Оптимизация перспективного планирования ранних стадий геолого-разведочных работ на основе экономико-математического моделирования тема диссертации по экономике, полный текст автореферата
Автореферат
| Ученая степень | кандидат экономических наук |
| Автор | Шустерман, Борис Соломонович |
| Место защиты | Москва |
| Год | 1992 |
| Шифр ВАК РФ | 08.00.21 |
Автореферат диссертации по теме "Оптимизация перспективного планирования ранних стадий геолого-разведочных работ на основе экономико-математического моделирования"
КОМИТЕТ ПО ГЕОЛОПШ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НЕДР ПРИ ПРАВИТЕЛЬСТВЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧЬВД РАБОТ (ВЮМС)
УДК 550.8.02:338.26.001.183:519.2 На правах рукописи
ШУСТЕРМАН Борис Соломонович
ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ РАННИХ СТАДо ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА ОСНОВЕ ЭКОНОУЖО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Спесиглькасть 08.00,05 - Зхэнониха. планивсвание. ооганизания упиавяеная наоогння хозяиствоя м его отоасяяяи
'Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук
Москва - 19Э2
Работа выпонена ео Всесоюзном научно-исследовательском институте экономики минерального сырья и геологоразведочных работ
(ВИЭМС)
Научные руководители:
доктор геолого-минералогических наук (А.Р. Сушон| доктор геолого-минералогических наук М.Н. Денисов
Официальные оппоненты:
доктор экономических наук М.М. Максимцов кандидат геолого-минералогических наук Г.С. Головков
Ведущая организация - производственное геологическое объединение
кокференцзале на заседании специализированного совета Д.071.15.01 во Всесоюзном научно-исследовательском институте экономики минерального сырья и геологоразведочных работ по адресу: Москва, 125853, 3-я Магистральная, 38.
С диссертацией можно ознакомиться в фондах ВИЭМС. Автореферат разослан (м^р^с^Л- /99г
Ученый секретарь специализированного совета,
'АЭРОГЕОЛОГШ"
кандидат геолого-минердлогических наук
В.Г. Боков
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.
Актуальность исследований. Одним из необходимых условий успешного функционирования экономки является процесс интенсификации производства. Хотя модернизация оборудования и технологии, а также обучение персонала по праву считаются основнйми направлениями при решении рассматриваемого вопроса, практическая их реализация зачастую бывает затруднена. Связано это с необходимостью значительных начальных вложений, а также отдаленностьо получаемой отдачи. Поэтому особое значение приобретает интенсификация, обусловленная разработкой оптимальных планов производства, обеспечивающих без новых вложений и практически немедленно получение допонительной продукщш за счет более рационального использования имеющихся средств. Кроме того, оптимизацию планирования следует рассматривать в качестве составной части и при других путях интенсификации производства, поскольку она всегда позволяет с наибольшей понотой использовать имешциеся ресурсы.
Все сказанное в поной мере относится и к геологоразведочным работам, особенно к начальным их стадиям, для которых в новых экономических условиях будет характерно тесное переплетение общегосударственных и территориальных интересов с интересами производственных структур.
Оптимизация перспективного планирования ранних стадий геологоразведочных работ позволит практически немедленно интенсифицировать геологоразведочные работы и при тех же средствах говлечь в изучение большее количество площадей.я участков. В итоге увеличится количество перспективных объектов, рекомендуемых для постановки предварительной разведки. Это, в свою очередь, позволит выбирать для дальнейшего изучения и освоения наилучшие из них.
Цель диссертации и основные задачи исследования. Целью работы является научное обоснование й разработка конкретных методов оптимизации перспективного планирования ранних стадий геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые. Это потребовало постановки и решения следующих задач:
- исследование политэкономических особенностей геологоразведочного процесса и его конечного продукта в целом и по отдельным стадиям;
- обоснование принципов оптимизации перспективного планирова- , зия ранних стадий геологоразведочных работ;
- конструирование имитационной экономико-математической моде-
ли для оптимизации перспективного планирования ранних стадай геологоразведочных работ;
- исследование имитационной экономико-математической модели ранних стадий геологоразведочных работ с целью обоснования практических приемов ее использования для перспективного планирования.
Фактический материал. Диссертация базируется на исследованиях автора в области системного анализа геологоразведочных работ и экономико-математического моделирования их ранних стадий, проведенных в ВИЭМСе в 1981-1990 годах.
Фактическим материалом для нее послужили опубликованные в печати сведения об истории, организации и задачах геологических служб различных стран мара, а также данные о результативности ранних стадий геологоразведочных работ за последние 30 лет.
