专利名称：综采设备优化配置方法
技术领域：
本发明涉及大型煤炭生产矿区综采设备总量优化配置方法及采 购计划的优化配置方法。
背景技术：
目前常用的高产高效综合机械化煤炭生产系统，开采M^莫大，生 产效率高，工作面单产水平高，综采工作面平均曰产接近3万吨，同 时其使用的设备吨位大，采购成本和使用成本高， 一套综采设备约为 3-4亿元人民币，价格昂贵。在这种情况下，如果工作面设备配置不 合理，会造成矿井生产接续间断或者造成设备的闲置，无论出现哪种 情况都会造成较大的经济损失。因此，综采设备的合理配置具有明显 的经济意义。
目前，国内外大型煤炭生产矿区综采设备总量配置及采购计划均 由人工根据经验完成，无法从经济上、技术上进行评价，因此，实有 必要发明 一种综采设备优化配置方法以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的主要目的，是在于提供一种综采设备总量配置及采购计 划配置方法，本发明可以从经济上和技术上两个方面对综采设备的配 置情况进行评价。
为了实现上述目的，本发明所提出的综采设备优化配置方法是这 样设计的
一种综采i殳备优化配置方法，包括以下步骤
(1) 设置设备的基本信息；
(2) 根据所述设备的基本信息，构建经济评价模型；
(3) 根据所述经济评价模型，对设备配置进行综合评价；
(4) 根据设备配置的综合评价结果，判断是否采用该种设备配置
方式。
作为优选实施方式，所述步骤(l)中的设备的基本信息包括技 术特征信息、生产信息和经营管理信息以及其他实用信息。
作为优选实施方式，所述步骤(2)的经济评价模型包括追加投 资回收期评价模型、净现值评价模型和净现值指数评价模型中的至少 一种评价模型。
作为优选实施方式，所述追加投资回收期评价模型包括以下步
骤
(1) 两方案比较时，根据两方案的投资差(AF)与年净收益差 (AI)分别计算获得的超额收益回收超额投资所需要的时间，即计算 追加投资回收期；
(2) 将追加投资回收期与标准投资回收期进行比较，根据投资回 收期判断追加投资是否可行。
作为优选实施方式，所述净现值评价^^型包括以下步骤
(1) 根据公式NPV =1 x k - F计算净现值；
(2) 根据净现值的大小判断方案的合理性。 作为优选实施方式，所述净现值指数评价模型包括以下步骤 (1)根据公式NPV = ( I x k - F ) /F计算净现值指数；
(2 )根据净现值指数的大小判断方案的合理性。
作为优选实施方式，所述步骤(3)具体为根据追加投资回收期 评价模型、净现值评价才莫型和净现值指数评价模型中的至少 一种评价 模型，对设备进行综合评判。
作为优选实施方式，根据追加投资回收期评价模型对设备进行综 合评判具体为若AP《P。，则投资大的方案优，否则，投资小的方案 优。
作为优选实施方式，根据追加投资回收期评价模型对设备进行综 合评判具体为净现值越大，方案越好。
作为优选实施方式，根据追加投资回收期评价模型对设备进行综 合评判具体为净现值指数越大，方案越好。
本发明以矿区均衡生产为准则，以备用设备服务于设备大修和升
井搬迁为目的构建计算模型；根据净现值法、净现值指数法以及追加 投资回收期的原理构建经济评价模型。本发明具有如下有益效果第 一，提供是否补充设备或补充何种设备决策的理论依据；第二，可以 使设备的配置量达到最优。
具体实施例方式
在本发明所提出的综采设备优化配置方法中，首先，将设备的基 本信息输入到本发明的综采设备优化配置系统中，所述设备的基本信 息包括技术特征参数、生产参数，以及包括维护维修费、 一次性大 修费等的经营管理参数。然后，综采设备优化配置系统根据设备的基 本信息，获取设备的各参数的评价数据，根据获取的各参数的评价数 据，对设备的各参数进行综合评价。
综采工作面设备总量L等于综采工作面运转设备数量X与备用 数量X勿之和，即X, X + Xzby。
上式中运转设备数量即综采工作面设备数量X为x = ~~^~—。
其中，Qe表示综采工作面的计划产量；Pe表示综采工作面的实际生产 能力，实际生产能力为一刀煤的重量除以无故障生产时间；Tw表示
每日生产时间；Ez表示综采工作面采煤机的开机率， 一般Ez的值在 40—90%之间，Ez取决于设备的可靠性、地质条件、综采工艺等。
总备用量Xzby为.Xz6v = /Arr[^^ + r磁,崎++! + 0.999]
,"赏川里&by々.浙 L 33() "0 J
上式中Tdx表示设备大修工期，天；l表示一年内设备大修总套
次，4=1; Qdx表示设备大修期过煤量，万吨；Tkkbj表示设备升井搬 2血
家时间，天；Nk刚表示升井搬家总套次；Txx表示设备项修工期，天；
Nxx表示年设备项修套次，Nxx= Nkkb广Ndx; Tbe表示年并采时间，天。另 外需要说明的是，上式中330是一年中设备实际工作的大致天数， 0. 999是为INT函数取整需要所设。
