Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Проблемы и условия газосбережения в экономике России 7
1.1. Экономическая динамика и перспективы развития топливно-энергетического комплекса России 7
1.2. Причины, возможности и условия перехода к энерго и газосбережению 11
1.3. Организационно-экономический механизм активного газосбережения в бытовом секторе 24
Выводы к главе I 43
Глава II. Разработка адаптивной к условиям рынка информационной технологии обоснования и подготовки инновационных проектов 45
1. Построение информационно-логической модели обоснования и подготовки инновационных проектов 45
2. Информационная технология обоснования и реализации инновационных проектов 52
Выводы к главе II 78
Глава III. Обоснование, разработка и создание бытовых электронных счетчиков газа нового поколения 79
1. Обоснование создания электронного счетчика газа нового поколения 79
2. Разработка концепции и модели бытового электронного счетчика газа нового поколения . 96
3. Формирование, анализ и выбор экономически целесообразного варианта инновационного проекта 104
4. Сетевая организация производства и оценка эффективности бытового электронного счетчика газа 111
Выводы к главе III 121
Заключение 123
Литература 125
Приложения 132
- Причины, возможности и условия перехода к энерго и газосбережению
- Организационно-экономический механизм активного газосбережения в бытовом секторе
- Информационная технология обоснования и реализации инновационных проектов
- Разработка концепции и модели бытового электронного счетчика газа нового поколения
Введение к работе
Повышенная нагрузка на отрасли ТЭК, выполнявших на начальном этапе реформ функцию «донора» для российской экономики, привела к существенному истощению производственно-технологического потенциала в отраслях ТЭК, снижению их эффективности. При этом удельная энергоемкость ВВП существенно возросла и к 1998 году составила 1,4 % к базовому уровню 1991 года.
Особенно большая нагрузка легла на газовую отрасль, доля которой в топливно-энергетическом балансе России к 2000 году достигла уровня 50%. При этом уровень внутренних цен на газ, значительно уступая мировым ценам (в 1999 году в 3-4 раза), также был ниже в нефтяном эквиваленте уровня цен на мазут и каменный уголь.
«Газовая пауза», означавшая в 90-х годах государственное регулирование цен на газ, могла быть использована для адаптации других отраслей ТЭК к условиям перехода к рыночной экономике, включая технологическую реконструкцию и восстановление изношенных производственных мощностей. Однако она не была адекватно воспринята отраслями-конкурентами и потребителями природного газа. Так, электроэнергетики практически не использовали инвестиции для ввода новых производственных мощностей, ограничиваясь в основном их капитальным и текущим ремонтом. При этом переход каменного угля на более удобный, эффективный и дешевый природный газ практически не привел к росту КПД тепловых электростанций.
Повышенная нагрузка со стороны экономики на газовую отрасль, значительные неплатежи за газ, возникшие в 90-х годах на внутреннем рынке и со стороны стран СНГ (Украины, Беларуси и Молдовы) определили недоинвестирование отрасли и привели к сокращению объемов разведанных запасов и росту уровня разработанности многих крупных месторождений (Уренгойское, Медвежье, Оренбургское). Все это способствовало снижению уровня добычи природного газа, прежде всего ОАО «Газпромом», а также росту себестоимости природного газа. Восполнение расходуемых запасов возможно в рамках трех основных направлений:
1. Освоение новых месторождений, расположенных на Ямбурге и Северном шельфе;
2. Ввод в эксплуатацию новых технологий разработки малых и средних месторождений, освоение газогидратных месторождений и месторождений низконапорного газа;
3. Широкомасштабное газосбережение, включая экономию газа при его разработке и доставке по магистральным газопроводам, а также экономное и рациональное потребление природного газа.
Освоение новых месторождений, расположенных в сложных горно-климатических условиях, не только требует огромных инвестиций (в размере 60-70 млрд.долл.), но и неизбежно приведет к росту внутренних цен на газ. Ориентация на новые технологии трудно извлекаемых запасов в целом стратегически перспективна, но разобщенность научно-технического потенциала и неравномерность развития многих направлений связаны со значительным временным лагом, необходимостью кооперации с крупными зарубежными компаниями и сопряжено со значительными затратами.
Среди перечисленных выше направлений, по-нашему мнению, наибольшее преимущество имеет направление газосбережения. Сложившийся в экономике РФ на начало XXI века потенциал газосбережения исключительно высок и составляет более 40% от достигнутого уровня потребления. Среди всех возможных и быстро растущих по масштабам потребления секторов расходования природного газа важное значение имеет бытовой сектор, где в 2000 году потребление газа составило 15,3%, т.е. 53,6 млрд.м . Темпы роста потребления газа в бытовом секторе России в конце 90-х годов стали достаточно высоки (с 1990 года объем потребления вырос на 45,7%) и по оценкам экспертов сохранятся в перспективе. Для перехода к газосбережению в бытовом секторе необходимо обосновать и разработать отечественные эффективные технологии, а также предложить организационно-экономический механизм устойчивого использования газосберегающих технологий, взаимовыгодных для потребителей и поставщиков газа.
