WWW.KNIGA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, пособия, учебники, издания, публикации

 


Pages:   || 2 |

«Кафедра автоматизированной обработки информации Курс лекций По дисциплине Подсистемы планирования в АСУ твёрдосплавного производства для направления подготовки 230100 – ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

Кафедра автоматизированной обработки информации

Курс лекций

По дисциплине «Подсистемы планирования в АСУ твёрдосплавного

производства»

для направления подготовки 230100 – Информатика и вычислительная техника Квалификация (степень) выпускника «бакалавр»

Токарева И.В.

Составитель:

Владикавказ 2013 г Содержание ЛЕКЦИЯ 1.

ВВЕДЕНИЕ. ПОНЯТИЕ О СТРУКТУРЕ ТВЁРДОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА.

ЛЕКЦИИ 2-3.

ФОРМИРОВАНИЕ ПОРТФЕЛЯ ЗАКАЗОВ ПРЕДПРИЯТИЯ

ЛЕКЦИИ 4-6.

УПРАВЛЕНИЕ ОСНАСТКОЙ.

ЛЕКЦИЯ 7-9.

СОЗДАНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ТВЁРДОСПЛАВНЫХ ЦЕХОВ.

ЛЕКЦИЯ 10-11.

ОРГАНИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ ЗАВОДА. ПЛАНИРОВАНИЕ СМЕН.

ЛЕКЦИЯ 12-14.

РЕЖИМ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЯ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ......... ЛИТЕРАТУРА

Лекция 1.

Введение. Понятие о структуре твёрдосплавного производства.

Твёрдые сплавы — твёрдые и износостойкие металлические материалы, способные сохранять эти свойства при 900—1150 °C. В основном изготовляются из высокотвердых и тугоплавких материалов на основе карбидов вольфрама, титана, тантала, хрома, связанные кобальтовой металлической связкой, при различном содержании кобальта или никеля.

Типы твёрдых сплавов Различают спечённые и литые твёрдые сплавы. Главной особенностью спеченных твердых сплавов является то, что изделия из них получают методами порошковой металлургии и они поддаются только обработке шлифованием или физико-химическим методам обработки (лазер, ультразвук, травление в кислотах и др), а литые твердые сплавы предназначены для наплавки на оснащаемый инструмент и проходят не только механическую, но часто и термическую обработку (закалка, отжиг, старение и др).

Порошковые твердые сплавы закрепляются на оснащаемом инструменте методами пайки или механическим закреплением.

Твердые сплавы различают по металлам карбидов, в них присутствующих: вольфрамовые — ВК2, ВК3,ВК3М, ВК4В, ВК6М, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25;



титано-вольфрамовые — Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В; титано-танталовольфрамовые — ТТ7К12, ТТ10К8Б.Безвольфрамовые ТНМ20, ТНМ25, ТНМ По химическому составу твердые сплавы классифицируют:

• вольфрамокобальтовые твердые сплавы (ВК);

• титановольфрамокобальтовые твердые сплавы (ТК);

• титанотанталовольфрамокобальтовые твердые сплавы (ТТК).

Твердые сплавы по назначению делятся (классификация ИСО) на:

Р — для стальных отливок и материалов, при обработке которых образуется сливная • стружка;

М — для обработки труднообрабатываемых материалов (обычно нержавеющая сталь);

• К — для обработки чугуна;

• • N — для обработки алюминия, а также других цветных металлов и их сплавов;

• S — для обработки жаропрочных сплавов и сплавов на основе титана;

• H — для закаленной стали.

Из-за дефицита вольфрама разработана группа безвольфрамовых твердых сплавов, называемых керметами. Эти сплавы содержат в своем составе карбиды титана (TiC), карбонитриды титана (TiCN), связанные никельмолибденовой основой. Технология их изготовления аналогична вольфрамосодержащим твердым сплавам.

Эти сплавы по сравнению с вольфрамовыми твердыми сплавами имеют меньшую прочность на изгиб, ударную вязкость, чувствительны к перепаду температур из-за низкой теплопроводности, но имеют преимущества — повышенную теплостойкость ( °C) и низкую схватываемость с обрабатываемыми материалами, благодаря чему не склонны к наростообразованию при резании. Поэтому их рекомендуют использовать для чистового и получистового точения, фрезерования. По назначению относятся к группе Р классификации ИСО.

Свойства твёрдых сплавов Пластинки из твердого сплава имеют HRA 86-92 обладают высокой износостойкостью и красностойкостью (800—1000 °C), что позволяет вести обработку со скоростями резания до 800 м/мин.

Спечённые твёрдые сплавы Твердые сплавы изготавливают путем спекания смеси порошков карбидов и кобальта.

Порошки предварительно изготавливают методом химического восстановления (1- мкм), смешивают в соответствующем соотношении и прессуют под давлением 200— кгс/см, а затем спекают в формах, соответствующих размерам готовых пластин, при температуре 1400—1500 °C, в защитной атмосфере. Термической обработке твердые сплавы не подвергаются, так как сразу же после изготовления обладают требуемым комплексом основных свойств.

Композиционные материалы, состоящие из металлоподобного соединения, цементированного металлом или сплавом. Их основой чаще всего являются карбиды вольфрама или титана, сложные карбиды вольфрама и титана (часто также и тантала), карбонитрид титана, реже — другие карбиды, бориды и т. п. В качестве матрицы для удержания зерен твердого материала в изделии применяют так называемую «связку» — металл или сплав. Обычно в качестве «связки» используют кобальт (кобальт является нейтральным элементом по отношению к углероду, он не образует карбиды и не разрушает карбиды других элементов), реже — никель, его сплав смолибденом (никельмолибденовая связка).

Получение твердых сплавов методом порошковой металлургии 1. Получение порошков карбидов и кобальта методом восстановления из оксидов.





2. Измельчение порошков карбидов и кобальта (производится на шаровых мельницах в течение 2-3 суток) до 1-2 микрон.

3. Просеивание и повторное измельчение при необходимости.

4. Приготовление смеси (порошки смешивают в количествах, соответствующих химическому составу изготавливаемого сплава).

5. Холодное прессование (в смесь добавляют органический клей для временного сохранения формы).

6. Спекание под нагрузкой (горячее прессование) при 1400 °C (при 800—850 °C клей сгорает без остатка). При 1400 °C кобальт плавится и смачивает порошки карбидов, при последующем охлаждении кобальт кристаллизуется, соединяя между собой частицы карбидов.

Номенклатура спеченных твердых сплавов Твердые сплавы условно можно разделить на три основные группы:

• вольфрамосодержащие твердые сплавы • титановольфрамосодержащие твердые сплавы • титанотанталовольфрамовые твердые сплавы Каждая из вышеперечисленных групп твердых сплавов подразделяется в свою очередь на марки, различающиеся между собой по химическому составу, физико-механическим и эксплуатационным свойствам.

Некоторые марки сплава, имея одинаковый химический состав, отличаются размером зерен карбидных составляющих, что определяет различие их физико-механических и эксплуатационных свойств, а отсюда и областей применения.

Свойства марок твердых сплавов рассчитаны таким образом, чтобы выпускаемый ассортимент мог в максимальной степени удовлетворить потребности современного производства. При выборе марки сплава следует учитывать: область применения сплава, характер требовании, предъявляемых к точности обрабатываемых поверхностей, состояние оборудования и его кинематические и динамические данные.

Литые твёрдые сплавы Литые твёрдые сплавы получают методом плавки и литья.

Применение Твердые сплавы в настоящее время являются распространенным инструментальным материалом, широко применяемым в инструментальной промышленности. За счет наличия в структуре тугоплавких карбидов твердосплавный инструмент обладает высокой твердостью HRA 80-92 (HRC 73-76), теплостойкостью (800—1000 °C), поэтому ими можно работать со скоростями, в несколько раз превышающими скорости резания для быстрорежущих сталей. Однако, в отличие от быстрорежущих сталей, твердые сплавы имеют пониженную прочность (и = 1000—1500 МПа), не обладают ударной вязкостью.

Твердые сплавы нетехнологичны: из-за большой твердости из них невозможно изготовить цельный фасонный инструмент, к тому же они ограниченно шлифуются — только алмазным инструментом, поэтому твердые сплавы применяют в виде пластин, которые либо механически закрепляются на державках инструмента, либо припаиваются к ним.

Твердые сплавы ввиду своей высокой твердости применяются в следующих областях:

• Обработка резанием конструкционных материалов: резцы, фрезы, свёрла, протяжки и прочий инструмент.

• Оснащение измерительного инструмента: оснащение точных поверхностей микрометрического оборудования и опор весов.

• Клеймение: оснащение рабочей части клейм.

• Волочение: оснащение рабочей части волок.

• Штамповка: оснащение штампов и матриц(вырубных, выдавливания и проч.).

• Прокатка: твердосплавные валки (выполняются в виде колец из твердого сплава, одеваемых на металлическое основание) • Горнодобывающее оборудование: напайка спеченных и наплавка литых твердых сплавов.

• Производство износостойких подшипников: шарики, ролики, обоймы и напыление на • Рудообрабатывающее оборудование: оснащение рабочих поверхностей.

• Газотермическое напыление износостойких покрытий Автоматизированная система управления (сокращённо АСУ) — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин "автоматизированная", в отличие от термина "автоматическая" подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. АСУ с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Создателем первых АСУ в СССР является доктор экономических наук, профессор, членкорреспондент Национальной академии наук Белоруссии, основоположник научной школы стратегического планирования Николай Иванович Ведута (1913—1998)[1][2][3][4]. В 1962—1967 гг. в должности директора Центрального научно-исследовательского института технического управления (ЦНИИТУ), являясь также членом коллегии Министерства приборостроения СССР, он руководил внедрением первых в стране автоматизированных систем управления производством на машиностроительных предприятиях. Активно боролся против идеологических PR-акций по внедрению дорогостоящих ЭВМ, вместо создания настоящих АСУ для повышения эффективности управления производством.

Важнейшая задача АСУ — повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. Различают автоматизированные системы управления объектами (технологическими процессами — АСУТП, предприятием — АСУП, отраслью — ОАСУ) и функциональные автоматизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.

Автоматизированная система управления (сокращённо АСУ) — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин "автоматизированная", в отличие от термина "автоматическая" подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. АСУ с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Создателем первых АСУ в СССР является доктор экономических наук, профессор, членкорреспондент Национальной академии наук Белоруссии, основоположник научной школы стратегического планирования Николай Иванович Ведута (1913—1998)[1][2][3][4]. В 1962—1967 гг. в должности директора Центрального научно-исследовательского института технического управления (ЦНИИТУ), являясь также членом коллегии Министерства приборостроения СССР, он руководил внедрением первых в стране автоматизированных систем управления производством на машиностроительных предприятиях. Активно боролся против идеологических PR-акций по внедрению дорогостоящих ЭВМ, вместо создания настоящих АСУ для повышения эффективности управления производством.

