автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Разработка методов повышения экономической эффективности системы обслуживания потребителей в электроэнергетике с учетом социальной ответственности

На правах рукописи

ЛОХМАНОВ ВЯЧЕСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ

Разработка методов повышения экономической эффективности системы обслуживания потребителей в электроэнергетике с учётом социальной ответственности

Специальность: 05.13.10 -"Управление в социальных и экономических системах (технические науки)"

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Институте Экономико-Математического Моделирования Автоматизированных Информационных Систем Промышленности

Научный руководитель: кандидат технических наук, старший научный сотрудник-

Марон Аркадий Исаакович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Москатов Генрих Карлович

кандидат технических наук

Подоляк Владимир Игоревич

Ведущая организация: ФГУП "Российский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи"

на заседании диссертационного Совета ДСР 411.011.01 в ФГУП "ЦНИИ судостроительной промышленности "Центр" по адресу: г. Москва, ул. Садовая-Кудринская, д. 11/13, к. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП "ЦНИИ судостроительной промышленности "Центр"

Защита состоится 7 октября 2004 года в

часов

Автореферат разослан 1 сентября 2004 года.

Учёный секретарь диссертационного совета-ДСР 411.011.01, кандидат технических наук

Сергей Юрьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования

Энергетика представляет собой сложную экономическую систему, при анализе и реформировании которой необходимо учитывать социальные аспекты. В работах по психологической и экспериментальной экономике (В. С. Автономов, Д. Канеман, В. Смит) и системному анализу (С. П. Гржибовский, А. Г. Иванов, Е. Н. Куличков, Г. К. Москатов, И. В. Прангишвили, Н. А. Северцев) убедительно доказано, что социально-экономические системы, подобные энергетике, могут устойчиво функционировать и развиваться только при достижении баланса интересов поставщиков и потребителей. Для достижения такого паритета потребителю энергии должна быть предоставлена возможность планирования расходов в рамках гибкой многотарифной системы, при условии точного индивидуального учёта. Тогда и поставщики смогут обоснованно требовать своевременной и полной оплаты. Заметим, что лауреат Нобелевской премии по экономике за 2002 год Вернон Смит в рамках экспериментальной экономики показал, что многотарифная система оплаты за электроэнергию относится к так называемым альтернативным рыночным механизмам, убеждающим поставщиков, что, в конечном итоге, для них выгодно не ограбить потребителя через завышение тарифов, а объяснить ему, как сэкономить средства.

Перед энергетикой стоит задача перехода на многотарифную систему учёта потребления и отказ от системы "самообслуживания" при оплате. Для её решения потребуется провести массовую замену электросчётчиков и установку счётчиков потребления тепла, газа и воды. После чего, можно будет осуществить и внедрение дистанционных автоматизированных систем контроля и учёта энергопотребления. Даже в пределах региона это очень масштабный проект.

Применительно к электроэнергетике, необходимо эффективно управлять процессом массовой замены электромеханических счётчиков на

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ 3 БИБЛИОТЕКА

электронные. Это исключительно трудно ввиду масштабности задачи. Здесь необходимо применение самых современных методов управления в социально-экономических системах, чтобы правильно сбалансировать и организовать во времени финансовые и трудовые затраты с учётом реальных возможностей энергетиков и влияния качества обслуживания на поведение потребителей. В противном случае успеха не будет, и тому уже имеются примеры.

В долгосрочной перспективе, реализация проекта перехода на многотарифный учёт позволит существенно улучшить ситуацию с оплатой энергии, только в том случае, если потребителям будет предоставлен качественный сервис и, в частности, оперативное восстановление отказавших счётчиков. Для выполнения восстановления, крупный поставщик должен предусмотреть развёртывание сети специализированных технических центров (СТЦ). Настоящий момент достаточно удачен для их создания, поскольку в электроэнергетике проходит структурная реформа, одной из целей которой как раз и является повышение самостоятельности и эффективности работы обслуживающих предприятий. Для того чтобы СТЦ действительно обеспечил оперативное восстановление, ему необходимы адекватные трудовые и материальные ресурсы. С позиций теории управления, каждый определённый набор таких ресурсов представляет собой одно из возможных управлений процессом восстановления большой распределённой системы учёта энергопотребления, состоящей из электросчётчиков, установленные у потребителей. Если объём выделенных ресурсов недостаточен, хотя бы в одной своей компоненте, то это приведёт к значительному накоплению неработоспособных счётчиков, а также к очередям на замену. Низкий уровень обслуживания, немедленно отразится на дисциплине оплаты электроэнергии потребителями. Если же численность персонала и количество запасных элементов неоправданно велики, то это просто бессмысленные затраты. Только нахождение оптимального набора

ресурсов СТЦ обеспечит повышение экономической эффективности системы обслуживания потребителей в электроэнергетике.

Как показал проведенный анализ, в настоящее время не существует готовой математической модели, которую можно было бы напрямую, без внесения определённых дополнений и уточнений, использовать для решения актуальной проблемы поиска оптимального управления процессами развёртывания системы многотарифного учёта электропотребления и её последующего оперативного восстановления при отказах. Целью работы является оптимизация управления процессами развёртывания системы многотарифного учёта электропотребления и её последующего оперативного восстановления при отказах, с учётом такого социального аспекта, как влияния качества обслуживания на поведение потребителей. Задачи исследования.

Для достижения цели в диссертации решены следующие задачи.

1. Показано, что специализированный технический центр является наилучшей формой организации оперативного восстановления счётчиков электрической и тепловой энергии, установленных на предприятиях и у индивидуальных потребителей. Установлено, что и развёртывание системы учёта энергопотребления экономически целесообразно выполнить силами персонала СТЦ, без привлечения сторонних организаций.

2. Разработана математическая модель процесса восстановления большой распределённой системы учёта энергопотребления, в которой учтены все значимые составляющие времени восстановления. Управляющими параметрами в этой модели являются численность персонала и количество запасных счётчиков, которыми располагает СТЦ.

3. Получены формулы для определения оптимального набора ресурсов, достаточного для обеспечения максимальной средней численности функционирующих в системе элементов. Этот

набор является неизбыточным в том смысле, что уменьшение любой из его составляющих, не сопровождаемое увеличением других, неизбежно приводит к значительному уменьшению средней численности элементов, функционирующих в составе системы, в результате возникновения очередей на обслуживание, что неприемлемо с социально-экономической точки зрения. Показано, как учесть влияние сменности работы персонала на необходимый объём ресурсов СТЦ

4. Предложен метод управления проектом внедрения силами СТЦ системы учёта энергопотребления, при котором и в переходный период потребителям гарантируется оперативное восстановление отказавших счётчиков.

5. Предложен критерий для экономической оценки мероприятий по организации и управлению оперативным восстановлением систем учёта энергопотребления — уровень прямых затрат СТЦ. Изложена методика его вычисления.

5. Полученные результаты применены для оптимизации управления реальными системами учёта электропотребления. Объект исследования - электроэнергетика, многие результаты применимы и к энергетике в целом.

Предмет исследования - процессы развёртывания и восстановления многотарифной системы учёта электропотребления.

Область исследования - разработка методов оптимального управления процессами, составляющими предмет исследования, с учётом такого важного социально-экономического фактора, как существенное влияние оперативности замены отказавших электросчётчиков, на поведение потребителей при оплате электроэнергии.

Методы исследования

В работе использованы методы теории управления и принятия решения в социальных и экономических системах, метод динамики средних, аппарат обыкновенных дифференциальных уравнений. Экономическая часть работы основана на идеях маржинального анализа. Научные положения, выносимые на защиту.

1. Разработанная математическая модель адекватно описывает процесс централизованного агрегатного восстановления большой распределённой системы учёта электропотребления. Она устанавливает связь между параметрами управления процессом восстановления -ресурсами СТЦ - и значимым показателем надёжности системы -средним числом функционирующих в системе элементов -электросчётчиков, установленных у потребителей.

2. Полученные формулы позволяют найти оптимальное управление процессом восстановления системы учёта электропотребления — минимальный набор ресурсов СТЦ, при котором среднее число функционирующих электросчётчиков достигает максимума, и нет очередей на восстановление. Отсутствие очередей является значимым показателем качества обслуживания потребителей. Реакцией на их возникновение является ухудшение дисциплины оплаты электроэнергии.

