Моделирование инновационной деятельности по обеспечению надежности и стабильности систем энергоснабжения
| Вид материала | Автореферат диссертации |
- Положение о структурном подразделении лаборатории инновационной деятельности, 56.54kb.
- Надежность систем. Общие понятия и определения основы расчета надежности систем. Общие, 54.06kb.
- Календарный план учебных занятий по дисциплине Моделирование информационных процессов, 24.12kb.
- Пушкарёва александра Петровна моделирование и оценка эффективности инновационной деятельности, 350.1kb.
- При составлении технических требований на разработку средств электросвязи и заключении, 290.7kb.
- Программа спецкурса "Компьютерное моделирование нелинейных волновых процессов" Специальность, 27.11kb.
- Методические рекомендации и типовые программы энергетических обследований систем коммунального, 747.52kb.
- Учебная программа по дисциплине надежность информационных систем краснобаев, 44.62kb.
- Анализ инновационной деятельности моу бриляковской средней общеобразовательной школы, 315.54kb.
- Рабочая программа По дисциплине «Экономико-математическое моделирование производственных, 373.58kb.
2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ
Комплексный анализ современного состояния систем энергоснабжения страны и определение перспектив их развития. Основной целью управления энергетической системой для любого государства является обеспечение страны надежным и качественным энергоснабжением в производственной, бытовой и социально-культурной сфере.
Под качеством электроэнергии понимается совокупность ее параметров (свойств), определяющих способность электроэнергии удовлетворить потребности различных приемников энергии в соответствии с их назначением.
Надежность энергоснабжения представляет собой одну из ключевых обобщенных характеристик качества электроэнергии, отражающих способность соответствующих систем сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения. При этом надежность описывается такими категориями как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость (табл.1).
Модели динамики производства и использованию электроэнергии в РФ, построенные на основе данных Росстата, приведены на рис.1 и 2 соответственно.
Таблица 1
Ключевые категории надежности
| № | Категория надежности | Характеристика категории надежности |
| 1 | Безотказность | Свойства объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки |
| 2 | Долговечность | Свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта |
| 3 | Ремонтопригодность | Свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта |
| 4 | Сохраняемость | Свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и/или транспортирования |
Рис.1. Модель динамики производства электроэнергии в РФ.
Как следует из рис.1 за период новейшей истории Российской Федерации общий объем производства электроэнергии рос со средним темпом 0,88% в год. При этом спады производства пришлись на середину 1990-х годов и кризисный 2009 год.
Анализ динамики потребления электроэнергии в РФ, представленной на рис.2, показывает, что после спада объемов потребления электроэнергии в середине 1990-х годов наблюдается ее поступательный рост с темпом 0,87% в год. Здесь также наблюдается локальный спад потребления энергии в 2009 году на 4,4%.
Анализ динамики выработки и потребления электроэнергии в РФ показывает, что по темпам роста они существенно (более чем в 1,5 раза) превосходят темп роста производственных мощностей электростанций (рис.3), который за аналогичный период рассмотрения составил 0,57% в год.
При этом темп роста производственных мощностей по тепловым электростанциям составляет 0,45% в год, по гидроэлектростанциям – 0,27% в год. Лишь по атомным электростанциям темп роста производственных мощностей (4,7% в год) существенно превосходит темп роста потребления электроэнергии, но доля атомных электростанций в общем объеме производственных мощностей составляет менее 10%.
Таким образом, с одной стороны, с позиций реализации и расширения глобальных конкурентных преимуществ, которыми обладает российская экономика в сфере энергетики, возникает необходимость интенсификации роста производственных мощностей электростанций, в том числе, чтобы не допустить дефицита мощностей, известного как «крест Чубайса» - превышения требуемой мощности над действующей (с учетом мощностей с истекшим сроком службы).
С другой стороны, в условиях превышения темпами роста объема потребления электроэнергии темпов роста производственных мощностей электростанций возникают качественно новые требования к надежности и стабильности систем энергоснабжения. Эти требования призваны, в том числе, не допустить перегрузок, аналогичных произошедшим на подстанции Чагино в мае 2005, когда наблюдалось веерное отключение электроэнергии в Центральном Федеральном округе (в Москве, Московской, Тульской, Калужской областях), либо при авариях, крупнейшей их которых является авария на Саяно-Шушенской ГЭС в августе 2009 года. Тогда при единовременной потере 4,5 Гигаватт генерирующей мощности были полностью или частично отключены от энергоснабжения ряд промышленных предприятий (Саянского, Хакасского, Красноярского, Новокузнецкого алюминиевых заводов, Кузнецкого ферросплавного завода, ряд угольных шахт и разрезов), а также нарушено энергоснабжение социальных объектов в Алтайском крае, Кемеровской области, Республике Хакасия, Новосибирской области, Томской области.