Важнейшая задача АСУ — повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. Различают автоматизированные системы управления объектами (технологическими процессами — АСУТП, предприятием — АСУП, отраслью — ОАСУ) и функциональные автоматизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.

Виды АСУ Автоматизированная система управления технологическим процессом или АСУ ТП — решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте Автоматизированная система управления производством (АСУ П) — решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и исходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса.

Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) — комплекс программных, технических, информационных, лингвистических, организационнотехнологических средств и действий квалифицированного персонала, предназначенный для решения задач планирования и управления различными видами деятельности предприятия.

Состав АСУП АСУП производственного предприятия, как правило, включает в себя подсистемы управления:[3] • складами • поставками • персоналом • финансами • конструкторской и технологической подготовкой производства • номенклатурой производства (в т.ч. систему управления каталогом) • оборудованием • оперативного планирования потребностей производства Лекции 2-3.

Формирование портфеля заказов предприятия.

APS (сокр. от англ. Advanced Planning & Scheduling — усовершенствованное планирование) — концепция производственного планирования, главной особенностью которой является возможность построения расписания работы оборудования в рамках всего предприятия. Полученные, таким образом, частные расписания производственных подразделений являются взаимосвязанными с точки зрения изделия и его операций (требование SCM - Supply Chain Management, управление цепочками поставок). Требования SCM в данном случае могут соблюдаться как в пределах предприятия (межцеховые расписания), так и в отношении внешних к предприятию поставок.

APS состоит из трёх основных компонентов: Sales and Demand Forecasting (прогнозирование сбыта и спроса), Master Production Scheduling & Rough-Cut Capacity Planning (основной производственный план и общее планирование загрузки производственных мощностей), Production Planning&Finite Capacity Scheduling (планирование производства и детальное планирование загрузки производственных мощностей).

Прогнозирование сбыта и спроса Sales and Demand Forecasting (прогнозирование сбыта и спроса) — это модуль оперативного прогнозирования и управления запасами, который обобщает прогнозы, сгенерированные на основе «истории» спроса статистической системой, и ожидаемые пользователем изменения условий рынка по цепочке поставщиков. С помощью модуля SDF менеджеры могут отслеживать состояние запасов товарно-материальных ценностей и параметры пополнения запасов для каждого продукта в местах егоскладирования.

Планирование закупок осуществляется одновременно с учётом ограничений по мощностям и ресурсам (машины, инструменты, люди), тогда как в системах MRP II процессы планирования необходимых материалов разделены и выполняются итерационно для получения реалистичного плана. Как следствие, это оказывает влияние на скорость процедуры планирования.

Основной производственный план и общее планирование загрузки производственных мощностей Модуль Master Production Scheduling (основной производственный план) даёт возможность проанализировать различные сценарии, чтобы разработать производственный план, соответствующий потребностям, как существующего портфеля заказов, так и прогнозируемого объёма продаж с учётом доступных ресурсов компании.

Системы, базирующиеся на стандарте MRP II, ориентированы в большинстве своём на дискретное производство с типом «сборка на заказ», «производство на склад». Системы APS помимо вышеперечисленного способны учитывать специфику «производства под заказ», планировать непрерывное производство.

Модуль Rough Cut Capacity Planning (общее планирование загрузки мощностей) предоставляет возможность формирования «обобщенных» планов загрузки производственных мощностей на основании информации, полученной от компонента Master Production Scheduling, а также просматривать запланированные потребности в ресурсах и сравнивать их с существующими ограничениями. Это позволяет выявить все группы критических ресурсов, включая рабочую силу, оборудование, энергоресурсы, материалы и складские помещения, и сравнить альтернативные модели календарных графиков, чтобы достичь необходимого уровня использования критических ресурсов при реализации моделируемого плана. В отличие от MRP II APS-системы поддерживают распределённое планирование, при котором несколько человек могут планировать одновременно, но каждый из них несёт ответственность за определённую зону планирования (либо это отдельные машины, либо это определённый горизонт планирования).

Планирование производства и детальное планирование загрузки производственных мощностей Модуль Production Planning&Finite Capacity Scheduling (планирование производства и детальное планирование загрузки производственных мощностей) позволяет учитывать динамику и реальное состояние дел, чтобы формировать календарные графики в соответствии с доступностью ресурсов (оборудование, рабочая сила, хранилища, источники энергии, основные материалы).

Основные возможности APS-систем • Прогнозирование с точностью до недели или месяца на срок до трёх лет • Поддержка множества потоков, например отгрузки, утерянных заказов, каналов возврата товаров и розничной продажи • Многоуровневая агрегация/волновое сглаживание, обеспечивающие прогнозирование сверху-вниз, снизу-вверх и от середины (в обе стороны) • Корректировка прогноза может осуществляться как на уровне редактирования числовых данных, так и с помощью мыши в графическом представлении • Может учитываться характер жизненного цикла продукта, при этом принимаются во внимание периоды освоения новых продуктов и снятия с производства старых.

• Планирование мероприятий по продвижению продуктов на рынок • Неограниченное число определяемых пользователем единиц измерения • Множество алгоритмов и параметров расчёта пополнения запасов • Прогнозирование и отслеживание материально-производственных запасов • Контроль над исполнением и уведомления в графическом формате, а также в виде • Поддержка веб-ориентированных технологий, обеспечивающих возможность удалённой работы с планами (визуализация плана, ввод клиентских заказов, просмотр отчётов) Отличия APS-систем от ERP-систем Относительно систем класса ERP, APS служит надстройкой, которая расширяет и заменяет их функциональность в части планирования. При этом APS пользуется информацией, содержащейся в транзакционной части ERP (история продаж, информация о фактических заказах клиентов, остатках товаров на складах и др.). Иными словами, архитектура самих ERP-решений, ориентированная на транзакционную работу на базе СУБД, не рассчитана на большие объёмы вычислений над исходными данными. В качестве источника информации о состоянии запущенных производственных заказов и мощностей могут выступать MES-системы (Manufacturing Execution Systems — системы оперативного контроля за производственным процессом, которые имеют собственный модуль детальной оптимизации ODS, используемый диспетчером для расчёта и коррекции текущих внутрицеховых производственных расписаний). По завершении процесса планирования APS-система передаёт соответствующие результаты, такие как заказы на производство, закупку и перемещение, прогнозы и т. д., в ERP- систему.

Поставщики APS-систем Advanced Planning & Optimization, SAP AG Одной из наиболее распространенной в мире универсальной системой планирования, полностью отвечающей критериям APS систем является продукт фирмы SAP AG Advanced Planning&Optimization или APO (в настоящее время входящий в состав программного продукта SAP SCM).

SAP APO включает в себя следующие модули:

Demand Planning (DP) - модуль, выполняющий функции планирование спроса.

Планирование (прогнозирование) спроса выполняется на основании исторических данных путем применения различных прогнозных моделей (или их комбинаций).

Supply Network Planning (SNP) - модуль, предназначенный для планирования производства и транспортировок по всей логистической сети предприятия. Наибольшую выгоду использование SNP приносит при использовании в компаниях со сложной структурой производства и дистрибьюции для составления долго- и среднесрочных планов.

Production Planning&Detailad Scheduling (PP/DS) - модуль планирования производства и точного календарного планирования. Предназначен для составления графиков производства с точностью до минут с учётом различных технологических особенностей производства. Кроме вышеперечисленных модулей в SAP APO также входят модули:

Transportation planning and vehicle scheduling (TP/VS), Global Available-to-promise (GlobalATP), Capable-to-match (CTM), Event management (EM) и ряд других модулей.

Numetrix, Chesapeake Эти разработчики включают в свои продукты функциональность планирования по критическим материалам. В некоторых производственных сферах, отличающихся простотой спецификаций изделий (производство стальной продукции, упаковка пищевых продуктов) данные системы могут выполнять полный цикл расчёта потребности в материалах. Если же производственный процесс является сложным (имеются многоуровневые спецификации), то попытка определить полное планирование потребности в материалах может превзойти возможности оперативной памяти компьютера, что приведёт к невозможности осуществления расчётов в реальном времени.

Berclain, ProMIRA, Enterprise Planning Systems Эта группа поставщиков APS-систем уверена, что полный цикл расчёта MRP должен быть частью процесса планирования и составления производственных расписаний. При таком подходе к планированию между ERP и APS-системами должен проходить обмен огромными объёмами данных. Чтобы свести проблемы синхронизации двух баз данных по планированию к минимуму, производители данной группы рекомендуют свои продукты в качестве альтернативы MRP модуля ERP системы.

Лекции 4-6.

Управление оснасткой.

MES (от англ. Manufacturing Execution System, система управления производственными процессами) — специализированное прикладное программное обеспечение, предназначенное для решения задач синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции в рамках какого-либо производства. MES-системы относятся к классу систем управления уровня цеха.

Стандарты MES Международная ассоциация производителей и пользователей систем управления производством (MESA International) определила в 1994 году модель MESA-11, а в году модель c-MES, которые дополняют модели и стандарты управления производством и производственной деятельностью, сформировавшиеся за последние десятилетия:

1. Стандарт ISA95, «Интеграция систем управления предприятием и технологическим процессом» («Enterprise-Control System Integration»), который определяет единый интерфейс взаимодействия уровней управления производством и компанией и рабочие процессы производственной деятельности отдельного предприятия.

2. Стандарт ISA88, «Управление периодическим производством» («Batch Control»), который определяет технологии управления периодическим производством, иерархию рецептур, производственные данные.

3. Сообщество Открытых Приложений (Open Applications Group, OAG):

некоммерческое промышленное сообщество, имеющее своей целью продвижение концепции функциональной совместимости между бизнес-приложениями и разработку стандартов бизнес-языков для достижения указанной цели.

4. Модель процессов цепочки поставок (Supply-Chain Operations Reference, SCOR):

референтная модель для управления процессами цепочки поставок, связывающая деятельность поставщика и заказчика. Модель SCOR описывает бизнес-процессы для всех фаз выполнения требований заказчика. Раздел SCOR «Изготовление»

(«Make») посвящён, в основном, производству.

Положения работы MES Положения работы MES- включают в себя:

1. Активация производственных мощностей на основе детального пооперационного планирования производства 2. Отслеживание производственных мощностей 3. Сбор информации, связанной с производством от 1. Систем автоматизации производственного процесса Отслеживание и контроль параметров качества Обеспечение персонала и оборудования информацией, необходимой для начала процесса производства Установление связей между персоналом и оборудованием в рамках производства Установление связей между производством и поставщиками, потребителями, инженерным отделом, отделом продаж и менеджментом 1. Требования по номенклатуре производства 2. Изменение компонентов, сырья и полуфабрикатов, применяемых в процессе 3. Изменение спецификации продуктов 4. Доступность персонала и производственных мощностей 9. Гарантирование соответствия применимым юридическим актам, например нормам Food and Drug Administration (FDA) США 10. Соответствие вышеперечисленным индустриальным стандартам.

