Моделирование и обоснование решений при реструктуризации угольного комплекса Кузбасса

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задачи исследований:

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

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

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

— проанализировать свойства неоднородных совокупностей показателей работы угледобывающих предприятийполучить групповые характеристики и критерии качества объектов для анализа путей и методов реструктуризации;

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

Основные научные положения. защищаемые в работе:

— инерционность угольной отрасли определяет цикл изменения технологических токазателей не менее чем 9.12 месяцев, обеспечивая достоверное повышение показателей взаимосвязи за годовые циклы. Худшей управляемостью в стационарном состоя-ши обладают открытые разработки с очень высокой концентрацией производства;

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

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

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

— совокупность угледобывающих предприятий Кузбасса разбивается на однородные группы как по параметрам производительности, так и уровню добычи. Наибольшей чувствительностью обладает распределение производительности труда. Состав групп эпределяется горно-геологическими, технологическими условиями, рыночными ценами на марки угля и другими факторами, которые могут быть использованы при принятии решений в ходе реструктуризациипо данным 1996 года все группы находятся в неустойчивом состоянии;

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

Методы исследований:

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

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

Достоверность научных положений обоснована:

— применением строгих и корректных методов анализа;

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

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

Научная новизна работы состоит в том, что:

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

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

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

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

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

Личный вклад автора состоит:

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

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

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

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

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

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

Практическая ценность работы состоит:

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

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

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

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

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

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

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

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Представленная диссертация является научной квалификационной работой, в ко-эрой решена задача разработки математико-статистических моделей состояния объек-эв угольной отрасли и выбора на их основе эффективных систем технологических и роизводственных показателей, обеспечивающих решение важных прикладных задач орректировки реструктуризации угольной промышленности.

По результатам исследований сделаны следующие основные выводы:

1. Увеличение объема добычи угля подземным способом в ~ 94% случаев сопро-ождается аналогичным эффектом в целом по отрасли. Из-за значительной инерционно-ти открытых разработок около 23,5% изменений в них не вызывает соответствующей еакции в течении месячного цикла работы.

2. Несмещенные и устойчивые прогнозные оценки характеристик угледобычи, пределяемые сглаженными эффективными значениями по предложенному алгоритму ригодны для планирования технико-экономических и производственных показателей, коэффициент корреляции прогнозных оценок совместных характеристик работы отрас-и достигает высоких значений 0,9868).

3. Информационные меры состояния для комплекса характеристик многофунк-(иональных систем угольной отрасли позволяют детализировать и уточнить классифи-:ации объектов. В качестве нижних лимитирующих границ используются статистиче-кие параметры — среднее значение Л/и квантиль Л/ + а, а главное — объективный труктурный порог Д7&bdquo-.

4. По совокупности горно-геологических, технологических и производственных юказателей Прокопьевско-Киселевский район с мерой I = 0,3049 Нит выделен как шеющий максимальный интегральный удельный вес ~ 17,46% в бассейне, причем доля Сиселевского месторождения в ~ 1,68 раза выше Прокопьевского. По объему и структу-)е запасов коксового сырья Томь-Усинский район с мерой I = 0,2738 Нит имеет в группе >айонов интегральный удельный вес ~ 0,260. Меры по развитию выделенных структур-1ым критерием районов имеют качественно более высокую потенциальную эффектив-юсть и рекомендуются для приоритетного развития.

5. Условные распределения интегральных весов и долей объектов, взвешенные по ребованиям к марочному составу угля, ограничениям ресурсов и горно-геологическим словиям разработки сходятся по вероятности, являются устойчивыми и полными, дают «значительное искажения информации (в рассмотренном случае на ~ 0,58%) и служат ффективными показателями многоцелевых планов и обоснований решений.

