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1、1999年5月系统工程理论与实践第5期 a利用“SD”仿真模型分析综采工作面生产系统冯锡文(山东矿业学院系统工程系,山东泰安 271019)摘要 利用系统动力学理论,对影响综采工作面生产的主要因素进行因果关系分析,并在此基础上建立起综采工作面生产系统的“SD”仿真模型,以实现综采工作面生产系统的模拟分析.关键词 系统动力学 综采工作面 仿真 分析AnalysisoftheProductiveSystemfortheFully2MechanizedCoalfaceUsingtheSimulationModelofSystemDynamicsFENGXiwe
2、n(ShandongInstituteofMiningandTechnology,Taian271019)AbstractThecauseandresultanalysisformainfactorswhichaffecttheproductionofthefully2mechanizedcoalfaceismadebyusingthebasictheoryofsystemdynamics.Onthebasisoftheanalysis,thesimulationmodelofsystemdynamicsfortheproductivesystemoft
3、hefully2mechanizedcoalfacehasbeenestablishedinordertorealizethesim2ulationanalysisoftheproductivesystemforthefully2mechanizedcoalface.Keywordssystemdynamics;fully2mechanizedcoalface;simulation,analysis1 引言综采生产系统是一个复杂的生产系统,综采生产是在诸多主、客观随机因素的影响下进行的,如综采生产受机械设备匹配情况、设备故障与维修情况、生产系统的完善情况
4、、顶板的完好与否、例行检修的安排、大巷运输系统的状况、采区煤仓容量的大小与否及劳动组织形式、人员素质等因素的制约影响,并且各影响因素间在时间上和空间上存在着既相互制约又相互联系的内在关系,这种关系处理的好坏直接影响到综采工作是否持续、稳定、协调地正常工作,确保综采工作面稳产、高产、高效.如何分析综采生产,目前难于用解析方法进行描述和计算,因此用仿真模型进行研究是比较好的方法.本文整个研究过程将以系统动力学“(SD”)理论为主要研究方法,在确立综采生产系统各部件、模拟综采面生产过程和建立系统流图中各因素间的方程式时,借鉴了系统可靠性理论;在原始数据处理过程
5、中采用了数理统计等方法;模型的建立,采用系统动力学专用语言的早期版本“DYNAMO”语言(注:现已有在windows环境下运行的最新版本Vensim软件)予以实现.2 综采工作面生产系统的描述如前所述,综采工作面生产系统是一个复杂的生产系统,影响因素很多,根据所确立的研究范围,可以a收稿日期:1997210219©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第5期利用“SD”仿真模型分析综采工作面生产系统121把综采工作面生产系统划分为如下四个子系统,即:①工作面装备子系统,
6、包括采煤机、液压支架、工作面输送机、工作面供电等,其中采煤机是本系统的核心;②采区运输子系统,是综采工作面生产系统的重要环节,是工作面采落煤炭进入大巷运输至地面的咽喉.包括顺槽输送机、上下山输送机、采区煤仓、采区外部运输系统状况等;③工作面环境子系统,包括工作面瓦斯涌出状况、通风状况、工作面地质构造状况等;④工作人员子系统,包括生产管理水平、工作人员技术素质及劳动组织形式等.各子系统的关系如图1所示.这里需要说明的是工作人员子系统在建立模型时,没有单独考虑,它的功能主要是以系统中各部件的故障率或修复率的形式在其它子系统中体现出来.3 综采工作面生产系统的
7、结构、功能及动态特性从结构上看,综采工作面生产系统可以分为以上所述的四个子系统,由图1知,每个子系统并非是独立存在的,而是存在着相互作用、相互制约、相互联系的关系.从整体上看,综采工作面生产系统实际上是采煤机、工作面输送机、液压支架(包括顶板状况)、工作面供电、采区运输巷输送机(顺槽输送机、上下山输送机)、采区煤仓(采区外部运输状况)、工作面通风(瓦斯状况),这七个子子系统组成了一个串联系统.这里的串联指的是功能上的串联而非结构上的串联.生产实践告诉我们,一是综采工作生产系统属于可修复串联系统;二是采煤机是综采工作面生产的核心,支护、运输等工序都是围绕着
8、采煤机的运行来进行的;三是构成综采工作面生产系统的各子系统的运行状况均具有随机特
