автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Моделирование и обоснование решений при реструктуризации угольного комплекса Кузбасса

Российская Академия наук

Сибирское отделение Институт угля и углехимии

На правах рукописи

Поварницын Валерий Иванович

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ РЕШЕНИЙ ПРИ РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ УГОЛЬНОГО КОМПЛЕКСА КУЗБАССА

Специальность 05.13.16 - Применение вычислительной техники,

математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)

05.15.02 - Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, А.Б. Логов

Кемерово 1998

Содержание

Введение............................................................................................

1. Переработка и анализ статистической информации на основ

моделей состояния угольного комплекса...........................................................

1.1. Подходы и методики оценивания комплексны характеристик объектов угольной отрасли. Состояние вопроса................................

1.2. Принцип и метод моделирования комплексны характеристик многофункциональных объектов..................................................

1.3. Методики и алгоритмы обработки данных и анализ

тенденций развития угольной отрасли на стадии реструктуризации.........................

1.4. Основные итоги и выводы..............................................................

2. Комплексные характеристики и анализ состояния объекто

угольного комплекса (на примере основных угольных районов)...............................

2.1. Оценивание комплексных характеристик классификация угольных районов по набору показателей......................................

2.2. Эффективные плановые показатели основных угольны

районов......................................................................................................

2.3. Основные итоги и выводы..............................................................

3. Комплексные характеристики и анализ распределени

основных марок коксового сырья в бассейне.......................................................

3.1. Оценивание комплексных характеристик распределени коксового сырья и классификация угольных районов п потенциальным возможностям........................................................................

3.2. Принципы и методики планирования параметро

разработок углей коксовых марок....................................................................

3.3. Основные итоги и выводы..............................................................

4. Показатели эффективности объектов угольного комплекс Кузбасса..............................................................................

4.1. Групповые показатели эффективности, устойчивости уровня развития угледобывающих предприятий............................

4.2. Анализ формирования экономических показателе угольных предприятий............................................................

4.3. Основные итоги и выводы........................................

Заключение. Основные выводы..........................................

Список литературы

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Необходимое для подъема экономию! страны повышение технического уровня угольной промышленности в условиях ресурсных ограничений затруднено без реструктуризации отрасли, включающей комплекс организационных и технико-экономических мер.

Прошедшие этапы преобразований свидетельствуют о недостаточной определенности стратегии и тактики реструктуризации. Усугубляет ситуацию отсутствие должного обоснования и научного сопровождения, в частности, правил и критериев анализа состояния предприятий.

Необходимость корректировки и дальнейшего развития делает весьма актуальными научно-методические задачи оценивания изменяющихся производственных и экономических ситуаций в угольной отрасли, моделирования и обоснования решений, направленных на повышение эффективности реструктуризации.

Среди работ по обоснованию и выбору структурных преобразований отрасли в 1995-1997 гг. следует выделить докторские диссертации (в хронологическом порядке) А.Б. Яновского, В.П. Мазикина, А.Е. Евтушенко и А.Г. Саламатина, можно отметить кандидатские работы М.Ю. Малышевой, Ф.И. Гальчева. Основные аспекты проведения реструктуризации, повышения ее эффективности и обеспечения управления на этом этапе отражены в работах Г.И. Грицко, В.Е. Зайденварга, Б.В. Красильникова, Ю.Н. Малышева, К.Н. Трубецкого и других авторов.

Системный подход к проблемам структурной перестройки угольной промышленности формируется в трудах ИПКОН РАН, ИУ СО РАН, КузГТУ, МГГУ и других исследовательских организаций.

Однако назрела необходимость перехода от исследования отдельных важных горно-геологических, технологических и производственных показателей к получению и анализу интегральных комплексных характеристик состояния предприятий, производственных и территориальных объединений.

Существенным препятствием является различная природа и размерность показателей, что требует привлечения развитых математических методов исследования и моделей интегральных характеристик.

Работа выполнялась в соответствии с планами научных исследований Института угля и углехимии СО РАН, программой «Уголь Кузбасса» государственной программы «Сибирь».

Цель работы - повышение эффективности угледобывающего комплекса Кузбасса в ходе его реструктуризации на основе разработанных математических моделей и критериев обоснования технолого-производственных решений задач по выбору рациональных вариантов.

Идея работы заключается в использовании распределений информационных характеристик состояния объектов угольной отрасли, строго и корректно объединяющих частные показатели, что позволяет классифицировать технолого-производственные объекты на группы с учетом комплекса свойств и факторов по рекомендуемым подходам к реструктуризации.