6. С учетом разнообразия марочного состава коксующихся углей по горно-еологическим, технологическим и производственным показателям выделены качественные особенности Томь — Усинского района, интегральный удельный вес которого составил ~ 26,0% в бассейне. В группу основных районов входят Ленинский (~ 14,7%), фунаковский (~ 12,6%) и Кемеровский (~ 11,2%).

7. Взвешивание по требованиям и спросу металлургической промышленности к юставу коксующихся углей повышает удельные веса Томь-Усинского (до ~ 32,2%) и Семеровского (до ~ 14,7%) районов. Снижаются доли Ленинского (до -13,0%) и Еру-тковского (до -10,7%) районов. Рекомендуется структура добычи в Ерунаковском эайоне по маркам: ГЖ (~ 36,7%), К 19,0%), К2 19,0%), Ж 16,0%) и ОС 10,3 Уо). Однако в Ленинском районе эффективна добыча только марки Ж (~ 91,4%).

8. Неоднородная совокупность угольных предприятий Кузбасса по функциональным показателям делится на различные по структуре группы:

— имеющие большой объем добычи С) > 1080,0 тыс. т/мес. и значительную производительность V > 200,0 т. раб./мес.;

— с удовлетворительными показателями 460,0 < < 1080,0 тыс. т/мес. и 74,0 < V < 200,0 т. раб/мес.- по наиболее вероятным значениям типичным являются разрезы «Таллинский Северный», «Прокопьевский», «Красногорский" — на нижней границе группы находится шахта «Абашевская» (0 ® 470,0 тыс. т/мес.);

— с низким уровнем < 460,0 тыс. т/мес. и V < 74,0 т. раб/мес.- в группе концентрируется 16 предприятий типичного уровня 0 «140,0 тыс. т/мес. и V «24,0 т. раб/мес.;

— ниже последних параметров по оценкам за отдельные кварталы оказывается 35. .38 предприятий, составляющих первоочередные объекты реструктуризации.

9. Модели распределений себестоимости для шахт в интервале 85.325 тыс. руб/т.у.т и для разрезов 55.215 тыс. руб/т.у.т имеют соотношение средних значений ~.

О: 1,3 и наиболее вероятных уровней ~ 1,0: 1,2, что дает весовые коэффициенты для эрректировки планов и решений.

Рыночный спрос устанавливает одинаковые типичные цены на уголь шахт и разре->в (~ 155 тыс. руб/т.у.т), поэтому учет этих показателей в решении нецелесообразен.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Поварницын В. И. Реструктуризация угольной промышленности региона в у слогах становления рыночной экономики // Тезисы докладов II международной научно-ракт. конференции. «Реформирование экономики региона — Кемерово: Кузбассвузиз-ат, 1996. — 19 с.

2. Поварницын В. И Групповые показатели устойчивого развития угольных пред-риятий Кузбасса // Доклады Всероссийской научно-практ. конференции «Экология и сономика: региональные проблемы перехода к устойчивому развитию. Взгляд в XXI ж.» — Кемерово: Кузбассвузиздат, 1997. — Т. 2. — с. 220−227.

3. Логов А. Б., Поварницын В. И. Развитие принципов имитационного моделирова-ия экономических показателей угольных предприятий. — Сб. научн. трудов «Механиза-ия горных работ.» — Кемерово: КузГТУ, 1997. — с. 34−37.

4. Логов А. Б., Поварницын В. И. Моделирование состояний сложных объектов гольной отрасли // Докл. II Международной конференции «Природные и интеллекту-тьные ресурсы Сибири», — Кемерово: КузГТУ, 1997. — с. 19−21.

5. Логов А. Б., Поварницын В. И. Планирование функциональных показателей гольного комплекса Кузбасса// - Кемерово: ИУУ СО РАН, препринт № 3, 1998. -с. 1−7.

6. Логов А. Б., Поварницын В. И. Интегральные характеристики сложных много-ункциональных объектов угольной отрасли Кузбасса// - Кемерово: ИУУ СО РАН, пре-ринт№ 4, 1998.-с. 1−6.