Функции MES- 1. RAS (англ. Resource Allocation and Status) — Контроль состояния и распределение ресурсов. Управление ресурсами: технологическим оборудованием,материалами, персоналом, обучением персонала, а также другими объектами, такими как документы, которые должны быть в наличии для начала производственной деятельности. Обеспечивает детальную историю ресурсов и гарантирует, что оборудование соответствующим образом подготовлено для работы. Контролирует состояние ресурсов в реальном времени. Управление ресурсами включает резервирование и диспетчеризацию, с целью достижения целей оперативного планирования.

ODS (англ. Operations/Detail Scheduling) — Оперативное/Детальное планирование.

Обеспечивает упорядочение производственных заданий, основанное на очередности, атрибутах, характеристиках и рецептах, связанных со спецификой изделий таких как: форма, цвет, последовательность операций и др. и технологией производства. Цель — составить производственное расписание с минимальными перенастройками оборудования и параллельной работой производственных мощностей для уменьшения времени получения готового продукта и времени простоя.

DPU (англ. Dispatching Production Units) — Диспетчеризация производства.

Управляет потоком единиц продукции в виде заданий, заказов, серий, партий и заказ-нарядов. Диспетчерская информация представляется в той последовательности, в которой работа должна быть выполнена, и изменяется в реальном времени по мере возникновения событий на цеховом уровне. Это дает возможность изменения заданного календарного плана на уровне производственных цехов. Включает функции устранение брака и переработки отходов, наряду с возможностью контроля трудозатрат в каждой точке процесса с буферизацией данных.

DOC (англ. Document Control) — Управление документами. Контролирует содержание и прохождение документов, которые должны сопровождать выпускаемое изделие, включая инструкции и нормативы работ, способы выполнения, чертежи, процедуры стандартных операций, программы обработки деталей, записи партий продукции, сообщения о технических изменениях, передачу информации от смены к смене, а также обеспечивает возможность вести плановую и отчётную цеховую документацию. Также включает инструкции по безопасности, контроль защиты окружающей среды, государственные и необходимые международныестандарты. Хранит историю прохождения и изменения документов.

DCA (англ. Data Collection/Acquisition) — Сбор и хранение данных. Взаимодействие информационных подсистем в целях получения, накопления и передачи технологических и управляющих данных, циркулирующих в производственной среде предприятия. Функция обеспечивает интерфейс для получения данных и параметров технологических операций, которые используются в формах и документах, прикрепляемых к единице продукции.

Данные могут быть получены с цехового уровня как вручную, так и автоматически от оборудования, в требуемом масштабе времени.

LM (англ. Labor Management) — Управление персоналом. Обеспечивает получение информации о состоянии персонала и управление им в требуемом масштабе времени. Включает отчетность по присутствию и рабочему времени, отслеживание сертификации, возможность отслеживания непроизводственной деятельности, такой, как подготовка материалов или инструментальные работы, в качестве основы для учета затрат по видам деятельности (activity based costing, ABC).

Возможно взаимодействие с функцией распределения ресурсов, для формирования оптимальных заданий.

QM (англ. Quality Management) — Управление качеством. Обеспечивает анализ в реальном времени измеряемых показателей, полученных от производства, для гарантированно правильного управления качеством продукции и определения проблем, требующих вмешательства обслуживающего персонала. Данная функция формирует рекомендации по устранению проблем, определяет причины брака путём анализа взаимосвязи симптомов, действий персонала и результатов этих действий. Может также отслеживать выполнение процедур статистического управления процессом и статистического управления качеством продукции (SPC/SQC), а также управлять выполнением лабораторных исследований параметров продукции. Для этого в состав MES добавляются лабораторные информационно-управляющие системы (LIMS).

8. PM (англ. Process Management) — Управление производственными процессами.

Отслеживает производственный процесс и либо корректирует автоматически, либо обеспечивает поддержку принятия решений оператором для выполнения корректирующих действий и усовершенствования производственной деятельности. Эта деятельность может быть как внутриоперационной и направленной исключительно на отслеживаемые и управляемые машины и оборудование, так и межоперационной, отслеживающей ход процесса от одной операции к другой. Она может включать управление тревогами для обеспечения гарантированного уведомления персонала об изменениях в процессе, выходящих за приемлемые пределы устойчивости. Она обеспечивает взаимодействие между интеллектуальным оборудованием и MES, возможное благодаря функции сбора и хранения данных.

9. MM (англ. Maintenance Management) — Управление техобслуживанием и ремонтом. Отслеживает и управляет обслуживанием оборудования и инструментов. Обеспечивает их работоспособность. Обеспечивает планирование периодического и предупредительного ремонтов, ремонта по состоянию.

Накапливает и хранит историю произошедших событий (отказы, уменьшение производительности и др.) для использования в диагностировании возникших и предупреждения возможных проблем.

10. PTG (англ. Product Tracking and Genealogy) — Отслеживание и генеалогия продукции. Обеспечивает возможность получения информации о состоянии и местоположении заказа в каждый момент времени. Информация о состоянии может включать данные о том, кто выполняет задачу, компонентах, материалах и их поставщиках, номере лота, серийном номере, текущих условиях производства, а также любые тревоги, данные о повторной обработке и другие события, относящиеся к продукту. Функция отслеживания в реальном времени создает также архивную запись. Эта запись обеспечивает отслеживаемость компонентов и их использование в каждом конечном продукте.

11. PA (англ. Performance Analysis) — Анализ производительности. Обеспечивает формирование отчетов о фактических результатах производственной деятельности, сравнение их с историческими данными и ожидаемым коммерческим результатом. Результаты производственной деятельности включают такие показатели, как коэффициент использования ресурсов, доступность ресурсов, время цикла для единицы продукции, соответствие плану и соответствие стандартам функционирования. Может включать статистический контроль качества процессов и продукции (SPC/SQC). Систематизирует информацию, полученную от разных функций, измеряющих производственные параметры. Эти результаты могут быть подготовлены в форме отчета или представлены в реальном времени в виде текущей оценки эксплуатационных показателей.

По состоянию на 2004 год, функции, относящиеся к составлению производственных расписаний (ODS), управлению ТО и ремонтами (MM), а также цеховому документообороту (DOC) — функции, востребованные в дискретных производствах — были исключены из базовой модели MESA-11 применительно к процессным производствам. Разработка новой модели Collaborative Manufacturing Execution System (c-MES) была вызвана тем фактом, что при управлении процессными производствами и цепочками поставок надёжный обмен информацией между несколькими системами необходим гораздо чаще, чем обмен между несколькими уровнями одной системы. В предыдущем поколении MES основное внимание уделялось обеспечению информацией пользователей из числа оперативного персонала, таких как диспетчеры, операторы или менеджеры. Для совместного использования информации с другими была разработана модель c-MES. Она дает возможность получить полную картину происходящего, необходимую для принятия решений. В частности, при управлении цепочками поставок и принятии решений c-MES предоставляет информацию о возможностях производства («что»), производительности («сколько»), расписании («когда») и качестве («доступный уровень»).

Кроме того, с 1994 по 2004 год появились информационные системы, реализующие исключённые функциональные возможности:

• Advanced Planning & Scheduling (APS) — решают задачи составления производственных расписаний в рамках всего предприятия, • Enterprise Asset Management (EAM) — отвечает за управление техническим обслуживанием и ремонтами.

В зависимости от характера, масштаба и особенностей производственных структур и самих систем, существуют различные комбинации сочетаний корпоративных систем ERP, APS и MES в общей структуре системы управления предприятием[1].

Функции c-MES 1. RAS (англ. Resource Allocation and Status) — Контроль состояния и распределение 2. DPU (англ. Dispatching Production Units) — Диспетчеризация производства (Координация изготовления продукции).

3. DCA (англ. Data Collection/Acquisition) — Сбор и хранение данных.

4. LUM (англ. Labor/User Management)— Управление людскими ресурсами.

5. QM (англ. Quality Management) — Управление качеством.

6. PM (англ. Process Management) — Управление процессами производства.

7. PTG (англ. Product Tracking & Genealogy) — Отслеживание и генеалогия 8. PA (англ. Performance Analysis) — Анализ эффективности.

Лекция 7-9.

Создание имитационной модели твёрдосплавных цехов.

В наиболее общем смысле теория математического моделирования (ММ) и оптимизации представляет собой совокупность фундаментальных математических результатов и численных методов, ориентированных на нахождение и идентификацию наилучших вариантов из множества альтернатив и позволяющих избежать полного перебора и оценки возможных вариантов. Например, необходимо построить цех по производству никеля. Это может быть реализовано путем строительства как электропечей, так и печей жидкой ванны (ПЖВ) различной мощности. Задача заключается в выборе еще на стадии проектирования наилучшего варианта из возможных. Процесс оптимизации лежит в основе всей инженерной деятельности, т.к. позволяет, с одной стороны, проектировать новые более эффективные и менее дорогостоящие технические системы и, с другой стороны, разрабатывать методы повышения качества функционирования существующих систем.

ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕМАТИЧЕСКОМ

МОДЕЛИРОВАНИИ

В теории моделирования и оптимизации нашли широкое применение следующие понятия.

Определение 1.1. Гипотезой называется определенное предсказание, основывающееся на небольшом количестве опытных данных, наблюдений.

Так, небольшое количество экспериментальных данных, полученных на промышленных рудно-термических печах (РТП), позволяет предположить возможность использования напряженности магнитного поля Нм, наведенного с наружной стороны электропечи, для контроля уровня расплавов в ней. При формулировании и проверке правильности гипотез большое значение в качестве метода суждения может быть использована аналогия.

Определение 1.2. Аналогией называется суждение о какомлибо частном сходстве двух объектов.

Причем такое сходство может быть существенным и несущественным. В частности, в качестве аналогии можно рассмотреть дуговые электропечи для плавки черных металлов и электрокорунда. Данные печи обладают тем частным свойством, что для плавления шихты в них используется электрическая дуга трехфазного тока. Гипотезы и аналогии должны обладать наглядностью и сводиться к удобным для исследования логическим схемам или моделям.

Определение 1.3. Строго говоря, моделью называется записанная на определенном языке (естественном, математическом и др.) совокупность знаний, представлений и гипотез об объекте или явлении. Соответственно, моделирование – это замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели.

В качестве модели можно рассмотреть «холодную» модель электролизера, в которой вместо расплава электролита используют раствор электролита. Такие модели с успехом применяют для исследования электрических режимов электролизеров, а также токораспределения в ванне электролизера или рудно-термической электропечи.