Цель и задачи исследования. Цель диссертации состоит в анализе причин низкого уровня газосбережения в бытовом секторе России, в обосновании перспективных технологий газосбережения, а также в формировании организационно-экономических механизмов их разработки, освоения производства и устойчивого практического использования. Для достижения поставленной цели необходимо:
обосновать предпосылки и условия газосбережения в бытовом секторе;
выявить причины низкого уровня сбережения бытового газа;
предложить механизмы обоснования и разработки инновационных проектов по созданию новых технологий газосбережения, а также сформулировать условия их согласования с инвестиционными проектами;
апробировать предложенные организационно-экономические механизмы разработки, создания, опытно-промышленного освоения и регулярного использования новых технологий на примере разработки бытового электронного счетчика газа (БЭСГ) нового поколения.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования в диссертации являются организационно-экономические механизмы обоснования и разработки инновационных проектов освоения газосберегающих технологий. Предмет исследования составляют технологии газосбережения в бытовом секторе, а также процессы организации производства наукоемкой продукции нового поколения.
Теоретические и методологические основы исследования. При выполнении диссертации использовались результаты аналитических и прогнозных исследований перспектив развития газовой отрасли, экспертные и статистические оценки потенциала газосбережения, а также сведения о практической реализации инновационных проектов и условиях организации производства наукоемкой продукции.
В качестве методической основы использовались методы системного анализа, методы экономического анализа на микро и мезоуровне, информационно-логического моделирования, математического программирования, сетевого анализа и управления и статистического моделирования.
Научная новизна результатов диссертационного исследования состоит в следующем:
выявлены и обоснованы причины низких темпов газосбережения, включая газосбережение в бытовом секторе;
сформулированы главные особенности механизма активного освоения газосбережения в бытовом секторе газа, к которым относится не только согласованное с ростом платежеспособности населения повышение цен на газ, но и новые технологии производства тепла и теплой воды, а также взаимная заинтересованность потребителей и поставщиков газа;
разработан организационно-экономический механизм согласованного управления инновационными и инвестиционными проектами разработки, создания и освоения производства новых технологий газосбережения.
Практическая значимость работы состоит в разработке процедур и правил построения организационно-экономического механизма согласования интересов производителей и потребителей природного газа при устойчивом освоении новых технологий газосбережения. Предложенные стадии и этапы обоснования целесообразности разработки инновационных и инвестиционных проектов могут быть успешно использованы при модернизации существующих и разработке новых наукоемких технологий на основе подготовки целевых программ массового распространения инноваций.
Апробация и реализация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались автором на XI Международной конференции по проблемам безопасности сложных систем (Москва, декабрь 2003 года), Международной научной конференции по проблемам регионального и муниципального управления (г. Москва, май 2004 г.), а также на семинарах Института проблем народнохозяйственного прогнозирования РАН и Института проблем нефти и газа РАН.
Рекомендации по разработке инновационных проектов и их согласование с инвестиционными проектами освоения в производстве на основе сетевой организации использовались при разработке и создании бытового электронного счетчика газа нового поколения ООО «Экоэнерго», 000 ПФК «Ресурсосберегающие технологии», Фондом поддержки и развития нефтегазовой науки.
На защиту выносятся следующие положения, имеющие новизну и практическое значение:
причины и условия низкого уровня газосбережения, включая сбережение газа в бытовом секторе;
организационно-экономический механизм и условия устойчивого сбережения газа на основе использования новых технологий;
процедуры, стадии и этапы обоснования, разработки и промышленного освоения инновационных решений по модернизации и (или) созданию новых технологий;
процедуры и условия сетевой организации производства на примере разработки и выпуска бытовых электронных счетчиков газа. Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7-ми научных работах общим объемом 5,05 п.л.: в сборнике статей молодых ученых ИНП РАН, в трудах XI Международной конференции по проблемам управления безопасностью сложных систем, в трудах Международной научной конференции по проблемам регионального и муниципального управления, а также в отраслевых журналах. Автору принадлежит 2,7 п.л.
Причины, возможности и условия перехода к энерго и газосбережению
На тот факт, что экономическое развитие страны определяется не только динамикой ВВП, обращали внимание многие исследователи [10,21,45,94]. Например, академик Яременко Ю.В. отмечал, что: «Экономический рост не является абсолютной ценностью экономической политики. Экономическая стабильность, полное использование уже ранее вовлеченных в производство ресурсов являются важными и при определенных обстоятельствах, на относительно коротких отрезках времени, конкурирующими целями» [93,с. 8 ].