Практическая реализация имитационной экономико-математической модели и дальнейшие экспериментальные расчеты были выпонены на основе собранных в ВИЭМСе данных, характеризующее результаты, полученные в 1983-1937 годах в 25 ПГО в ходе поисково-съемочных работ на 17 видов полезных ископаемых.
Методика исследований.Теоретической основой исследования особенностей геологоразведочного процесса послужила марксистская методология политэкономического анализа. С этой целью использовались как труда классиков, так и их развитие в современных работах, посвященных вопросам истории, экономики и организации геологоразведочных работ.
Исследование вопросов перспективного планирования геологоразведочных работ осуществлялось для твердых полезных ископаемых и основывалось на системном подходе. При этом принималось во внимание переходное (к рынку) состояние экономики и связанная с этим неопределенность, касающаяся ее дальнейшего функционирования.
Оптимизация перспективного планирования ранних стадий геологоразведочных работ базировалось на экономико-математическом моделировании. С этой целью была сконструирована имитационная модель, с помощью которая рассматриваемая задача решалась методом линейного программирования с использованием персональной ЭВМ.
Дальнейшие исследования заключались в изучении особенностей модели, проведении на ее основе экспериментальных расчетов и в анализе полученных результатов с целью выявления путей и разработки методов ее практического использования.
Научными предпосыками для проведения исследований послужили
работы по политэкономии, а также основные положения по системному исследованию геологоразведочного процесса, его экономике и управлению игл, изложенные в трудах Э.А. Азроянца, Н.И. Брезгунова, А.И. Бурдэ, A.M. Властовсного, Ю.А. Воронина, A.A. Герта, С.Я. Кагановича, Н.В. Межеловского, U.M. Моссура, А.Р. Сушона, А.Г. Харченко-ва, D.B. Яковца.
Научная новизна выпоненных исследований заклинается в следующем:
- осуществлен анализ отдельных стадий геологоразведочных работ и обоснован рубеж, на котором они приобретают характер материального производства;
- обоснован принцип оптимального перспективного планирования ранних стадий геологоразведочных работ;
- сконструирована имитационная экономико-математическая модель ранних стадий геологоразведочных работ и разработаны .методы ее использования для целей их оптимального планирования с учетом особенностей района: степени геологической изученности, обеспеченности Фронта поисковых и поисково-оценочных работ объектами исследований, результативности работ каадой из ранних стадий и т.д.
Основные защищаемые положения.
1. Геологоразведочный процесс является научно-производственным, т.к. представляет собой типичную систему "исследование-произ-зодство", в которой начальные стадии по своей сущности отвечают зринладным научным исследованиям, а завериагадие имеют характер материального производства.Граница между научно-исследовательской и 1роизводственной деятельностью проходит по стадии "Поисково-оцено-шые работы", в результате которых предает труда геологоразведочное работ приобретает материально-вещественный характер.
2. Оптимальное перспективное планирование ранних стадий гео-хогоразведочных работ дожно базироваться на выборе таких сбалан-ированных соотношений мевду ними, чтобы все рекомендации по изу-гениго перспективных объектов оказались выпоненными z положительно цененные объекты могли быть вовлечены в дальнейшее изучение с пометанным исчерпанием фонда недоизученных объектов.
3. Выпонение условий оптимальности при перспективном пла-ировании ранних стадий геологоразведочных работ может быть достигнуто путем использования имитационной экономико-математической одели, на основе которой представляется возможным рассчитать рзз-гчнне варианты стратегий их проведения. Общим для этих стратегий
является сбалансированность стадий и максимизация числа объектов, изучаемых поисково-оценочными работами.
Практическая значимость выпоненных исследований 'заключается в том, что разработаны метод и практические приемы, позволявшие осуществлять оптимальное перспективное планирование ранних стадпй геологоразведочных работ. Исследования могут быть внедрены в соответствии со складывавшимися законами и практикой финансирования е управления геологоразведочными работами как в пределах отдельнш республик, так и в пределах крупных регионов и страны в целом.
Апробация работы. Основные положения работы были доложены в 1984 г. на Международной научно-практической конференции "Уравле--@ ние, научно-технический прогресс, интенсификация производства", на Международной конференции "Горнорудный Пршибрам" (1983, 1989) и на II Всесоюзной конференции "Системный подход в геологии". Выпоненные исследования вошли составной частью в ряд отчетов и методических рекомендаций.
Публикации Основные положения диссертации были изложены в 8 опубликованных работах.
Структура и объем диссертации .Диссертация состоит из введения, трех глав,заключения и шести текстовых приложений. Изложена она на 137 страницах, вккяая 5 таблиц, 7 рисунков и 6 текстовых приложений. Список литературы содержит 57 наименований.