3. Предложенный в диссертации метод управления процессом развёртывания многотарифной системы учёта энергопотребления позволяет реализовать такой проект силами персонала СТЦ без привлечения сторонних организаций.

Научная новизна работы

1. Разработана математическая модель процесса восстановления большой распределённой системы учёта энергопотребления, в которой учтены все значимые составляющие времени

восстановления. Она дополняет класс изученных моделей массового обслуживания.

2. Получены формулы для нахождения оптимального управления данным процессом.

3. Разработана модель управления процессом развёртывания большой распределённой системы многотарифного учёта электропотребления.

Полученные результаты могут быть применены для оптимизации управления процессами развёртывания и восстановления широкого класса больших распределённых информационных систем, оперативность восстановления которых важна для пользователей. Примером подобной системы может служить совокупность компьютеров в сети межшкольных учебно-методических центров региона.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, обеспечивается: корректным применением методов теории управления в социальных и экономических системах; строгими математическими доказательствами; расчётами на ЭВМ; тщательным изучением состояния вопроса; результатами практического применения.

Практическая полезность результатов изложенных в диссертации заключается в следующем. Решена проблема расчёта явочной и списочной численности основного персонала СТЦ, при заданном количестве потребителей в зоне его ответственности. Показано, как надо управлять ресурсами СТЦ при развёртывании системы многотарифного учёта электропотребления с тем, чтобы и в этот переходный период обеспечить не только массовую замену, но и оперативное восстановление отказавших электросчётчиков. Модель процесса развёртывания системы, позволяет правильно распределить во времени средства на закупку многотарифных электронных счётчиков.

Реализация результатов подтверждена актами о внедрении.

Апробация работы

Результаты исследований и основные научные положения докладывались на заседании НТС Института Экономико-Математического Моделирования Автоматизированных Информационных Систем Промышленности, региональных совещаниях по реформированию РАО ЕС России. Публикации По теме диссертации опубликованы 3 печатные работы общим объёмом 1,33 п. л. из них лично автору принадлежит 1,23 п.л. Структура работы Основная часть работы состоит из введения, 3 глав, заключения и списка литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ Рассмотрены проблемы социально - экономической системы "поставщик-потребитель" в энергетике и возможные пути их решения. Проанализировано современное состояние технической базы учёта потребления энергоресурсов и перспективы её развития. Приведено обоснование необходимости создания специализированных технических центров для оперативного восстановления устройств учёта энергопотребления. Выполнен анализ существующих методов определения объёма ресурсов на обслуживание больших распределённых систем. Результаты научных исследований, изложенные в данной главе, позволили сделать следующие основные выводы.

1. Энергетика России представляет собой сложную социально-экономическую систему. В неё входят поставщики тепловой и электрической энергии и потребители, которых можно разделить на бытовых и промышленных. Учёт индивидуального потребления тепловой энергии в стране практически отсутствует. У 95% потребителей электроэнергии установлены счётчики. Как правило, это индукционные электромагнитные счётчики, способные показывать лишь суммарное потребление в киловатт-часах. Замена отказавших счётчиков у бытовых потребителей не налажена. Ввиду чего, многие из них не работают.

2. На сегодняшний день наиболее распространена однотарифная система оплаты электроэнергии с фиксированной стоимостью киловатт-часа.

Кроме того, в бытовом секторе основной формой организации расчётов является самообслуживание. Клиент сам снимает показание счётчика, заполняет квитанцию и производит оплату. Очень велик процент задерживаемых платежей. Оплата же тепловой энергии, воды и газа, как правило, осуществляется по средним нормам потребления.

3. Доля потребления электроэнергии населением намного превосходит его долю в структуре доходов поставщиков. Разница покрывается в основном за счёт промышленности.

4. Сложившиеся положение не устраивает ни поставщиков, ни потребителей. Каждая сторона заявляет о своих необоснованных потерях. Вместе с тем проблема может быть решена, и для этого существуют необходимые предпосылки: теоретические, технические, социально-экономические, ситуационные. Есть и положительные примеры её решения в других странах, причём в самом недавнем прошлом.

5. Поставщикам объективно нет смысла увеличивать стоимость киловатт-часа, не отказавшись от однотарифной системы оплаты, да ещё и реализованной в форме самообслуживания. Доходы не увеличатся, поскольку возрастёт число неплательщиков. Опыт не только России, но и других стран показал, что ни тотальный контроль и экономические санкции, ни отключения (тем более основанные на принципе коллективной ответственности) не заставят потребителя платить, если он считает, что с ним поступают несправедливо, заставляя оплачивать по завышенным ценам низкокачественные услуги без возможности выбора и планирования. Дисциплина оплаты не улучшится, и если поставщик просто снизит стоимость киловатт-часа. Обычный потребитель не знает, насколько справедлива новая цена. Потребителю энергии должна быть предоставлена возможность планирования расходов в рамках гибкой многотарифной системы, при условии точного индивидуального учёта. Тогда и поставщики

смогут обоснованно требовать своевременной и полной оплаты. В самом недавнем времени такой путь: от завышенной оплаты и примитивной тарифной системы к многообразию тарифов и снижению стоимости минуты прошли компании мобильной связи.

6. Имеются все необходимые технические возможности для перехода на многотарифную систему оплаты электроэнергии. Более того, однотарифная система не соответствует реальности. Нагрузка энергосистемы изменяется в течение суток. Есть периоды пикового, среднего, низкого уровня. Соответственно и цена, по которой поставщику было бы выгодно продавать электроэнергию, изменяется в течение суток. Этот факт позволяет, как минимум ввести два тарифа: дневной и ночной. Кроме того, можно учесть и снижение нагрузки в выходные, и праздничные дни. В результате будет получен?, многотарифная система оплаты электроэнергии, очень похожая на систему оплаты услуг междугородней и международной телефонной связи.

В рамках гибкой тарифной системы потребитель может планировать свои расходы, удовлетворяя необходимые потребности современного человека.

7. Для учёта интересов тех членов общества, которые по каким либо причинам не могут в данный момент полностью оплатить необходимое им количество энергии, можно применить систему блочных тарифов. В соответствии с ней, необходимый минимум потребления оплачивается по себестоимости или даже ниже её, а его превышение по значительно более высокой цене. Это бесспорно "перекрёстное субсидирование" - поддержка бедных за счёт более обеспеченных, но оно применяется, и хорошо зарекомендовало себя во всём мире, включая страны с самой "либеральной экономикой".

8. Для перехода на многотарифную систему оплаты электроэнергии необходимы электросчётчики, способные осуществить соответствующий дифференцированный учёт с достаточной степенью точности. Такие электронные счётчики уже сейчас разработаны и выпускаются, не только за рубежом, но и в нашей стране. Их можно приобрести по вполне

приемлемым ценам. Проблема состоит в том, что необходимо реализовать масштабный проект массовой установки этих приборов, вместо имеющихся электромеханических индукционных электросчётчиков. Приборы индивидуального учёта потребления тепла, горячей и холодной воды, газа также имеются. Но и здесь проблема заключается в необходимости их массовой установки. Речь идёт об управлении развёртыванием большой распределённой системы учёта энергопотребления. Причём, теоретические исследования и практические примеры показывают, что все работы и затраты по внедрению этой системы должна взять на себя сторона, в наибольшей степени заинтересованная в осуществлении контроля, то есть поставщики энергии. Именно так поступила в Италии компания ENEL, монополист в области энергосбытовой деятельности, приняв план замены 30 млн. устаревших счётчиков и практически реализовав его. Проекты замены и установки счётчиков энергопотребления требуют тщательного управления и планирования во времени потребности в трудовых, материальных и финансовых ресурсах. Такое планирование можно осуществить только на. основе математической модели описывающей динамику реализации этих проектов. Как показал анализ литературы, в настоящее время искомая модель отсутствует. Оптимизация управления процессом развёртывания большой рассредоточенной системы учёта энергопотребления является актуальной проблемой.

