автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Организационно-методическое обеспечение повышения эффективности экологического менеджмента предприятий льняного кластера

005018658

На правах рукописи к

МУДРАЯ Анна Викторовна

ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА ПРЕДПРИЯТИИ ЛЬНЯНОГО КЛАСТЕРА

Специальность 05.02.22 -Организация производства (текстильная и легкая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

I ¿А!

> Г ¿u il

Кострома 2012

005018658

Работа выполнена на кафедре организации производства и сервиса ФГБОУ ВПО «Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова»

Научный руководитель: Травин Геогрий Михайлович

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Каравайков Владимир Михайлович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет», профессор кафедры технологии производства льняного волокна

Буянов Михаил Александрович

кандидат технических наук, генеральный директор ОАО «МЭЗ-1»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Ивановская государственная

текстильная академия» (ИГТА)

Защита состоится «26» апреля 2012 г. в 12- часов на заседании диссертационного совета Д 212.093.01 в ФГБОУ ВПО «Костромском государственном технологическом университете» по адресу: 156005, г. Кострома, ул. Дзержинского, 17, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского государственного технологического университета Автореферат разослан марта 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор МЛ^ Г.К. Букалов

Актушыюсть темы. Вся история человечества в облает развития производства заключалась в стремлении превратить природу в служанку благосостояния общества, в связи с чем, развитие производства и зашита природы от него рассматривались, как несовместимые задачи. Промышленность РФ, насчитывающая более 20 тысяч предприятий, использующая разнообразные технологии производства, играет ведущую роль в загрязнении окружающей природной среды. Несмотря на заметный в период кризиса спад производства, практически во всех отраслях это не вызвало снижения объемов отходов, поступающих от промышленных предприятий в воздух, водные объекты и почву.

Серьезную проблему представляет специфика ряда отраслей промышленности, требующая особых индивидуальных подходов к решению природоохранных задач. Для этих отраслей очень важно соблюдать и обеспечивать разумный компромисс между производственными целями и их экологическими последствиями. Экологическая опасность текстильных технологий и продукции обусловлена структурой выбросов, использованием химически опасных веществ при выращивании сырья и его переработке.

Во все времена человек стремился сделать неуправляемые процессы, ограничивающие его деятельность, управляемыми. Такое управление экологическими процессами реализуется через территориальные или корпоративные системы экологического менеджмента, инструментальной средой которых выступают экологические информационные системы. Однако, при внедрении системы экологического менеджмента возникают проблемы организационного и методического обеспечения поддержки принятия решений, обусловленные отсутствием адекватных методов и моделей, как оценки ресурсов, анализа связей и отношений в системе экологического мониторинга, так и оценки влияния факторов воздействия на экологическую безопасность.

Вопросам экологического менеджмента, техногенного мониторинга посвящены труды многих отечественных ученых, среди которых Акимов В.А., Белов П.Г., Вершинин H.H., Давыдов Р.Г., Дайман С.Ю., Мазур И.И., Радаев H.H. и др. Разработка и исследование экологической опасности текстильных технологий и продукта рассматриваются в работах Артемова A.B., Гатти В.. Ефимова А.Я., Ипполитова Е.Г., Каравайкова В.М.. Киселева А.Н., Нестерова Г.П., Углова В.А., Умнякова П.Н., Фролова C.B. и др., не затрагивая вопросы методической поддержки принятия управленческих решений, где требуются дальнейшие разработки, что определяет актуальность диссертационного исследования.

Цаи, и шдичи исследования. Цель исследования состоит в разработке теоретических и методических основ повышения экологической эффективности и обеспечения экологической безопасности локальных и корпоративных производственных систем текстильных предприятий. Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:

3

- установить источники экологической опасности текстильных технологий и продукции и их корпоративное влияние на состояние экологии Костромского региона;

- разработать концепцию и структуру экологической информационной системы текстильного кластерного образования, модели структуры ресурсного обеспечения, анализа связей и управления экологически устойчивым функционированием экомониторинга;

- обосновать выбор методов решения задач принятия решений в системе экологического менеджмента льняного кластера на основе их классификации;

- обосновать выбор и предложить критерии и методику оценки факторов воздействия предприятий кластера на состояние окружающей среды и провести их апробацию;

- дать экологическую характеристику и выполнить оценку экологической значимости факторов воздействия на состояние окружающей среды текстильных предприятий льняного кластера;

- выявить источники покрытия затрат ресурсов на улучшение экологической обстановки и разработать методику принятия решений по их эффективному расходованию.

Объектом исследования является экологический менеджмент текстильных предприятий льняного кластера.

Предметом исследования служит экологическая информационная система как составляющая интегрированной системы менеджмента предприятий льняного кластера.

Теоретическую и методическую основу исследования составили труды ведущих ученых по организации промышленного производства, экологическому менеджменту и мониторингу. Информационно-справочной базой исследования служат международные стандарты системы ISO и аутентичные им отечественные стандарты, нормативные документы в области охраны окружающей среды, материалы официальных статистических сборников, отчеты об инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ текстильных предприятий. В работе использовались методы теории множеств, системного анализа, теории баз данных, теории принятия решений.