Глубокую благодарность за всесторонняя* помощь при подготовке диссертации автор выражает своим научным руководителям доктору'ге-олого-минералогических наук|А.Р. Сушону! и доктору геолого-минералогических наук, профессору М.Н. Денисову. Ценные методические и практические сове^ и рекомендации были получены от к. г.-м. н. В.К. Павлова, к. э. н. В.Н. Лазарева, Практические соиеты при конструировании экономико-математической модели и ее программной реализации были даны автору сотрудником МНШПУ В.И. Дутковым, сотрудником ЦЭМИ У.Х. Маисовым, сотрудниками ВЦ АН СССР А.П. Черенковым и В.В. Михайленко. Всем им автор выражает искренние благодарность.
ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ.
1. В первом тезисе на основании политэкономического анализа геологоразведочных работ предлагается рассматривать их как типичную систему "исследование-производство", в которой начальные стадии по своей сущности отвечают прикладным научным исследованиям, а завершающие имеют характер материального производства.
На первой стадии - "Региональное геологическое изучение тер-
риторни" - помимо геологического изучения строения недр, их струк- ~ туры, вещественного состава пород и т.д. одной из важнейших задач является выделение определенных участков недр (отвечающих обычно рудному району или продуктивному бассейну), перспективных на выявление месторождений тех или иных полезных ископаемых. Результат труда, затраченного на проведение этих работ, представляет собой новую или допонительную информацию как о геологическом строении изученной территории, так о перспективах выделенных участков. Поскольку здесь не происходит преобразования недр как предмета труда в продукт труда, труд геологов на этой стадии "нв материализуется в каком-либо продукте, нв овеществляется, не создает потребительной стоимости".
Принципиально такой же характер носит труд геологов и получаемый ими результат на последующих двух стадиях: 'Теолого-съемочные работы м-ба 1:50000 (1:25000) с общими поисками" и "Поисковые работы". На обеих объектами изучения (предметами труда) являются выявленные предыдущими исследованиями перспективные участки недр, отвечавшие последовательно детализируемым металогеничаским единицам. И на этих стадиях проведенные работы не приводят к каким-либо качественным изменениям изучаемого объема недр (не создают объекта будущей разработки), з лишь обеспечивают получение допонительной информации, позволяющей выделить перспективный объект для последующего более детального изучения и с несколько большей достоверностью оценить прогнозные ресурсы.
Таким образом, конечный продукт рассмотренных трех стадий представляет собой геологическую информацию о наличии благоприятных условий для обнаружения месторождения и его последувдей разведки. При их выпонении как бы "вырезается" определенный объем недр (рудный район, рудное поле), который еще только может содержать месторождение и представляет собой природную среду без какого-либо приспособления к потребностям общества. В связи с этим по своему характеру и результатам они могут быть отнесены к прикладным Еаучным исследованиям.
Иной характер имеет стадия "Поисково-оценочные работы". Предметом труда на ней, как и на предыдущих, является определенный объем недр (вероятное скопление полезных ископаемых в неустановленных контурах). Конечный же продукт представляет собой природное скопление полезных ископаемых в уже установленных, хотя и приближенно/контурах, т.е. уже месторождение определенной величины и
качества, отделенное от окружающей геологической среды и имеящее " материально-вещественный характер. Хотя его вовлечение в производственный цикл формирования разведанного месторождения пока еще не гарантировано, тем не менее общественная полезность конечного продукта этой стадии уже может прогнозироваться в результате составления технико-экономических соображений (ТЭС). Иными словами он обладает потребительной стоимостью. Это позволяет сопоставить поисково-оценочные работы с характерным для системы "исследование-производство" циклом опытно-конструкторских работ, на котором создаются опытные образцы, натурные модели и пр. с еще однозначно не установленной полезностью.
На последующих стадиях (предварительной и детальной разведке) предметом труда становится конкретное месторождение в установленных (хотя и приближенно) границах. На них не просто изучается природный объект, уточняются границы и качества, а осуществляется его целенаправленное преобразование путем вычленения блоков, горизонтов и др., которое приводит к изменению свойств и качества (объема, среднего содержания полезного компонента и т.д.) - создается материально-вещественныйпродукт (месторождение), отвечающий требованиям промышленности, идет процесс материального"производства.
Таким образом, геологоразведочный процесс является научно-производственны?.! и представляет собой тишинуй систему "исследование-производство", где начальные стадах - прикладные научные исследования, а завершающие - материальное производство. Граница между ними достаточно четко прослеживается после завершения поисково-оценочных работ, когда предметом труда становится не тот шн иной объем недр в его произвольно принятых контурах, а конкретное изучаемое месторождение в установленных (хотя и приближенно) границах.