设备备用数量的经济性分析
搬家不停产的目的是通过利用备用设备追求收益最大化。只要备 用设备配备数量合理，加之工作面接替安排科学，搬家不停产在技术 上是完全可行的，但在经济上是否合理呢？可以结合企业生产规模任 意选用本发明的综采设备优化配置方法之一来作出判断。
方法一^1>投资回收期评价法
追加投资回收期模型指两方案比较时，某一方案比另一方案多支 出的投资，通过其多获得的净收益来弥补所需要的年限，即用投资多 的方案获得的超额收益回收超额投资所需要的时间，将追加投资回收 期与标准投资回收期进行比较，可以反映追加投资是否可行，是评价 两个或两个以上方案的相对经济效果的一种技术经济分析方法。
追加投资回收期知=1
式中AF表示两种对比方案的投资差；AI表示两种对比方案 的年净收益差。
最优准则若AP《P。(标准投资回收期)，则投资大的方案优， 否则，投资小的方案优。
<formula>formula see original document page 7</formula>J表示设备投资单价，万元。 I=Ab — (Nbj — Nkkbj) x ZBF - Nkkbj x SJF A表示矿区实际年产量，万吨；b表示吨煤净利润，元/吨； A = xx (pe Ez Trscx 330) - (Nbj - Nkkbj) T咖w Trsc Ez Pe
x表示生产工作面总数量；為=& (包括直搬和升井)，dpj表示
综采面平均可采储量，万吨；Nbj表示年平均搬家次数；T一表示直搬 一次时间，天；Trse表示日生产时间，小时；Ez表示综釆工作面综合效 率；Pe表示成套设备的额定生产能力，吨/小时；按采煤机生产能力 计算；
ZBF表示直搬费用单价，元/次； SJF表示升井搬家费用单价，元/次。
方法二净现值评价法
追加投资回收期评价模型没有考虑资金利用的时间因素。 净现值(NPV)是指按标准收益率将各方案在计算期内各年的净 收入折现到期初的现值之和。净现值大于0，表明方案除达到标准收 益率外，还能达到超额净收益。净现值越大，方案越好。 NPV=I x k - F
式中NPV——净现值，万元； I——年净收入，万元；
k一一折现系数，J1")"—1;
i一一标准收益率； n—一设备折旧年限。
方法三净现值指数评价法
净现值评价模型反映项目在整个计算期里得到的超额净收益的 总额， 一般生产规模大的方案净现值大，生产规模小的方案净现值小。 净现值指数(NPVR)评价模型反映的是单位投资获得的超额净收益。
NPVR =
需要说明的是，净现值评价模型和净现值指数评价模型有时是矛 盾的，需要决策者才艮据企业的情况进行决策。
当使用上述任意方法得到相对更为优化的方案之后，把该方案中
的各参数代入综采工作面设备总量L的公式，即L产x + xzby,可以
得到需要的设备总量。
另外，上述三种评价方法还可以用于评价使用国外设备和使用国 产设备的经济性，从引进国外设备与使用国产设备的差异分析入手一
—包括在经济上的差异、技术上的差异等一一建立经济评价模型 对国产设备与进口设备的比较分析是基于
(1) 国产设备与进口设备的投资不同；
(2) 年使用成本不同；
(3) 设备的开机率不同；
(4) 其他不同。如生产能力、使用寿命不同。 (1)追加投资回收期评价法
4f=--
△ F——进口设备与国产设备投资差；
△ I 一 一进口设备与国产设备年净收益差；
A2、 A:_—进口设备与国产设备年产量，万吨；
J2、 L__进口设备与国产设备价格，万元；
sy2、 syi——进口设备与国产设备年使用费用，万元；
b——吨煤利润，万元/吨。
(2 )净现值评价法
NPV=(Ab_sy) xk_F
式中NPV—_进口、国产设备净现值，万元；k_一折现系数。 (3 )净现值指数评价法
NPVR=
本领域技术人员可以理解，根据以上3种评价方法的判断使用何 种设备的原则同前所述。
对于不同规模的企业会面临不同的问题，上面讨论了不停产搬家 的情况，但不停产搬家从经济上考虑并不一定合理，因此需要根据边 际收入原理，以停产搬家为分析基准，对比分析全矿区停产搬家合理 还是不停产搬家合理，或者在保证多少工作面搬家不停产的前提下经 济上最佳。
根据边际收入原理，当已有产品的收入^J氐消成本后，新增加的收 入就是对总利润的贡献。
当边际收入大于0时，总收入呈增长态势。MR-P-MC,即MR越大，
方案越佳。
式中MR——边际收入，衡量增加单位产量对企业利润的贡献。 P——产品的售价，元/吨； MC——边际成本，MC=AV/AQ
△ V——成本增量；
△ Q—一产量增量； fcb为每吨煤的成本； L为设备的折旧费用。
△ V = n(SJF-ZBF) + nfcJ一 Trsc Ez Pe+j!