Научная повита работы заключается в разработке методического инструментария поддержки принятия решения в системе экологического менеджмента текстильных предприятий кластерного образования. Новые научные положения и результаты, полученные автором и выносимые на защиту, отражаются в том, что впервые:

- разработана концепция и структура построения экологической информационной системы кластерного образования, представляющая собой совокупность интегрированных подсистем: комплексного мониторинга окружающей среды, источников и объектов антропогенного воздействия, подсистемы моделирования и поддержки принятия решений;

- предложена совокупность моделей, включающая: ресурсно-множественные моде-

4

ли системы экологического менеджмента кластера и его информационной подсистемы в виде кортежа множеств финансового, кадрового, организационного и информационного ресурсов; информационно-управленческие модели в виде множеств задач, связей, ресурсов, управляющих воздействий; модели управления экологически устойчивым функционированием объектов экомониторинга;

- доказано, что задачи принятия решений в системе экологического менеджмента кластера являются слабоструктурированными из-за наличия разнородных факторов, неопределенности, риска неблагоприятного решения. Для их решения в условиях неопределенности и риска предложена на основе классификации группа методов, базирующихся на методологии системного анализа;

- предложено использование методики качественной интегральной оценки факторов воздействия текстильных производств на состояние окружающей среды, основанной на ранжировании влияния значимых из них по масштабам, степени распространения и опасности; выполнена апробация методики с использованием экохарактеристик ряда предприятий льняного кластера, в соответствие с которой установлена критичность принятия мер экологической защиты по ряду факторов воздействия;

- показано, что экологическое давление на локальную производственную систему кластера институциональных, социальных и экономических факторов требует поиска компромисса между производственными целями и их экологическими последствиями, результативность которого выражается в прямом или косвенном эффекте, создании потенциальных преимуществ и дополнительных возможностей;

- разработана и апробирована оригинальная методика поддержки принятия решений при формировании комплекса экологических улучшений, основанная на их многокритериальной оценке, ранжировании и отборе с применением оценки по модели TEI, метода ELECTRE, «жадного алгоритма» GRASP и FFD эвристики. Спроектирован бизнес-процесс экологического менеджмента с использованием данной методики.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в информационном обеспечении организации экологических производственных систем текстильных предприятий, процессов и их результатов. Выполненная апробация методик качественной интегральной оценки влияния факторов на состояние окружающей среды и формирования комплекса экомероприятий подтверждает их эффективность для оперативного анализа и управления уровнем экологической проблемы.

Предлагаемый бизнес-процесс экологического менеджмента, интегрируемый в единую систему менеджмента предприятия, и алгоритм формирования комплекса мероприя-

тий экологических улучшений приняты к внедрению на Великолукском льнокомбинате, а методы и модели построения информационной системы экологического менеджмента будут использованы на ОАО МЭЗ-1, производящем текстильную технологическую оснастку.

Результаты исследования могут быть использованы при подготовке бакалавров текстильного профиля для изучения дисциплины «Основы безопасности жизнедеятельности».

Соответствие темы и содержания диссертации требованиям паспорта спе-циилыюсти ВАК. Исследование выполнено в рамках специальности 05.02.22. - Организация производства (текстильная и легкая промышленность) п. 5 «...Системы качества и экологичносги», п. 7 «...Организация ресурсосберегающих и экологических производственных систем», п. 12 «.. .Обеспечениебезопасности и экологичности производственных процессов и их результатов».

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты докладывались, обсуждались и получили одобрение на: - всероссийских научно-практических конференциях «Технологический и информационный сервис как базовые факторы модернизации производства», «Технико-технол отческий и информационный сервис: проблемы и перспективы», Кострома, КГУ им. H.A. Некрасова, 2006, 2007 гг. - межкафедрашюм семинаре «Организация и управление в производственных и ащиальных системах», Кострома, КГУ им. H.A. Некрасова, 2010, 2011 гг. - совместном заседании кафедр «технологии произва)-ства и сервиса», «организации производства и сервиса», «информационного сервиса», КГУ им H.A. Некрасова 2009, 2011 гг. - расширенном заседании кафедры «экономики и управпе-ння» КГТУ, 2012 г. - международна'! научно-практической конфере/щии - Иваново: ИГГА, 2007 Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текаттыюй и легкой промышленности ПРОГРЕСС-2007.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 5 в журналах, входящих в «Перечень...» ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, включающих 15 параграфов, общих выводов и рекомендаций, библиографического списка и 10-ти приложений, изложенных на 123 страницах. Работа содержит 3! таблицу и 19 рисунков ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение включает обоснование актуальности темы, оценку проработанности проблемы, цель и задачи, определение объекта и предмета исследования, характеристику научной и практической значимости, соответствие паспорту специальности ВАК РФ.

Глава 1. Экологические информационные системы как организационный фактор формирования экологического менеджмента льняного кластера. Рост промышленного производства и увеличение объемов природопользования неизбежно ведут к

6 .

возрастанию техногенного загрязнения окружающей среды, с различной интенсивностью и весомостью воздействия на элементы природы. Достижение предприятием экологических целей стало значимым фактором конкурентной борьбы и лребует создания и эффективного функционирования систем экологического менеджмента (СЭМ).

По количеству выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Костромская область среди 18 субъектов федерации в Центральном федеральном округе находится приблизительно в середине. Из Центрального федерального округа костромская область больше других областей использует свежей воды на производственные нужды. Среди обрабатывающих производств по объему выбросов текстильная и легкая промышленность занимает 4 место. В красильно-отделочном производстве таких предприятий преобладают физико-химические процессы воздействия на ткань в виде технологий промывки, беления, аппретирования, крашения, печати. Около 90% сточных вод текстильных комбинатов отводится именно от красильно-отделочных производств. Основным источником химической опасности является хлор и хлорсодержащие вещества, которые могут быть источниками (прекурсорами) образования диоксинов. Очевидно, что как сама текстильная продукция, так и текстильное производство несут в себе экологическую опасность.

Как показывает практика, наиболее эффективной формой организации инновационных процессов в регионах являются инвестиционные кластеры. При группировке фирм в кластеры имеет место эффект охвата, при котором возникает возможность использования многофункционального фактора. В отличие от территориально-производственного комплекса, кластер представляет полную цепочку отраслей промышленности, заканчивая конечным продуктом, включая вспомогательные и специализированные инфраструктуры.