2. Во втором тезисе на основании анализа характера геологоразведочных работ, требований, предъявляемых к ним, а также полученных за последние десятилетия результатов формулируются принципы оптимизации планирования их ранних стадий. Допустимость рассмотрения вопросов планирования ранних стадий отдельно от разведочных основывается на обоснованных выше различиях присущего им характера труда, предметов и продуктов труда.
Основной задачей р'анних стадий является выявление месторождений полезных ископаемых. Поиски, как вид геологической деятельности, проводятся на всем их протяжении, последовательно сокращая ра-
змеры изучаемых участков и увеличивая достоверность заключений об ' их перспективности. С системных позиций это можно представить как последовательную передачу предаета труда с одного технологического цикла на следующий с целью решения конечной задачи. Для нормального хода работ необходимо, чтобы количество объектов, передаваемых с каждой стадии на следующую для дальнейшего изучения, поддерживалось на определенном уровне. При их недостаточном количестве процесс может стать затухающим (в геологической практике это приводит к постановка работ на неподготовленных площадях и объектах). При избытке - неизбежно начинается накопление объектов, не вовлекаемых в дальнейшее изучение.
Для стадии 'Теолого-съемочные работы м-ба 1:50000 (1:25000) с общими поисками" ситуация осложняется тем, что на ней производится как выявление перспективных объектов, так и их первоначальная оценка (разбраковка). Нарушение соотношений между этими двумя операциями может привести к появлению недооцененных объектов (будут выявляться геологические образования, перспективность которых останется неясной). Последние на длительное время вообще Екпадзют из геологоразведочного процесса, что сказывается на конечных результатах поисковых работ. Хотя согласно существующим нормативно-методическим материалам требуется оценка всех выявленных объектов, на практике ьтого не присходит.
Имеющиеся сведения о недоизученных и невовлеченных в дальнейшее изучение объектах приведены в таблице л 1. Как еидно из таблицы, за последние тридцать лет отмечается накопление подобных объектов, накапливается своеобразный фонд недоизученных и невовлеченных в дальнейшее изучение объектов. В связи с тем, что геологоразведочный процесс идет непрерывно, этот фонд представляет собой чрезвычайно динамическое образование. С одной стороны, он постоянно попоняется новыми объектами, а с другой - часть их также постоянно изымается с целью вовлечения в дальнейшее изучение. При этом для него в целом, судя по данным таблицы Л 1, характерен непрерывный рост. Однако для разных стадий накопление его идет нера-внрмерно и изменения могут оказаться даже разнонаправленна^!.
Целенаправленное воздействие на фонд (т.е.- управление геоло-разведочными работами) в условиях его значительной величины в сочетании с постоянной изменчивостью становится важнейшим вопросом. Наличие чрезмерных фондов приводит к излишней трате средств на 1роведение работ. В связи с этим оптимальное перспективное плани-
гаоща ^ х
Количество недоизученных и невовлеченных в изучение на последующих стадиях объектов.
Территория Количество объектов
т Автор Период Стадия недоизученных невовлеченных в дальнейшее изучение
I ЫекелоЕ-ский Н.В. СССР РГГИ 50%
г Бурдз А.К. 19591969 СССР РГТИ 65%
3 Бурдэ А.И. 19711979 СССР РГГИ 46%
4 Сушон А.Р. 19761980 СССР ГСР-50 44%
5 Супон А.Р. 19761980 СССР Общ. поиски 25%
6 Сушон А.Р. 19761980 СССР Дет. поиски 60%
7 Сушен А.Р. 19761980 СССР ПОР 67 %
о Шустер-ман Б.С. 19761983 КазССР Дет. поиски 39%
q Шустер-ман Б.С. 19761983 КазССР ПОР 52%
10 Пэелов В.К. 19831987 25 ПГО ПР
II Павлов В.К'. 1983 1987 25 ПГО ПОР 72%
роваяие ранних стадий геологоразведочных работ дожно базироваться на Еыборе таких сбалансированных соотношений между ними, чтобы все
рекомендации по изучению перспективных объектов оказались выгонен-ными и положительно оцененные объекты могли быть вовлечены в дальнейшее изучение с постепенным исчерпанием недоизученных объектов.
3. В третьем тезисе предлагается использовать имитационную экономико-математическую модель для целей оптимизации перспективного
планирования ранних стадий геологоразведочных работ.
Основой для ее конструирования являются технологическая и информационная модели геологоразведочного процесса (рис I). В них отдельные стадии выступают в качестве конкретных технологий и объединяются с другими как организацией производства, так.и общей целью.