△ Q = n xT一xPeX Ez xTrsc
MC = (n(SJF-ZBF) + nf cbTrambj Pe Ez Trsc / nT, Pe Ez Trsc 把各种方案的参数带入上式MR-P-MC中，计算出边际收入MR的 值，MR越大方案的经济效果越佳。
本发明具有如下优点
1. 提供是否补充设备或补充何种设备决策的理论依据；
2. 可以使设备的配置量达到最优。
本领域技术人员可以理解，本发明不局限于上述方法对本发明所
做的限制，对于在本发明的主旨范围内的对本发明的修改，均属于本 发明的保护范围。
权利要求
1.一种综采设备优化配置的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)设置设备的基本信息；(2)根据所述设备的基本信息，构建经济评价模型；(3)根据所述经济评价模型，对设备配置进行综合评断；(4)根据设备配置的综合评断结果，判断是否采用该种设备配置方式。
2. 根据权利要求l所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 所述步骤(1)中的设备的基本信息包括技术特征信息、生产信息和经营 管理信息以及其他实用信息。
3. 根据权利要求l所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 所述步骤(2)的经济评价模型包括追加投资回收期评价模型、净现值评 价^:莫型和净现值指数评价模型中的至少 一种评价模型。
4. 根据权利要求3所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 所述追加投资回收期评价才莫型包括以下步骤(1) 两方案比较时，根据两方案的投资差(厶F)与年净收益差(△ I)分别计算获得的超额收益回收超额投资所需要的时间，即计算追加投 资回收期；(2) 将追加投资回收期与标准投资回收期进行比较，根据投资回收 期判断追加投资是否可行。
5. 根据权利要求3所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 所述净现值评价模型包括以下步骤(1)根据公式NPV =1 x k - F计算净现值； (2 )根据净现值的大小判断方案的合理性。
6. 根据权利要求3所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 所述净现值指数评价模型包括以下步骤(1)根据公式NPV = ( I x k - F) /F计算净现值指数； (2 )根据净现值指数的大小判断方案的合理性。
7. 根据权利要求1所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 所述步骤(3)具体为根据追加投资回收期评价模型、净现值评价模型和 净现值指数评价模型中的至少一种评价模型，对设备进行综合评判。
8. 根据权利要求7所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 根据追加投资回收期评价模型对设备进行综合评判具体为若△ P《P。， 则投资大的方案优，否则，投资小的方案优。
9. 根据权利要求7所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 根据追加投资回收期评价模型对设备进行综合评判具体为净现值越大， 方案越好。
10. 根据权利要求7所述的综采设备优化配置的方法，其特征在于 根据追加投资回收期评价模型对设备进行综合评判具体为净现值指数 越大，方案越好。
全文摘要
本发明提出了一种综采设备优化配置的方法，该方法包括以下步骤(1)设置设备的基本信息；(2)根据所述设备的基本信息，构建经济评价模型；(3)根据所述经济评价模型，对设备配置进行综合评断；(4)根据设备配置的综合评断结果，判断是否采用该种设备配置方式。通过使用本发明所提出的综采设备优化配置的方法，能够提供是否补充设备或补充何种设备决策的理论依据并且可以使设备的配置量达到最优。
文档编号G06Q50/00GK101118623SQ20071012151
公开日2008年2月6日 申请日期2007年9月7日 优先权日2007年9月7日
发明者史鹏飞, 尚药世, 廉自生, 毅 景, 杨汉宏, 王继生, 解永祥, 旭 赵, 郭永昌, 顾大钊 申请人:中国神华能源股份有限公司;太原理工大学