Б.И.Кудрин

Решение проблемы рационализации использования материальных и энергетических ресурсов невозможно без знания реальности - фактических общих и удельных затрат. Покажем необходимость нового теоретического видения проблемы и реализуемые организационно-технические мероприятия по оптимальному использованию ресурсов при решении текущих, тактических и стратегических задач руководителями - администрацией, менеджментом, технологами, экономистами в ряду "цех - производство - предприятие (организация) - отрасль экономики или регион - страна в целом". Оценка эффективности использования ресурсов должна опираться на факт завершения индустриализации и вступление России в постиндустриальное информационное общество. Это означает, что плановая тотальность, наиболее полно нашедшая отражение в концепции плана ГОЭЛРО, сегодня не может быть взята за основу перспективы (стратегии).

Опираясь на опыт и интуицию, руководитель (или иное лицо, принимающее решение, включая учёных и инженерный корпус) не всегда осознаёт, что в своей деятельности для количественной оценки результата им используются лишь три группы чисел и счислений, сводимых к классическим, вероятностно-статистическим и ценологическим представлениям, имеющим фундаментальное различие [1,2].

Понятие техноценоз является ключевым для дальнейшего и позволяет расширить возможности познания свойств объектов, являющихся элементарными ячейками производственной и социальной структуры общества. Техноценоз - это завод, фабрика, комбинат, другие предприятия и иные объекты - организации, где человек коллективно реализует культурное, в том числе и производственное, предначертание; город или другая административная единица, где человек реализует свои индивидуальные биологические и социальные потребности (современное жильё - квартира или частный дом, как оказалось, тоже является техническим ценозом).

Но прежде чем организовались техноценозы, появились единичные изделия, а наука изучала отдельные тела (поля) и отдельные движения (траектории). Идея формирования единой научной картины мира существовала как идеал и была реализована в классическом виде Ньютоном и Максвеллом, который совершил одно из величайших обобщений физики, объединив с понятием "свет" экспериментальные работы Фарадея, Эрстеда, Ампера.

Теперь обратимся к директивно-нормативной документации [7,8], в частности, к системе ГОСТ по ресурсосбережению, энергобалансам, энергосбережению, напомнив о Декабрьском 1935 г. Пленуме ЦК ВКП(б), потребовавшем строгой регламентации работ и осудившем применение статистических методов при нормировании, о создании Государственным Комитетом Обороны в мае 1944 г. Госэнергонадзора, об обязанности наркоматов пересматривать и утверждать в Госплане при СНК СССР технически обоснованные удельные нормы на основные виды своей продукции. При этом было указано, что "решительно должен быть отвергнут как порочный так называемый "статистический метод".

Сравним подход 40-х годов [9-11] с требованиями ГОСТ Р 51541-99, который для определения величины показателей энергоемкости требует описания последовательности и режимов основных и вспомогательных технологических операций по всем составным элементам, единицам и изделию в целом; исходного сырья, материалов, влияющих на затраты ресурсов топлива и энергии при их использовании и переработке на данном предприятии; деталей, заготовок, комплектующих изделий, влияющих на энергозатраты при их последующей обработке и использовании в процессе изготовления конечной продукции; характеристик основного оборудования (показателей его экономичности в отношении затрат топлива и энергии при эксплуатации), участвующего в технологических процессах основного и вспомогательного циклов, включая затраты топлива и энергии на подготовку технологической оснастки и инструмента; параметров и структуры технологических потерь топлива и энергии в технологическом процессе.

Не правда ли, не видно не только принципиального, но и существенного различия в концепции "рассчитать всё" на основе жестких законов первой научной картины мира (запланировать всё - по ГОЭЛРО) и системой сегодняшней директивно-методической документации по энергосбережению.

Система требует учитывать прямые затраты в основном производстве по видам ТЭР; косвенные энергозатраты, включая вспомогательное производство; долю энергозатрат технологических энергетических систем в общезаводских расходах; долю затрат ТЭС в общецеховых расчётах; отчисления на амортизацию; отчисления на текущий ремонт и обслуживание оборудования; энергозатраты на транспортирование веществ, материалов, комплектующих изделий, составных частей при изготовлении продукции, оказании услуг; энергозатраты на создание нормальных условий работы в производственных помещениях (освещение, отопление, обеспечение горячей водой, транспортом и другими необходимыми жизненными услугами); природоохранные затраты. При определении общецеховых энергозатрат для изготовления заданного количества продукции и исполнения услуг за определённый период как сумму расходов топливно-энергетических ресурсов на общецеховые нужды, требуется включать: 1) технологические процессы (основной и вспомогательные); 2) отопление; 3) освещение; 4) вентиляцию (с улавливанием выбросов); 5) кондиционирование; 6) транспортирование готовой продукции; 7) транспортирование, хранение отходов; 8) поддержание противопожарной системы; 9) перекачку сточных вод; 10) хранение готовой продукции.