Как видно из рис. I, работа каждой стадии характеризуется:
- количеством поступающих объектов для ГСР-50, Ы^ для ПР, и и\ для ПОР) с ранее установленными прогнозным:! ресурсами (соответственно 110, и], к^ Р^;
- количеством положительно оцененных и рекомендованных для дальнейшего изучения объектов (Л^. N2,, Ы^) с вновь установленными прогнозными ресурсами (соответственно Е^, й^, рф;
- количеством отрицательно оцененных объектов (Й^, N3,
- количеством объектов, оставшихся без оценки (11^, И^).
Если обозначить через количество объектов в фондах
(состояние фондов) каждой из грех рассматриваемых стадий (ГСР-50, ПР, ПОР) на качало моделируемого периода (г = О), то величина их на конец первого года (1 = 1) изменится за счет добавления новых объектов и изъятия изученных. То яе самое повторится через год и т.д. Это дает возможность определять состояние фондов для каждого года планируемого периода (определять текущее состояние через предыдущее, что может быть записано в следующем вида:
= 21-1 + "о - К " г + "г '
А = ~нз +нз !2!
= + + Мз ~ К - ^ +
Для построения экономико-математической модели все Л, как количественный результат процесса, необходимо Еыразить через значения управляющих параметров. В качестве последних принимаются ассигнования на проведение каздой стадии: и^, и^, и^, (для ГСР-50 отдельно рассматриваются собственно съемка и работы на участках детализации -- параметры и^ и и^). Для их связи используется ряд коэффициентов: стоимость выявления и изучения одного объекта (с2, с3, сд), на каждой из рассматриваемых стадий, стоимость съемки I км2 (с^, коэффициенты к^, определяющие долю каждой из перечисленных групп объектов (Л^) на выходе со стадии, а также коэффициент п, характеризующий вы-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И "ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ РАННИХ СТАДИЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ
являемость объектов в ходе геологической съемки.
Введенные коэффициенты позволяют найти все требуемые выражения. Например, на стадию "Поисковые работы" по результатам ГСР-50 в год 1
долено поступать И^ = ЧЧ-И^- В итоге уравнения состояния приобре-
тают следующий вид (подразумевается, что они составляются для каждого года моделируемого периода):
т? - т?
г? = г3
4 ЧЧ-о -Ф
Кроме них. модель дожна содержать условия, отражающие особенности (прерывистость) геологоразведочного процесса (8), а также обеспечивающие нормальное его протекание и возможность управления: невозрастание фондов (7), наличие фронта работ на начало следующего периода планирования (Э), ограничения на ассигнования (10 - 13):
где где
1 = 1. 2. 3
- Е Ч хт Т с,
Т л . -
2 2 о* < А
где 1 <= з. л
где 1 = з. а
(9) (Ю)
(12) (13)
Как и уравнения состояния, неравенства (7, 8, 11-13) составляются для каждого года моделируемого периода.
В качестве целевой функции принимается достижение максимума показателем, определяющим итоговую продуктивность ранних стадий геоло-
горэзведочногэ процесса, т.е. максимизация числа объектов, изученных поисково-оценочными работами:
2 Ч--к! - max ' (14)
t = 1 с.
Описанная модель сконструирована в идеология линейного програм-Х мирования и содержит (в расчете на пятилетний период планирования) 35 переменных, связанных 73 условиями. Помимо этого из чисто практических соображений (выпонение громоздких расчетов значений "Н" в автоматизированном режима) целесообразно допонить ее еще 35 переменными и столькими же условиями. В итоге общая размерность модели составит 70 переменных и 108 условий.
Для работы с моделью'необходимо в эти 108 неравенств и уравнений подставить конкретные значения параметров (k^, clt п) и найти решение полученной системы. Для проведенных в ходе исследования экспериментов значения параметров были рассчитаны по результатам работ в 1983 - 1987 гг. в 25 ПГО по 17 видам полезных ископаемых. Всего было выпонено около 2000 экспериментальных расчетов с использованием ПЭВМ IBM PC и ППП СМРАСТ (разработка ЦЭШ), которые позволили сделать следующие выводы:
а) Ассигнования, выделяемые на проведение геологической съемки, излишне велики по сравнению с ассигнованиями на последующе стадии и вызывают рост фондов недоизученных объектов на стадиях ГСР-50 и ПР. За период 1983 - 1987 гг. они оценены в 25,5 мн. руб. в год, в то Бремя как при сложившейся структуре работ неизбежный рост фондов начинается при величине, превышающей 6,5 мн. руб в год.