Определение 1.4. Адекватность модели объекту есть показатель того, что результаты моделирования подтверждаются и могут служить основой для прогнозирования процессов, протекающих в исследуемых объектах.

Адекватность модели зависит от целей моделирования и принятыкритериев. Учитывая заложенную при создании неполноту модели, можно утверждать, что идеально адекватная модель принципиально невозможна.

Место и роль математического моделирования в задачах исследования, проектирования и оптимизации технологических систем Для изучения и оптимизации существующих и проектирования вновь разрабатываемых технологических систем их необходимо представить в виде, удобном для исследования. С этой целью техническую систему упрощают. Такую систему (или ее часть), называемую системой автоматического управления (СУ), можно представить состоящей из двух частей: объекта управления (ОУ) и устройства управления (УУ) (рис. 1.1, а). На рис. 1.1, б представлен пример системы управления процессом плавки в РТП.

Здесь ТПН – это тиристорный преобразователь напряжения; ПА – перемещение электрода; x(t) – входное воздействие; y(t) – выход системы, ОУ; Uус(t) – управляющее воздействие; f(t) – случайные возмущения; РТП – рудно-термическая печь; Тшл (t) – температура шлака; tок.воз – случайное возмущение температуры окружающего воздуха.

Под ОУ применительно к задачам инженерии подразумевается техническое устройство, процессом y(t) на выходе которого надлежит управлять, УУ обобщает все входящие в контур СУ элементы, используемые с целью организации процесса управления. На вход системы управления подается воздействие x(t), определяющее желаемый характер управляемого процесса y(t), УУ на основании информации о процессах x(t) и y(t), а в ряде случаев и на основании данных о возмущениях f(t), рассчитывает управляющее воздействие U(t) на объект с целью приведения процесса y(t) в соответствие с сигналом x(t).

Для решения большинства задач анализа и синтеза СУ необходимо иметь математическую модель ОУ. Построение математической модели заключается в установлении ряда соотношений, позволяющих при каждых входных воздействиях и начальных состояниях найти сигнал на выходе ОУ. Обычно модель получают как математическую формулировку физических законов, которым подчинена работа ОУ. В общем случае ОУ является многомерным и имеет l управляемых процессов – у1(t), у2(t), …, уl(t), m управляющих воздействий – u1(t), u2(t), …, um(t), k внешних возмущений – f1(t), f2(t), …, fk(t) (рис. 1.2).

Математическая запись физических законов, определяющих свойства непрерывного объекта, в большинстве случаев может быть представлена как система нелинейных дифференциальных уравнений, связывающих входные и выходные процессы и их производные:

При l = 1 объект называют одномерным.

Если функции i являются линейными относительно управляемых и управляющих процессов и их производных, то объект называют линейным по управлению, аналогично линейным по возмущению.

Математическая модель (1.1) в современной теории оптимальных и адаптивных систем получила ограниченное распространение. Гораздо чаще дифференциальные уравнения (1.1) n-го порядка представляют в виде системы из nl дифференциальных уравнений первого порядка, разрешенных относительно производных.

Использование моделирования при исследовании и проектировании АСУ Одна из проблем современной науки и техники разработка и внедрение в практику проектирования новейших методов исследования характеристик АСУ различных уровней.

При проектировании обеспечивающих и функциональных подсистем таких АСУ возникают многочисленные задачи, требующие оценки количественных и качественных закономерностей процессов функционирования систем, проведения их структурного, алгоритмического и параметрического синтеза.

Ограниченность возможностей экспериментального исследования больших систем делает актуальной задачу разработки методики их моделирования, которая бы позволила в соответствующей форме представить процессы функционирования систем, описать протекание этих процессов с помощью математической модели, получить результаты экспериментов с моделями по оценке характеристик исследуемого объекта.

Независимо от того, какие подсистемы составляют АСУ, при разработке каждой из них необходимо выполнить внешнее проектирование (мак ропроектирование) и внутреннее проектирование (микропроектирование).

На стадии макропроектирования должна быть создана обобщенная модель процесса функционирования АСУ, позволяющая разработчику сделать выводы об эффективности различных стратегий управления объектом при его взаимодействии с внешней средой.

Например, управление энергетическим режимом электропечи может быть осуществлено с помощью изменения подводимого к электродам напряжения, заглубления электродов или регули-рованием количества и химического состава загружаемой в электропечь шихты.

На стадии микропроектирования разрабатывают модели с целью создания эффективных обеспечивающих подсистем АСУ. Выбор метода моделирования и необходимая детализация моделей существенно зависят от этап разработки АСУ.

На этапах разработки технического и рабочего проектов АСУ модели отдельных подсистем детализируются и моделирование служит для решения конкретных задач проектирования.

Целевое назначение моделирования на этапе внедрения и эксплуатации АСУ – это проигрывание возможных ситуаций для принятия обоснованных и перспективных решений по управлению объектом. Моделирование также широко применяют при обучении и тренировке технологического персонала АСУ. В этом случае моделирование носит характер деловых игр.

Классификация процессов как объектов моделирования Процессы, для управления которыми создаются АСУ, можно разделить на три группы:

непрерывные, которые характеризуются непрерывным режимом работы (электролиз алюминия, электроплавка никелево-медного агломерата РТП, спекание нефелинового концентрата);

полунепрерывные (непрерывно-дискретные), которые характеризуются полунепрерывным режимом работы. Например, при плавке оловянных концентратов в РТП происходит непрерывная загрузка шихты в течение определенного промежутка времени и затем выпуск продуктов плавки;

периодические, которые характеризуются дискретным режимом работы, например, периодической загрузкой материалов в печь, проведением технологического процесса и выгрузкой полученного продукта (выращивание монокристаллов кремния).

В соответствии с приведенной классификацией процессов выделяются АСУ непрерывными, полунепрерывными и периодическими процессами. Наибольшую сложность представляет автоматизация периодических процессов. Для реализации АСУ необходимо промоделировать описание данного технологического процесса.

Постановка задачи моделирования в общем виде С развитием системных исследований и расширением экспериментальных методов изучения реальных объектов большое значение приобретают математические методы анализа и синтеза. Подобие и моделирование позволяют по-новому описать реальный процесс и упростить экспериментальное его изучение.

Моделирование базируется на некоторой аналогии реального и мысленного эксперимента (выявление влияния изменения химического состава шихты на технико-экономические показатели (TЭП) процесса плавки). Для объяснения реальных процессов выдвигаются гипотезы, с целью их подтверждения ставится эксперимент, т.е. некая процедура организации и наблюдения явлений, которую осуществляют в условиях, близких к реальным или имитирующих их. Токораспределение при электролизе расплавов солей можно оценить на моделях, использующих электролиз водных растворов электролитов.

В основе любого вида моделирования лежит модель, имеющая соответствие, базирующееся на общем качестве, которое характеризует реальный объект (например, описание с помощью дифференциальных уравнений процессов массопереноса).

В основе моделирования лежат информационные процессы, поскольку само создание модели базируется на информации о реальном объекте. В процессе реализации модели одновременно получается информация об ОУ, которая сравнивается с моделью, и на основе данных сравнения вырабатывается управляющее воздействие на процесс. Поэтому можно сказать, что реализация модели осуществляется одновременно с процессом.

При постановке задачи м оделирования можно выделить следующие характерные признаки математической модели: цель функционирования, сложность, целостность, неопределенность, поведенческая стратегия, адаптивность, организационная структура, управляемость, возможность развития.

Цель функционирования определяет степень целенаправленного поведения модели. По этому признаку модели могут быть разделены на одно- имногоцелевые.

Сложность модели можно оценить по общему числу элементов в системе и связей между ними.

Целостность указывает на то, что создаваемая модель является одной общей системой, включает в себя большое количество составных частей, находящихся в сложной взаимосвязи друг с другом.

Неопределенность, которая проявляется в системе, оценивается энтропией. Используя эту характеристику, в ряде случаев можно определить количество управляющей информации для достижения заданного состояния системы.

Поведенческая стратегия позволяет оценить эффективность достижения системой поставленной цели. В зависимости от наличия случайных возмущений можно различать детерминированные и стохастические системы, по своему поведению – непрерывные и дискретные.

Адаптивность – приспосабливаемость к различным внешним возмущающим факторам в широком диапазоне изменения воздействий внешней среды. При этом система управления должна компенсировать изменение случайных факторов. Например, АСУ теплового режима электропечи должна стабилизировать температуру расплава как при изменении влажности шихты в рабочем диапазоне, так и при изменении содержания олова в концентрате, загружаемом в электропечь.

Организационная структура системы моделирования во многом зависит от сложности модели и степени совершенства средств моделирования.

Управляемость модели дает возможность обеспечивать управление процессом в различных условиях, имитирующих реальные. К этому можно отнести управление технологическим процессом как в нормальном, так и в предаварийном состоянии.

Возможность развития модели позволяет создавать мощные системы моделирования для исследования многих сторон функционирования реального объекта. Модель должна быть открытой: обеспечивать включение в ее состав новых подмоделей или подсистем управления (например, подсистем управления энергетическим и тепловым режимами, шихтоподготовкой и выпуском металла и т.д.).

Любую модель строят в зависимости от цели моделирования, поэтому одной из основных проблем при моделировании является проблема целевого назначения. При создании АСУ целью оптимизации может быть максимальная производительность, минимум потерь цветных металлов, снижение себестоимости продукции и некоторые другие цели.

Лекция 10-11.

Организация времени работы завода. Планирование смен.

Анализ влияния основных режимных параметров на технологический процесс плавки в РТП Анализ технологического процесса электроплавки показал, что данный процесс относится к взаимосвязанному технологическому процессу и характеризуется одновременным влиянием комплекса управляющих воздействий и случайных возмущений. Рассмотрим влияние основных управляющих воздействий на такие выходные параметры процесса, как производительность, удельный расход электроэнергии, содержание цветных металлов в отвальных шлаках, выбросы вредных веществ в атмосферу и температура шлака, измеренная на выпуске. В качестве основных управляющих воздействий используются электрические параметры и загрузка шихты по отдельным составляющим. Выбор управляющих параметров обусловлен их весовым влиянием на процесс. При выборе управляемых (выходных) параметров использовали такие, которые характеризуют процесс с различных сторон, т.е. позволяют оценить технические, энергетические и экологические аспекты плавки медно-никелевого агломерата в РТП.

Одним из основных показателей электроплавки является удельный расход электроэнергии на 1 т шихты, зависящий преимущественно от её состава. Чем больше содержание в шихте пустой породы, включающей тугоплавкие компоненты, тем больше теплопотребление шихты и тем выше расход электроэнергии. Расход электроэнергии получается тем ниже, чем выше коэффициент загрузки трансформаторов и, соответственно, выше проплав печи. Для снижения расхода электроэнергии рационально загружать в электропечь шихту в горячем состоянии.