9. Большое число счётчиков потребления электроэнергии потребует решения вопросов их оперативного восстановления при отказах. В противном случае накопление неработоспособных счётчиков и повторение имеющейся ситуации с неисправными счётчиками и неплатежами неизбежно. Тем более что наработка на отказ типового многотарифного электронного счётчика электроэнергии в два-четыре раза меньше, чем наработка на отказ обычного индукционного счётчика. Как показал проведенный анализ, наиболее рациональной формой организации оперативного восстановления является

создание специализированных технических центров. Для того чтобы СТЦ действительно обеспечил оперативное восстановление, ему необходимы адекватные трудовые и материальные ресурсы.

10. Замена и последующий ремонт в стационарных условиях - наиболее технологичная и оперативная стратегия восстановления счётчиков энергопотребления. Для реализации такой стратегии необходимы сотрудники (курьеры), выезжающие на место отказа для выполнения замены; специалисты (ремонтника), занятые непосредственно диагностикой неисправностей и ремонтом в стационарных условиях, а также определённое количество счётчиков (элементов системы) для замены. Их необходимая численность определяется безотказностью счётчиков и составляющими времени восстановления, зависящими как от расположения потребителей в зоне ответственности СТЦ, так и от оперативности оповещения об отказе. П. Как показал проведенный анализ, в настоящее время не существует модели системы массового обслуживания, которую непосредственно можно было бы применить для определения необходимого объёма ресурсов СТЦ. Более того, эта задача принципиально не может быть решена классическими методами теории массового обслуживания, основанными на уравнениях Колмогорова для вероятностей состояний СМО. Вместе с тем достаточно представительным показателем уровня организации восстановления рассматриваемой системы является среднее количество счётчиков, исправно функционирующих в её составе. Для определения зависимости этой величины от объёма ресурсов СТЦ целесообразно применить метод динамики средних.

12. Создание модели процесса централизованного агрегатного восстановления большой распределённой системы учёта энергопотребления является актуальной проблемой. На основании этой модели можно найти и рациональный объём ресурсов СТЦ - оптимальное управление данным процессом.

13. Определение объёма ресурсов СТЦ является оптимизационной задачей теории управления именно в социально-экономических системах. При её постановке необходимо учитывать, как качество работы СТЦ отразится на поведении потребителя. Если потребитель своевременно оповестил СТЦ об отказе электросчётчика, а затем долго ждёт его замены, то не приходится рассчитывать, что в следующий раз он быстро сообщит об отказе, более того дисциплина оплаты электроэнергии также неизбежно ухудшится. В силу этого, неприменима традиционная постановка задачи оптимизации ресурсов на техническое обслуживание (РТО), при которой они определяются по "остаточному принципу" исходя из требуемого уровня рентабельности поставщика, в предположении, что клиенты будут исправно платить независимо от качества услуг. В рассматриваемом случае речь должна идти об определении минимального объёма ресурсов, способного обеспечить отсутствии очередей на восстановление. Эта актуальная проблема впервые решена в авторам в рамках данного диссертационного исследования.

ГЛАВА 2 ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ УЧЁТА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

Здесь приведена модель процесса восстановления большой распределённой системы, в которой учтены все значимые составляющие времени восстановления. Модель построена на основе метода динамики средних и представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Её численное решение позволяет определить связь между управляющими параметрами процесса -ресурсами, выделенными на восстановление - и средней численностью исправных элементов системы. На основании данной модели получены простые формулы для определения минимального объёма ресурсов, при котором не будет очередей на обслуживание. Таким образом, решена задача оптимального управления процессом восстановления данной системы с учётом такого_важного социального аспекта, как влияние

качества обслуживания на поведение потребителей при оплате электрической и тепловой энергии. Приведены примеры расчётов для типовых случаев и анализ значимости различных факторов.

Задача разработки математической модели процесса восстановления системы учёта электропотребления, выполняемого силами СТЦ допускает следующую математическую постановку.

На коллектив центра технического обслуживания возложены обязанности

по агрегатному восстановлению распределенной системы из однородных

элементов. Ремонт элементов также выполняется в этом центре. Для

осуществления агрегатного восстановления имеется элементов,

которые в момент начала эксплуатации системы исправны и находятся на складе центра. Замену отказавших элементов на запасные и доставку их в

ремонт осуществляет бригада курьеров заданной численности - Г. Ремонтом

занимается бригада из ы ремонтников. Отремонтированные элементы поступают на склад центра и могут использоваться как запасные.

Об отказе в центре становится известно не сразу, а через некоторое время. Здесь и далее время измеряется в часах, если прямо не оговорена другая размерность. После чего, даже если в момент оповещения имеется свободный курьер, он выезжает не сразу, а через некоторое время, которое затрачивается в основном на оформление выезда. Существенными являются и затраты времени на следование курьера от центра к месту расположения отказавшего элемента. Замена включает в себя демонтаж отказавшего элемента и установку (монтаж) исправного, на эти операции затрачивается определенное время. Значительным является и время ремонта, составляя в

среднем Допустим, что наработка на отказ элемента системы равна

среднее время: оповещения об отказе оформления выезда курьера

следования замены Причем,

где Та — среднее время демонтажа отказавшего элемента;

Гм — среднее время установки (монтажа) исправного.

Суммарное время, затрачиваемое на оформление выезда и следование к месту отказа, назовём временем прибытия и обозначим через

Требуется определить, как зависит математическое ожидание численности элементов, функционирующих в системе, от объема ресурсов на техническое обслуживание (РТО), который представляет собой управление процессом восстановления.

Математическое ожидание численности элементов, функционирующих в системе, в нашем случае, показывает количество счётчиков исправно работающих у потребителей электроэнергии, находятттихся в зоне ответственности данного СТЦ. В общем случае, это представительный показатель надёжности системы состоящей из большого числа независимых элементов, отказ каждого из которых не приводит к отказу системы, но снижает качество её функционирования. Его значение зависит от оперативности восстановления и позволяют определить, насколько хорошо оно организовано.

Для решения поставленной задачи необходимо создать математическую модель процесса взаимодействия функционирующей системы и центра технического обслуживания.

Предположим, что время безотказной работы элемента распределено по показательному закону с параметром

Также будем считать, что показательно распределены:

- время оповещения об отказе;

- время оформления выезда и время следования, а, следовательно,

16

и время прибытия, являющееся их суммой;

- время демонтажа и время монтажа элемента, а, следовательно, и время замены, являющееся их суммой;

- время ремонта.

Тогда параметры их распределений равны, соответственно:

Для применения метода динамики средних необходимо зафиксировать возможные состояния типовых элементов системы с подробностью, достаточной для определения искомых математических ожиданий и найти интенсивности переходов элементов из одних состояний в другие. После чего, можно формальным путем составить систему дифференциальных уравнений, решение которой будет описывать в динамике распределение по состояниям математических ожиданий численностей элементов.

В рассматриваемом случае все элементы одинаковы и, следовательно, можно говорить о наличии одного типового элемента в системе, который может находиться в следующих состояниях:

• - исправен и функционирует в составе системы;

• - отказал, но в ремонтном центре об этом неизвестно;

• ^ - отказал, в ремонтном центре об этом известно, однако, курьер для его демонтажа еще не прибыл;

• «$4 - отказал, к нему прибыл курьер;

• »У5 - неработоспособен и находится у курьера, который везет его в центр технического обслуживания для ремонта;

• »Уб - неработоспособен и доставлен для ремонта;

• - исправен и находится на складе;

• Sg - исправен и находится у курьера, который везет его для установки в систему (монтажа);

• »$9 - исправен и находится на месте предстоящей установки. Обозначим среднюю численность элементов, находящихся в момент

времени в состоянии через

Система является исправной, когда в состоянии находится N элементов. Однако она работоспособна и тогда, когда численность функционирующих элементов меньше IV. Конечно, для эффективной работы

разница между должна быть невелика при всех

В рассматриваемом случае в графе состояний элемента 9 вершин, и он имеет вид аналогичный графу циклического процесса. Заметим, что при описании восстановления по схеме марковских

случайных процессов, нам пришлось бы рассматривать состояния не

элемента, а системы из элементов, число которых равно

где может составлять от нескольких тысяч до нескольких десятков и даже

сотен тысяч электросчётчиков, установленных у индивидуальных потребителей.