б) Сложившаяся структура фондов недоизученных объектов такова, что допускает наличие стратегий, в которых геологическая съемка не предусматривается (ассигнований на ее проведение не выделяется).
в) Ассигнования на ПОР напрямую входят в целевую функция, поэтому при расчетах на их проведение зачастую выделяются средства за счет существенного сокращения и даже прекращения ассигнований других стадий. Эти негативные явления наблюдаются начиная с уровня 190 мн. руб. в год.
г) Наилучшие результаты (в смысле устойчивости решений в сочетании с большим разнообразием рассчитанных вариантов стратегий) получены в условиях, когда ассигнования на съемку колеблются в пределах 3-6 мн. руб. в год, а на ПОР - 130 - 180 мн. руб.'в год.
В очерченной области поиска оптимальной стратегии
(3 л U^ л 6;
130 180) было рассчитано 24 варианта ее возможной реализации.
Результаты расчетов приведены в таблице Js 2.
Х ' Таблица И 2
Основные результаты экспериментальных расчетов.
Ограни- К-ео изученных за Конечное состояние Экономический
чения 5 лет объектов фондов эфЬект
мн.руб. (расчет по модели) (расчет по модели)
ifcje < ГСР-50 ПР ПОР ГСР-50 ПР ПОР мн.руб. %
I 3 I3Q 1157 693 635 614 1816 539 205,9 16
2 3 140 1057 632 684 711 1820 458 209,2 16
3 3 150 975 580 731 795 1820 386 217,1 17
4 3 160 665 560 779 1106 1655 303 225,3 18
5 3 170 742 477 830 1028 1784 225 232,4 18
6 3 180 759 452 868 1012 1820 178 254,4 20
7 4 130 1150 685 635 841 1820 536 201,1 16
8 4 140 885 649 684 1106 1696 453 205,1 16
9 4 150 957 580 731 1034 1809 381 215,7 17
10 4 160 885 525 776 1106 1820 309 220,9 17
II 4 170 885 525 783 1106 1820 302 227,2 18
12 4 180 885 525 780 1106 1820 305 224,5 17
13 5 130 1139 680 635 1072 1820 533 197,5 15
14 5 140 1105 660 655 IIQ6 1820 502 202,0 16
15 5 150 1105 660 664 1106 1820 492 210,2 16
16 5 160 1105 652 660 1106 1820 497 202,2 16
17 5 170 II05 660 664 II0S 1820 492 2U'3,6 16
18 5 180 1105 660 660 II0S 1820 497 206,6 16
19 6 130 1325 790 541 1106 1820 684 186,8 15
20 6 140 1325 790 539 1106 1820 686 185,0 14
21 6 150 1325 790 541 1106 1820 684 186,8 15
22 6 160 1325 790 539 П06 1820 686 185,0 14
23 6 170 1325 790 540 1106 1820 685 185,9 . 14
24 6 180 1325 790 539 1106 1820 686 185,0 14
Начальное состояние ф-ов (фактическое)
Проведенные эксперименты доказывают, что стратегии развития ранних стадий геологоразведочных работ, рассчитанные на основе имитационной модели, являются оптимальными в том смысле, что при условии невозрастания фондов на каздой стадии изучается максимальное число объектов. Первое можно непосредственно проследить по полученным данным (стобцы с ожидаемыми величинами фондов на конец моделируемо-
го периода). Для обоснования второго были рассчитаны возможные экономические выигрыши каждого варианта за счет вовлечения в изучение допонительного числа объектов, т.е. сравнивались полученные при моделировании результаты с количеством фактически изученных за этот период объектов (ГСР-50 - 891; ПР - 842; ПОР - 340). Как видно из таблицы, указанная величина колеблется в пределах 185-254 мн. руб. Это означает, что при тех же ассигнованиях можно допонительно вовлечь в ПОР 199-528 объектов или сохранить полученные результаты, сократив ассигнования на 14 - 20%. :
Результаты расчетов можно изобразить в виде серии карт (в изолиниях), на которых показываются изменения того или иного показателя в зависимости от основных управляющих параметров (и*, и*). Это позволит при перспективном планировании без каких-либо допонительных вычислений использовать нэ только уже- расчитанные, но и любые промежуточные их значения.
Как уже говорилось, в рассмотренной модели совместно обсчитывались данные по 17 видам минерального сырья в 25 ПГО. Это допустило при планировании работ на макроуровне (для страны в целом или очень крупного региона), когда нужно в общих чертах определить стратегию рассматриваемых работ и оценить последствия выбора того или иного ее варианта. Для детализации планов эта модель напрямую не может быть использована из-за своей размерности (тысячи переменных и десятки тысяч условий). Задача решается путем создания человеко-машинной технологии, при которой проведенные расчеты допоняются разбиением исходной совокупности данных на ряд ранжированных по приоритету групп и конструированием еще одной модели ("групповой"),-учитывающей новые особенности.