Большое значение для работы электропечи имеют электропроводность шлака и толщина его слоя в ванне печи. При работе на глубокой ванне можно увеличить подэлектродное сопротивление и, следовательно, напряжение вторичной обмотки трансформатора. Это очень выгодно для повышения мощности, подаваемой на печь, т.к. увеличивать силу тока сверх определенного максимума нельзя, поскольку это может вызвать перегрев обмоток трансформатора. Режим работы электропечи при высоком напряжении и минимальном значении силы тока является наиболее экономичным и позволяет снизить удельный расход электроэнергии на 1 т перерабатываемой шихты. Для уменьшения удельного расхода электроэнергии необходимо повысить электропроводность шлака, что может быть достигнуто за счет снижения содержания SiO2 в шлаке и увеличения подачи углеродистого восстановителя.

Важным параметром, характеризующим эффективность электроплавки медно-никелевых руд и концентратов, является снижение потерь никеля, меди и кобальта с отвальными шлаками. При электроплавке принято рассматривать три вида потерь цветных металлов в шлаке: химические, физические и механические. При плавке сульфидных медноникелевых руд и концентратов химические потери связаны с неполным сульфированием оксидов металлов. Физические потери обусловлены растворением в шлаке сульфидов.

Механические потери возникают вследствие запутывания в шлаке мельчайших капель жидкого штейна.

На химические потери цветных металлов со шлаком существенное влияние оказывает содержание кислорода в газовой фазе. Во всех случаях, когда процесс протекает при сравнительно невысоком парциальном давлении кислорода (в нейтральной или восстановительной атмосфере в печи), химические потери никеля, меди и кобальта уменьшаются. Повышение температуры шлака способствует уменьшению в нем содержания растворенных цветных металлов, т.е. возрастают физические потери.

На содержание растворенных цветных металлов большое влияние оказывает состав шлака. Установлено, что с повышением содержания оксидов железа в шлаке химические и физические потери металлов увеличиваются.

На механические потери цветных металлов со шлаками влияют следующие факторы:

возрастание вязкости расплава, снижение градиента плотностей шлака и штейна, увеличение глубины шлаковой ванны, интенсивность конвекции шлака, крупность частиц сульфидов, содержание цветны металлов в штейне.

Определенное значение для механических потерь металлов имеет газовая флотация в растворах мелких взвешенных частиц. Если количество выделившихся из шлака газов будет достаточно большим, то это приведет к выносу пузырьками газа мелких частиц штейна в поверхностный шлаковый слой, где мелкие капли сливаются в более крупные и затем оседают в штейн. Следовательно, чем больше газов образуется в шлаке, тем меньше потери со шлаком никеля, кобальта и меди.

Существенное влияние на потери металлов со шлаком оказывает температурный режим процесса плавки. Повышение температуры шлака приводит к снижению вязкости и в большинстве случаев увеличению межфазного натяжения. Обе эти причины способствуют уменьшению механических потерь со шлаком, хотя при повышении температуры несколько возрастает растворимость цветных металлов в шлаковых расплавах. Однако суммарные эффект снижения содержания цветных металлов от повышения температуры,как правило, положительный.

Температура шлака на высоте слоя, несмотря на интенсивное конвекционное перемещение, неодинакова. В слое шлака под электродом температура медленно снижается и на границе раздела шлак–штейн из шлака могут быть выделены наиболее тугоплавкие компоненты в виде твердых кристаллов, сильно повышающих его вязкость.

Вследствие этого опять начинается обогащение шлака цветными металлами за счет задержавшихся в нем капелек штейна. Таким образом, для получения шлака, обеднённого цветными металлами, важно поддерживать на определенном уровне температуру как в верхних слоя шлака, так и в нижних.

Добавка в шихту плавки медно-никелевых концентратов небольшого количества (2–3 %) углеродистого восстановителя уменьшает потери цветных металлов со шлаком, улучшает производительность и незначительно увеличивает выбросы SO2 за счет повышения содержания сульфидов.

Как показывает анализ влияния основных технологических параметров на процесс, важное значение приобретает поддержание параметров в определенных границах. Это может быть достигнуто как применением более эффективных средств автоматизации, так и повышением автоматизации ра бочих мест.

Обоснование выбора математических средств построения оптимизационной модели Анализ моделируемого процесса показал, что он имеет случайный характер, особенностью процесса является очень медленное накопление статистических данных, что приводит к ограниченности объема статистического материала. В силу технологических особенностей статистический материал содержит существенную погрешность, связанную с различными случайными воздействиями. Так средняя относительная погрешность исходных статистических данных для концентрации никеля в отвальных шлаках составляет 13 %.

Наиболее приемлемой для описания зависимостей между входными показателями данного процесса является случайная параметрическая модель. Такой выбор объясняется следующими причинами: случайный характер процесса не позволяет использовать детерминированные модели; нейросетевые и непараметрические модели требуют больших объёмов выборки, с их помощью затруднительно построить эффективную оптимизационную модель.

Удельный расход электроэнергии является одним из важных показателей эффективности электроплавки.

Обоснование выбора структуры оптимизационной модели Экспериментально установлено, что удельный расход электроэнергии зависит от мощности P, напряжения U, температуры расплава шлака Tшл, загрузки агломерата Gагл, загрузки песка GSiO2, заливки конвертерного шлака Gк.шл, загрузки угля GС. Причем зависимости носят линейный характер. Температура в свою очередь является линейной функцией параметров загрузки агломерата Gагл, песка GSiO2, угля GC, заливки конвертерного шлака Gк.шл, напряжения U и мощности P. Это определяет структуру модели Данная модель является задачей оптимизации в условиях неопределенности, поскольку коэффициенты ci целевой функции (17.11) и коэффициенты ограничения неизвестны. Так же как и концентрация никеля в отвальных шлаках и температура расплава шлака, удельный расход электроэнергии является случайным параметром, поэтому коэффициенты можно считать случайными величинами с неизвестным законом распределения. Целевая функция может быть построена с использованием соответствующего регрессионного уравнения на основе имеющейся статистки.

Неопределенность в целевой функции исключается снова с помощью MD-модели. В данном случае она имеет вид где первое слагаемое – условное математическое ожидание F; второе – условная дисперсия F; – положительный весовой коэффициент, как правило, больший единицы.

Математическая модель (17.2), (17.12) содержит математическое ожидание и дисперсию параметра F. В условиях статистической неопределенности их точные выражения неизвестны. Они заменяются несмещенными оценками. Для математического ожидания несмещённой оценкой является само регрессионное уравнение (17.11) с найденными коэффициентами регрессии. Для дисперсии несмещенной является оценка где Ki,j – элементы ковариационной матрицы; Xi столбцы выборочных значений соответствующих параметров.

Теперь можно сформулировать полученную задачу оптимизации как задачу линейного программирования на допустимом множестве Е, заданном ограничениями (17.8)–(17.10).

Оптимальное решение и его анализ Для решения задачи был использован стандартный пакет прикладных программ Mathcad.

Получено следующее решение:

При этом значение функции fmin = 615,38.

Значения мощности, напряжения, загрузки агломерата, загрузки песка, заливки конвертерного шлака, загрузки угля неслучайны, поскольку они являются входными управляющими параметрами. Удельный расход электроэнергии случайный параметр.

Полученное значение температуры нужно рассматривать как статистическую оценку оптимального значения, так же как и значение целевой функции. Следовательно, необходимо исследовать качество этих статистических оценок.

По формуле (17.13) определяется среднеквадратическое отклонение, оно равно 17,86.

Тогда границы доверительного интервала, при уровне значимости = 0,05, составляют (597,52 – 17,86; 597,52 + 17,86), где 597,52 есть оценка математического ожидания удельного расхода электроэнергии.

Доверительный интервал для температуры (1 260 0,20088; 1 260 + 0,20088) при среднем квадратическом отклонении S = 6,89274, где 1260 есть оценка математического ожидания температуры.

Качество полученных оценок для удельного расхода электроэнергии и температуры, определяемое построенным доверительным интервалом, позволяет принять с вероятностью р = 0,95 найденное решение как оптимальное. При этом вероятность ошибочности этого решения совпадает с вероятностью нарушения ограничения для температуры и не превышает 0,05.

Лекция 12-14.

Режим работы предприятия с точки зрения экологической обстановки.

Чтобы контролировать экологические требования, надо сначала их сформулировать, задать, описать. Надо сначала решить, выражаясь словами поэта, "что такое хорошо и что такое плохо" с точки зрения экологии. Это не всегда просто. Начнем с обсуждения процедур установления экологических требований.

Все нормативы качества окружающей природной среды принято подразделять на три группы.

4.1.1. Первая группа нормативов Ее составляют санитарно-гигиенические нормативы, касающиеся вредных воздействий на организм человека. К ним относятся нормативы предельно-допустимых концентраций (ПДК) вредных химических веществ, биологических, физических и иных воздействий.

Здесь же - нормативы санитарных зон, защитных зон, предельно допустимых уровней волнового или радиационного воздействия и т.п. Цель всех этих нормативов - задать показатели качества окружающей среды применительно к здоровью человека.

Естественно, что главную роль в установлении ПДК играют врачи соответствующих специальностей. Каждый конкретный норматив ПДК (предельно-допустимых концентраций) - а их несколько тысяч - обосновывает соответствующий медицинский коллектив.

Основная идея в установлении ПДК состоит в том, что любой вид воздействия начинает отражаться на здоровье человека не сразу, а лишь достигнув некоторой границы.

Более того, некоторые воздействия, например, радиационное или шумовое, имеются в виде фона (т.е. слабого воздействия) всегда. Если человека поместить в камеру, полностью поглощающую звуки, то в абсолютном безмолвии он будет чувствовать себя плохо. Некоторый уровень шума в окружающей среде необходим для нормальной жизнедеятельности человека. Но он не должен превышать ПДК.

Отметим, что ПДК фиксируется для определенных условий. Одно дело - единичное радиационное воздействие, в течение нескольких секунд (например, рентгеновское обследование), и совсем другое - постоянное радиационное воздействие. В этих двух случаях ПДК различаются во много раз.

4.1.2. Вторая группа нормативов Вторую группу нормативов качества окружающей природной среды образуют экологические нормативы, касающиеся деятельности источников загрязнения, т.е. прежде всего промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Это нормативы на предельно допустимые выбросы и сбросы вредных веществ (ПДВ), предельно допустимые величины иных вредных воздействий (шумовых, вибрационных, волновых, радиационных и др.).

Они устанавливают требования к источникам вредного воздействия, ограничивая его деятельность определенной предельной величиной (по каждому виду загрязнения).

Нормативы ПДВ устанавливаются не по предприятиям и организациям, а по источникам выбросов и сбросов, поскольку на рассматриваемом объекте может быть несколько источников загрязнений. Нормативы второй группы проверяются при экологическом контроле и аудите, включаются в экологические паспорта предприятий, т.е.