Воспользовавшись правилами составления системы дифференциальных уравнений динамики средних, окончательно получим, что изменение во времени средних численностей элементов находящихся в различных состояниях описывается системой дифференциальных уравнений:

¿67(0 = ^.,,*

при т4(0 < т4(0-

тш{т6

щй)

1 „ч - 5 * т*Р т7 (0 }

^78 КЧ-Лоф -;-——-

1Я7(0

[ш9(0-т4(0] Я.91(*) = « «9(0

1лзм' при т4(0>

где '

число свободных курьеров

гсв(О = г~тах{т4(/), /я9(0}-™г(0-

количество элементов, которые необходимо отправить со склада, для установки

тТ р (0 = Л/" - /Их^; - т2(0 - тф) - тф).

Численно решив систему (1), можно определить искомое математическое ожидание численности элементов функционирующих в

системе Щ\{(), при любом заданном объёме ресурсов СТЦ, представляющем собой управление процессом восстановления.

Таким образом, в данной главе разработана полная математическая модель агрегатного восстановления распределенной системы из однородных элементов. Система учета электропотребления является её важным частным случаем. Применение полученной модели позволяет определить зависимость между заданным управлением - объемом ресурсов, выделенных на техническое обслуживание и показателями надежности системы.

С помощью разработанной модели можно определить набор

ресурсов (оптимальное управление) при котором

средняя численность функционирующих элементов стабилизируется к максимальному значению при а уменьшение любой

компоненты этого набора, при условии не увеличения других, уже не позволяет обеспечить такую стабилизацию. Набор ресурсов на техническое обслуживание, обладающий данными свойствами, будем в дальнейшем называть "необходимым и достаточным объёмом ресурсов на техническое обслуживание» или просто "достаточным объемом РТО". Это минимальный объём ресурсов, удовлетворяющий требованию отсутствия очередей. Необходимость данного требования предопределена социально-экономической природой системы учёта энергопотребления. Если оно не будет соблюдаться, то потребители, в ответ на некачественное обслуживание со стороны СТЦ, не будут соблюдать дисциплину платежей. Такая постановка задачи оптимизации ресурсов на техническое обслуживание, принципиально отличается от традиционной. Когда поставщик электроэнергии устанавливает желаемые экономические показатели эффективности, например прибыль, а РТО определяет по остаточному принципу, ошибочно считая, что потребители будут исправно платить независимо от качества предоставляемых услуг.

Для нахождения искомого достаточного объёма РТО, рассмотрим систему (1) в той области фазового пространства, которой принадлежат начальные значения (3). В этой области потребность в отправке запасных элементов не превосходит ни числа свободных курьеров, ни численности элементов на складе, а численность элементов требующих ремонта, не превосходит числа ремонтников.

В данной области фазового пространства выполняется система условий

(4)

Область, в которой справедлива система (4), обозначим через Л/о> и

будем называть «областью малых очередей». В этой области средняя потребность в замене и ремонте не превосходит средних значений, имеющихся РТО, а, следовательно, если очереди и возникают, то они малы

— равны 0 в среднем. В области Л/д система (1) превращается в систему

дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Анализируя определитель этой системы можно убедиться, что его характеристические числа отрицательны. Следовательно, решение системы (1) стабилизируется в

области Л/©.

Для того чтобы найти предельные значения численностей элементов

/Я/ = Нш »1/(0

¿—»со

(/=1,9)

достаточно положить все производные в левой части системы равными 0 и решить полученную систему алгебраических уравнений.

Окончательно получим, что неизбыточным и достаточным для обеспечения максимального числа функционирующих элементов, является следующее управление процессом восстановления - набор ресурсов

в котором

(6)

Величины стоящие внутри знаков округления до ближайшего целого в формуле (5) будем обозначать через 1*109 1^-109 ^Ю .

При объёме РТО, определяемом формулой (5), математическое ожидание числа функционирующих в системе элементов достигает максимального значения

(7)

Результаты получены в предположении о непрерывной работе СТЦ. Однако их можно распространить и на случай, когда в работе персонала имеются перерывы. Допустим, работа персонала СТЦ организована так, что в течение суток курьеры работают часов, а ремонтники часов.

Тогда, при определении по формуле (5) численности персонала и необходимого количества запасных элементов, а также среднего количества функционирующих элементов по формуле (7), необходимо прибавить: • к среднему времени оборота курьераТок и среднему времени

восстановления Тв величину

с1(Тг) = (24-Хг) / 48;

• к среднему времени ремонта Т„м величину

с1(Тк) = (24-Тк)/48;

• к слегшему времени оборота элемента Тоэ величины (1(ТГ) и

Заметим, что при односменной работе по 8 часов ^8) = 5,33 часа.

Если осуществляется 12 часовое дежурство, то ^12) — 3 часа. Наконец, естественно, d ( 2 4) = 0 часов.

Модифицированные таким образом формулы (5), (7) позволяют определить, как сменная работа персонала влияет на потребность в РТО и надёжность обслуживаемой системы учёта энергопотребления и выбрать рациональный вариант.

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ПРЯМЫХ ИЗДЕРЖЕК СТЦ. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ УЧЁТА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

Здесь предложен метод управления проектом внедрения силами СТЦ системы учёта энергопотребления, при котором и в переходный период потребителям гарантируется оперативное восстановление отказавших счётчиков. Заметим, что если в переходный период допустить ухудшение качества обслуживания клиентов, то потом не следует ждать от них партнёрского сотрудничества, даже если, качество услуг войдёт в норму. В этой же главе, в соответствии с идеями маржинального анализа, предложено использовать уровень прямых издержек на техническое обслуживание в качестве показателя, того, какая часть общего дохода должна быть выделена, чтобы СТЦ мог успешно выполнять возложенные на него функции. Подробно изложен метод расчёта данного показателя

применительно к СТЦ обслуживающему индивидуальных потребителей электроэнергии, проживающих в сельской местности.

Проанализируем задачу развёртывания современной системы учёта энергопотребления на содержательном уровне. Для конкретности рассмотрим случай, когда планируется не заменить, а установить счётчики потребления, например тепловой энергии. Тогда имеем следующий проект.

Планируется создать СТЦ, который должен при выходе на проектную мощность, обеспечить централизованное обслуживание счётчиков у заданного количества потребителей энергии, находящихся в зоне его ответственности. Предварительно счётчики надо приобрести и установить. Территориальные размеры зоны обслуживания значительны. Число потребителей, а, следовательно, и обслуживаемых устройств велико. В силу этого для выхода на проектную мощность потребуется значительное время -переходный период, во время которого неизбежны отказы уже установленных счётчиков. Эти отказы должны быть своевременно устранены силами сотрудников СТЦ.

Как организовать работу, чтобы переходный период не слишком затянулся, а после его завершения персонал плавно перешёл к работе в установившемся режиме, при условии, что и в переходный период время восстановления не должно быть слишком велико?

По существу это задача о том, какие ресурсы необходимы для выполнения проекта, и как распределить их между различными работами во времени. Рассмотрим момент начала проекта. В нашей постановке получается, что никаких ресурсов нет, нет и обслуживаемых устройств. Рассмотрим установившейся режим, начинающийся сразу по окончанию переходного периода. В этот момент число обслуживаемых устройств (счётчиков потребления тепловой энергии) равно максимальному заданному значению, а число курьеров и рабочих, отвечающих за ремонт устройств доставленных курьерами в центр таково, что не возникает очередей на ремонт и замену, при условии наличия необходимого резерва счётчиков. Объём этих ресурсов

рассчитывается по формулам приведенным в выше. Необходимо определить, как перейти в данное конечное состояние из начального состояния при заданных ограничениях. Это задача теории оптимального управления в соииалъно-экономической сфере. Анализ переходного периода является важнейшим элементом дчя еёрешения.