Сделаем выводы: 1) существуют "истинные" физико-химические свойства, не зависящие от конкретного исследователя и его методики, не меняющиеся со временем (первая научная картина мира); 2) фактически нельзя обеспечить одинаковость используемой техники, на которой изготавливается провод, и принятой технологии, однородность сырья, поэтому конечный продукт и отходы различны (вторая вероятно-статистическая картина). Но эти различия незначительно расходятся с некоторыми среднесправочными, так что на практике пренебрегают ошибкой в величине допустимого тока, расчётных потерь, веса при монтаже. Очевидно, что в этом случае речь идёт о вероятностных представлениях - в рамках второй научной картины мира.

Вероятностно-статистические методы в сочетании с опытом и интуицией производственного персонала со второй половины XX в. стали широко использовать в практике планирования и управления. Особенности подхода можно проиллюстрировать, если выделить факторы, характеризующие работу, например, прокатных цехов [12]. Это прежде всего: расход электроэнергии, количество прокатанного металла, коэффициент использования оборудования во времени, количество порезанного металла, количество отгруженного металла, величина относительного обжатия, конечная ширина проката, длина сляба, температура начала прокатки, температура конца прокатки, предел прочности металла, содержание углерода в металле, содержание кремния в металле (все эти величины, в отличие от [9-11] измеряемы и информационно обеспечены). Полученные корреляционные, многофакторные, иные статистические модели (в частности, технический анализ) в целом имеют две теоретические тонкости, имеющие определяющее значение для практики. Первая заключается в том, что ни один из численных коэффициентов не может быть применён для другого завода, даже если прокатные станы - одного вида; коэффициенты изменяются во времени: полученное статистически на основе ретроспективы для данного завода можно использовать на текущий и следующий годы, но не на перспективу хотя бы в 2-3 года, не говоря уже о сроках, скажем, в 10 лет. Вторая - вероятностные методы не поменяли стиль мышления: можно найти распределение (лучше нормальное), позволяющее оперировать математическим ожиданием (средним) с приемлемой ошибкой (конечной дисперсией). Закон больших чисел и центральная предельная теорема дают, как будто, однозначное решение (истину в интервале, а не в точке, как в классике).

Покажем, как воспринимается вторая (вероятностная) группа чисел на данных по отрасли в целом, по регионам России, по генеральной совокупности предприятий чёрной металлургии за 1970-1990 гг. (данные информационного банка "Черметэлектро", копирайт Б.И. Кудрина, 1995 г.). Руководитель (специалист) знает, что эти данные статистические, во всяком случае, речь не может идти об ошибке на уровне, скажем, ± 50 %). Поэтому при принятии управляющих решений он доверяет этой группе чисел, оценивая расход ресурса на следующий допустимый год в целом по отрасли (ряды табл.2), стране, предприятию. Но эту общую величину ресурса следует распределить (или оценить достаточность в условиях ресурсных ограничений) по каждому, соответственно, предприятию, региону, производству (цеху). И здесь мы встречаемся с третьей группой чисел, которые отражают ценологические свойства постиндустриального общества, характеризуя иную природу случайности [13], наиболее адекватно математически представимую бесконечно делимыми негауссовыми распределениями [1,3,13] в виде гиперболического Н-распределения в видовой, ранговидовой и ранговой по ресурсному параметру формах.

Удельный расход электроэнергии на единицу продукции А_уд по отрасли в целом (в среднем) - величина относительно устойчивая. Она представляет интерес для организаций, подобных Минэкономики, Минэнерго, Госстату, при общегосударственной (отраслевой) оценке и сравнении с мировым уровнем потребности в электроэнергии и электроэффективности. Но показатель А_уд по отрасли неприменим к конкретному предприятию, а из полного перечня значений А_уд нельзя получить результат ни классическими методами, ни вероятностными, в пределе сводящимися к Гауссу.

Существо обязательных ценологических ограничений заключается в том, что локально принимаемое решение явно или неявно диктуется некоторыми внешними факторами. Упрощённо говоря, установка любого прокатного стана в России в какой-то степени определена уже действующими прокатными производствами и некоторой общей техноэволюционной тенденцией. Тогда решение по обеспечению электроэнергией прокатного производства следует детализировать на уровне подотрасли, цеха, отдельного стана или агрегата. Существуют некоторые общие ценологические закономерности, которые совмещаются (образуют композицию) с нормальным законом распределения. В качестве общего вывода по результатам математической обработки можно утверждать, что отклонения от среднего (нормального, по Гауссу) велики и объясняются наличием техноценологической составляющей. Для её оценки необходимо использование новых инструментальных средств - ценологических моделей, в данном случае - в ранговом распределении по параметру, своеобразном ранговом анализе, который мы рассмотрим на примере рейтинга регионов¹ России по электропотреблению, и который должен быть интересен администрациям регионов.