активноиспользуются при конкретной работе государтсвенных и общественных экологических организаций с источниками загрязнения окружающей природной среды.

4.1.3. Третья группа нормативов В третью группу нормативов качества окружающей природной среды входят вспомогательные (по отношению к первым двум) нормы и правила, цель которых обеспечить единство в употребляемой терминологии, в проведении измерений, в деятельности организационных структур и в правовом регулировании экологических отношений. Можно сказать, что нормативы третьей группы дают организационноправовое обеспечение нормативам первых двух групп. В то же время само по себе экологическое право - большая самостоятельная часть правовой науки и практики. К вспомогательным нормативам третьей группы можно отнести и те, что относятся к вредному воздействию не на здоровье человека, а на жизнедеятельность различных представителей животного и растительного мира, в том числе на сельскохозяйственные животные и растения, леса, промысловых животных и водных обитателей.

В настоящее время система ПДК - наиболее разработанная часть системы нормативов качества окружающей природной среды. Это связано с тем, что все человеческие организмы имеют много общего между собой, в то время как предприятия и организации сильно отличаются друг от друга. Не всегда легко установить степень вредного воздействия того или иного технологического процесса, той или иной аварии.

4.2. Легко ли установить степень вредного воздействия?

Например, в результате аварии произошла протечка вредного вещества на открытую площадку. Как будет распространяться вредное вещество? Часть его будет испаряться и разноситься ветром. Часть будет просачиваться через почву и распространяться в ней вплоть до водоносных слоев, а потом передвигаться вместе с подземными водами. Часть останется на масте пролива и может быть легко удалена при ликвидации протечки. Для оценки вредного воздействия нужно от качественных соображений переходить к численным результатам. Несколько лет назад наш научный коллектив занялся этой задачей. И тут выяснилось, что существует много математических моделей испарения жидкостей (не менее восьми), но все они дают различные результаты (иногда различающиеся на два порядка). Таким образом, необходимы дальнейшие исследования даже для только что рассмотренной ситуации, казалось бы простой.

Второй пример - выбросы из трубы заданной высоты при заданной скорости ветра.

Оказывается, что для описания распространения выбросов существует целый ряд моделей, не согласующихся между собой, т.е. дающих разные численные значения.

Третий пример - оценка вредного воздействия в результате аварии, приведшей к выбросу в атмосферуопасных загрязнителей. Надо оценивать воздействие. Но на кого? На человека в доме с закрытыми окнами и форточками? На человека в защитной одежде (или в обычной одежде, которая во многие сезоны года защищает почти все его тело)? Или на человека, купающегося в реке рядом с предприятием? Ясно, что результаты будут совсем разными.

Понятно поэтому, что в настоящее время для установления ПДВ приходится прибегать к использованию различных методов экспертных оценок. Постепенно, с развитием математического и компьютерного моделирования распространения вредных веществ и воздействия иных загрязнителей, моделей возникновения и развития производственных аварий и анализа их последствий, установление ПДВ будет в большей степени опираться на расчетные методы.

Однако нельзя не отметить, что научное изучение экологически опасных ситуаций зачастую приводит к возможности избежать таких ситуаций. Например, анализ причин аварий, очевидно, позволит сократить число аварий в будущем.

Создание системы оперативного оповещения о возможности аварий позволит в ситуации, описанной выше в третьем примере, существенно сократить потери. Люди зайдут в дома и закроют окна, чем во много раз сократят вредное воздействие. Те, кто по каким-то причинам не смогут это сделать, например, работники завода, находящиеся на рабочих местах, наденут защитные плащи и противогазы (которые, конечно, необходимо предварительно разместить в должном количестве там, где это необходимо). А вот от купаний в потенциально опасном районе придется отказаться надолго.

Итак, нормативы качества окружающей природной среды (ПДК, ПДВ и др.) установлены.

Как проверять их соблюдение, как осуществлять контроль экологических требований?

4.3. Проблемы организации экологического контроля на предприятии Установить экологические требования, т.е. нормировать экологическое поведение промышленных предприятий, других организаций и отдельных граждан – это еще не все.

Необходимо добиться, чтобы эти требования соблюдались. А для этого надо знать, выполняются нормы или нет, т.е. необходим контроль экологических требований.

Как проводить контроль? Обсудим сначала простейший случай. Предположим, контролю подлежит ровно одна сточная труба одной организации. По каким правилам контролировать эту трубу? Методика определения содержания экологически вредных веществ – это дело специалистов. Пусть такая методика заранее разработана, создана или закуплена необходимая аппаратура. Для принятия оперативных решений необходимо, чтобы результат анализа распечатывался в течение нескольких минут.

А вот когда контролировать? Если каждый день забирать пробу в 12 часов 45 минут, то результат можно предсказать заранее – все показатели будут в норме. Зато по ночам через трубу будут сливать все накопившиеся за сутки сточные воды, даже не пытаясь их очистить, и окружающей природной среде не поздоровится.

В реальной жизни довольно часто так и происходит – днем предприятия стараются придерживаться принятых норм, зато по ночам… Без всякого контроля экологических служб сбрасывают в гидросферу и выбрасывают в атмосферу самые разные отходы, сколь бы опасны они ни были. Иногда эти экологические преступления могут быть обнаружены по оставленным следам, виновники найдены и наказаны, но в подавляющем большинстве случаев это не удается сделать. Почему? Ответ прост – единичный сброс или выброс экологически вредных веществ не меняет кардинально экологическую обстановку вокруг предприятия. Эффект проявляется лишь за месяцы и годы, после многократных нарушений установленных экологами норм. И мы чувствуем этот эффект на себе: во многих промышленных городах уже трудно дышать, в реках нельзя купаться и тем более брать их них воду для питья, рыбы в них не осталось, и т.д.

Как же быть? Очевидно, момент контроля не должен быть известен работникам предприятия. Им следует знать, что в любой момент времени могут войти экологи и взять пробу для анализа. И тогда им придется все время стремиться соблюдать нормы.

Итак, моменты контроля должны быть непредсказуемыми, случайными. Они могут определяться экологами на основе таблиц или датчиков (на ЭВМ) случайных чисел. Если контролируемых предприятий много, то математиками может быть составлена программа для компьютера, каждый день дающая экологам план взятия проб с тех или иных предприятий, причем не только работники этих предприятий, но и сами экологи не будут знать, кого им предстоит сегодня контролировать. Непредсказуемость моментов контроля обеспечит его объективность, и экологи будут знать реальное содержание экологически вредных веществ в сточных водах предприятия.

Исходя из общего принципа «Загрязнитель – платит» в случае постоянного экологического риска, когда используемая на предприятии технология с неизбежностью приводит к загрязнению окружающей природной среды, это предприятие должно возместить наносимый природе ущерб. Сколько оно должно заплатить? Проблема обоснования величины сборов и штрафов ярко проявляется в тех нередких случаях, когда расчеты показывают, что экономически выгоднее не заниматься природоохранной деятельностью, а исправно платить сборы и штрафы. Бесспорно совершенно, что подобная парадоксальная ситуация возможна лишь из-за явной заниженности экологических платежей. Ясно, что в перспективе такие платежи должны быть значительно повышены.

Как считают многие специалисты, должны быть существенно повышены платежи за использование природных ресурсов, особенно при добыче полезных ископаемых.

Отметим, такие платежи направлены не только на охрану природы. Они также играют роль ренты – важного инструмента перераспределения доходов хозяйствующих субъектов. Очевидно, что сверхприбыли нефтяных и газовых компаний должны в значительной своей части изыматься государством и направляться не только на восстановление тундры и воспроизводство стад оленей, но и использоваться на различные нужды, предусмотренные бюджетом страны.

4.4. Интегральные оценки экологической обстановки Контроль за содержанием одного экологически вредного вещества состоит в сравнении измеренного значения с предельно допустимой концентрацией (ПДК). Плохо, когда содержание вещества в пробе выше ПДК. Недопустимо, если ПДК превышено в десятки или сотни раз.

А всегда ли можно быть спокойным, если измеренные значения меньше соответствующих ПДК? Если предприятие «радует» нас сточными водами с огромным набором разных сортов вредных веществ, но каждое из которых, так сказать, в «микродозах»? Ясно, что необходимо оценивать суммарный эффект большого числа вредных веществ.

Пусть Xj – полученное в результате измерения значение содержания некоторого вредного вещества в пробе, ПДКj - соответствующая предельно допустимая концентрация, Yj = Xj / ПДКj - относительное содержание этого вещества (т.е. выраженное в “единицах ПДК”). Если в пробе обнаружены N вредных веществ с относительным содержанием Y1,Y2,…, YN, то интегральная оценка GE (от general estimation – англ.) экологической обстановки может даваться формулой Для вредных веществ со сходным действием на организм человека формула (4.1) используется постоянно, поскольку результаты воздействий таких веществ, можно сказать, складываются. В общем случае формула (4.1) несколько завышает суммарный ущерб, поскольку воздействия различных веществ могут в какой-то мере компенсировать вред друг друга.

Ситуация усложняется, когда от контроля экологической обстановки на одном предприятии (и даже на одной сточной трубе) переходим к ее контролю на определенной территории. Сразу очевидна неоднородность территории с экологической точки зрения.

Например, рядом могут располагаться:

транспортная магистраль с недопустимо высокими уровнями шума и загазованности выхлопными газами автомобилей;

промышленное предприятие со сточными водами – отходами гальванического производства, выбросами в атмосферу – от сталеплавильных печей;

жилые дома, в целом экологически благополучные, но с отдельными экологически опасными точками и элементами (мусорными площадками, стаями одичавших собак, крысами и др.);

речка, служащая сточной канавой для десятков предприятий, расположенных выше по течению;

лесопарковый массив, теоретически идеальный с экологической точки зрения, но уже загрязненный отдеьными несанкционированными ("дикими") свалками.

Дать обоснованную ннтегральную оценку качества экологической обстановки подобному району как целому нелегко. Однако такая оценка влияет, в частности, на стоимость жилья в тех или иных районах.

Проблема построения интегрального показателя качества экологической обстановки в настоящее время еще не решена окончательно. Напрашивается такой показатель, как средняя ожидаемая продолжительность предстоящей жизни (СОППЖ) человека в тех или иных экологических условиях. Ее можно рассчитать, исходя из погодовых коэффициентов смертности, т.е. на основе информации о возрасте умерших в конкретном регионе. Однако в настоящее время на смертность населения гораздо большее влияние оказывают социально-экономические факторы, а не экологические, поэтому СОППЖ нельзя использовать как интегральный показатель экологической обстановки. Остается строить такой показатель с помощью методов экспертных оценок (см. следующую главу).