Проблема переходного периода в данном случае заключается в том, что по мере возрастания числа установленных счётчиков увеличивается, и объём ресурсов, который необходимо выделить для организации восстановления. Рассмотрим эти ресурсы подробнее. Каждому конкретному значению числа

установленных счётчиков N соответствует вполне определённый набор

ресурсов, обеспечивающих своевременное восстановление. По мере роста N их значения увеличиваются. В установившемся режиме: N = ^щах) 1"о(^тах) = Гщах»

тах/ "шах» тах/ "тах-

Рост до максимальных значений является ступенчатым, поскольку данные величины целочисленные по определению. Значение N при котором изменяется хотя бы одна из величин набора

будем называть граничным. Абсолютно очевидной является стратегия последовательного увеличения ресурсов в граничных точках, при которой курьеру, принятому на работу последним, поручается и установка счётчиков. Однако эта простейшая стратегия является вырожденной. Её реализация предполагает, что можно найти и принять на работу сотрудников в точно определённые моменты времени, а это практически нельзя реализовать.

В работе показано, что проект внедрения системы учёта энергопотребления может быть реализован силами сотрудников СТЦ без привлечения сторонних организаций. При этом целесообразно сразу принять явочную численность

курьеров в смене на единицу большей их численности, необходимой при выходе СТЦ на проектную мощность. Этим сотрудникам необходимо поручить как установку счетчиков, так и обеспечение их своевременного восстановления. Причём восстановление должно быть приоритетным в том, смысле, что как только количество установленных устройств достигает очередного граничного уровня, ещё один из курьеров начинает отвечать только за восстановление и не отвлекается на установку. При такой стратегии управления, длительность проекта внедрения, можно определить по формуле (8), а изменение во времени численности установленных устройств будет задано выражением (9)

(8) (9)

где

Тел шах — среднее время следование при Заметим, что если изначально принять на работу ровно столько курьеров, сколько необходимо при выходе на проектную мощность, то длительность переходного периода резко возрастёт (теоретически до бесконечности).

Доход от реализации электроэнергии конечным потребителям, является основой хозяйственной деятельности всех предприятий участвующих в цепочке её производства, доставки и продажи. Вопрос заключается в том, какая часть общего дохода должна быть выделена для того, чтобы СТЦ мог успешно выполнять возложенные на него функции. Показателем, позволяющим оценить данную величину, может служить

отношение прямых затрат ( II I -Ь к общему доходу Р, выраженное в

процентах. Предлагаемый показатель уместно назвать уровнем прямых издержек на техническое обслуживание.

Заметим, что при отсутствии резких различий в уровне потребления электроэнергии, суммарный месячный доход (в рублях) от её продажи зависит от числа клиентов и составляет:

О = Б, * 111,(14), (10)

где

- среднее значение стоимости электроэнергии, израсходованной одним потребителем за один месяц;

N - количество потребителей в зоне ответственности СТЦ;

- математическое ожидание числа исправных счётчиков.

Величина ГОl(N) всегда меньше N. Её значение зависит от ресурсов выделенных на обслуживание и достигает максимума при объёме ресурсов, определяемом в соответствии с результатами приведенными выше. Важнейшей составляющей прямых затрат СТЦ является заработная плата курьеров и ремонтников. Необходимое количество данных сотрудников напрямую зависит от числа потребителей в зоне ответственности СТЦ. Поэтому их заработная плата и относятся к прямым издержкам предприятия. При определении суммарных затрат на заработную плату необходимо

ориентироваться не на явочную численность рабочих в смене а на

списочную численность Гф и Кф, обеспечивающую принятый график

работы СТЦ. Вопросу организации работы СТЦ в данной главе уделено большое внимание. Установлено, что при обслуживании индивидуальных потребителей электроэнергии наиболее рациональным является следующий

вариант. Бригада курьеров работает 6 дней в неделю, с понедельника по

субботу включительно, по 12 часов в смену. Бригада ремонтников работает

5 дней в неделю по о часов в день. В праздничные дни СТО не работает. В этом случае коэффициент перехода от явочной численности курьеров к списочной = 2, для ремонтников аналогичный коэффициент перехода

Ук = 1,13. В таблице приведен расчёт пример расчёта явочной и

списочной численности персонала и количества запасных электросчётчиков при достаточно типовых исходных данных.

Таблица

Исходные данные

N То Топ Тоф Тел Тя Тм Трм

40 ООО4 35 000 24 0,5 1 1 1 12

Константы

Тг ТР Уг

12 8 2 1,13

Поомежуточные расчётные еелич ины

Там Ток Тв Тоэ с!(тг) Пю По Рю

2 4,5 27,5 40,5 3,00 5,33 55,76 8,56 23,22

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА

пъ ГП1- N

39965,2 -34,8

Го Гф Рф По

9 18 24 27 56

Помимо суммарной заработной платы сотрудников, в выражение,

определяющее величину L, следует включить и затраты на автотранспорт. При обслуживании потребителей в сельских районах, для выполнения служебных обязанностей каждому курьеру необходим автомобиль. Поэтому,

число машин как минимум будет равно числу курьеров в одной смене, т. е. минимально необходимое количество единиц автотранспорта, затраты на который следует отнести к прямым затратам СТЦ, равно явочной численности курьеров. Расчёты показали, что в реальных условиях уровень прямых издержек на техническое обслуживание устройств учёта потребления будет находится в пределах от 3 до 8 процентов от общего дохода от реализации электроэнергии конечным пользователям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты.

1. Установлено, что перед электроэнергетикой стоит задача перехода на многотарифную систему учёта потребления и отказ от системы "самообслуживания" при оплате. Для её решения потребуется провести массовую замену электросчётчиков. Это масштабный проект, который должен осуществляться с применением методов управления в социально-экономических системах, учитывающих психологические аспекты поведения потребителей. Его реализация позволит существенно улучшить ситуацию с оплатой энергии, только в том случае, если потребителям будет предоставлен качественный сервис, включающий оперативное восстановление отказавших счётчиков. Для выполнения такого восстановления крупный поставщик должен будет предусмотреть развёртывание сети специализированных технических центров (СТЦ) и обеспечить их адекватными трудовыми и материальными ресурсами.

2. Разработана математическая модель процесса восстановления большой распределённой системы учёта энергопотребления, в которой учтены все значимые составляющие времени восстановления. Модель построена на основе метода динамики средних и представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Её решение позволяет определить связь между средней численностью исправных элементов системы и ресурсами

СТЦ, являющимися параметрами управления процессом восстановления.

3. В результате анализа разработанной математической модели, описывающей динамику изменения средних численностей элементов: функционирующих в системе, находящихся в различных стадиях процесса восстановления и являющихся запасными, получены простые формулы (5) для определения набора ресурсов, достаточного для обеспечения максимальной численности функционирующих в системе элементов. Этот набор является неизбыточным в том смысле, что уменьшение любой из его составляющих, не сопровождаемое увеличением других, неизбежно приводит к значительному уменьшению численности элементов, функционирующих в составе системы, а также к возникновению очередей на обслуживание, что неприемлемо с социально-экономической точки зрения. Таким образом, решена задача оптимального управления процессом восстановления данной системы, с учётом такого важного социального аспекта, как влияние качества обслуживания на поведение потребителей при оплате электрической и тепловой энергии. Показано, как в аналитической форме учесть влияние сменности работы на необходимый объём ресурсов для организации оперативного восстановления больших распределённых систем, к которым и относится система учёта потребления электроэнергии.

4. Предложен критерий для экономической оценки мероприятий по организации и управлению оперативным восстановлением систем учёта энергопотребления - уровень прямых затрат СТЦ. Изложена методика его вычисления. Данный критерий оценивает ситуацию с позиций поставщика. Однако при его расчёте численность ресурсов на техническое обслуживание определяется на основании требования отсутствия очередей на восстановление. Таким образом, реализуется

оценка экономической эффективности систем учёта энергопотребления с учётом социальной ответственности.

5. Предложен метод управления проектом внедрения силами СТЦ системы учёта энергопотребления, при котором и в переходный период потребителям гарантируется оперативное восстановление отказавших счётчиков. Заметим, что если в переходный период допустить ухудшение качества обслуживания клиентов, то потом не следует ждать от них партнёрского сотрудничества, даже если, качество услуг войдёт в норму.

6. Полученные результаты применены к реальным системам.

Таким образом, в результате проведенного исследования автором решена актуальная научная задача оптимизации управления процессами развёртывания системы многотарифного учёта электропотребления и её последующего оперативного восстановления при отказах, с учётом такого социального аспекта, как влияния качества обслуживания на поведение потребителей.