Допустим, исходная совокупность разбита на р групп (по видам сырья или районам работ - принцип роли не играет), а 5 - номер текущей группы. Тогда в исходной модели каждое из условий 4-6, 8 преобразуются в р условий, условия 7, 9, 10, 12, 13, а также целевая функция обобщаются для случая, когда все величины в них тлеют р значений. Кроме того, модель допоняется тремя условиями, определяющими приоритет работ на объектах различных груш:
73(я+1) 40
уДСЯ+Т)
,23(ч+1)
Хотя размерность сконструированной модели существенно возрастает (при разбиении на 3 группы и расчетах на пятилетний период приходится использовать 196 переменных и 258 условий).существующие ПЭВМ и программное обеспечение позволяют обсчитывать до пяти груш.
Работоспособность "групповой" модели была проверена экспериментальными расчетами при р = 3 (группы Еыделены по принципу важности видов минерального сырья для народного хозяйства) и детализации стратегии № 6 (см. таблицу $2). Они показали (таблица Ш 3) незначительное отклонение полученных детализированных данных от исходных.
Таблица Я 3
Результаты экспериментального расчета по "групповой" модели.
Количественная х-ка результатов чч. Стадия грр
групп ГСР-50 ПР ПОР
I Изменение фондов в %* 5 1 2 3 в целом -100 42 41 0 -3 -3 -3 -3 -92 -92 -19 -76
2 Изменение к-ва изученных объектов (по сравнению с фактическими) в %*' -19 -46 146
3 Изменение к-ва изученных объектов (по сравнен^ со стратегией Л 6) Степень вовлечения объектов в изучение в % -5 I -3
4 I - 2 3 в целом 100 14 14 39 37 13 5 20 95 93 23 81
* 'Знак "-" означает уменьшение; знак '"+" нию с фактическими данными.
увеличение по сравне-
Таким образом, распределение ассигнований но регионам и/или полезным ископаемым может быть осуществлено (в рамках выбранной стратегии с помощью "групповой" модели, позволяющей проводить расчеты для ранжированных, по приоритетности группам. В результате общая схема перспективного планирования ранних стадий геологоразведочных ра-
бот (как человеко-машинная технология) принимает следующий вид:
1. Расчет по основной (первоначальной) модели возможных вариантов стратегий, визуализация полученных результатов (построение карт изолиний) - реализуется на ПЭВМ (для построения карт' рекомендуется программа 5ШШ1).
2. Выбор основного варианта стратегии, для которого фиксируются все значения параметров управления (формулы II - 13) - реализуется человеком.
3. Разбиение единой совокупности на группы то видам сырья, определение их приоритета и конструирование "групповой" модели - реализуется человеком.
4. Расчет по "групповой" модели в условиях ранее установленных (п. 2) ограничений управляющих параметров - реализуется на ПЭВМ.
5. Повторное разбиение на группы (выпоняется до тех пор, пока в каждой из них не останется по одному виду минерального сырья) и конструирование новой "групповой" модели с заданными значениями управляющих параметров - реализуется человеком.
6. Расчет по новым "групповым" моделям - реализуется на ПЭВМ.
7. Выделение для каждого вида минерального сырья районов возможного проведения работ, их ранжирование по приоритетности и конструирование "групповых" моделей на этой основе - реализуется человеком.
8 Расчет "групповых" моделей (по районам работ) - реализуется
9. Суммирование средств, рассчитанных для отдельных видов сырья по районам страны (по ПГО) - реализуется человеком.
Обобщая работы с моделями можно сказать, что
- ш. 1-2 обеспечивают выбор общей стратегии проведения ранних стадий геологоразведочных работ;
- пл. 3-6 обеспечивают распределение средств на проведение ранних стадий геологоразведочных работ по евдзм минерального сырья;
- пл. 7-8 обеспечивают распределение средств на проведение ранних стадий геологоразведочных работ по видам сырья и районам.
- п. 9 обеспечивает суммарное распределение средств на проведе-. ние ранних стадий геологоразведочных работ по районам страны.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Как показали проведенные исследования, интенсификация геологоразведочных работ и повышение их экономической эффективности могут быть достигнуты за счет оптимизации перспективного планирования их
раннюс стадий.
