АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ
УНИКАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ
14 ноября 2005 года Президент Российской Федерации В. Путин подписал Указ о награждении Орденом Дружбы главного научного сотрудника Института угля и углехимии СО РАН Александра Борисовича ЛОГОВА за большие заслуги в области науки и образования.
А. Логов — ведущий специалист в области математического моделирования систем и процессов горного производства. Направление его исследований — анализ функционирования уникальных объектов угольной отрасли с динамикой структурных преобразований. Им предложено и развито новое научное направление — энтропийный метод анализа функционального состояния предприятий, производственных и территориальных объединений, технологических, экономических, социальных и экологических систем топливно-энергетического комплекса.
В данной статье А. Логов представляет свой метод.
Развитие горнодобывающей промышленности идет в направлении наращивания мощностей добычных машин, очистных комплексов и углеперерабатывающих производств. Появились новые объекты, требующие новых подходов при оценке эффективности их внедрения и качества функционирования.
На фоне актуальных исследований угольной отрасли выделяется общая и фундаментальная тема — разработка метода анализа состояния уникальных объектов. Расплывчатым термином «объект» приходится обозначать все то, чем нужно и интересно заниматься. Предполагается, что наборы показателей могут сделать из объекта разные системы. Например, объект «угольная компания» может быть представлен горно-геологической системой, технологической системой и т.д., вплоть до социальной системы. Можно в наших интересах образовать смешанную (комплексную) систему и дополнять ее по требованию заказчика.
Кроме угольных компаний исследованы, например, следующие объекты:
— целиком угольная отрасль Кузбасса перед, в ходе и после реструктуризации (для формирования системы использовались принятые в отрасли отчетные показатели);
— рынок труда (после реструктуризации угольной отрасли, но не только по этой причине; поэтому в систему входили общие показатели безработицы);
— городские и районные электрические сети Кузбасса;
— вода затопленных шахт (по характеристикам вредных примесей);
— жаростойкие котельные стали;
— теплоснабжение города Кемерово;
— угли разной степени метаморфизма и продукты их переработки;
— горные машины и их комплексы;
— совокупность заводов угольного машиностроения Кузбасса;
— наконец, ярким объектом была периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, представленная 56 показателями.
Для нас важнейшим и обособляющим разработку является свойство уникальности — с ним не связаны претензии на значение, так обозначено отсутствие или низкая надежность эмпирических эталонов или правил, на основе которых принято судить об эффективности и качестве.
В угольной отрасли возникла ситуация калейдоскопа — раньше, чем ученые успеют обработать результаты наблюдений, откроются новые шахты, закроются старые, образуются иные компании и т.д. А в практике анализа используются нормы, утвержденные еще Госпланом СССР.
Кроме уникальности объектов есть еще ряд особых свойств, на которые мы ориентировались в разработке.
Элементы объектов (отдельные предприятия, участки, бригады и т.д., вплоть до химических элементов) могут находиться в различных видах состояния, а значит, системы оказываются заметно неоднородными. Хуже количественной неоднородности то, что элементами угольной компании могут быть шахты, разрезы, обогатительные фабрики, ремонтные и транспортные предприятия и прочее, включая пансионаты и турбазы.
В подобных конгломератах трудно, а чаще невозможно выделить единый показатель, чтобы ранжировать систему. Исходный материал представляет собой таблицы, в которых перечни элементов заданы произвольно. Для краткости будем называть подобные списки неупорядоченными.
Однако самая главная особенность связана с тем, что для описания объектов (в частности, промышленных) используются показатели различной размерности и природы. Например, суммарный объем добычи в компании очень важен, а сумма производительностей не имеет смысла.
Некоторый опыт работы с угольной отраслью убедил нас в том, что нынешних менеджеров не интересуют общие закономерности развития промышленности. Продуктом является заключение об особенностях предприятия, причем только в варианте «фотографии» — детального, но мгновенного отображения. Таким образом, из анализа ушли соображения о представительности заключений: если возникло нетипичное состояние, то именно оно представляет интерес.
Естественно, в силе остаются обычные правила выявления ошибок.
Отказавшись от использования весовых коэффициентов (рекомендованных все в той же методике Госплана СССР) и убедившись при реструктуризации угольной отрасли в отсутствии экспертов, компетентных и в горном деле, и в рынке, мы пришли к удобным моделям распределения показателей в системе на основе количества информации, которую вносит отдельный элемент в общий список. Малое искажение исходных данных компенсируется богатыми возможностями комбинирования показателей.
Одних только определений производительности шахт, участков (добычных, проходческих и т.п.), машин и рабочих разных специальностей существует множество, а если прибавить оценки через себестоимость и через зарплату, то практически теряется возможность ранжирования предприятий по такой характеристике.
Модели распределения информационной энтропии позволяют подменить правила принятия решений по функциональным характеристикам более удобными правилами сравнения неопределенности или сложности системы. Суммирование (с учетом знака) моделей не препятствует реализации этого способа выбора элементов, напротив, так обосновывается прием практического повышения обоснованности заключений.
Модели энтропийного типа удается получать только для аддитивных показателей. Это серьезнейшее ограничение привело к наиболее продуктивному продолжению — когда путем дифференцирования основной модели были предложены дополнительные формы, то оказалось возможным строить «портреты» объектов в аналогах классических фазовых пространств.
По сути, были найдены правила отображения текущих данных об объекте в пространстве состояний, где сформулированы строгие критерии анализа.
Например, критерии устойчивости динамических систем удалось адаптировать к исследованию угольных компаний. Оказалось, что в некоторых координатах планы работы процветающего объединения теряют устойчивость. Несмотря на наши выводы, менеджеры не исправили положение, и компания распалась.
Надо признать, что в то время мы еще не очень умели объяснять производственникам формальные результаты анализа.
На аналогах фазовых плоскостей четко удается выявить структурные особенности систем, например, скрытые автономные подсистемы (степени свободы), разрывы свойств и т.п.
Все эти эффекты нашли подтверждение при тестировании метода на примере периодической системы химических элементов. Для нас это была важнейшая тренировка и обучение правилам интерпретации результатов.
Мы видим, что менеджеров, в частности, угольной отрасли больше всего интересуют «узкие места» или ограниченные ресурсы и свойства. Для этих исследований предложен аспект метода, который нам нравится называть «системным аудитом». Главная особенность проявляется в том, что, благодаря разработанным моделям, удается сопоставлять не сравнимые характеристики и показатели.
Выделенные черты иногда целесообразно трактовать как диагностические признаки объекта или отдельных элементов, но чаще мы отмечаем аномалии и диспропорции свойств. Искажения могут быть преднамеренными, что оправдывает название этого подхода.
Практически все концепции развития угольного машиностроения в Кузбассе начинались с констатации старения основных фондов, но оказалось, что только у трех заводов это является «узким местом». Остальные же работают хуже, чем позволяют им условия.
При исследовании системы химических элементов таких проявлений найдено много, но особенно интересным было обнаружение ошибки в электронном справочнике в характеристике ванадия.
Сегодня у нас в работе находятся способы оценивания европейской экономической ситуации на основе обобщения 18-ти распространенных индексов и прогнозирования цен на утилизацию метана в соответствии с Киотским протоколом.
стр. 8
| 