4.6. Планы статистического контроля и правила принятия решений Под планом статистического контроля понимают алгоритм, т.е. правила действий, при этом на входе - генеральная совокупность (партия продукции), а на выходе —одно из двух решений: «принять партию» либо «забраковать партию». Рассмотрим несколько примеров.

Одноступенчатые планы контроля (n,c): отобрать выборку объема n; если число дефектных единиц в выборке X не превосходит c, то партию принять, в противном случае забраковать. Число с называетсяприемочным.

Частные случаи: план (n,0) —партию принять тогда и только тогда, когда все единицы в выборке являются годными; план (n,1) — партия принимается, если в выборке все единицы являются годными или ровно одно —дефектное, во всех остальных случаях партия бракуется.

Двухступенчатый план контроля (n,a,b) + (m,c): отобрать первую выборку объема n; если число дефектных единиц в первой выборке X не превосходит a, то партию принять; если число дефектных единиц в первой выборке X больше или равно b, то партию забраковать;

во всех остальных случаях, т.е. когда Х больше a, но меньше b, следует взять вторую выборку объема m; если число дефектных единиц во второй выборке Y не превосходит c, то партию принять, в противном случае забраковать.

Рассмотрим в качестве примера план (20, 0, 2) + (40, 0). Сначала берется первая выборка объема 20. Если все единицы в ней —годные, то партия принимается. Если 2 или больше —дефектные, партия бракуется. А если только одно —дефектное? В реальной ситуации в таких случаях начинаются споры между представителями предприятия и экологического контроля, или поставщика и потребителя. Говорят, например, что дефектная единица случайно попала в партию, что его подсунули конкуренты, или что при контроле случайно сделан неправильный вывод. Поэтому берут вторую выборку объема 40 (вдвое большего, чем в первый раз). Если все единицы во второй выборке — годные, то партию принимают, в противном случае —бракуют.

В реальной нормативно-технической документации — инструкциях по экологическому контролю, договорах на поставку, стандартах, технических условиях и т.д. —не всегда четко сформулированы планы статистического контроля и правила принятия решений.

Например, при описании двухступенчатого плана контроля вместо задания приемочного числа с может стоять загадочная фраза «результат контроля второй выборки считается окончательным». Остается гадать, как принимать решение по второй выборке. Эколог или экономист, занимающийся вопросами экологического контроля или контроля качества, должен первым делам добиваться кристальной ясности в формулировках правил принятия решений, иначе неизбежны споры, судебные разбирательства, в итоге - убытки.

6. Механизмы управления экологической безопасностью 6.1. Субъекты и объекты управления экологической безопасностью Хотим мы этого или не хотим, но мы - часть природы. Мы вынуждены пользоваться разнообразными природными ресурсами. Ресурсы ограничены. Поэтому установить принципы рационального природопользования весьма важно. Основное - это обеспечение экологической безопасности населения.

А что это такое - "экологическая безопасность"? Понятие «экологическая безопасность»

очень емкое (см. главу 2 выше). Оно предусматривает и анализ потребностей человека в природных ресурсах, и выяснение возможностей природы по удовлетворению этих потребностей.

Но мало найти оптимальное сочетание потребностей человека и возможностей природы.

Надо еще суметь перейти от нынешнего далеко не идеального состояния к этому оптимальному сочетанию. Для этого разработаны различные механизмы управления экологической безопасностью и охраной окружающей среды. Под словами «механизм управления» понимают совокупность тех или иных методов управления экономикой в целом и природопользованием как материальной основой экономики.

Метод управления — это набор способов, приемов, средств воздействия на управляемый объект. По содержанию воздействия на объект управления методы обычно делятся на: организационно-административные, экономические, социально-психологические и др.

Так, организационно-административные методы основаны на приказах, распоряжениях, законах и других нормативно-правовых документах и опираются на возможность применения силы государственными органами, в том числе непосредственно на силовые структуры (экологическую милицию, налоговую полицию и др.).Социальнопсихологические методы управления опираются на убеждение, на сознательность, основанную на экологической грамотности граждан, держатся на обычаях и традиционных ценностях общества.

Экономические методы воздействия основаны на использовании материальных (экономических, денежных) интересов. Конкретный экономический метод включает как отдельные приемы воздействия, так и их совокупности. Комплекс взаимосвязанных экономических мер, направленных на достижение конкретного результата, образует экономический механизм управления экологической безопасностью, обеспечивающий рациональное ресурсосберегающее природопользование, основанное на принципах «устойчивого развития».

Экономический механизм природопользования и управления экологической безопасностьюявляется частью общей системы управления экономикой в целом. На различных уровнях управления он имеет свои особенности. Можно выделить макроуровень, т е. управление в рамках всей экономики, и мезоуровень, касающийся отдельных ее секторов, отраслей, например, нефтедобычи. На уровне конкретных предприятий-природопользователей инструменты экономического механизма, вполне естественно, носят более специальный характер, приспособленный к особенностям этих предприятий.

Целесообразно выделить понятие "экологопользование". Так называют природопользование, организованное на основе экологической теории. Очевидно, не всякое природопользование по тем или иным причинам является экологопользованием.

На современном этапе развития производительных сил надежное обеспечение экологической безопасности невозможно без постоянной опоры на экологическую теорию.

6.1.1. Взаимосвязь организационно-административных и экономических мер Экономический механизм управления экологической безопасностью можно рассматривать в широком и узком смысле. В широком смысле экономический механизм управления — это система организационно-экономических мер, касающихся природопользования и охраны окружающей среды, что означает наличие взаимосвязанных организационноадминистративных и экономических мер. Так, планирование, разработка, введение, исполнение и контроль целевых программ природопользования осуществляются с помощью механизма управления экологической безопасностью. В них содержатся элементы экономического воздействия. В частности, контроль за установленными государством нормами осуществляется административными методами, но при этом он сопровождается штрафами и субсидиями, т.е. экономическими воздействиями на природопользователей. В узком смысле экономический механизмвключает только собственно экономические меры, без административного воздействия. Например, потребители готовы платить больше за экологически чистые продукты, что стимулирует сельскохозяйственных производителей изготовлять такие продукты.

Концепция экономического механизма, выбор конкретных мер зависят от решения вопроса о целяхразвития экономики конкретного сектора народного хозяйства или региона. Пусть установлено, что производство в агропромышленном комплексе (АПК), несмотря на резкое снижение его объема в последние годы, излишне велико для данной области, а дефицит продовольствия объясняется не недостаточным объемом производства, а отсталостью в сфере хранения и перерабатывающей промышленности. Тогда целью управления природопользованием в данной области должно стать сокращение природного базиса сельского хозяйства, т.е. сокращение объема используемых в сельском хозяйстве природных ресурсов. При этом меры экономического воздействия будут включать, например, установление высокой арендной платы за земли сельскохозяйственного назначения для торможения вовлечения новых земель в хозяйственной оборот, установление повышенных налогов на дополнительное освоение земель, увеличение штрафов за нерациональное использование земель, стимулирование различными способами консервации деградированных участков, и др. Все эти меры направлены на сокращение сельскохозяйственного производства и снятие сельскохозяйственной нагрузки с окружающей природной среды. Одновременно, очевидно, следует бороться с отсталостью в сфере хранения произведенного продовольствия и в сфере перерабатывающей промышленности. Необходимо создание благоприятных условий для совершенствования технологий хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, развития соответствующей отрасли народного хозяйства.

Если же целью развития АПК на определенный период считать всемерное увеличение производства сельскохозяйственной продукции, то меры экономического воздействия, наоборот, не только не должны препятствовать вовлечению новых земельных и водных ресурсов, химических средств защиты растений, минеральных удобрений, а всемерно стимулировать их. Считается, что проводимые в 1990-х годах в России аграрная и земельная реформы направлены на природоемкий вариант функционирования агропромышленного комплекса. Повышения экологической безопасности при этом ожидать нельзя.Реально за эти годы экологическая безопасность на селе упала вместе с сокращением производства сельхозпродукции (в среднем на 30-40%).

Механизм управления экологической безопасностью, в том числе экономический механизм, должны быть согласован как по вертикали, так и по горизонтали. Меры воздействия, принимаемые на различных уровнях управления, на различных стадиях технологической цепочки — от изъятия природных ресурсов до производства готовой продукции и ее реализации — не должны противоречить друг другу.

Механизм управления экологической безопасностью закреплен в нормах основополагающего Закона Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды», в многочисленных подзаконных актах. Особенностью Закона «Об охране окружающей природной среды» является то, что в нем идет речь фактически о природопользовании, т.е. использовании природных ресурсов человеком. Такое использование предполагает, естественно охрану объекта использования, т.е. природной среды. Таким образом, в Законе речь идет отнюдь не только об охране окружающей природной среды. Отметим, что содержание норм, связанных с экономическим механизмом управления экологической безопасностью, шире названия соответствующего раздела Закона. В нем приводятся элементы не только экономического, но и организационно-административного механизма. К последнему относятся планирование, учет и социально-экономическая оценка ресурсов, регулируемое ценообразование, договоры и лицензии на комплексное природопользование, установление лимитов природопользования. Организационно-административные и экономические методы управления экономикой, ее материальной составляющей - природными ресурсами, а также охраной окружающей среды - используются одновременно, и их разделение носит условный характер, столь же условный, как и разделение экономики и менеджмента.

Организационно-административные методы - это методы работы менеджеров (т.е.

управляющих, руководителей), состоящих на службе в государственных структурах и органах местного самоуправления.

Принципы управления экологической безопасностью, прежде всего принципы построения экономического механизма использования, воспроизводства и охраны природных ресурсов - это исходные начала, определяющие рассматриваемую деятельность. Как уже отмечалось, практика выработала такие принципы экономического механизма управления природопользованием и экологической безопасностью, как платность, научная обоснованность, экономическая ответственность. В нашей стране пробивают себе дорогу и такие принципы, как комплексность и хозяйственный расчет.

6.2.1. Принцип платности пользования природными ресурсами Основным принципом экономического механизма природопользования и экологической безопасности является платность. Он означает использование природных ресурсов в процессе производства исключительно за плату. Ни один природный ресурс - недра, земля, леса, реки - не может предоставляться кому бы то ни было в пользование бесплатно.

6.2.2. Некоторые другие принципы управления экологической безопасностью Принцип научной o6ocнованности управления экологической безопасностью и охраны окружающей среды означает разумное, основанное на научных исследованиях сочетание экологических и экономических интересов общества, обеспечивающих реальные гарантии прав человека на здоровую и благоприятную для жизни окружающую среду. Строгая научная обоснованность требуется при совместном использовании различных составляющих экономического механизма. Остро стоят проблемы научности экономической оценки природных ресурсов и ценообразования, а также расчетов экономического ущерба, причиняемого среде. Необходимы научные рекомендации при определении оптимального сочетания затрат на обеспечение экологической безопасности и охрану природной среды из различных источников - бюджетных, собственных средств предприятий, средств экологических фондов, других каналов.