Рис.2. Модель динамики потребления электроэнергии в РФ.
Рис.3. Модель динамики роста производственных мощностей электростанций в РФ.
Таким образом, исследования современного состояния систем энергоснабжения страны демонстрируют необходимость существенного повышения их надежности и стабильности. При этом инновационное развитие систем энергоснабжения, предполагающее, в частности, снижение энергоемкости обрабатывающих производств к 2020 году в ,6 - 1,8 раза, требует проведения детального анализа инновационной деятельности по обеспечению надежности и стабильности систем энергоснабжения.
При рассмотрении вопросов интенсификации развития систем энергоснабжения на базе осуществления инновационной деятельности, необходимо учитывать тот факт, что инновационная деятельность, предполагающая использование ранее не апробированных механизмов, по сути, является антагонизмом понятия надежность. Подобная ситуация требует предварительного моделирования инновационной деятельности в системах энергоснабжения с позиций обеспечения надежности и стабильности их функционирования. С этой целью в работе были рассмотрены основные сложившиеся подходы к моделированию инновационной деятельности экономических систем.
Разработка алгоритма решения проблем моделирования инновационной деятельности по обеспечению надежности и стабильности систем энергоснабжения. Обобщение результатов исследования подходов к осуществлению инновационной деятельности экономических систем различных масштабов и сфер деятельности показывает, что при всем их многообразии они могут быть представлены универсальным алгоритмом, характеризующим этапы осуществления инновационной деятельности.
Алгоритм осуществления инновационной деятельности экономических систем в общем виде включает следующие составляющие.
Во-первых, вырабатываются и принимаются решения по организации инновационной деятельности экономической системы. Эти решения принимаются с учетом моделирования сценариев инновационной деятельности экономических систем в рамках их общей хозяйственной деятельности.
Во-вторых, производится анализ рыночных ситуаций на рынках, представляющих для экономической системы интерес с позиций соотношения потенциальной и фактической емкости рынка (соотношения спроса и предложения) в долгосрочной перспективе. На этом этапе инновационная деятельность экономических систем с использованием моделирования детализируется применительно к конкретным рыночным ситуациям.
В-третьих, производится генерация (либо поиск) инновационных идей, потенциально позволяющих эффективно удовлетворить рыночный спрос в избранных рыночных нишах. В рамках моделирования оценка этих идей дает возможность определить характер и силу их влияния на тех или иных рыночных сегментах.
В-четвертых, производится (как правило, на основе технико-экономических обоснований (ТЭО)) отбор рациональных идей, наиболее приемлемых как с позиций производителя, так и с позиций потребителя. Фактически анализ сценариев развития инновационной деятельности, изложенных в ТЭО, и оценка ожидаемых результатов является очередной фазой моделирования инновационной деятельности экономической системы.
В-пятых, осуществляются необходимые научные исследования (как правило, в форме научно-исследовательской работы (НИР), завершающейся созданием макетного образца), посредством которых проверяется физическая реализуемость инновационной идеи. Следует отметить, что на этом этапе ряд инновационных процессов (как правило, обеспечивающих) реализуются не фактически, а осуществляется в форме моделей, что также является составляющей инновационной деятельности. Большое значение на этом этапе придается моделированию инновационной инфраструктуры, сопровождающей развитие процессов создания инновационной продукции.
В-шестых, осуществляются опытные изыскания (как правило, в форме опытно-конструкторской работы (ОКР), завершающейся созданием опытной партии инновационной продукции), посредством которых оценивается воспроизводимость основных характеристик инновационной продукции. На этапе ОКР обычно проводятся испытания инновационной продукции. Результаты этих испытаний, как правило, являются основой для моделирования процессов функционирования инновационной продукции (в том числе, в части надежности и стабильности ее функционирования) и составной частью моделирования последующего развития инновационной деятельности экономической системы.
В-седьмых, осуществляется запуск производства инновационной продукции. Как правило, он начинается с пробной партии инновационной продукции, которая предоставляется потребителю. Коммерческая реализация пробной партии продукции посредством анализа реакции потребителей и критической оценки схемы производства позволяет моделировать варианты совершенствования как потребительских свойств инновационной продукции (включая эксплуатационные), так и процессов ее производства (включая параметры стабильности и надежности).
В-восьмых, на этапе серийного производства инновационной продукции осуществляется моделирование инновационных процессов сохранения и развития конкурентных преимуществ экономической системы, начиная с моделирования процессов совершенствования конкретной продукции, и заканчивая моделированием новых направлений инновационной деятельности. Одним из основных направлений моделирования инновационной деятельности на этапе серийного производства является обеспечение надежности производимой продукции, что, с одной стороны, снижает эксплуатационные расходы на продукцию, а, с другой стороны, улучшает отношение к продукции со стороны потребителей, получающих гарантии стабильности в процессе эксплуатации.