Производственный и кадровый потенциал, высокая концентрация сходных предприятий, наличие инфраструктуры, географическое положение и состояние транспорта, выступают достаточными предпосылками для формирования льняного кластера потенциального типа как эффективного механизма модернизации промышленности региона.

Глава 2. Методы н модели построения информационной системы экологического менеджмента ядра льняного кластера. Эффективное управление функционированием и развитием предприятий кластера может быть обеспечено через внедрение интегрированной системы менеджмента, базирующейся на международных стандартах управления качеством, окружающей средой, профессиональной безопасностью и охраной труда, энергоэффективносгью. На основе системы стандартов ISO 14000 формируется концепция экологического менеджмента, где важнейшую роль играет экологический мониторинг. Непосредственным результатом экологического мониторинга являются массивы данных, нуждающихся в обработке и анализе для принятия управленческих решений. Операции

7

сбора, хранения и обработки данных должны осуществляться в рамках специализированных экологических информационных систем (ЭИСК).

Обобщенная структура представлена на рисунке 1 .Её основой яапяются три информационно связанные системой передачи данных и взаимодействующие подсистемы: комплексного мониторинга, моделирования и поддержки принятия решений.

Экологический менеджмент промышленных объектов ядра льняного кластера следует рассматривать как управление комплексом территориально и функционально распределенных гетерогенных локальных производственных экологических систем (ЛПЭС).

передач» данных (СПД)

Картографические БД Фактографи- че-скис БД

Справочно-нормативные БД

Модели и методы принятия рс НИИ в человиях риска и неопределенности

Системы классификации и кодировании ■экологической пнформашп

Рисунок Г! ОбоЬщеннаясфуюура'ЗИС Для реализации целей СЭМК (Т) должен иметься типовой набор или множество ресурсов 1*. структуру которого можно представить в виде кортежа множеств финансового Р, кадрового К, организационного О, информационного I ресурсов (рисунок 2) Я = < ^ К, О, I >. Например, множество финансовых ресурсов предлагается представить в виде подмножеств финансовых потоков по их источникам: Р={РР, РБ, ПУ1, ПИ, РВ), где РР - из федерального бюджета, Р8 - из бюджета субъекта федерации, РМ - из местного бюджета, РП из средств предприятия, РВ - финансовый поток из других источников. Инструментальной средой экологического менеджмента должна служить экологическая информационная система кластера. В соответ-

C3MK=|Z.R!

г. :7.1.„,;7.»,.: R„ :T„,F„.K„O..',

Рисунок 2. Теорегико-множесгвенная модель СЭМК

8

ствии с целями информационной системы ядра кластера которые могут быть внутренними (711ВН) или внешними (гивш), множество ресурсов ИС представляется в виде кортежа подмножеств, в основном, аналогичных подмножествам ресурсов СЭМК и входящих в них.

П,,={Ти, Р„, К„, ()„}, где Т„ - подмножество информационных технологи.

Одной из основных составляющих экологической информационной системы кластера является комплексный мониторинг , осуществляемый в производственной среде в отношении продукции, ее производства, внутрипроизводственного ее транспортирования.

Для функциональной декомпозиции системы мониторинга используется аппарат теории многоуровневых иерархических систем, согласно которой она представлена в виде 4-х уровневой графической модели (рисунок 3). На втором уровне - районные (территориальные) и корпоративные (кластерные) подсистемы, третьем - первичные локальные подсистемы, четвертом - технологические процессы производства и инфраструктуры как исходные источники угроз экологического загрязнения.

Рисунок 3. Графическая информационная модель региональной системы промышленного экомониторинга

Информационно-управленческие модели эко мониторинга представлены в виде совокупности соответствующих множеств: задач, ресурсов, видов экологических загрязнений. координирующих, информационных, управляющих и информационных связей, например: Координирующие связи Информационные связи

От^хЯрхГч'г^К-, >-1л:^тлхОГ1хУтл^тл;^гтсЯглх1Мтл

Оо^2х8рх1\оН>К„ Уол^(]и1хОол>^ол-^ол;\УолсНол><Мт

Отл^рХ^лхК-г-Ж-с, УТг:\УТгхОт1.хУт,.->^г; \Ут,.сЯт,.хМТг Оол^рхволхКо-Жа, V,.,:1Чгл-^'тл! У'ол=>1ол->!Ч'ол

V г:КтхК| ,хМт |Х^глх1МТ|.х^,.х8тлх8т->^г Уо:К0хКолхМаах^лхМ0р^0гх8ол><8о-->>!о Подсистема поддержки принятия решений занимает особое место в силу важности

решаемых задач и высокой цены ошибок. Принятие решений в экологической сфере осложнено в отношении текстильных производств и продукта наличием разнородных факторов и внешних условий; неполнотой информации; риском неблагоприятных последствий принятого решения; что свидетельствует о необходимости принимать решения в условиях неопределенности и риска.

Выполненная классификация методов принятия решений по признаками содержания и типа получаемой информации, позволила выделить группу методов, относящихся к решению задач в условиях неопределенности. В условиях риска задачи решаются на основе статистических данных или знаний экспертов методами одномерной или многомерной полезности. Вместе с тем существуют другие методы, в частности методы моделирования, в соответствие с которыми обобщенная модель экологически устойчивого функционирования объектов экомониторинга представлена в виде взаимосвязи факторов, влияющих на устойчивость (X): Х=АЪ, IV, М, К, 8,0, где Ь, 1М, М - соответственно физические, природные, местоположения характеристики объекта, - варианты эксплуатации, К - нормативно-правовые, Б - социально-экономические параметры внешней среды. Характер изменения состояния описывается СОДУ вида: с!Х/с11=С[Х(1), 1!(Т)|; Х(^)=Хо

Задача оптимального управления (и) относится к классу вариационных, когда находится такая последовательность управления, при которой критерий качества

£^н(и)=1]Р(Хк, ик)Д1 принимает минимальное значение, зависящее только от начально-к-0

го состояния Хо- Решение подобных задач осуществляется методом динамического программирования.

