Повышение эффективности использования минерального сырья. Грани проблемы

вывода — программы, которая способна находить логические следствия из всей совокупности имеющихся в системе правил.

Некоторые из этих правил совершенно однозначны и имеют вид: «Если то-то И то-то, ТО получается такой-то результат». Другие правила менее определенны и предполагают вероятностные оценки: «Если (до известной степени) то-то И (до известной степени) то-то, ТО (до известной степени) справедлив такой-то результат». Действуя в соответствии с заложенными в базе знаний правилами, машина запрашивает необходимую информацию, а затем сообщает свои выводы.

Коллективом специалистов Международного научноисследовательского института проблем управления и ряда производственных организаций геологоразведочной службы разработана и внедрена компьютерная технология геологического прогнозирования (руководитель – Президент РАЕН проф. О. Л. Кузнецов). Она положительно зарекомендовала себя на практике и не имеет аналогов в мире. В целях определения ценности разработанной технологии проведена серия работ на реальных данных и в конкретных условиях: сопоставлены и оценены результаты, полученные при использовании компьютерной технологии, с итогами применения традиционных методов. Анализ результатов работ показал следующее: 1) общее количество перспективных площадей при использовании новой технологии сокращается по сравнению с традиционной от 10 до 40 %; 2) все имеющие промышленное значение рудные месторождения, открытые за последующий десятилетний период поисковых работ, располагаются в пределах перспективных площадей, выделенных компьютерной технологией. В целом результаты работ означают, что новый подход позволяет: 1) повысить точность геологическо-

71

го прогноза с 0,6–0,8 до 0,85–0,95 и концентрировать перспективные площади; 2) уменьшить риск пропуска рудных месторождений; 3) определять местоположение глубокозалегающих рудных месторождений, не выявленных никакими традиционными методами; 4) рассчитывать прогнозные ресурсы при проведении поисковосъемочных работ с требуемой точностью только по картографической геологической информации.

Для решения задач, адекватных первому таксону преобразований, пока не создано формализованных методов, и задачи этого таксона решаются с помощью интуиции. Однако решение задач второго таксона может стать подсказкой в поиске способа решения задач первого таксона. На основе опыта широкого использования программных систем принятия решений разработчиками нетрудно формализовать решение своеобразной обратной маркетинговой задачи: формирование рациональной структуры потребительских ценностей и структуры потребностей, ориентированной на отдельные группы потребителей. Примером использования нового принципа (второй таксон преобразований) для последующего создания новых функциональных структур и новых областей применения (первый таксон преобразований) может служить разработанный в нашей стране академиком А. Г. Мержановым процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Он представляет собой бескислородное горение твердых веществ в твердых веществах, при котором образуются ценные в практическом отношении продукты. Особенностями таких процессов являются: наличие высоких температур (1500–3500 °С), развивающихся самопроизвольно в зоне горения за счет тепла экзотермического взаимодействия реагентов; высокие скорости протекания процесса (0,5–0,15 см/с); чистота образующихся

72

продуктов. Имеет место основа для создания многочисленных энергоизбыточных технологий, которые позволяют получать неорганические соединения, материалы и изделия различного назначения за счет максимального использования энергии реагирующих веществ, а также рациональной организации высокоинтенсивных технологических процессов.

При создании технологий на основе использования принципа самораспространяющегося высокотемпературного синтеза отсутствуют нагревательные устройства и расход энергии при синтезе, обеспечивается высокая производительность процессов, используется простое и низкоматериалоемкое оборудование, имеются возможности совмещения в одной технологической операции стадий синтеза вещества, формирования структуры, быстрого перехода от одного продукта или изделия к выпуску другого, организации новых производств с малыми капитальными затратами, механизации, автоматизации и применения поточных линий, безотходности производства и экологической чистоты. Более того, технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза позволяют создавать такие материалы, которые очищают газ от вредных примесей и нейтрализуют их.

Особенность принципов в науках об искусственном — их объективно обусловленная подвижность. Она связана с тем, что социально-экономические потребности меняются во времени. Поиск путей удовлетворения новых потребностей приводит к появлению новых фактов. Поскольку принцип в науке, по определению акад. С. И. Вавилова, есть обобщенный опытный факт, появление дополнительных фактов по мере их накопления обусловливает необходимость корректировки известных или формулирования новых принципов. Обновлен-

73

ный состав научных принципов, будучи примененным на практике, закрепляет вновь обнаруженные факты и способствует появлению ранее неизвестных. Тем самым факторы обновления научных принципов усиливаются.

