PR 754) и Caterpillar D8R (средњи ниво). Машине типа Stalowa Wola TD25H су на нешто нижем нивоу употребног квалитета. Модел је тестиран Монте Карло методом. Резултати оцене фази синтезног модела и статистички подаци добијени тестирањем указују на исту тенденцију и блискост оцена. Овакав приступ анализи употребног квалитета омогућава доносиоцу одлука низ корисних информација о могућим исходима и вероватноћама њихове појаве. Приказани концепт оцене употребног квалитета даје смернице за оптимизацију процеса управљања опремом на површинским коповима лигнита у циљу бољег искоришћења помоћне менанизације као и читавог система експолоатације лигнита.

The current state of auxiliary equipment in open pit lignite mines is unsatisfactory primarily as a result of the machines being old and not replaced on time, which has resulted in their insufficient availability and high cost of exploitation and maintenance. The current state of the machines and the demand placed on them indicate that it is necessary to optimize the process of managing auxiliary equipment. Determining the optimal time for replacement and the remaining capacities is the most responsible management task which needs to be based on comprehensive consideration of the economic, technical and other causal relationships. From an economic point of view, a balance needs to be maintained between production effects and the cost of machine employment with the objective of reaching production goals with the lowest possible cost. Quality of service is a comprehensive term used to describe all the features of the technical system comprising the technical system’s properties related to its operation, and the supporting elements necessary for successful performance. It is defined as the total effect of the work performance determined by the degree of user satisfaction. The analysis of the quality of service is a complex process which demands all the important parameters of the technical systems’ lifecycle to be defined. This work offers an original mathematical conceptual model for assessing the quality of service of auxiliary equipment at open pit lignite mines. The model encompasses the analysis and synthesis of the following indicators: reliability, maintainability, functionality, maintenance support, severity of machine failure (time needed to bring the machine back to its operating condition, the effect of the machine failure on the work environment and its environmental impact), the occurrence of the machine failure, detectability, effectiveness, availability, dependability, risk, costs. It is based on the fuzzy logic theory in terms of the analysis of the technical and economic indicators and their synthesis to the level of the quality of service. The fuzzy model of conclusion is structurally and hierarchically formed at three levels by applying the appropriate models of fuzzy composition (max-min, min-max, Cartesian products - ordered pairs) to higher levels of synthesis leading to the comprehensive evaluation of the quality of service. It completely absorbs all indicators of the quality of service and gives a synergy effect. It enables the integration of the quantitative and qualitative descriptions and their synthesis. The exit from the model has the form of a linguistic record in a continuous form which gives the technical system evaluation a multidimensional character. The model is universal and also applicable for the assessment of the quality of service of other technical systems in mining and industry. The model has been verified by a case study – the evaluation of the quality of service of dozers as the most numerous and most frequently used auxiliary machines. The results of the analysis show that there is the same tendency and similarity of evaluations of the quality of service in Liebherr PR 752 (PR 754) and Caterpillar D8R (mid-level) machine types. Stalowa Wola TD25H type is at a slightly lower level of the quality of service. The model has been tested by Monte Carlo method. The results of the fuzzy synthetic model evaluation and the statistical data obtained by the testing show the same tendency and similar results. Such an approach to the analysis of the quality of service gives the decision maker a myriad of useful information regarding the possible outcomes and the probability of their occurrence. The presented concept of evaluating the quality of service gives guidelines for optimizing the process of managing equipment at open pit lignite mines in order to better utilize auxiliary equipment as well as the whole lignite exploitation system.