تجزیه و تحلیل عملکرد ماشین آلات معادن زیرزمینی و تونل ها – بخش دوم

تجزیه و تحلیل عملکرد ماشین آلات معادن زیرزمینی و تونل ها – بخش دوم

در قسمت قبلی راجع به تاثیر و اهمیت تجزیه و تحلیل عملکرد ماشین آلات معدن برای معادن زغال سنگ صحبت کردیم. طبق نتایج آزمایشات روی دستگاه های برش، نوارهای نقاله و انواع LHD ها در سایپرز محققین به نتایجی برای بهبود عملکرد خودروها رسیدند. آنها با استفاده از مدل OEE و استراتژی  TPM به تجزیه و تحلیل عملکرد و کارایی ماشین آلات معدنی پرداختند. در این قسمت قصد داریم اطلاعات لازم برای این تجزیه، تحلیل و راهکارهای افزایش بهره وری صحبت کنیم. تا کنون آزمایشات متعددی روی ماشین آلات معدنی انجام گرفته است، اما این تحقیقات بیشتر به منظور درک پاسخگویی ماشین الات در موقعیت هایی مختلف و موفقیت های اقتصادی بوده است. نوع کارایی و بهره وری مد نظر در این تحقیق افزایش زمان خالص کار یک دستگاه می باشد، نه کاربردی بودن آن.

استراتژی TPM و کاهش هزینه

استراتژی TPM که مخفف کلمه ای Total Productive Maintenance به معنای تعمیر و نگهداری کل تجهیزات می باشد. منظور این استراتژی تعمیرات دوره ای ماشین آلات معدنی و تجهیزات مرتبط با آن می باشد. به لطف پیشرفت های علمی ، ماشین آلات معدنی ایمن تر و بیشتر شده اند ، اما هزینه خرید آن ها نیز به همین تناسب افزایش یافته است . برای جلوگیری از خرابی کلی این دستگاه ها و به عبارت دیگر رکود خرد که کاهش بهره وری را به همراه دارد باید ملاحظات استراتژی TPM عملی شوند . یک جبهه ی کاری long wall می تواند طولی بین 60 تا 300 متر داشته باشد. برای این جبهه ی کاری باید ماشین های برش، لودرها، سنگ شکن ها و تجهیزات ایمنی سقف بطور مکرر تست شوند ، تا هرگونه ایرادی برطرف گردد. شما باید سعی کنید دستگاه های با انرژی های تجدید پذیر را به کار ببرید. سعی کنید با پرسنل تان صحبت کنید و وظیفه ی آن ها در قبال تعمیر و توقف دستگاه ها برای پیشگیری از خطر صحبت کنید تا با ایجاد تغییرات موثر سازمانی کارایی یا به اصلا زمان کاری ماشین ها را افزایش دهید. با استفاده از این سبک به مرور میزان تولید در هر دوره افزایش یافته و به تناسب نیز سود شما بیشتر می شود.

محاسبه مدل OEE و کاربرد

مدل OEE از سه مولفه کارایی(زمان مفید کار ماشین آلات معدن)، عملکرد و کیفیت مواد استخراجی به دست می آید. این مولفه ابزاری است که به تجزیه و تحلیل وضعیت دستگاه ها و سنجش عملکرد و کارایی آن ها کمک می کند. برای همه معادن باید این مدول بدست بیاید. برای محاسبه این مدول از فرمول OEE = A · P · Q استفاده می شود. در این فرمول A بیانگر کارایی ماشین آلات، P بیانگر عملکرد دستگاه ها و Q  بیانگر کیفیت مواد و زغال استخراجی است. برای محاسبه هر کدام از این پارامترها نیز باید از فرمول های دیگری استفاده کنید.

برای محاسبه کارایی A (زمان مفید کار ماشین آلات معدنی) باید از فرمول زیر استفاده کنید. این فرمول درصد نرخ مفید کار دستگاه ها D را مشخص می کند. در این فرمول D_O کل زمان شیفت کاری، D_T  زمان از دست رفته است.

درصد نرخ عملکرد ماشین آلات تونلی نیز w از فرمولی به شرح زیر بدست می آید که در آن W_r عملکرد واقعی دستگاه ها، W_n  عملکرد و توانی که دستگاه برای آن طراحی شده است.  

درصد نرخ کیفیت ذغالسنگ j نیز از رابطه ای مشابه بدست می آید. از ضرب این سه عدد می توانید مدول OEE را بدست آورید. در رابطه j نیز j_a بیانگر کیفیت واقعی ذغال و j_b نیز بیانگر کیفیت محاسبه شده بر اساس تئوری های زمین شناسی است.  