Для (п-1) шагового процесса, начинающегося с состояния можно записать РыХХк)3 гшп|Р(Хк, иО+^^Х^)!. Это выражение - уравнение Беллмана, представляющее собой рекуррентное соотношение, позволяющее последовательно определять оптимальное управление на каждом шаге управляемого случайного процесса, который является марковским. Каждый из способов его ведения является стратегией, которой соответствует матрица вероятностей переходов объекта из состояния \ в]. [р,/т>]; т=1, ...О. Оценка стратегии осуществляется путем задания матрицы доходов Кк=[гу<та>].

Рекуррентное соотношение для выбора стратегии, обеспечивающей максимальный ожидаемый доход т1|(п)=тах|У|1га,+£ р^'г^п-^где^"0-доход заодин шаг.

т ]=I

Для реализации данного соотношения используется стандартная вычислительная процедура.

На рисунке 4 представлена развернутая структура экологической информационной системы, в которой как и на рисунке 1 база данных экологической информационной си-

стемы, содержащая информацию, необходимую для формирования решения ЛГ1Р. условно разделена на три блока: фактографический, текстовый и картографический.

При классифицировании экологической информации, исходя из ее назначения, целесообразно выделить четыре специфические группы: организационно-распорядительная, нормативная, информационно-справочная, учетная и отчетная. Первые три группы относятся к текстовой информации. Основу организационно-распорядительной информации, должны составлять документы системы управления окружающей средой (СУОС).

Работы с этими блоками информации на рисунке отражена соответствующими тремя модулями: А1 - с текстовыми документами, А2 - с фактографической и АЗ - картографической информацией.

Рисунок 4. Развернутая структура экологической информационной системы

Глава 3. Использование методов и моделей поддержки принятия решений экологического менеджмента льняного кластера. При внедрении системы экологического менеджмента в реальных условиях предприятий возникает проблема выработки методического обеспечения, в первую очередь связанная с тем. что в существующей нормативной документации содержатся лишь общие рекомендации без указания способов их применения и конкретных показателей.

В этом случае целесообразно использовать существующий мировой опыт, в частности. систему качественной оценки факторов воздействия предприятия на состояние окружающей среды, разработанную в датской консультационной компании COWL и успешно применяемую в европейских странах. В рамках данной методики выявляются и ранжируются экологические факторы в деятельности предприятия, которые оказывают, либо могут

оказывать значительное воздействие на состояние окружающей среды. При ранжировании факторов каждый из них оценивается баллами по трем параметрам: К - количественная характеристика (объемы), Р - степень распространения (масштабы), В - вид (характер опасности). Произведение показателей определяет уровень проблемы, в зависимости от которого, устанавливается степень необходимости принятия мер: срочная, критическая, актуальная, незначительная.

В работе представлена экологическая характеристика предприятий льняного кластера Костромского региона и выполнена апробация методики комплексной оценки влияния факторов воздействия этих предприятий льняного кластера на состояние окружающей среды. Кроме основных критериев необходимо учитывать и дополнительные, например, одновременное влияние на состояние окружающей среды и условия труда и др.

В таблице 1 для примера приведены результаты оценки экологической значимости факторов воздействия на окружающую среду «БКЛМ-Актив».

Таблица !

Оценка экологической значимости элсктропотребления, водопогребления, сбросов, выбросов, _ _ отходов (БКЛМ-Актив)_

Фактор и вид воздействия Объем воздействия (т/г) Параметры оценки (баад) Уровень проблемы КхРхВ Класс проблемы

К Р в Срочность мер

Потребление электроэнергии т/г 6 1 (/актуально

СО 4936.3 2 1 6

N0, 0.022 1 3 2 6

Иот|>ебление воды м'7г 342810 3 2 1 6 И/актуально

Сбросы т/г 4 П/актуалыю

Хлориды 2.5572 2 2 1 4

Кальций 0.9806 1 2 i 2

Магний 0.3842 1 2 1 2

Выбросы т/т 9 Ш/крпгпчно

Хлор 0.005 1 3 3 9

Фториды 0.001 1 3 3 9

Пыль льняная 2.040 2 3 1 6

Пыль абразивная 0.001 1 3 2 6

Железа оксид 0.100 1 3 1 3

Углеводороды 0.034 1 з 1 3

Отходы (выборочно) т/т 6 П/актуально

1 Иламы нефти и нефтепродуктов 42.0 1 2 6

Анализ показывает, что уровень экологических проблем достаточно высок, и соответствует II и III классам, что свидетельствует об актуальности и критичности принятия эффективных мер экологической защиты.

Предприятие при формировании экологической политики испытывает давление внешней среды в виде институциональных и социальных факторов, а также экономического фактора. Составляющими фактора экономического давления выступают все возрастающие природоохранные платежи, платы за экологическое страхование, квотирование, резервирование, лицензирование. Реальным источником покрытия затрат на улучшение эко-

логической обстановки на предприятии является, его прибыль, когда она дополнительно создается за счет прямой надбавки к цене продукции за ее экологическую чистоту.

Локальная система экологического менеджмента должна находить компромисс между производственными целями и их экологическими последствиями. Результативность экологического менеджмента выражается в прямом или косвенном экономическом эффекте, а также в ряде потенциальных преимуществ и дополнительных возможностей. I Предложена методика поддержки принятия решений, при формировании комплекса

экологических мероприятий с учетом ресурсных ограничений, в которой множество мероприятий по снижению экологической нагрузки характеризуется: видом фактора воздействия, его значимостью до и после проведения мероприятия и затратами на его проведение. Оценка эффекта мероприятий есть сумма разности значимости факторов до и после их проведения. Эффективность мероприятий должна зависеть от эффекта и планируемых затрат, которые измеряются в разных единицах в связи с чем используется методика ТЕ1.