В-девятых, на этапе эксплуатации инновационной продукции осуществляется моделирование на основании ранее собранных эмпирических данных процессов развития инновационной деятельности, включая модернизацию инновационной продукции.
В-десятых, на этапе эксплуатации модернизированной инновационной продукции производится моделирование следующего поколения инновационной деятельности, где особое внимание уделяется вопросам преемственности процессов осуществления инновационной деятельности по выбранным для экономической системы направлениям.
С учетом универсального алгоритма осуществления инновационной деятельности экономических систем в работе были исследованы специфические проблемы осуществления инновационной деятельности по обеспечению надежности и стабильности систем энергоснабжения. Результаты исследования проблем и потенциальные пути их решения посредством моделирования приведены в табл.2.
С учетом результатов исследования проблем моделирования инновационной деятельности по обеспечению надежности и стабильности систем энергоснабжения (табл.2) в работе, исходя из потенциальных путей их решения, был обоснован алгоритм рационального решения, представленный на рис.3.
Разработанный алгоритм базируется на факторном анализе инновационной деятельности, формировании критериев эффективности инновационных моделей обеспечения надежности и стабильности функционировании систем энергоснабжения, и направлен на формирование рациональной модели инновационной деятельности по обеспечению надежности и стабильности систем энергоснабжения.
Выявление ключевых направлений обеспечения качества, надежности и стабильности функционирования систем энергоснабжения. При осуществлении факторного анализа инновационной деятельности по обеспечению надежности и стабильности систем энергоснабжения на первом этапе были определены роль и место факторов надежности и стабильности в инновационном развитии систем энергоснабжения.
Таблица 2
Проблемы осуществления инновационной деятельности систем энергоснабжения
| № | Составляющая инновационной деятельности | Проблемы осуществления инновационной деятельности | Потенциальные пути решения проблем |
| 1 | Выбор направления инновационной деятельности | Ошибочное определение приоритетов инновационного развития исходя из необоснованного определения перспектив энергопотребления в предпринимательской и социально-бытовой сферах | Моделирование направлений инновационной деятельности |
| 2 | Инвестиционное обеспечение инновационной деятельности | Неправильный выбор методов инвестирования Ошибки в оценках объемов и сроков выполнения инновационных проектов в сфере энергоснабжения Ошибки в прогнозных оценках динамики финансового рынка | Моделирование вариантов инвестиционного обеспечения инновационной деятельности |
| 3 | Текущее снабжение ресурсами, необходимыми для осуществления инновационной деятельности | Ошибки определения долгосрочных перспектив использования выбранных ресурсов для решения задач энергоснабжения Проблемы рационального выбора поставщиков ресурсов Риски утечки конфиденциальной информации при реализации сырьевых инноваций в сфере энергоснабжения | Моделирование схем ресурсного обеспечения инновационной деятельности |
| 4 | Кадровое обеспечение | Недостаточный уровень подготовки кадров для осуществления инновационной деятельности, либо недостаточный уровень мотивации кадров высокой квалификации, мигрирующих к конкурентам | Моделирование условий наращивания кадрового потенциала |
| 5 | Продвижение результатов инновационной деятельности | На рынке инноваций, как правило, действует множество участников, определяющих рост конкуренции, связанный в том числе: - с утечкой конфиденциальной информации; - несовершенство маркетинговой политики (неправильный выбор рынков сбыта, либо неполная и недостоверная информация о конкурентах); - замедленное внедрение нововведений по сравнению с конкурентами (из-за отсутствия необходимых средств для проведения научно-исследовательских работ, внедрения новых технологий, освоения производства новых высококачественных и конкурентоспособных товаров); - недобросовестность конкурентов; - появление на рынке производителей, предлагающих однотипные, взаимозаменяемые товары; - экспансия зарубежных экспортеров. | Моделирование процессов продвижения результатов инновационной деятельности |
| 6 | Внедрение результатов инновационной деятельности | Повышение радикальности инноваций в сфере энергоснабжения, требующее соответствующих изменений в обслуживаемых системах входит в противоречие с требованием непрерывности и надежности подачи электроэнергии | Прогнозная оценка эффективности внедрения результатов инновационной деятельности |
| 7 | Обеспечение прав собственности на результаты инновационной деятельности | Риск обеспечения условий патентования возникающий в результате упущений при проведении патентной политики предприятия, способный исключить рыночные преимущества нововведений при сбыте новых и усовершенствованных продуктов и услуг, а также в результате неполучения или долгого оформления патента, несвоевременного получения лицензии, при неуплате в установленный срок пошлин за поддержание патента в силе. | Прогнозирование надежности обеспечения прав собственности на результаты инновационной деятельности |