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1. Лохманов В. М., Марон А. И. Определение экономически обоснованной численности персонала и ЗИП для сложных систем в электроэнергетике// Вестник Московской академии рынка труда и информационных технологий. - 2002. - № 4,0,2 п.л.

2. Лохманов В. М. Метод определения прямых издержек при централизованном обслуживании потребителей электрической и тепловой энергии. -М., 2004.- Деп. в ВИНИТИ 23.04.04, № 1768-В-2004,0,67 п.л.

3. Лохманов В. М. Управление проектом внедрения системы учёта энергопотребления. -М., 2004.- Деп. в ВИНИТИ 23.04.04, № 1769-В-2004,0,46 п.л.

04" 1 б 1§2

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. ПРОБЛЕМЫ СОЦИАЛЬНО - ЭКОНОМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ "ПОСТАВЩИК-ПОТРЕБИТЕЛЬ" В ЭНЕРГЕТИКЕ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ.:.

1.2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ УЧЁТА ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЁ РАЗВИТИЯ.

1.3. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ СОЗДАНИЯ СПЕЦИА-ЛИЗОВАННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕНТРОВ (СТЦ) ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ СИСТЕМ УЧЁТА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ.

1.4. АНАЛИЗ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ БОЛЬШИХ РАСПРЕДЕЛЁННЫХ СИСТЕМ

1.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ УЧЁТА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

2.1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ПРОЦЕССА АГРЕГАТНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ.

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕС

СОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ.

2.3. УЧЁТ СМЕННОГО ХАРАКТЕРА РАБОТЫ ПЕРСОНАЛА СТЦ

2.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ПРЯМЫХ ИЗДЕРЖЕК СТЦ. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ УЧЁТА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ.

3.1. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЯМЫХ ИЗДЕРЖЕК ПРИ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОМ ОБСЛУЖИВАНИИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ.

3.2. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ

УЧЁТА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ.

3.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

Энергетика России представляет собой сложную социально-экономическую систему. В неё входят поставщики (здесь и в дальнейшем к ним отнесены и производители) тепловой и электрической энергии и потребители, которых можно разделить на бытовых и промышленных. Учёт индивидуального потребления тепловой энергии в стране практически отсутствует. Оплата тепловой энергии, воды и газа, как правило, осуществляется по средним нормам потребления. Вместе с тем, у 95% потребителей электроэнергии установлены счётчики. В основном это индукционные электромагнитные счётчики, способные показывать лишь суммарное потребление в киловатт-часах. Замена отказавших счётчиков у бытовых потребителей не налажена. Ввиду, чего многие из них не работают. Наиболее распространена однотарифная система оплаты электроэнергии с фиксированной стоимостью киловатт-часа. Кроме того, в бытовом секторе основной формой организации расчётов является самообслуживание. Клиент сам снимает показание счётчика, заполняет квитанцию и производит оплату.

Сложившееся положение не устраивает всех, и каждая из сторон заявляет о нарушении своих интересов и потерях. Это полностью соответствует теоретическим результатам полученным в работах по психологической и экспериментальной экономике (В. С. Автономов, Д. Канеман. В. Смит) и системному анализу (Е. Н. Куличков. И. В. Прангишвили, Н. А. Северцев). в которых убедительно доказано, что социально-экономические системы, подобные энергетике, могут устойчиво существовать и развиваться только при достижении баланса интересов поставщиков и потребителей, основанного на паритете ответственности. Поставщикам объективно нет смысла увеличивать стоимость киловатт-часа, не отказавшись от однотарифной системы оплаты, да ещё и реализованной в форме самообслуживания. Доходы не увеличатся, поскольку возрастёт число неплательщиков. Опыт не только России, но и других стран показал, что ни тотальный контроль и экономические санкции, ни отключения (тем более основанные на принципе коллективной ответственности) не заставят потребителя платить, если он считает, что с ним поступают несправедливо, заставляя оплачивать по завышенным ценам низкокачественные услуги без возможности выбора и планирования. Дисциплина оплаты не улучшится, и если поставщик просто снизит стоимость киловатт-часа. Обычный потребитель не знает, насколько справедлива новая цена.

Потребителю энергии должна быть предоставлена возможность планирования расходов в рамках гибкой многотарифной системы, при условии точного индивидуального учёта. Тогда и поставщики смогут обоснованно требовать своевременной и полной оплаты. Заметим, что лауреат Нобелевской премии по экономике за 2002 год Верной Смит в рамках экспериментальной экономики показал, что многотарифная система оплаты за электроэнергию относятся к так называемым альтернативным рыночным механизмам, убеждающим поставщиков, что, в конечном итоге, для них выгодно не ограбить потребителя через завышение тарифов, а объяснить ему, как сэкономить средства. Возможность достижения выгоды обеими сторонами основана на том, что потребление электроэнергии (в энергосистемах в течение суток неравномерно и имеет, как правило, три режима: режим малого потребления, режим среднего потребления и режим максимального потребления электроэнергии. Введение дифференцированных по зонам суток тарифов подразумевает использование разных тарифных ставок за потребленную электроэнергию в зависимости от времени суток, что выгодно и поставщикам и потребителям. Для учёта интересов тех членов общества, которые по каким либо причинам не могут в данный момент полностью оплатить необходимое им количество энергии, можно применить систему блочных тарифов. В соответствии с ней, необходимый минимум потребления оплачивается по себестоимости или даже ниже её, а его превышение по значительно более высокой цене. Это бесспорно "перекрёстное субсидирование" - поддержка бедных за счёт более обеспеченных, но оно применяется и хорошо зарекомендовало себя во всём мире, включая страны с самой "либеральной экономикой".

Перед электроэнергетикой задача перехода к многотарифной системе учёта и оплаты электроэнергии поставлена программой ресурсоэнергосбережения России, утвержденная Правительством РФ. Для перехода на многотарифную систему оплаты электроэнергии необходимы электросчётчики, способные осуществить соответствующий дифференцированный учёт с достаточной степенью точности. Такие электронные счётчики уже сейчас разработаны и выпускаются, не только за рубежом, но и в нашей стране. Их можно приобрести по вполне приемлемым ценам. Проблема состоит в том, что необходимо реализовать масштабный проект массовой установки этих приборов, вместо имеющихся электромеханических индукционных электросчётчиков. Приборы индивидуального учёта потребления тепла, горячей и холодной воды, газа также имеются. Но и здесь проблема заключается в необходимости их массовой установки. Речь идёт об организации развёртывания большой распределённой системы учёта энергопотребления. Причём, теоретические исследования и практические примеры показывают, что все работы и затраты по внедрению этой системы должна взять на себя сторона, в наибольшей степени заинтересованная в осуществлении контроля, то есть поставщики энергии.

Проекты замены и установки счётчиков энергопотребления требуют тщательного планирования во времени потребности в трудовых, материальных и финансовых ресурсах и правильного управления ими. Такое планирование и управление можно осуществить только на основе математической модели описывающей динамику реализации этих проектов. Как показал анализ литературы, в настоящее время искомая модель отсутствует. Оптимизация управления процессом развёртывания большой рассредоточенной системы учёта энергопотребления является актуальной проблемой. Её решение приведено в настоящей диссертационной работе.

Большое число счётчиков потребления электроэнергии потребует решения вопросов их оперативного восстановления при отказах. В противном случае накопление неработоспособных счётчиков и повторение имеющейся ситуации с неисправными счётчиками и неплатежами неизбежно. Тем более что наработка на отказ типового многотарифного электронного счётчика электроэнергии в два-четыре раза меньше, чем наработка на отказ обычного индукционного счётчика. Как показал проведенный анализ, наиболее рациональной формой организации оперативного восстановления является создание специализированных технических центров (СТЦ). Миссия СТЦ - обеспечить качественное техническое обслуживание устройств учёта потребления электроэнергии. Главной является задача оперативного восстановления отказавших устройств методом агрегатной замены. Основная вспомогательная задача - выполнение их ремонта. Настоящий момент достаточно удачен для создания СТЦ, поскольку в электроэнергетике проходит структурная реформа, одной из целей которой является повышение самостоятельности и эффективности работы обслуживающих предприятий. Оформление СТЦ в виде самостоятельного юридического лица потенциально позволяет ему выполнять функции сервисного центра заводов изготовителей электросчётчиков. Зарабатывание обслуживающими предприятиями дополнительных доходов полностью соответствует принятой концепции реформирования электроэнергетики.

