Статьи

Версия для печати

Все статьи | Статьи за 1998 год | Статьи из номера N5 / 1998

Оптимизация решения задач экологического менеджмента

Богданов С.В.,

Процедура принятия решений в сфере экологического менеджмента руководителями предприятий и организаций определяется многими факторами и зависит от целого ряда показателей. Выявление экстремальных условий стабильного существования производственной системы на основе правовых, экологических и технико-экономических критериев бывает, как правило, затруднено, поскольку оптимизация по одному из указанных выше параметров может оказаться недопустимой из-за несовершенства системы цен и методики их расчета, дефицита сырья и энергоресурсов, специфики хозяйственного механизма расчетов между поставщиками и потребителями продукции, а также других, независящих от руководителей предприятий причин. Экологически опасные производственные системы характеризуются тем, что они являются высокорисковыми. Получение и выпуск качественной продукции в таких системах становится проблематичным и носит вероятностный, нестабильный характер. В указанных системах соответствующие производства, характеризующиеся значительными материальными, финансовыми и прочими затратами, отличаются повышенной аварийностью и низкой экологической безопасностью. Все это ограничивает возможности использования традиционных методов принятия решений, основанных на принципах разумной достаточности, и фактически ориентирует руководителей и обслуживающий персонал на выполнение работ с минимальной вероятностью совершения ошибок.

Стабильное, безаварийное функционирование экологически опасных систем способствует планомерному выпуску продукции, конкурентной на мировом и внутреннем рынке, при обеспечении соответствующих условий безопасной жизнедеятельности производственной системы и ее инфраструктуры, что гарантирует высокую рентабельность производимой продукции, позволяет получать дополнительную прибыль от реализации товара на рынке, а в ряде случаев выйти на качественно новый уровень развития экономических отношений между производителями и потребителями продукции, исполнителями и руководителями различных уровней управления, инвесторами и спонсорами проектов. Это закрепляет за компетентным производителем правовой и научный приоритет перед конкурентами в решении многих технико-экономических проблем и вопросов обеспечения национальной безопасности государства.

В зависимости от набора задач, выдвигаемых в конкретной экологической обстановке, исполнители, решающие данную задачу, формируют соответствующие организационные структуры управления производством, разработкой и внедрением в промышленных условиях новых технических и экономических предложений. Известно, что при обсуждении и аналитическом рассмотрении задач оптимального управления, как правило, выявляется необходимость определения новых альтернативных решений, которые позволяли бы достичь заданную цель. При таком анализе и проведении поисковых работ могут сохраняться элементы прежней оргструктуры и характер функциональных связей между элементами системы. Поэтому при выполнении работ в условиях сохранения существующих структур управления производством в конкретной экологической обстановке разработку и внедрение новых решений можно было значительно ускорить за счет обеспечения функционирования традиционных, уже существующих на предприятиях формализованных или неформализованных подсистем в новой динамичной проблемно-ориентированной структуре каждое подразделение наряду с выполнением своих специфических функций разрабатывает предложения по проекту оптимального решения проблемы и его реализации в производственных условиях. Такая организация работы подразделений (активных элементов системы) ограничивает возможность каждого соисполнителя в разработке универсальной концепции решения проблемы. Однако для ответа на вопросы по конкретной производственной или научной задаче эта методика была бы вполне приемлемой, так как вся необходимая информация и предложения по решению задачи сосредотачивается у ответственного за реализацию научно-технической программы руководителя, который разрабатывает проект оптимального решения задачи для утверждения на высшем уровне управления, обеспечивая тем самым возможность принятия стратегических решений дирекцией и начальниками структурных подразделений предприятия.