Так, практика США в ходе последовательного развития привела к появлению и законодательному закреплению принципа, в соответствии с которым возможности конверсии оборонного производства и уничтожения определенных элементов закладываются уже на стадии конструирования оружия. Аналогичную политику проводит компания Volkswagen в Германии, где в конструкцию автомобилей закладывается возможность полной утилизации используемых материалов.

Подвижность принципов присуща любому разделу науки. В науках об искусственном она лишь достигает своего наибольшего динамизма.

Законы в науках об искусственном

Исследованиями проф. В. С. Мучника показано, что развитие технологии и техники проходит через определенные стадии, которые объединяются в два этапа. Первый этап, называемый индустриальным, включает в себя семь стадий, которые отражают последовательную трансформацию технологий, основанных на членении технологического процесса на все более дробные циклические операции, на их механизации и автоматизации в специфических технологических решениях и на управлении с помощью электронных систем.

Второй этап, называемый постиндустриальным, связан с коренным пересмотром основной идеи построения технологий в направлении малооперационности, поточности и все большей наукоемкости, достигаемой

74

производством и потреблением новейших знаний из естественных наук (физика, химия, микробиология и генная инженерия) и общественных дисциплин (диверсификация производства, региональные технологии, аутсорсинг и др.).

При всей значимости натурального наполнения стадий и этапов преобразования технологий принципиальную новизну в построениях проф. В. С. Мучника представляют установленные им изменения социальноэкономических характеристик, соответствующих стадиям и этапам технологического развития, которые базируются на анализе результатов использования сотен технологий во многих отраслях экономики (табл. 1).

Таблица 1

Изменение производительности живого и овеществленного труда по этапам и стадиям

технологического развития

В настоящее время есть основания дополнительно выделить стадию XI технологического развития, характеризуемую развитием общественных форм разделения труда. Это открывает возможность пополнения табл. 1 как по содержанию стадий технологических трансфор-

75

маций, так и по двойственным оценкам по мере накопления эмпирических данных.

Приведенные характеристики можно рассматривать как двойственные оценки в соответствии с терминологией акад. Л. В. Канторовича, а итоги разработок проф. В. С. Мучника — как закон технологических трансформаций и соответствующих двойственных экономических оценок. Для закона технологических трансформаций свойственен вероятностный характер двойственных экономических оценок.

Производительность живого труда в функции порядкового номера стадии и для диапазона верхнего и нижнего значений выражается формулой вида:

B = (0,88 ÷ 1,12)f (N).

Зависимость, отражающая диапазон фондоотдачи Фо как функцию номера стадии технологических преобразований, может быть записана как:

Фо = (0,6 ÷ 1,6)f (N).

Одной из целей проводимой экономической реформы является создание условий, при которых результаты производственной деятельности были бы непосредственно связаны с уровнем благосостояния каждого члена общества, трудового коллектива и общества в целом. Установим возможность выразить в количественной форме влияние на уровень благосостояния людей одного из факторов производственно-экономической деятельности — уровня используемых технологий и усилий людей по его повышению, а также соизмерение уровня этого показателя с реальностью его достижения за счет воплощения на практике технологических прорывов, созданных наукой.

Акад. В. А. Трапезников, обработав статистические материалы по показателям, характеризующим уровень жизни людей, а также эффективность производства за

76

достаточно длительный промежуток времени по десяти странам с рыночной и плановой экономикой, показал, что существует устойчивая сходимость показателя темпа роста уровня жизни и показателя скорости изменения уровня технологии (уровня используемых знаний и умения), или темпа научно-технического прогресса.

Показатели «темп роста уровня жизни» и «темп научно-технического прогресса» не являются общепринятыми в экономике и в науках об искусственном. Они были введены акад. В. А. Трапезниковым вначале в качестве гипотетических. Доказательством справедливости выдвинутых предположений стал статистический анализ сходимости расчетных и фактических показателей по ряду отраслей экономики.

При этом под уровнем жизни было принято понимать уровень доходов на среднестатистического жителя, который включал в себя не только заработную плату и прямые дотации, но и денежные оценки предоставляемых бесплатно товаров и услуг (жилье, образование, медицинское обслуживание, охрана общественного порядка и безопасности и т. д.). Для определения уровня технологии У была использована статистически обоснованная модифицированная формула Кобба — Дугласа — Тинбергена, относящаяся к разряду производственных функций и включающая в себя показатели производительности живого труда В, условий производства работ в отрасли а и фондоотдачи Фо.