Исходя из эффективности предложен алгоритм формирования комплекса экологических мероприятий в условиях принятых ресурсных ограничений. В рамках алгоритма осуществляется многокритериальная оценка каждого мероприятия, а их ранжирование выполняется методом парного сравнения альтернатив по методу ELECTRE, по критериям согласия и несогласия. Окончательное формирование комплекса мероприятий осуществляется с использованием «жадного алгоритма» GRASP с применением FFD эвристики. Операции ранжирования поддаются автоматизации, с использованием которой выполнен пример формирования комплекса экомероприятий для ресурсных условий «БКЛМ-Актив».

Спроектирован бизнес-процесс циклического действия экологического менеджмента включающий разработку экологических улучшений основанную на предложенных методике и алгоритме поддержки принятия решений, представленной на рисунке 5.

Рисунок 5. Бизнес-процесс "жологического менеджмента(ВО 14000)

Общие выводы и рекомендации

1. Экологическая опасность текстильных технологий и продукции обусловлена структурой выбросов, использованием химически опасных веществ при выращивании сырья и его переработке, приводящих к образованию в пряже и ткани диоксинов, хлорорга-нических соединений и соединений тяжелых металлов. По объему выбросов загрязняющих веществ предприятия текстильной и легкой промышленности занимают четвертое место, а их красильно-отделочные текстильные производства являются источником загрязнения гидросферы Костромского региона.

2. Высокая концентрация сходных предприятий, уровень развития интеграционных связей, социально-экономические традиции, система научного и кадрового обеспечения, возможность перехода на сырьевое самообеспечение позволяют утверждать о возможности формирования в Костромском регионе льняного кластера потенциального типа как эффективной формы организации инвестиционных процессов и механизма модернизации экономики региона.

3. Экологический менеджмент промышленных объектов ядра льняного кластера следует рассматривать как управление комплексом территориально и функционально распределенных гетерогенных локальных экологических систем при реализации задач, выходящих за пределы области их компетенции. Инструментальной средой экологического менеджмента кластера выступает его экологическая информационная система, основой которой являются информационно связанные подсистемы комплексного мониторинга, моделирования и поддержки принятия решений.

4. Разработаны ресурсно-множественные модели системы экологического менеджмента и ее информационной подсистемы для кластера, структура которых отражается кортежем множеств финансового, кадрового, организационного и информационного ресурсов; разработана информационно-управленческая модель экологического мониторинга кластерного образования, в которой выявлены и описаны отображениями координирующие, информационные, управляющие и рекомендательные связи. Предложена математическая модель экологически устойчивого функционирования объектовэкомониторинга, на основе которой возможна оптимизация управления функционированием. Для реализации модели целесообразно применение метода динамического программирования.

5. Принятие решений в экологическом менеджменте осложняется наличием разнородных факторов воздействия, влияние на которые ограничено неопределенностью и риском, что требует тщательного выбора адекватных моделей, методов и процедур. Задачи принятия решений в условиях неопределенности и риска являются слабоструктурированными, решение которых основывается на методологии системного анализа, На основе

14

классификации методов принятия решений по содержанию и типу информации выделена группа методов решения задач в условиях неопределенности. В условиях риска задачи решаются методами одномерной или многомерной полезности.

6. Для качественной оценки факторов воздействия текстильных производств на состояние окружающей среды предложено использование специальной методики, основанной на выявлении значимых факторов, и их ранжировании по масштабам, степени распространения и опасности, по интегральному значению которых определяется уровень проблемы и степень срочности принятия управленческих решений. Выполненная апробация методики свидетельствует об ее эффективности для оперативного анализа уровня экологической проблемы и использования в качестве составляющей информационного обеспечения поддержки принятия решений.

7. В соответствии с разработанной концепцией предложена развернутая структура экологической информационной системы, включающая шесть модулей: работы с текстовой, фактографической и картографической информацией, управления методическими наработками, принятия и верификации решений.

8. Развернута экологическая характеристика ряда предприятий ядра льняного кластера Костромского региона, на основе которой выполнена оценка значимости факторов воздействия на состояние окружающей среды. Установлено, что по факторам выбросов и отходов степень срочности принятия эффективных мер экологической защиты актуальна и даже критична, а учет дополнительных факторов воздействия в обшей оценке экологической ситуации является значимым.

9. Экологическое давление на текстильные предприятия кластера институциональных, социальных и экономических внешних факторов требует изыскания источников улучшения экологической обстановки. Реальным источником покрытия затрат является прибыль, создаваемая за счет прямой надбавки к цене продукции за ее экологическую чистоту, подтвержденную сертификацией.

10. Разработана и апробирована оригинальная методика поддержки принятия решения. а также алгоритм формирования комплекса экологических мероприятий, основанные на их многокритериальной оценке, ранжировании и отборе с учетом ограничений финансовых, организационных и кадровых ресурсов.

11. Предложен бизнес-процесс зкологического менеджмента, носящий циклический характер и интегрируемый в единую систему менеджмента предприятия, позволяющий обосновывать, разрабатывать и реализовывать процессы экологических улучшений с использованием информационных технологий.

Опубликованные работы по теме диссертации.

Пуйчиксацш, входшцие в '/Перечень...» ВАК РФ:

1. Барашков А.Ю. Выбор методов решения -задач принятия peutemnt в экачогичесюсс ин^щ^мсацюнных системах [Текст]/А.Ю. Барашков, A.B. Мудрая, И.А. Тш{енко//ВестникКГУ им. H.A. Некрасова Системный алана: Теория и практика-2006. -№2,—С'. 5-7.