Важное значение имеет качество экономического роста, которое зависит от прогрессивности прироста валовой добавленной стоимости (ВДС). Так, в работе [33] отмечалось принципиальное отличие распределения ВДС по комплексам отраслей, среди которых выделены следующие четыре: ресурсодобывающий; перерабатывающие отрасли; обрабатывающие отрасли; производство конечной продукции и потребление. Если с 1991 по 1995 гт. в России динамика ВДС носила убывающий характер, начиная от комплекса ресурсодобывающих отраслей, то в том же году в США ВДС имела характер выпуклой вверх зависимости, а наибольшую долю ВДС составляли комплексы перерабатывающих и обрабатывающих отраслей промышленности [33]. Аналогичная картина наблюдается и для экономики стран Европейского Союза и Японии.
Следовательно, «эталоном» прогрессивности экономического роста может считаться увеличение ВДС перерабатывающих и обрабатывающих отраслей, а увеличение объемов выпуска ресурсодобывающих отраслей скорее соответствует модели развивающихся стран, ориентированных на экспорт собственных ресурсов. При относительно небольшой численности населения эти страны (Саудовская Аравия, Арабские Эмираты, Бруней и др.) и высоком ресурсном потенциале некоторых из этих стран могут даже приближаться по уровню доходов ВВП на душу населения к уровню развитых стран (10-15 тыс. долл./чел.), но они при этом не входят в число стран технологических лидеров, включая производство наукоемкой продукции.
Значительные темпы экономического роста (по оценкам в 2003 году ВВП составил 7,4%) в России во многом обусловлены высокими мировыми ценами на нефть. По оценкам Всемирного Банка их сохранение в 2003 году на уровне 25 долл. за баррель привело бы к росту экономики России всего на уровне 5,5% ВВП. Следовательно,, однобокая ресурсная ориентация не сможет обеспечить устойчивого экономического развития России.
После распада СССР Россия не только унаследовала повышенную энергоемкость экономики, но в 90-х годах даже усилилась эта тенденция. На долю промышленности приходится более 55% потребляемых в России энергетических ресурсов [44]. Ее энергоемкость по оценкам [93] в 3-4 раза выше, чем в индустриально развитых странах, что объясняется "утяжеленной" технологической структурой российской экономики (высокая доля энергоемких производств), медленными темпами замены устаревших технологий (3-его - 4 —го технологических укладов) и недостаточной поддержкой энергосбережения. В период экономических реформ в течение 90-х годов энергоемкость промышленности постоянно возрастала. Этому во многом способствовала низкая загрузка производственных мощностей и высокая доля условно-постоянных энергозатрат. Оценки энергоемкости [93] по мнению [16] рассматриваются как завышенные примерно в 1,8-2 раза. По прогнозным оценкам [44] при оптимистическом сценарии к 2020 году на единицу валовой продукции промышленности ожидается сокращение электроэнергии - на 19%, тепловой энергии на 49%, котельно-печного топлива - на 44%. В ожидаемой экономии 10-12% предполагается получить за счет изменения отраслевых пропорций, включая снижение доли ТЭК и энергоемкого машиностроения.
По душевому потреблению конечной энергии в непроизводственной сфере (жилищно-бытовой сектор и сфера услуг) Россия приблизилась к среднеевропейскому уровню, но существенно (примерно в 2 раза) отстает от уровня США и Канады. Однако, в потреблении наиболее качественной энергии - электроэнергии России значительно уступает европейским странам: в России 1,3 тыс.кВт.ч./чел., в Западной Европе — 3,2 тыс.кВт.ч./чел. [44].
Известно, что уровень энергопотребления в непроизводственной сфере зависит от жизненного уровня населения, климатических условий, структуры и качества жилого фонда, а также от ряда других факторов.
Наибольший удельный вес (в США - 55%, в России и европейских странах - 60%) в структуре энергопотребления домашних хозяйств и сферы услуг занимает отопление. Удельные расходы электроэнергии на отопление зависят от двух факторов: увеличения удельной доли площади жилых помещений и общественных зданий в расчете на одного человека и снижения расхода энергии на 1 кв. м. (1 куб. м.) отапливаемой площади (объема). Удельные расходы энергии на отопление в РФ выше, чем во многих развитых странах, что связано с большими теплопотерями зданий и низкой эффективностью централизованных систем теплоснабжения.
Существуют прогнозные оценки уровня энергопотребления в непроизводственной сфере в зависимости от удельной величины ВВП на душу населения [44]. Такая зависимость представлена на рис. 1.2.1.