Рейтинг анализирует лидеров, аутсайдеров, какое место занимает объект в системе рангов. Но важное значение также представляет оценка всей системы объектов рейтинга в целом, её устойчивость, разнообразие структуры, вся гамма соотношений мелких, средних, крупных объектов рейтинга. Децильный коэффициент, широко используемый экономистами, является лишь первой, приближённой, поверхностной, хотя и системной оценкой дифференциации крайних точек. Более информативен и объективен ранговый анализ выделенного множества объектов рейтинга, представляющих, по сути, ценоз. Любой рейтинг - это уже ранговое распределение по параметру.

Выводы

1. Вступление России в постиндустриальную цивилизацию и информатизация всех сторон общественной и частной жизни (деятельности) требуют скорейшего внедрения в принимаемые элитой решения ценологических представлений, прежде всего, ограничений, накладываемых действием закона информационного отбора.

2. Вузовская подготовка нынешних представителей всех ветвей власти, менеджерского корпуса, технологов и специалистов разных специальностей не включала понятия о природе случайности, и как следствие - математический аппарат негауссовых гиперболических Н-распределений. Поэтому следует организовать обучение лиц, принимающих решение новому подходу, особенно на региональном уровне, для обеспечения принятия математически обоснованных решений в тех областях, которые сейчас интуитивно характеризуются как "средняя температура по больнице".

3. Исключить (сократить) из сферы управления и отчетности функции, структуры и сами системы нормативной документации, которые касаются определения объемов требующихся ресурсов, нормирования, энергосбережения и которые основаны на стремлении "рассчитать всё".

4. На законодательном и исполнительном уровнях власти принять иерархическую (прозрачную) систему ранжирования расхода ресурсов, в первую очередь энергетических, по предприятиям (организациям) в пределах одной отрасли экономики, в административных границах региона (города), регионов - в рамках государства.

5. Дополнить систему краткосрочных прогнозов и тактических решений по расходу ресурсов гиперболической Н-оценкой, а саму стратегию развития энергетики на отдаленную перспективу - Государственным планом рыночной электрификации России.

1. Философские основания технетики. Материалы VI Междунар. науч. конфер. по философии техники и технетике (Москва, 24-26 января 2001 г.).Вып. 19. "Ценологические исследования". М.: Центр системных исследований, 2002. 628 с.

2. Авдеев В.А., Друян В.М., Кудрин Б.И. Основы проектирования металлургических заводов. Справочник. М.: Интермет инжиниринг, 2002. 464 с.

3. Кудрин Б.И. Применение понятий биологии для описания и прогнозирования больших систем, формирующихся технологически. В кн. Электрификация металлургических предприятий Сибири. Вып.З. Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та, 1976. С. 171-205.

4. Стёпин B.C. Теоретическое знание: структура, историческая эволюция. М.: Прогресс-Традиция. 2000. 744 с.

5. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Эдиториал УРСС. 2000. 312с.

6. Матюнина Ю.В. Электрикам об электрике: первая научная картина мира // Электрика. 2001. №7. С. 28-41.

7. Кудрин Б.И. Концепция энергосбережения в государственных стандартах и её практическая реализуемость // Электрика. 2002. №1. С. 3-13.

8. Соловьёв М.М. Нормативно-правовое, организационно-методическое обеспечение политики энергосбережения в России и современное состояниепроблемы // Электрика. 2003. №8. С. 3-6.

9. Тайц А.А. К вопросу о методике нормирования удельных расходов электрической энергии // Промышленная энергетика. 1944. №4. С. 1-3.

10. Пресс С.А. О нормировании расхода электрической энергии для металлорежущих станков // Промышленная энергетика. 1945. №3. С. 7-9.

11. Шпунберг Я.Н. Экономия и нормирование электроэнергии, потребляемой прокатным станом // Промышленная энергетика. 1946. №1. С. 3-5.

12. Никифоров Г.В., Олейников В.К., Заславец Б.И. Энергосбережение и управление электропотреблением в металлургическом производстве. М.:Энергоатомиздат, 2003. 480 с.

14. Фуфаев В.В. Ценологическое определение параметров электропотребления, надежности, монтажа и ремонта электрооборудования предприятий региона. Монография. М.: Центр системных исследований, 2000. 320 с.

15. Фуфаев В.В. Рангово-интервальный структурно-топологический анализ ценозов // Электрика. 2001. №8. С. 22-31.

16. Лагуткин О.Е. Ценологическая методология ранговых Н-распределений //Электрика. 2001. №8. С.31-39.

17. Говоров Д.С. Энергетические компании потребителей и реструктуризация электроэнергетики // Электрика. 2003. №12. С. 3-12.