Для того чтобы СТЦ действительно обеспечил оперативное восстановление, ему необходимы адекватные трудовые и материальные ресурсы. С теоретических позиций, это параметры управления динамическим процессом восстановления большой распределённой системы учёта энергопотребления, состоящей из электросчётчиков, установленные у потребителей. Замена и последующий ремонт в стационарных условиях -наиболее технологичная и оперативная стратегия восстановления счётчиков энергопотребления. Для реализации такой стратегии необходимы сотрудники курьеры), выезжающие на место отказа для выполнения замены; специалисты (ремонтники), занятые непосредственно диагностикой неисправностей и ремонтом в стационарных условиях, а также определённое количество устройств (элементов системы) для замены. Их необходимая численность определяется безотказностью счётчиков и составляющими времени восстановления, зависящими как от расположения потребителей в зоне ответственности СТЦ, так и от оперативности оповещения об отказе.

Как показал проведенный анализ, в настоящее время не существует модели системы массового обслуживания, которую непосредственно можно было бы применить для определения необходимого объёма ресурсов СТЦ.

Создание модели централизованного агрегатного восстановления большой распределённой системы учёта энергопотребления является актуальной проблемой.

На основании этой модели можно найти и рациональный объём ресурсов СТЦ. Определение объёма ресурсов СТЦ является оптимизационной задачей теории управления именно в социально-экономических системах. При её постановке необходимо учитывать, как качество работы СТЦ отразится на поведении потребителя.

Если потребитель своевременно оповестил СТЦ об отказе электросчётчика, а затем долго ждёт его замены, то не приходится рассчитывать, что в следующий раз он быстро сообщит об отказе, более того дисциплина оплаты электроэнергии также неизбежно ухудшится. В силу этого, неприменима традиционная постановка задачи оптимизации ресурсов на техническое обслуживание (РТО), при которой они определяются по "остаточному принципу" исходя из требуемого уровня рентабельности поставщика, в предположении, что клиенты будут исправно платить независимо от качества услуг. В рассматриваемом случае речь должна идти об определении минимального объёма ресурсов, способного обеспечить отсутствии очередей на восстановление. Решение этой актуальной приведено в настоящей работе.

На основании полученных формул для определения набора ресурсов СТЦ, предложена методика расчёта уровня прямых издержек на техническое обслуживание большой распределённой системы учёта энергопотребления.

Основной текст диссертации включает в себя введение, три главы, заключение и список литературы.

3.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3

В процессе исследований получены следующие основные результаты, изложенные в данной главе.

1. Предложен критерий для экономической оценки мероприятий по организации оперативного восстановления систем учёта энергопотребления - уровень прямых затрат СТЦ. Изложена методика его вычисления. Данный критерий оценивает ситуацию с позиций поставщика. Однако при его расчёте численность РТО определяется на основании требования отсутствия очередей на восстановление. Таким образом, реализуется оценка экономической эффективности систем учёта энергопотребления с учётом социальной ответственности.

2. Показано, как определить требуемую списочную численность курьеров и ремонтников СТЦ на основании явочной численности, рассчитываемой по формулам, приведенным в предыдущей главе.

3. Впервые предложен метод реализации силами СТЦ проекта внедрения системы учёта энергопотребления, при котором и в переходный период потребителям гарантируется оперативное восстановление отказавших счётчиков. Заметим, что если в переходный период допустить ухудшение качества обслуживания клиентов, то потом не следует ждать от них партнёрского сотрудничества, даже если, качество услуг войдёт в норму.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты.

1. Установлено, что перед электроэнергетикой стоит задача перехода на многотарифную систему учёта потребления и отказ от системы "самообслуживания" при оплате. Для её решения потребуется провести массовую замену электросчётчиков. Это масштабный проект, который должен осуществляться с применением методов управления в социально-экономических системах, учитывающих психологические аспекты поведения потребителей. Его реализация позволит существенно улучшить ситуацию с оплатой энергии, только в том случае, если потребителям будет предоставлен качественный сервис, включающий оперативное восстановление отказавших счётчиков. Для выполнения такого восстановления крупный поставщик должен будет предусмотреть развёртывание сети специализированных технических центров (СТЦ) и обеспечить их адекватными трудовыми и материальными ресурсами.

2. Впервые разработана математическая модель процесса восстановления большой распределённой системы учёта энергопотребления, в которой учтены все значимые составляющие времени восстановления. Модель построена на основе метода динамики средних и представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Её решение позволяет определить связь между средней численностью исправных элементов системы и ресурсами СТЦ, являющимися параметрами управления процессом восстановления.

3. В результате анализа разработанной математической модели, описывающей динамику изменения средних численностей элементов: функционирующих в системе, находящихся в различных стадиях процесса восстановления и являющихся запасными, получены простые формулы (5) для определения набора ресурсов, достаточного для обеспечения максимальной численности функционирующих в системе элементов. Этот набор является неизбыточным в том смысле, что уменьшение любой из его составляющих, не сопровождаемое увеличением других, неизбежно приводит к значительному уменьшению численности элементов, функционирующих в составе системы, а также к возникновению очередей на обслуживание, что неприемлемо с социально-экономической точки зрения. Таким образом, решена задача оптимального управления процессом восстановления данной системы, с учётом такого важного социального аспекта, как влияние качества обслуживания на поведение потребителей при оплате электрической и тепловой энергии. Впервые показано, как в аналитической форме учесть влияние сменности работы на необходимый объём ресурсов для организации оперативного восстановления больших распределённых систем, к которым и относится система учёта потребления электроэнергии.

4. Предложен критерий для экономической оценки мероприятий по организации и управлению оперативным восстановлением систем учёта энергопотребления — уровень прямых затрат СТЦ. Изложена методика его вычисления. Данный критерий оценивает ситуацию с позиций поставщика. Однако при его расчёте численность ресурсов на техническое обслуживание определяется на основании требования отсутствия очередей на восстановление. Таким образом, реализуется оценка экономической эффективности систем учёта энергопотребления с учётом социальной ответственности.

5. Впервые предложен метод управления проектом внедрения силами СТЦ системы учёта энергопотребления, при котором и в переходный период потребителям гарантируется оперативное восстановление отказавших счётчиков.

6. Полученные результаты применены к реальным системам.

1. Авдашева С.Б. Хозяйственные связи в российской промышленности: Проблемы и тенденции последнего десятилетия. М.: ГУ-ВШЭ, 2000.- 184 с.

2. Автономов B.C. Модель человека в экономической науке. СПб.: Экономическая школа, 1998. - 229 с.

3. Александров Н. И. Методы и модели стратегического интегрированного управления социально-экономическими системами: Автореф. дис. д-ра экономических наук. СПб, 1997.

4. Андрюшин А. В. Совершенствование организации и управления системой ТО и ремонта оборудования ТЭС: Автореф. дис. д-ра техн. наук М., 2002. - 40с.

5. Ануфриев В., Балашёв О. Электросчётчики в России. История, современность и национальные особенности // Энергослужба предприятия. 2003. - № 2. ?

6. Афанасьев М.Ю., Суворов Б.П. Исследование операций в экономике: модели, задачи, решения. М.: ИНФОРМА, 2003.

7. Белянин А. В. Дэниел Канеман и Верной Смит: экономический анализ человеческого поведения (Нобелевская премия за чувство реальности)// Вопросы экономики. 2003. - № 1.-е. 4-23.

8. Брейдо А. И., Овсянников В. А. Организация обслуживания железнодорожных устройств автоматики и связи. М.: Транспорт, 1983 .-208с.

9. Бьюкенен Дж. Конституция экономической политики. Расчет согласия. Границы свободы. М.: Таурус Альфа, 1997. 556 с.

10. Ю.Венцель Е. С. Исследование операций. -М.: Советское радио, 1972. -550с.

11. П.Гарсия В. Д., Марон А. И. Обслуживание станционных систем теленаблюдения // Вестник ВНИИЖТ. 1983. - № 8.