2. Барашков А.Ю. Концегп^а построеттрегионачьных экологических шк/юрмспцюнных систем [Текст]/А.Ю. Барашков, A.B. Мудрая, И.А. Тшценко// Вестник КГУ им. H.A. Некрасова Системный анализ: Теорияипра<ппка-2(Ю6.-№2.-С. 93-95.

3. Мудрая A.B. Ресурсная .множественная .модечь системы экологического менеджмента промышленности региона [Текст] / А.В.Мудрая, А.Ю. Барашков//Вестник КГУ им. H.A. Некрасова -2006. -Ж.-С. 231-233.

4. Мудрая A.B. Методика качественна! щенки (¡хжпюров воздеГ/ствия предпрптия на окружающею среду [Текст] /A.B. Мудрая А.И. Глущенко, Лукспаевич A.C. // Вестник КГУ им. HJ. Некрасова -2011. -№1.

5. Мудрая A.B. M(xk.rup<xiamie экачтмескиустойчивого фунтрюнирования объектов ■жамониторинга промышленного предприятия [Текст] / A.B. Мудрая, И. А. Тшценко, Г. М. Травин//Вестник КГУ им. H.A. Некрасова-2012. -№ 1.

Научные статьи в других журначах и сборниках:

6. Мудрая A.B. Влияние отрааквт спегр/атзсарш прамышченности на состояние экологии региона [Текст] /A.B. Мудрая, А.Ю. Барашков // Техначогичесш! и информспрюнный сервис как базовые факторы моде/тсзаг/ии региона: Материалы Всеросс. науч.-практ. конф. - Кострома: КГУ им НА.Некрасова - 2006. - С. 74-78.

7. Мудрая A.B. Исто'ишки финансирования природоохранной деятельности промышленных предприягтй [Текст] / A.B. Мудрая, С.С. Мичевскчш // Вестник КГУ им. H.A. Некрасова Системный анализ: Теорияипрактика-2007.-№1.-С. 54-56.

8. Мудрая A.B. Информспрюнно-упра&ченческое матирование npoifecca экачагическаъ мониторинга правводственных актам в регионе [Текст] / A.B. Мудрая, И.А. Ъаценко. А.Ю. Барашков// Вестник КГУ им. H.A. Некрасова. Системный аначьв: Теорияи практика-2007,-№!. -С. 93-96.

9. Мудрая A.B. Тео/тепгико-мнпжеаивенная модечь жачогическаго менеджмента про мышченности региона [Текст] / A.B. Муд/хт. А.Ю. Бщхпиков// Материачы /щч-практ. конф. Стременные наукоёмкие техначтш и перагективные материалы текспппыюй и лёгкой про-мыииенности-Иванаю: ИГТА.- 2007.

10. Мфш A.B. У/ушиение технах'пшужашическамирисками п/хлавакчна'иных шъ-ектт /региона [Текст]/ A.B. Мудрая, И.А. TimieiiKO,A.lO. Ба/хпик/х! /ГТехникмпехнтачнеский ин^юрмацюнный сер,не: проСпемы и перспективы: Мапщяты Всеросс. нсщ-п/хжт. кинф. -Кострома: КГУим Н.А.Нещхкаи -2007. - С. 46-52.

11. Мудрая A.B. Коицегпря эктссическапменейжмента (обзор) [Текст]//Вестник КГУ им. H.A. Некраахи Системный стана: Теорияи практика-2008-№1,-С. 67-70.

12. Мудрая А.В.Экоиомическая хрс^ютютктъ релюитьньр; систем жттмескач) менедэю.мента [Текст] // Вестник КТУ им. H.A. Некрасова Системный стати: Теория и щхк-тика - 2009. ~№2. - С 76-78.

13. Мудрая A.B. (Ъ{енка (¡юкторов вспдеСюпвия предприятм льняного тостера на состояние окружанлцей среды /7 Cemeeai лект/юнный тучный .журит Нах'чный вестник КТТУ. Ор^атвсаца щхяаххктва (легкая прамыиаенность) - 2011. -№1

МУДРАЯ Анна Викторовна

ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА ПРЕДПРИЯТИЙ ЛЬНЯНОГО КЛАСТЕРА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 23.03.2012. Печ. л. 1,06. Заказ 147. Тираж 100. РИО КГТУ, Кострома, ул. Дзержинского, 17

61 12-5/3560

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Костромской государственный университет им. H.A. Некрасова

На правах рукописи

V-

МУДРАЯ Анна Викторовна

Организационно-методическое обеспечение повышения эффективности экологического менеджмента предприятий

льняного кластера

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Специальность

05.02.22 - Организация производства (текстильная и легкая промышленность)

Научный руководитель: д.т.н., профессор

Травин Г.М.

Кострома - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ........................................................................................................................................................2

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ..........................................................4

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.....................................1............................' 6

ГЛАВА 1. Экологические информационные системы как организационный

фактор формирования экологического менеджмента кластерного

образования............................................................................................................................................................................12

1.1. Техногенно-экологические риски производственных объектов и

экологический менеджмент....................................................................... 12

1.2. Влияние отраслевой специализации промышленности на состояние экологии в регионе.................................................................................... 19

1.3. Экологическая опасность текстильных технологий и продукции.................23

1.4. Структура и особенности формирования льняного кластера........................28

1.6. Выводы по главе 1....................................................................................... 35

ГЛАВА 2. Методы и модели построения информационной системы экологического менеджмента ядра льняного кластера.............................................37

2.1. Концепция построения экологических информационных систем

кластерного образования.......................................................................................

2.2. Ресурсная множественная модель системы экологического менеджмента промышленных объектов льняного кластера...................................................43

2.3. Информационно-управленческое моделирование процесса экологического мониторинга производственных систем в регионе..........................................48

2.4. Выбор методов решения задач принятия решений в экологических информационных системах...................................................................................

2.5. Моделирование экологически устойчивого функционирования объектов экомониторинга промышленного предприятия................................................60

2.6. Структура экологической информационной системы....................................66

2.7. Выводы по главе 2.................................................................................................