Законодательное установление принципа научной обоснованности природопользования, к сожалению, недостаточно для его реального воплощения в жизнь. Оно во многом зависит как от исполнительской дисциплины аппарата государственного и мунициапального управления, так и от степени развития экологической науки, а также и от экономической стабильности в стране.

Принцип экономической ответственности находит свое выражение в обязанности природопользователей возмещать ущерб, причиняемый природной среде, здоровью людей и имуществу физических и юридических лиц в результате совершения экологических правонарушений.

Принцип комплексности (другими словами, системности, всестороннего охвата ситуации) означает, в частности, стремление к многоцелевому использованию ресурсов, развитию малоотходных и безотходных производств, глубокой переработке сырья. Этому принципу должны соответствовать все элементы механизма управления экологической безопасностью. Именно отсутствие комплексности является одной из причин несовершенства такого механизма в реальных ситуациях.



Pages:   || 2 |
 


Похожие работы:

«Зарегистрировано в Минюсте РФ 28 апреля 2010 г. N 17035 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ от 29 марта 2010 г. N 224 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ И ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 021300 КАРТОГРАФИЯ И ГЕОИНФОРМАТИКА (КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) МАГИСТР) КонсультантПлюс: примечание. Постановление Правительства РФ от 15.06.2004 N 280 утратило силу в связи с изданием Постановления...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса (ГОУ ВПО ЮРГУЭС) Волгодонский институт сервиса (филиал) ЮРГУЭС ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Сборник научных трудов ШАХТЫ Издательство ЮРГУЭС 2008 УДК 004 ББК 32.97 И741 Редакционная коллегия: А.Н. Берёза, к.т.н., доцент (председатель редакционной коллегии); Д.А. Безуглов, д.т.н., профессор;...»

«Annotation Вы держите в руках один из самых гениальных в мире учебников по маркетингу. Легкая, информативная, необычайно практичная книга. Едва ли не с первого дня выхода в свет (в 1986 г.) она стала настольным пособием для сотен тысяч профессионалов во всем мире. В развитых странах сегодня невозможно найти специалиста по маркетингу, руководителя компании или менеджера, который бы не проштудировал эту книгу, как не найти и серьезной книги по маркетингу, в которой бы авторы не ссылались на...»

«РУССКОЕ ДЕЛОВОЕ ПИСЬМО Содержание Введение Официально-деловой стиль. Язык служебных документов. Виды документов Состав и правила оформления реквизитов Личные документы Справочно-информационные документы Распорядительные документы Литература Приложения ВВЕДЕНИЕ Cовременная производственная ситуация такова, что каждый сотрудник, даже если его деятельность не связана непосредственно со сферой делопроизводства, должен иметь представление о системе документации, о правилах оформления и составления...»

«www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru w Биоинформатика. Окна возможностей 30 августа 2012 Биоинформатика. Окна возможностей Ключевой спикер Павел Певзнер Профессор отделения компьютерных наук и инженерии Университета Калифорнии (Сан-Диего) www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru www.tbd.ru w...»

«Отличить плотву от окуня может любой рыбак. А вот, к примеру, плотву от сырти или подлешика от густеры?. Согласитесь, что каждый из нас хоть раз попадал в ситуацию, когда сра­ зу не мог понять, что за рыбу поймал? Теперь у вас в кармане СПРАВОЧНИК-ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПРЕСНОВОДНЫХ РЫБ В нем п о д о б р а н ы р и с у н к и и е м к и е информативные данные, касающиеся основных пресноводных рыб, которые встречаются в наших водоемах. В нарушение научных правил и для удобства читателя в книге рисунки...»

«Серия ЕстЕствЕнныЕ науки № 2 (4) Издается с 2008 года Выходит 2 раза в год Москва 2009 Scientific Journal natural ScienceS № 2 (4) Published since 2008 Appears Twice a Year Moscow 2009 редакционный совет: Рябов В.В. доктор исторических наук, профессор, Председатель ректор МГПУ Атанасян С.Л. кандидат физико-математических наук, профессор, проректор по учебной работе МГПУ Геворкян Е.Н. доктор экономических наук, профессор, проректор по научной работе МГПУ Русецкая М.Н. кандидат педагогических...»

«Утверждено на заседании Ученого совета факультета математики и информатики (протокол №6 от 29.02.2012) КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ ФАКУЛЬТЕТА МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАТИКИ ТАВРИЧЕСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМЕНИ В.И. ВЕРНАДСКОГО НА 2011 – 2018 гг. Содержание 1. История факультета математики информатики 2. Основные результаты деятельности и развития факультета математики информатики до 2011 г. 3. Общие положения Концепции развития факультета математики информатики Таврического национального университета...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА Отчет по мероприятию:   Повышение квалификации школьных учителей и совершенствование методики преподавания общеобразовательных предметов при взаимодействии школьных учителей города Москвы и преподавателей МГУ имени М.В. Ломоносова  НИМ 1 - Анализ организации взаимодействия между работниками среднего и высшего образования в рамках всероссийских съездов учителей и летних школ для учителей Часть 1                 Москва 1    ОГЛАВЛЕНИЕ...»

«Хлебопечь RBM-M1907 Руководство по эксплуатации УВАЖАЕМЫЙ ПОКУПАТЕЛЬ! Благодарим вас за то, что вы отдали предпочтение бытовой технике REDMOND. REDMOND — это качество, надежность и неизменно внимательное отношение к потребностям наших клиентов. Надеемся, что вам понравится продукция нашей компании и вы также будете выбирать наши изделия в будущем. Хлебопечь REDMOND RBM-M1907 — современное устройство, в котором передовые разработки в области бытовой техники для приготовления пищи совмещены с...»

«Высшее образование БАКАЛАВРИАТ ИНТЕГРИРОВАННЫЕ КОММУНИКАЦИИ Учебник Под редакцией О. В. САГИНОВОй Для студентов учреждений высшего образования, обучающихся по направлению подготовки Реклама и связи с общественностью УДК 659(075.8) ББК 65.290-2я73 И73 Р е ц е н з е н т ы: директор Института менеджмента, зав. кафедрой маркетинга и коммерции Московского государственного университета экономики, статистики и информатики, д-р экон. наук, проф. Л. А. Данченок;...»

«Материалы сайта www.mednet.ru ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ Руководство по кодированию причин смерти г. Москва, 2008г. 1 УДК ББК Основное учреждение-разработчик: Федеральное государственное учреждение Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения Федерального агентства по здравоохранению и...»

«http://tdem.info http://tdem.info АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ АЛРОСА Ботуобинская геологоразведочная экспедиция АЛРОСА-Поморье Вас. В. Стогний, Ю.В. Коротков ПОИСК КИМБЕРЛИТОВЫХ ТЕЛ МЕТОДОМ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ Научный редактор В.М. Фомин посвящается 50-летию образования Ботуобинской геологоразведочной экспедиции Новосибирск 2010 http://tdem.info УДК 550.837 Рецензенты: д.г.-м.н. Н.О. Кожевников, д.т.н. В.С. Могилатов Стогний Вас.В., Коротков Ю.В. Поиск кимберлитовых тел методом переходных процессов....»

«И.В. Хмелевский, В.П. Битюцкий ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ И СИСТЕМ ОДНОПРОЦЕССОРНЫЕ ЭВМ ЧАСТЬ 1 Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет-УПИ И.В. Хмелевский, В.П. Битюцкий ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ И СИСТЕМ ОДНОПРОЦЕССОРНЫЕ ЭВМ ЧАСТЬ 1 Конспект лекций Издание второе, исправленное и дополненное Научный редактор проф., д-р техн.наук Л.Г. Доросинский Екатеринбург 2005 УДК 681.3 ББК 32.973.202я73 Х-6 Рецензенты: кафедра информатики УГГУ (зав. кафедрой доц....»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ РУССКИЙ ЯЗЫК ПОДГОТОВКА К ЕДИНОМУ ГОСУДАРСТВЕННОМУ ЭКЗАМЕНУ МОСКВА 2011 1 Информатика. Подготовка к единому государственному экзамену. Составители: А. В. Морозова, В. В. Тартынских, Т.Т. Черкашина 2 Рекомендации к некоторым заданиям ЕГЭ Ударение (акцентологические нормы) Литературное произношение опирается на правила, однако произношение и ударение многих русских слов не подчиняется общим правилам, их надо запомнить или (в случае необходимости) свериться...»

«Российская Академия Образования Институт Социологии Образования СОцИОлОгИя ОбРАзОвАнИя Под редакцией В.С. Собкина Москва, 2009 УДК 301 ббК 60.59 С 54 научное направление РАО Социокультурные проблемы современного образования Печатается по решению Ученого Совета Учреждения Российской академии образования Института социологии образования РАО научный редактор В.С. Собкин Рецензенты доктор психологических наук, профессор К.Н. Поливанова доктор психологических наук, профессор Б.Д. Эльконин Социология...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФБГОУ ВПО ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление 230400.68Информационные системы и технологии Наименование программ подготовки: Анализ и синтез информационных систем. Биоинформатика. Технологическое моделирование деталей и машин с 3D допусками в САПР нового поколения. Наименование степени / квалификации магистр Форма обучения очная Иркутск 2011 г. 1 СОДЕРЖАНИЕ Стр....»

«Секция E. Информационно-образовательная среда открытого и дистанционного образования Секция E. Информационно-образовательная среда открытого и дистанционного образования РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДА А.С.Курылев, В.С.Зверев, П.В.Яковлев Астраханский государственный технический университет Тел./факс: (8512) 25-24-27, e-mail: ido@astu.astranet.ru Образовательная среда Астраханского региона обладает особенностью организации трех виртуальных университетов сразу: Астраханского...»

«Согласовано Утверждаю Директор Федерального государственного Ректор ГОУ ВПО научного учреждения Государственный Кемеровский Государственный научно-исследовательский институт Университет информационных образовательных технологий (ГосИнформОбр) И.А. Свиридова В.П.Кулагин Утверждаю Начальник управления программ развития в сфере образования _ А.В.Карпов ОТЧЕТ О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КЕМЕРОВСКОГО ОБЛАСТНОГО ЦЕНТРА НИТ за 2007 год Руководитель ОЦ НИТ д. ф.-м. н. _К.Е. Афанасьев Кемерово, Кемеровский ОЦ НИТ....»

«НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА И ПОЛУПРОВОДНИКОВ УДК 537.534: 535.854: 538.975 НОВИЦКИЙ Николай Николаевич СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК И НАНОСТРУКТУР, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ИОННО-ЛУЧЕВОГО РАСПЫЛЕНИЯ 01.04.07 – физика конденсированного состояния Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук МИНСК, 2003 Работа выполнена в Институте физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси Научные...»






 
© 2014 www.kniga.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, пособия, учебники, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.