مدل OEE نیاز اساسی برای دستگاه های برش و نقاله ها

محاسبه هریک از این پارامتر ها و در نهایت مدل OEE خصوصا عملکرد و کارایی (زمان کار مفید ماشین آلات معدن زیرزمینی ) بسیار دشوار و پیچیده است. از این رو برای مدیرانی که توان تمرکز روی همه ماشین آلات معدن را ندارند ، تمرکز روی نقاله و دستگاه های برش بیشتر از همه و سپس لودر ها واجب است . نوار نقاله ها و دستگاه های برش بیشتر از همه دستگاه ها مستعد خرابی هستند. اگر دستگاه های برش کار نکنند، دیگر LHD ها هیچ کاربردی نخواهند داشت و پرسه تولید به طور کلی متوقف خواهد شد. در این تحقیق نیز بیشتر تمرکز روی دستگاه ای برش در معادن زغال سنگ در یک جبهه طولانی long wall بوده است، البته سایر دستگاه ها و پارامتر ها نیز محاسبه شده اند.

پارامتر های موثر بر کارایی (زمان مفید کاری ماشین آلات معدن)

1. خرابی های بدون برنامه ریزی: این خرابی های اغلب به دلیل مشکلات لجستیکی رخ می دهد و باعث کاهش زمان کارکرد ماشین آلات معدنی می شود.
2. نقص و توقف های کوتاه: این مشکل به دلیل مشکلات فنی رخ می دهد و غالبا اپراتور ها قادر به حل ان هستند.
3. جابجایی ماشین آلات معدن: اغلب وقتی کار رو یک جهبه تمام شود، یا نیاز باشد روی یک جبهه بیشتر کار شود، دستگاه ها جا به جا می شوند که این مسئله سبب تاخیر و هدر رفت زمان می شود.
4. تنظیم اشتباه: این مشکلات بیشتر به دلیل خطای انسانی رخ می دهد که نتیجه آن برش های و باربرداری های کمتر از حد معمول و اتلاف زمان بیشینه است.
5. محصول معیوب: همه ماشین آلات و رگه های زغالسنگ غیر قابل پیش بینی هستند، مثلا ممکن است برخی از ماشین آلات معدنی از ابتدا خراب باشند یا ذغالسنگ کیفیت مد نظر کارشناسان را ندارشته باشد.

نحوه عملکرد ماشین آلات معدن زغال سنگ در یک جبهه long wall

اولین مرحله با لودرهای دارای پیکور شروع می شود . سنگ شکن ها و پیکورها سنگ ها را می شکافند تا امکان دسترسی به لایه های زغال امکان پذیر شود. کار بهره برداری زغالسنگ با ماشین های برش آغاز می شود، لایه های ذغال بریده می شود و با نقاله ها یا LHD ها به روی زمین و داخل سنگ شکن ها منتقل می شود. پس از خرد شدن زغالسنگ در سنگ شکن ها LHD ها وارد کار می شوند و کارهای باربرداری را انجام می دهند.

اطلاعات جمع آوری شده در معادن سایپرز

تمام دستگاه های که در مراحل بهره برداری و تولید طی یک long wall فعال بودند مورد بازرسی قرار گرفته اند و اطلاعات لازم برای محاسبه مدل OEE بدست آمدند. این ارقام در حالتی بدست آمدند که استراتژی TPM به طور کامل رعایت شده بود و همه ماشین آلات معدن در سطح قابل قبولی از ایمنی و قابلیت اطمینان قرار داشتند.

پارامترهای فنی ماشین آلات مورد آزمایش:

ویژگی ماشین آلات برای محاسبه عملکرد شامل میزان انرژی مصرفی، حداکثر توان،  ظرفیت و … محاسبه و در جدولی به صورت زیر گرداوری شده اند.

برای تعیین نرخ کارایی (نرخ زمان مفید ماشین آلات معدنی) از سیستم اتوماسیون صنعتی استفاده می شد که این اتوماسیون علاوه بر ثبت زمان مفید کار، زمان های خرابی و دلیل آن توسط اپراتورها ثبت و با محاسبات نرم افزاری به صورت اعدادی بین صفر و یک ذخیره می شد. از تجزیه و تحلیل آن ها زمان کاری مفید میانگین برای ماشین آلات معدن 75% درصد بدست آمد و موج کارایی لحظه ای برای یک شیفت کاری به صورت زیر است:

بعد از بدست آوردن نرخ عملکرد و کارایی این مقدار ها را در نرخ کیفیت زغال ضرب کنید، تا مدل OEE به دست آید. این مدل عددی بین صفر تا یک را دارد که هر قدر به یک نزدیکتر باشد بهتر است. با افزایش نرخ کارایی می توان این عدد را بهبود داد.

اگر از این مطلب لذت برید اون رو به بقیه هم هدیه بدید و مطالب و مقالات بیشتری رو از راههای ارتباطی ما دنبال کنید .