ГЛАВА 3. Использование методов и моделей поддержки принятия решений

экологического менеджмента льняного кластера......................................................73

3.1. Методика качественной оценки факторов воздействия предприятия на

окружающую среду..................................................................................... 73

3.2. Экологическая характеристика текстильных предприятий льняного кластера

в Костромском регионе.......................................................................................79

3.3. Апробация методики комплексной оценки влияния факторов воздействия предприятий льняного кластера на состояния окружающей среды..............85

3.4. Источники финансирования природоохранной деятельности промышленных объектов кластера....................................................................94

3.5. Методика поддержки принятия решения при формировании комплекса экологических мероприятий...............................................................................99

3.6. Выводы по главе 3.............................................................................................1 ю

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ............................................................1 и

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК....................................................................116

Приложение 1...........................................................................................................126

Приложение 2...........................................................................................................129

Приложение 3...........................................................................................................134

Приложение 4...........................................................................................................136

Приложение 5...........................................................................................................138

Приложение 6...........................................................................................................139

Приложение 7...........................................................................................................140

Приложение 8...........................................................................................................142

Приложение 9...........................................................................................................146

Приложение 10.........................................................................................................148

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

OHSAS - международный стандарт по разработке систем управления охраной

здоровья и безопасностью персонала

ISO - международная организация по стандартизации

БД - база данных

БЗ - база знаний

БЭП - бюджет экологического проекта

БФ - бюджет финансирования

ВСВ - временно согласованный выброс

ГИС - географические информационные системы

ЗПР - задача принятия решения

ИС - информационная система

ИСМ - информационная система менеджмента

KB - квотирование

ЛПЭС - локальная производственная экологическая система

ЛЭМ - локальный экологический менеджмент

МБ - муниципальный бюджет

МЧС - министерство по чрезвычайным ситуациям

ПДВ - предельно допустимые выбросы

ПДС - предельно допустимые сбросы

ПДК - предельно допустимые концентрация

ПО - природоохранные платежи

ПР - природоресурсные платежи

ПКМ - подсистема комплексного мониторинга

ПМ - подсистема моделирования

ПППР - подсистема поддержки принятия решения

РБ - региональный бюджет

СЗЗ - санитарная защитная зона

СМ - система менеджмента

СОДУ - система обыкновенных дифференциальных уравнений

СП - спонсорская поддержка

спд - система передачи данных

стп - стандарт предприятия

СУОС - система управления окружающей средой

СЭМ - система экологического менеджмента

сэмк - система экологического менеджмента кластера

ФБ - федеральный бюджет

ФГУ - федеральное государственное учреждение

ФЗ - федеральный Закон

ЦФО - центральный федеральный округ

чс - чрезвычайная ситуация

ЭА - экологический аудит

эис - экологическая информационная система

эиск - экологическая информационная система кластерного образования

эс - экономическое стимулирование

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Вся история человечества в области развития производства заключалась в стремлении превратить природу в служанку благосостояния общества, в связи с чем развитие производства и зашита природы от него рассматривались, как несовместимые задачи. Промышленность РФ, насчитывающая более 20 тысяч предприятий, использующая разнообразные технологии производства, играет ведущую роль в загрязнении окружающей природной среды. Несмотря на заметный в период кризиса спад производства, практически во всех отраслях это не вызвало снижения объемов отходов, поступающих от промышленных предприятий в воздух, водные объекты и почву.

Серьезную проблему представляет специфика ряда отраслей промышленности, требующая особых индивидуальных подходов к решению природоохранных задач. Для этих отраслей очень важно соблюдать и обеспечивать разумный компромисс между производственными целями и их экологическими последствиями. Экологическая опасность текстильных технологий и продукции обусловлена структурой выбросов, использованием химически опасных веществ при выращивании сырья и его переработке.

Во все времена человек стремился сделать неуправляемые процессы, ограничивающие его деятельность, управляемыми. Такое управление экологическими процессами реализуется через территориальные или корпоративные системы экологического менеджмента, инструментальной средой которых выступают экологические информационные системы. Однако, при внедрении системы экологического менеджмента возникают проблемы организационного и методического обеспечения поддержки принятия решений, обусловленные отсутствием адекватных методов и моделей, как оценки ресурсов, анализа связей и отношений в системе экологического мониторинга, так и оценки влияния факторов воздействия на экологическую безопасность.

Вопросам экологического менеджмента, техногенного мониторинга

посвящены труды многих отечественных ученых, среди которых Акимов В.А.,

6

Белов П.Г., Вершинин H.H., Давыдов Р.Г., Дайман С.Ю., Мазур И.И., Радаев H.H. и др. Разработка и исследование экологической опасности текстильных технологий и продукта рассматриваются в работах Артемова A.B., Гатти В., Ефимова А.Я., Ипполитова Е.Г., Каравайкова В.М., Киселева А.Н., Нестерова Г.П., Углова В.А., Умнякова П.Н., Фролова C.B. и др., не затрагивая вопросы методической поддержки принятия управленческих решений, где требуются дальнейшие разработки, что определяет актуальность диссертационного исследования.

Цель и задачи исследования. Цель исследования состоит в разработке теоретических и методических основ повышения экологической эффективности и обеспечения экологической безопасности локальных и корпоративных производственных систем текстильных предприятий. Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:

- установить источники экологической опасности текстильных технологий и продукции и их корпоративное влияние на состояние экологии Костромского региона;

- разработать концепцию и структуру экологической информационной системы текстильного кластерного образования, модели структуры ресурсного обеспечения, анализа связей и управления экологически устойчивым функционированием экомониторинга;

- обосновать выбор методов решения задач принятия решений в системе экологического менеджмента льняного кластера на основе их классификации;

- обосновать выбор и предложить критерии и методику оценки факторов воздействия предприятий кластера на состояние окружающей среды и провести их апробацию;

- дать экологическую характеристику и выполнить оценку экологической значимости факторов воздействия на состояние окружающей среды текстильных предприятий льняного кластера;

выявить источники покрытия затрат ресурсов на улучшение

экологической обстановки и разработать методику принятия решений по их

7

эффективному расходованию.