12. Гржибовский С. П. Новые информационные технологии в управлении АПК. М.:. Агропромиздат 1991.

13. Дедков В. К., Северцев Н. А. Основные вопросы эксплуатации сложных систем. М.: Высшая школа, 1976. - 406с.

14. Долгопятова Т. Г. Российские предприятия в переходной экономике: экономические проблемы и поведение. М. : Дело, 1995.

15. Иванов А. Г., Москатов Г. К. Системный анализ структур информационно-вычислительных систем. Д.: Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов судостроительной промышленности, 1991.

16. Канеман Д., Тверски А. Рациональный выбор, ценности и фреймы// Психологический журнал. 2003. - N 4. - с. 31-42.

17. Клейнер В.Г. Законодательное обеспечение реформ в энергетике. // Институциональная экономика. Вестник ГУ У. 2002. - №2.

18. Клейнер В.Г. Российская энергетика шаг вперед, два шага? / Тез. докладов и сообщений Третьего всероссийского симпозиума «Стратегическое планирование и развитие предприятий». Секция 3. Москва, апрель 2002 г. - М.: ЦЭМИ РАН, 2002.

19. Куличков Е. Н., Трайнев И. В. Маркетинговые системы и информационные процессы в деятельности менеджера. М.: ЦНИИЭК, 1994.-144с.

20. Лохманов В. М., Марон А. И. Определение экономически обоснованной численности персонала и ЗИП для сложных систем в электроэнергетике// Вестник Московской академии рынка труда и информационных технологий. 2002. - № 4.

21. Лохманов В. М. Метод определения прямых издержек при централизованном обслуживании потребителей электрической и тепловой энергии. -М., 2004.- Деп. в ВИНИТИ 23.04.04, № 1768-В-2004.

22. Лохманов В. М. Управление проектом внедрения системы учёта энергопотребления. -М., 2004.- Деп. в ВИНИТИ 23.04.04, № 1769-В-2004.

23. Львов Д.С. Современные проблемы энергосбережения в России / Тез докл. международного симпозиума «Энергоэффективная экономика -основа устойчивого развития России в XXI веке». Москва, ЭКСПОЦентр, май 2001.

24. Менар К. и др. Контракты и издержки в ресурсоснабжающих подотраслях жилищно-коммунального хозяйства. М.: ТЕИС, 2000. -174 с.

25. Минакир П. А. Системные трансформации в экономике. Владивосток : Дальнаука , 2001.

26. Минцберг Г. и др. Школы стратегий. Санкт-Петербург : Питер , 2001.

27. Норберт Т. Управление изменениями.//Проблемы теории и практики управления. 1998, №1.31 .Открытое акционерное общество энергетики и электрификации

28. Хабаровскэнерго". Хабаровск: Издательский дом "Амурский Утёс", 2001.

29. Постановление правительства Российской Федерации "О реформировании электроэнергетики РФ" № 526 от 11.06.2001.

30. Прангишвили И. В. Системный подход и общесистемные закономерности.- М.: СИНТЕГ, 2000. -528с.

31. Савицкая Г. В. Анализ хозяйственной деятельности предприятия.-4-е изд., перераб. и доп. -Минск: ООО "Новое знание", 2000. -688с.

32. Сергеев А. Интеллектуальные электронные приборы//Промышленно -строительное обозрение.- 2002.-№ 5.

33. Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов в условиях риска и неопределенности (теория ожидаемого эффекта). -М.: ЦЭМИ РАН, 2001. 143 с.

34. Тихоненко О.М. Модели массового обслуживания в информационных системах. Минск: "Технопринт" - 2003, 327 стр

35. Трансформация экономических институтов в постсоветской России (микроэкономический анализ)./ Ред.: Нуреев Р. М. М. : Московский общественный научный фонд , 2000, серия "Новая перспектива " .

36. Тренев H.H. Управление конфликтами М.: ПРИОР, 1999.

37. Фадеев А. (2004) Полный учёт и контроль. Web: http://www.viper.omsk.elektra.ru

38. Хаксевер К. и др. Управление и организация в сфере услуг. СПб : Питер, 2002.

39. Хинчин А. Работы по математической теории массового обслуживания. М.: Едиториал УРСС, 2004. - 240 с.

40. Холл Р. Организации: структуры, процессы, результаты. СПб : Питер, 2000.

41. Чемберлин Э. X. Теория монополистической конкуренции. М.: Экономика, 1996.

42. Щуров В., Бочков Б. Современные технические и программные средства АСКУЭ // Электронный журнал "Экологические системы". -2002.-№6. Web: http://www.esco-ecosys.narod.ru.

43. Юдаева К. В. Реформа электроэнергетики: создание конкуренции или усиление монополии? М.: Центр Карнеги , 2003. - т. 5.

44. Andersson, В., and L. Bergman. Market Structure and the Price of Electricity: Analysis of the Deregulated Swedish Electricity Market. The Energy Journal; 1995, vol. 16, № 2, pp. 97-130.

45. Berry, S., and M. Keith. Stranded Cost in the Electric Utility Industry: Last Gasp of Ramsey Pricing? University of Buckingham Wincott Discussion Paper Series, Buckingham, United Kingdom, 1997.

46. CCTA. Best Practice for Service Support. London: The Stationery Office, 2000.

47. Day C. J., and Bunn D.W. Divestiture of Generation Assets in the Electricity Pool of England and Wales: A Computational Approach to Analyzing Market Power. Journal of Regulatory Economics; 2001, v. 19, № 2,pp. 123-141.

48. Deng S., and Oren S. Priority Network Access Pricing for Electric Power. Journal of Regulatory Economics; 2001, vol. 19, № 3, pp. 239-270.

49. Horizontal Market Power in Restructured Electricity Markets. Washington: U.S. Department of Energy Office of Economic, Electricity and Natural Gas Analysis, 2000.

50. Finlay P. Introduction Decision Support System. Bodmin, Cornwall: Hartnolls, 1999.

51. Flavin, C. Reshaping the Electric Power Industry. Management Quarterly: 1995, vol. 11, № 19.

52. Green, R. (). The Electricity Contract Market in England and Wales. Journal of Industrial Economics; 47 (1): 1999, vol.107, №124.

53. Hendricks W. The Effect of Regulation on Collective Bargaining in Electric Utilities. The Bell Journal of Economics; 1975, vol. 6, №2, pp. 451-465.

54. Hogan W.W. Electricity Market Restructuring: Reforms of Reforms Journal of Regulatory Economics; 2002, vol.21, №1, pp. 103-132,

55. Joskow, P. R., and R. Schmalensee. (1986). Incentive Regulation for Electric Utilities. Yale Journal on Regulation 4; 1986, vol. 1, № 50.

56. Joskow, Paul L. Restructuring, Competition, and Regulatory Reform in the U.S. Electricity Sector. Journal of Economic Perspectives; 1997,vol.11, №138.

57. Maron A.I., Polischuk A.Y., Zaikov G.E. Numerical solution of equations and systems of equations: elements of theory and applied examples. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2001, pp. 92.

58. Nwaeze E.T, Deregulation of the Electric Power Industry: The Earnings, Risk, and Return Effects. Journal of Regulatory Economics;2000, vol. 17, №1, pp. 49-67

59. Rudkevich, A., M. Duckworth, and R. Rosen. Modeling Electricity Pricing in a Deregulated Generation Industry: The Potential for Oligopoly Pricing in a Poolco. The Energy Journal; 1998, vol. 19, №3, pp. 19-48.

60. Smith V.L. Bargaining and Market Behavior. Cambridge University Press 2000.

61. Smith V.L. Papers on Experimental Economics. Cambridge University Press, 1991.

62. Wolak, F.A. Proposed market monitoring and mitigation plan for the California electricity market. California ISO Market Surveillance Committee, 2001, Feb 6, available from www.stanford.edu/~wolak.

63. UK Energy in Brief. London: Department of Trade and Industry, 2001 , and at http://www.dti.gov.uk/epa

64. Web: http://energomera.ru 71 .Web: http://energosvs.ru72. Web: http://entels.ru

65. Web: http://frunze.nnov.ru