Задачи исследований:

- провести математико-статистический анализ показателей работы предприятий угольной отрасли и структурных производственных и административных объединений; получить прогнозные оценки средних значений и параметров связи между показателями;

- обосновать интегральную меру уровня и/или состояния объектов угольной отрасли и их конгломерации, характеризуемых неоднородными наборами показателей; классифицировать важнейшие объекты по набору показателей и свойств, отражающих горно-геологические, технологические, производственные и экономические параметры;

- развить математико-статистическую методику оценивания показателей для совокупностей объектов угольной отрасли с учетом комплекса требований к марочному составу угля, ограничений ресурсов и/или сбыта и других условий работы угольных предприятий;

- проанализировать свойства неоднородных совокупностей показателей работы угледобывающих предприятий; получить групповые характеристики и критерии качества объектов для анализа путей и методов реструктуризации;

- разработать математико-статистические модели технолого-экономических пока-;ателей работы угледобывающих предприятий, позволяющие исследовать и оценивать )ффективность технологических решений и управленческих мероприятий.

Основные научные положения. защищаемые в работе:

- инерционность угольной отрасли определяет цикл изменения технологических токазателей не менее чем 9...12 месяцев, обеспечивая достоверное повышение показателей взаимосвязи за годовые циклы. Худшей управляемостью в стационарном состоя-ши обладают открытые разработки с очень высокой концентрацией производства;

- интегральной мерой уровня и/или состояния объектов (шахт и разрезов) и сложных систем угольной отрасли является количество информации, содержащейся в распределениях горно-геологических, технологических и экономических служебных показателей и суммируемое как по совокупности объектов (производственных объединений, угольных районов и т.п.), так и по набору показателей разной природы и размерности. Универсальным критерием вида состояния и/или степени сложности системы служит параметр равномерного распределения. Обратное оценивание веса или доли объектов то суммарным мерам уровня дает комплексную характеристику для набора показателей;

- методика оценивания плановых технологических и производственных показате-чей в удобном для анализа и принятия решений виде условных распределений обладает устойчивостью при наличии сложных требований и сходимостью многократных последовательных расчетов. В реализованном случае изменение меры распределения после преобразований составило ~ 1,2 %;

- последовательное введение дополнительных требований и/или факторов, более детально отражающих свойства угольных предприятий и их совокупностей в расчет показателей не приводит к сглаживанию распределений и потере влияния слабых факторов, по крайней мере, в течение одного цикла расчетов. Повышение сложности распределений облегчает выбор и обоснование решения, что проявилось, например, в выделении Томь-Усинского и Кемеровского районов среди возможных источников коксового сырья;

- совокупность угледобывающих предприятий Кузбасса разбивается на однородные группы как по параметрам производительности, так и уровню добычи. Наибольшей

чувствительностью обладает распределение производительности труда. Состав групп эпределяется горно-геологическими, технологическими условиями, рыночными ценами на марки угля и другими факторами, которые могут быть использованы при принятии решений в ходе реструктуризации; по данным 1996 года все группы находятся в неустойчивом состоянии;

- воздействие рынка сбыта проявляется в том, что на уголь шахт и разрезов устанавливаются равные наиболее вероятные цены (моды). Это компенсирует неустойчивость систем формирования себестоимости.

Методы исследований:

- математические методы исследования систем и процессов, включающие теорию информации, аппарат исчисления условных вероятностей, основы теории функций случайного аргумента, методы обработки и анализа случайных процессов, методы математической статистики;

- методы технологического и технико-экономического анализа и оценки работы угольных предприятий.

Достоверность научных положений обоснована:

- применением строгих и корректных методов анализа;

- использованием большого объема статистических данных как из официальных и широко известных источников, так и полученных непосредственно на предприятиях и в объединениях;

- надежность прогнозных оценок подтверждена совпадением с фактическим состоянием, с динамикой показателей шахт, разрезов и в целом угольной отрасли.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- предложена новая математико-статистическая методика оценивания потенциальных возможностей систем и объектов угольной отрасли (предприятий, объединений, угольных районов и т.п.) по параметрам статистической взаимосвязи динамических процессов производства;

- получены новые интегральные меры уровня и/или состояния сложных объектов /гольной отрасли, объединяющие наборы показателей разной природы (горногеологические, технологические, экономические и т.п.); найдены оригинальные универсальные критерии видов состояния для классификации сложных объектов и систем угольной отрасли;

- предложен оригинальный метод оценивания плановых показателей для сложных объектов (производственных и территориальных объединений) на основе вычисления условных распределений характеристик и применения формулы Байеса;

- дано новое определение меры и критерия устойчивости групп предприятий угольной отрасли Кузбасса через параметры распределений служебных показателей, в конкретном случае - производительности труда и объема добычи угля;

- впервые предложена характеристика технологического и производственно-экономического состояния угледобывающих предприятий в виде структуры модельных систем, формирующих служебные показатели, на основе которой может быть повышено качество и корректность моделирования процессов реструктуризации угольной отрасли Кузбасса.