Объектом исследования является экологический менеджмент текстильных

предприятий льняного кластера.

Предметом исследования служит экологическая информационная система

как составляющая интегрированной системы менеджмента текстильных

предприятий льняного кластера.

Теоретическую и методическую основу исследования составили труды

ведущих ученых по организации промышленного производства, экологическому

менеджменту и мониторингу.

Информационно-справочной базой исследования служат международные

стандарты системы ISO и аутентичные им отечественные стандарты,

нормативные документы в области охраны окружающей среды, материалы

официальных статистических сборников, отчеты об инвентаризации источников

выбросов загрязняющих веществ текстильных предприятий. В работе

использовались методы теории множеств, системного анализа, теории баз данных,

теории принятия решений.

Научная новизна работы заключается в разработке методического

инструментария поддержки принятия решения в системе экологического

менеджмента текстильных предприятий кластерного образования. Новые научные

положения и результаты, полученные автором и выносимые на защиту,

отражаются в том, что впервые:

- разработана концепция и структура построения экологической

информационной системы кластерного образования, представляющая собой

совокупность интегрированных подсистем: комплексного мониторинга

окружающей среды, источников и объектов антропогенного воздействия,

подсистемы моделирования и поддержки принятия решений;

предложена совокупность моделей, включающая: ресурсно-

множественные модели системы экологического менеджмента кластера и его

информационной подсистемы в виде кортежа множеств финансового, кадрового,

организационного и информационного ресурсов; информационно-управленческие

8

модели в виде множеств задач, связей, ресурсов, управляющих воздействий; модели управления экологически устойчивым функционированием объектов экомониторинга;

- доказано, что задачи принятия решений в системе экологического менеджмента кластера являются слабоструктурированными из-за наличия разнородных факторов, неопределенности, риска неблагоприятного решения. Для их решения в условиях неопределенности и риска предложена на основе классификации группа методов, базирующихся на методологии системного анализа;

- предложено использование методики качественной интегральной оценки факторов воздействия текстильных производств на состояние окружающей среды, основанной на ранжировании влияния значимых из них по масштабам, степени распространения и опасности; выполнена апробация методики с использованием экохарактеристик ряда предприятий льняного кластера, в соответствие с которой установлена критичность принятия мер экологической защиты по ряду факторов воздействия;

- показано, что экологическое давление на локальную производственную систему кластера институциональных, социальных и экономических факторов требует поиска компромисса между производственными целями и их экологическими последствиями, результативность которого выражается в прямом или косвенном эффекте, создании потенциальных преимуществ и дополнительных возможностей;

- разработана и апробирована оригинальная методика поддержки принятия решений при формировании комплекса экологических улучшений, основанная на их многокритериальной оценке, ранжировании и отборе с применением оценки по модели TEI, метода ELECTRE, «жадного алгоритма» GRASP и FFD эвристики. Спроектирован бизнес-процесс экологического менеджмента с использованием данной методики.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в

информационном обеспечении организации экологических производственных

9

систем текстильных предприятий, процессов и их результатов. Выполненная апробация методик качественной интегральной оценки влияния факторов на состояние окружающей среды и формирования комплекса экомероприятий подтверждает их эффективность для оперативного анализа и управления уровнем экологической проблемы.

Предлагаемый бизнес-процесс экологического менеджмента, интегрируемый в единую систему менеджмента предприятия, и алгоритм формирования комплекса мероприятий экологических улучшений приняты к внедрению на Великолукском льнокомбинате, а методы и модели построения информационной системы экологического менеджмента будут использованы на ОАО МЭЗ-1, производящем текстильную технологическую оснастку.

Результаты исследования могут быть использованы при подготовке бакалавров текстильного профиля для изучения дисциплины «Основы безопасности жизнедеятельности».

Соответствие темы и содержания диссертации требованиям паспорта специальности ВАК. Исследование выполнено в рамках специальности 05.02.22. - Организация производства (текстильная и легкая промышленность) п. 5 «...Системы качества и экологичности», п. 7 «...Организация ресурсосберегающих и экологических производственных систем», п. 12 «...Обеспечение безопасности и экологичности производственных процессов и их результатов».

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты докладывались, обсуждались и получили одобрение на:

- Всероссийских научно-практических конференциях «Технологический и информационный сервис как базовые факторы модернизации производства», «Технико-технологический и информационный сервис: проблемы и перспективы», Кострома, КГУ им. H.A. Некрасова, 2006, 2007 гг.

межкафедральном семинаре «Организация и управление в производственных и социальных системах», Кострома, КГУ им. H.A. Некрасова, 2010, 2011 гг.

- совместном заседании кафедр «технологии производства и сервиса», «организации производства и сервиса», «информационного сервиса», КГУ им H.A. Некрасова 2009, 2011 гг.

- расширенном заседании кафедры «экономики и управления» КГТУ, 2011

г.

- международной научно-практической конференции - Иваново: ИГТА, 2007 Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности ПРОГРЕСС-2007.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 5 в журналах, входящих в «Перечень...» ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, включающих 15 параграфов, общих выводов и рекомендаций, библиографического списка и 10-ти приложений, изложенных на 125 страницах. Работа содержит 31 таблицу и 19 рисунков.

ГЛАВА 1. Экологические информационные системы как организационный фактор формирования экологического менеджмента кластерного

образования

1.1. Техногенно-экологические риски производственных объектов и

экологический менеджмент

Рост промышленного производства и увеличение объемов п