Стратегия принятия руководством соответствующих управленческих решений должна базироваться не только на принципе разумной достаточности, но и логически согласовываться с основными вероятными стабильными состояниями существующей производственной системы. В связи с этим, управление поиском новых технико-экологических решений целесообразно осуществлять по известной двухуровневой схеме принятия решения. Модель процесса разработки и внедрения в производство новых экологоориентированных технических разработок, представленная в виде структуры двухуровневой активной системы "веерного" типа, указывает на то, что в этой структуре все активные элементы низшего уровня подчинены единому центру, а внешняя среда является управляющим элементом верхнего уровня (рис. 1). Решение задачи оптимального управления такой системой с административных позиций приводит к образованию линейной структуры управления. В случае множества локальных (внутренних) и глобальных (внешних) состояний элементов возникают соответствующие оргструктуры с элементами ограниченного и полного функционализма, что обусловливает возникновение матричных структур управления.

Структурная схема (А) и блок-схема механизма функционирования (Б) двухуровневой системы: АЭ - активные элементы, УЦ - управляющий центр, ВС - внешняя среда

Рисунок 1. Структурная схема (А) и блок-схема механизма функционирования (Б) двухуровневой системы: АЭ - активные элементы, УЦ - управляющий центр, ВС - внешняя среда.

 

Управление объектом, представляющим собой сложный эколого-ориентированный комплекс, осложнено возможным многообразием начальных и конечных состояний рассматриваемой системы. В этом случае можно определить управляющие переменные управления производственной системой методом вариационного исчисления, как функции от времени в фиксированном временном интервале на основе нахождения минимума заданного критерия - функционала в замкнутой области допустимых вариантов управления. Вывод о целесообразности централизации управления разработками новых технических решений может быть тоже формально подтвержден условиями существования и единственности решения системы из n дифференциальных уравнений 1-го порядка, которыми можно описать процесс управления поисковыми работами:

, (1)

где n - переменные состояния системы x1(t), X2(t), ... Xn(t);
u1, u2, ... un - управляющие переменные;
t - время (независимая переменная).

Выбор конкретного решения осложнен многообразием начальных и конечных состояний производственной системы. Определить управляющие переменные можно, пользуясь известными законами регулирования систем по быстродействию. Решение задачи дано в виде уравнений (2) и графически представлено на рис. 2.

(2)

и

так что p1 = p1(0), p2 = p2(0) - tp1(0),

где р1 и р2 - сопряженные переменные при максимизации Гамильтониана в соответствии с принципом максимума Понтрягина  Л. С. [1].

В наиболее простом случае регулирование состояния производственной системы, заключающееся в переходе из одного состояния в следующее, заданное, за минимальное время, графически представлено на фазовой плоскости в прямоугольных координатах в виде друг парабол, пересекающих "кривую переключений", в данном случае расположенную в третьем и четвертом квадратах. Для режима оптимального управления существующей системой переход с одного режима на другой происходит по строго определенной траектории, которую называют "кривой переключений", проходящую через начало координат. Практически это свидетельствует о том, что при достижении необходимого результата в реально созданных безопасных условиях на основе внедрения в производство альтернативных разработок возможны различные управляющие воздействия на производственную систему, как объект управления. Поэтому при разработке предложений по оптимизации экологически безопасных режимов производства продукции экологические, правовые, технические и технологические вопросы прикладного характера целесообразно увязывать с организационно-управленческими задачами экономического плана, решение которых создавало бы возможность наиболее благоприятного достижения заданного практического результата в конкретных условиях. Указания концепция решения многоплановых технико-экономических задач, направленных на обеспечение гарантированной экологической безопасности производственного персонала и населения, является вполне оправданной в жизнедеятельности современных промышленных мегаполисов.

Оптимальные траектории управления производственной системой по быстродействию: х1, х2 - параметры системы; u - управляющая переменная

Рисунок 2. Оптимальные траектории управления производственной системой по быстродействию: х1, х2 - параметры системы; u - управляющая переменная.