Геологоразведочный процесс в целом представляет собой типичную систему "исследование-производство". Начальные стадии по своей сущности отвечают прикладным научным исследованиям и обеспечивают лишь получение допонительной информации о перспективности изучаемых площадей. Поисково-оценочные работы завершаются выявлением месторождения. Хотя контуры его пока приближенные, оно имеет материально-веще-.ственный характер и обладает потребительной стоимостью (составленные ТЭС позволяют прогнозировать его общественную полезность). Это дает возможность сопоставить данную стадию с опытно-конструкторскими работами, в результате которых создаются опытные образцы, натурные модели и т.д. с еще однозначно не установленной полезностью. На последующих (разведочных) стадиях осуществляется целенаправленное преобразование месторождения путем вычленения блоков, горизонтов и пр., которое приводит к изменению свойств и качества, т.е. идет, процесс материального производства, в результате которго создается материально-вещественный продукт, отвечающий требованиям промышленности.
Граница между научными исследованиями и материальным производством обосновывает возможность обособленного рассмотрения вопросов перспективного планирования'ранних стадий и определяет объем последних.
Достижение основной цели ранних стадий геологоразведочных работ (выявление месторождений полезных ископаемых) является процессом многоступенчатым (многостадийным). Это требует большой согласованности и сбалансированности всего процесса, чтобы, с одной стороны, всегда имелось необходимое количество объектов для развития работ, а с другой - не накапливалось фонда недоизученных объектов (такие фонды реально существуют и размер их весьма значителен).
Оптимальное планирование ранних стадий дожно базироваться на выборе таких соотношений между ними, чтобы все рекомендации по изучению объектов оказались выпоненными, а положительно оцененные могли быть вовлечены в дальнейшее изучение с постепенным исчерпанием фонда недоизученных объектов.
Эти принципы реализованы путем создания человеко-машинной технологии, включающей расчеты на ЭВМ по экономико-математической модели и поэтапную корректировку дальнейших шагов лицом, принимающим решение. Основные шаги включают: расчет по обобщенной модели, выбор на этой основе общей стратегии работ и соответствующих ей значений уп-
рззляЕцпх параметров, определение приоритетности работ по видам минерального сырья и районам работ, серию последовательных расчетов по "групповой" модели с ограничениями, выбранными на первом шаге. В итоге перспективные планы детализируются до вида сырья и районов работ с выпонением требований оптимального планирования и соблюдением заданных приоритетов.
Выпоненные экспериментальные расчеты показали, что полученный экономический эффект от реализации оптимальной стратегии позволяет увеличить (по сравнению с традиционным планированием) количество изученных при поисково-оценочных работах объектов на 58-155% или при сохранении фактически полученных результатов сократить ассигнования на 14-20%.
Основные публикации автора по теме диссертации.
1. Оптимизация управленческих решений в геологоразведочном процессе на основе имитационного моделирования. - Эк. мин. сырья и грр. ЭИ ВИЭМС, М., 1982, вып. 5, с. 11-18 (соавторы Сушон А.Р., Лутков B.W.).
2. Использование имитационного моделирования для управления геологоразведочным процессом. - Достижения и перспективы. Мр 1983, вып. 30, с. 39-47 (соавт. Павлов В.К., Сушон А.Р., Фрейзон В.М.).
3. Реализация системного подхода к управлению поисковыми работами путем имитационного моделирования. - Homicka Pribram те vede а technice, sekce Mat. metocJy v geol. Pribram, 1983, s. 54-55 (соавтор Сушон A.P.).
4. Проблемы выбора стратегии поисков минерального сырья. - Управление, научно-технический прогресс, интенсификация производства. МИНИНУ, М., 1984, с. 147-154 (соавторы Сушон А.Р., Луткоз В.И., Ка-лачевВ.Н.).
5. Использование системного подхода для управления геологоразведочным процессом. - Системный подход в геологии. МИНГ, М., 1986, с. 319-320 (соавтор Сушон А.Р.).
6. Основные принципы перспективного планирования геологоразведочных работ. - Разведка и охрана недр. М., 1989, №2, с. 37-43 (соавторы Сушон А.Р.,'Кочетков Б.В.).
7. Использование многокритериальной оценки природно-экономических условий для решения задач планирования геологоразведочных работ. - Hornicka Pribram ve rede a technice, sekce Mat. metody v geol. Pribram, 1989, s. 627 (соавторы Сушон A.P., Раевский В.Ю.)'.
8. К вопросу планирования ранних стадий геологоразведочных работ. - Планирование и анализ эффективности ранних стадий геологоразведочных работ. ВИЭМС, М., 1989, с. 4-14 (соавторы Питерский В.М., Сушон А.Р.', Лазарев В.Н., Кочетков Б.В.).