Личный вклад автора состоит:

- в выборе и обосновании комплекса прогнозируемых технико-экономических показателей работы угольной промышленности и разработке методики сглаживания динамических характеристик с помощью эффективных значений;

- в определении совокупности горно-технологических, технологических и производственных показателей состояния угольных районов Кузбасса и выборе вариантов представительных интегральных мер уровня;

- в адаптации методики эффективного распределения ресурсов к планированию функциональных показателей районов Кузнецкого бассейна;

- в получении более информативных и оригинальных условных распределений показателей состояния основных угольных районов Кузбасса, учитывая горнотехнологические, технологические, производственные характеристики и влияние рынка сбыта;

- в проведении ситуационного анализа совокупности угледобывающих предпри-1тий бассейна по уровню производительности и добычи угля, выделении однородных групп предприятий (шахт, разрезов) и оценивании вида технико-экономического со-;тояния и устойчивости каждой группы;

- в получении законов распределения технико-экономических показателей (цены и себестоимости) для совокупностей угледобывающих предприятий Кузбасса, позволяющих сопоставлять качество работы шахт и разрезов.

Практическая ценность работы состоит:

- в разработке методики и проведении классификации объектов угольной отрасли Кузбасса по уровню развития с учетом горно-технологических, технологических и производственных характеристик;

- в разработке методики и проведении классификации объектов, добывающих коксующиеся угли основных марок с учетом рыночного спроса;

- в обосновании методики планирования эффективных решений по распределению заказов, заданий и/или квот на добычу угля;

- в получении критериев состояния угледобывающих предприятий Кузбасса и классификации последних при определении путей и решений по реструктуризации угольной отрасли;

- в определении надежных интервалов оценок себестоимости и цены угля для групп предприятий, необходимых при экономических расчетах в ходе реструктуризации.

Реализаиия работы. Материалы и методики развитые в работе использованы при разработке программы деятельности Союза экспортеров Кузбасса и планов инвестиций корпорации «Сибиствест».

Модели и научные положения нашли отражения в учебной программе, планах и пособии по курсу «Математические модели устойчивого развития угольного бассейна», подготовленном на этапе 1997 года проекта Федеральной целевой программы «Государственная поддержка интеграции высшей школы и фундаментальной науки».

Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты до-южены, обсуждены и получили одобрение на II Международной научно-практической конференции «Реформирование экономики региона» (Кемерово, 1996), Всероссийской научно-практической конференции «Экология и экономика: региональные проблемы перехода к устойчивому развитию. Взгляд в XXI век» (Кемерово, 1997), II Междуна-эодной конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (Кемерово, 1997); на научно-технических советах производственных объединений «Северокузбасс-/голь», «Ленинску го ль» и «Прокопьевскуголь»; научно-методическом семинаре Инсти-гута угля СО РАН и семинаре кафедры АИТК КемГУ.

1. Переработка и анализ статистической информации на основе моделей состояния угольного комплекса.

1.1. Подходы и методики оценивания комплексных характеристик объектов угольной отрасли. Состояние вопроса.

Важнейшей задачей научного сопровождения и обеспечения реструктуризации угольной промышленности и, более широко, любой строгой стратегии управления отраслью является количественный анализ и сравнение субъектов и/или структурных подразделений по достаточно полному и представительному набору показателей условий, состояния и функционирования для выделения групп с различным уровнем эффективности.

В связи с тем, состав подобного набора показателей меняется как из-за мнения исследователей, так и в силу объективных причин - для разных типов и совокупностей предприятий, - для такой задачи не найдено общепринятое решение и даже единый методический подход.

Предположения и попытки разработать и обосновать какой-либо комплексный универсальный показатель работы, состояния и/или потенциальных возможностей угледобывающих предприятий осуществлялись и ранее, задолго до начала нынешней структурной перестройки угольной отрасли. Однако заметного успеха и продвижения исследователям добиться не удалось. Из той стадии удается извлечь только методический опыт, поскольку при переходе и рыночным отношениям коренным образом изменились частные показатели качества и эффективности, определяющими стали совсем иные характеристики предприятий. Отмечается, что в большей степени стали представлять интерес финансовые и экономические показатели, перестали играть главные роли валовые объемы добычи угля.

Как наиболее популярный среди исследователей подход опредилось ранжир