 

Применяя указанный методический подход к выбору вариантов решения задач экологического менеджмента следует обращать особое внимание на экономическую оценку мер безопасности для населения и участников производственных процессов. Известно, что результат в сфере экологии и безопасности жизнедеятельности человека можно оценить, пользуясь принципом, что здоровью человека нет цены и поэтому все затраты на защиту человека оправданы. В соответствии с этим положением при такой оценке устанавливают практически возможно низкий уровень опасности и, рассчитав соответствующие расходы на обеспечение мер безопасности, оценивают затраты в сфере экологического менеджмента. Однако, реализация этого принципа приводит к возрастанию общих расходов на систему безопасности, что, в конечном итоге, делает ее неэффективной и более опасной из-за увеличения косвенных рисков и общего риска при постоянном снижении прямого риска (рис. 3).

Изменение рисков (Rпрямой, Rкосвен., Rобщий) в зависимости от затрат (3) на систему обеспечения безопасности населения и производственного персонала

Рисунок 3. Изменение рисков (Rпрямой, Rкосвен., Rобщий) в зависимости от затрат (3) на систему обеспечения безопасности населения и производственного персонала.

 

На основе положения о так называемом "приемлемом уровне риска" или "установленной мере в обеспечении безопасности", определяя затраты, которые способствуют снижению полного риска, и учитывая убытки, связанные с отвлечение указанных средств из других областей жизнедеятельности человека, можно дать корректную оценку экономической целесообразности вложения средств в области экологического менеджмента. Вместе с тем, необходимо отметить, что расчеты по определению чистого дохода, полного экономического эффекта, получаемого от улучшения экологической обстановки, оценка величины возможных затрат на выполнение защитных мероприятий и ущерба в случае возникновения аварии носят некоторый гипотетический, ориентировочный характер. Немаловажную роль в правильном выборе вариантов решений имеет представление о цене продукции, выпускаемой с учетом обеспечения норм экологической безопасности людей, находящихся в сфере производства и его инфраструктуре, а также соответствие социальных стандартов определенным критериям, отражающим человеческие потребности в данном обществе.

Цена производимой на предприятии товарной продукции зависит от многих технико-экономических и экологических факторов.

Наиболее характерные зависимости изменения цены потребления и цены товарной продукции представлены на рис. 4 семейством кривых с максимумом, который сдвинут по отношению к линейной, показательной или гиперболической зависимостям, характеризующим изменение цены товарной продукции от величины затрат на производство и экологические мероприятия, а также прибыли и числа продаж. Положение соответствующего максимума определяется условиями рыночного равновесия в производственно-экологической системе.

Изменение цены продажи (Цпродаж) и предложения (Цпредлож.) товарной продукции в зависимости от количества продаж (К) с учетом экологических затрат (Е)

Рисунок. Изменение цены продажи (Цпродаж) и предложения (Цпредлож.) товарной продукции в зависимости от количества продаж (К) с учетом экологических затрат (Е): 1) - Е << K и ** > 1; 2) - Е > К или Е << К при < 1; 3) - Е >> К.

 

Известно, что отличие прейскурантной цены продукции от цены рыночного равновесия является одной из причин диспропорции в распределении и потреблении товара. Это приводит к дефициту товара у покупателя или затовариванию продукции на складе производителя. Регулируя затраты на экологию и оптимизируя соотношение экологических затрат с объемом продаж, можно добиваться максимальной прибыли предприятия от реализации товара на рынке. Таким образом, поддерживая баланс между рыночным спросом на товар, что может оценено через количество и объем продаж, с затратами на обеспечение нормативов по экологии производства можно оперативно управлять рентабельностью производственного процесса и, вместе с тем, регламентировать спрос на товарную продукцию при сохранении требований экологической безопасности производства.

Литература

 

1. Справочник по математике (для научных работников и инженеров)/Корн Г., Корн  Т. М.: Наука, 1974, 832 с.

 

Отдельные номера журналов Вы можете купить на сайте www.5B.ru
Оформление подписки на журнал: http://dis.ru/e-store/subscription/



Все права принадлежат Издательству «Финпресс» Полное или частичное воспроизведение или размножение каким-либо способом материалов допускается только с письменного разрешения Издательства «Финпресс».