Что касается зависимости, отражающей изменения показателя производительности живого труда по стадиям технологических трансформаций, ее построение не вызывает принципиальных трудностей. Известные исследования достаточно однозначно фиксируют параболический характер этой зависимости с ростом порядкового номера стадии технологического развития. Ха-

77

рактер изменения показателя фондоотдачи на участке интерполяции был предметом широких дискуссий. При этом полярные точки зрения можно зафиксировать следующим образом: одна группа исследователей считает, что фондоотдача вначале возрастала и лишь затем, вследствие частных ошибочных решений по направлениям технологического развития, начала падать. Другие специалисты доказывали, что падение фондоотдачи на первом этапе индустриального развития было постоянным. Графо-аналитическое исследование показало, что принятие любой гипотезы о характере зависимости на стадиях II–IV не может практически влиять на положение зависимости в диапазоне V–IX стадий и, следовательно, на принципиальную оценку экстраполяции на стадию Х и последующие стадии.

Вычисленные сглаженные значения производительности живого труда и фондоотдачи приведены в табл. 2. При этом значения фондоотдачи даны в двух вариантах, соответствующих упомянутым гипотезам изменения фондоотдачи в диапазоне, соответствующем стадиям II–IV технологического развития. По сглаженным значениям производительности живого труда и фондоотдачи определены величины показателей уровня технологии У и темпа научно-технического прогресса ТТ. Они также приведены в табл. 2. Значения Фо, У и ТТ представлены в виде вариантов.

Чтобы пользоваться методом акад. В. А. Трапезникова для оценки эффективности технологий, необходимо обеспечить наполнение табл. 2 цифрами, что возможно при использовании результатов исследований проф. В. С. Мучника, приведенных в табл. 1.

78

Таблица 2

Расчетные значения показателей технологического развития

Но этого не вполне достаточно, так как неясно, за сколько лет будет пройден путь от Ун до Ук. В каждом конкретном случае окажется своя цифра, и она может быть получена только с участием специалистов по конкретной отрасли минерально-сырьевого комплекса и по конкретному направлению ее развития.

Большинство технологий комплекса прошло уже несколько стадий. Наиболее полно весь набор технологических трансформаций прослеживается в угольной промышленности. Не углубляясь в детали технологий угледобычи на первых четырех стадиях, отметим лишь, что они полностью соответствовали классификации проф. В. С. Мучника. От ручного труда, выполнявшегося с использованием простого инструмента, который применяется для выполнения всего комплекса горных работ, до специализированных технологических операций в составе сложной многооперационной технологии, путь в основном завершен. Хотя в специфических условиях, и особенно при выполнении вспомогательных и ремонтных работ, элементы технологий, характерных для первых четырех стадий, еще сохраняются.

79

В настоящее время при добыче угля как открытым, так и подземным способами превалирует V стадия развития технологий с присущими ей многооперационностью, цикличностью, большой единичной мощностью машин и оборудования, работающих при ручном управлении, а в некоторых случаях и в автоматизированном режиме при программном управлении. Элементы VI и VII стадий технологического развития существуют в виде опытно-промышленных образцов оборудования, предназначенного для циклично-поточных и (условно) поточных операций при микропроцессорном управлении и регулировании режима работ.

Появились технологии добычи, транспортирования, переработки и потребления угля, приемлемые и для открытого,идляподземногоспособовразработки,соответствующие VIII и IX стадиям. К их числу можно отнести приготовление, транспортирование и сжигание водоугольных суспензий. Хотя в опытно-промышленных условиях сама добыча угля производится традиционным способом, уже создаются импульсные сверхскоростные тонководоструйные установки, предназначенные для получения водоугольной суспензии непосредственно при отделении угля от пласта. С использованием методов направленного бурения скважин, разработанных в нефтяной и газовой промышленности, могут быть существенно улучшены, упрощены все схемы вскрытия угольных пластов, и в особенности доставка водоугольной суспензии на дневную поверхность.

Наконец, создается в экспериментальном порядке микробиологическая технология отделения угля от массива и одновременного его суспендирования без присутствия людей в очистном пространстве. Ее особенность состоит в непрерывности, поточности, возможности выемки пластов и пропластков угля любой мощности.

80