Среди основных потребителей газа наиболее значимым является электроэнергетика. РАО «ЕЭС России» ежегодно потребляет около 143 млрд.куб.м., при этом большинство технологически устаревших агрегатов имеют КПД около 30%. По этому показателю отечественные электростанции существенно уступают уровню промышленно развитых стран (60%). Возможная оценка экономии газа в электроэнергетике составит 71 млрд.куб.м./год [92].
Сам ОАО «ГАЗПРОМ» тратит на собственные нужды в год около 60 млрд.куб.м. Однако КПД реально действующих газотранспортных агрегатов составляет около 22%, в то время как современные лучшие образцы агрегатов достигают 40% и более. Потенциал экономии газа составит - 30 млрд.куб.м. в год.
Организационно-экономический механизм активного газосбережения в бытовом секторе
Традиционно под экономией потребления какого-либо продукта (товара) понимается сокращение объемов потребления до определенного уровня либо полное прекращение потребления. При этом сам процесс (технология) потребления остается неизменным. Такую экономию, включая экономию потребления природного газа, будем называть пассивной экономией. Пассивная технология является преобладающей среди консервативных, отсталых технологий, и означает: «экономить — значит потреблять меньше либо вообще не потреблять».
Однако, помимо пассивной экономии, существует и активная экономия, суть которой состоит в следующем: «Чтобы больше потреблять, необходимо лучше экономить». «Лучшая экономия» означает более эффективное, рациональное потребление исходного продукта, когда на единицу полезного потребления используется меньшая величина исходного продукта.
Применительно к газопотреблению в бытовом секторе при использовании газа для производства тепла либо горячей воды пассивная экономия означает сокращение потребления газа, т.е. уменьшение температуры отапливаемого помещения, уменьшение количества потребляемой горячей воды и времени пользования газовой плитой для приготовления пищи. Следовательно, пассивное газопотребление соответствует снижению объемов качества услуг в бытовом секторе и характеризует снижение жизненного уровня населения.
В противоположность пассивной - активная экономия означает не снижение, а сохранение либо даже увеличение объемов потребления газа за счет использования более эффективных технологий, адаптивных к условиям газопотребления. При этом потребление одного и того же объема газа позволяет получать более высокий уровень тепловой энергии, повышенную температуру горячей воды и большую тепловую энергию, получаемую в газовых плитах. Если избыточное повышение тепла и температуры в жилом помещении нерационально, то снижение избыточного уровня до нормального потребует меньшего объема потребляемого газа, т.е. приведет к его сокращению, экономии потребляемого газа при использовании активного газосбережения.
Традиционные способы организации выполнения мер по газосбережению опираются на разработку разнообразных программ газосбережения, включающих финансирование и сроки освоения выпуска газосберегающего оборудования, а также установление заданий различным группам потребителей по экономии газа. Если в эффективности такого подхода можно было сомневаться даже в условиях планово-директивной экономики, то при переходе к рыночной экономике реализуемость и действенность только централизованно назначенных технологических мер крайне мала. По отношению к газовой отрасли, начиная с 60-х годов властные структуры ставили цель полного обеспечения природным газом, прежде всех растущих потребностей экономики, и получения валютной выручки, а затем и населения. Эта цель по отношению к экономике страны достигалась практически полностью, но при этом следует иметь в виду, что уровень газификации (коммунально-бытовой сектор) территории России к 1990 г. составлял всего 10,5% [29] (в США он достигал почти 50%).
Высокие темпы роста в 70-80-е годы потенциала газовой отрасли, а также планово-директивные задания по обеспечению природным газом отечественных потребителей при одновременно крайне низкой внутренней цене на газ сделали второстепенной проблему газосбережения. Все это во многом объясняет крайне незначительные итоги газосбережения на начало XXI века. Однако, неизбежность существенного повышения внутренних цен на газ и необходимость снижения удельной энергоемкости национального ВВП обусловили и неизбежность перехода к активному газосбережению. Это во многом повлияло на содержание целей энергетической стратегии России [54, 92, 93]. В ней предусматривается множественность, системность энергосберегающих мер.
В стратегии энергетического развития предусмотрено государственное регулирование процессов достижения поставленных в ней целей путем ценовой, налоговой и таможенной политики на основе установления эффективных ценовых соотношений взаимозаменяемых энергоресурсов и, прежде всего за счет повышения цен на газ.
Стратегия предусматривает активное содействие энергосбережению административно-нормативными мерами, включающими пересмотр существующих норм, правил и регламентов, определяющих расход топлива и энергии, в направлении ужесточения требований к энергосбережению, совершенствованию правил учета и контроля энергопотребления.
Также предполагаются дополнительные экономические стимулы такие, как освобождение от налога на прибыль инвестиций, используемых для осуществления организационных и технологических мер по экономии топлива и энергии, снижение ставок НДС, ускоренная амортизация энергосберегающего оборудования и др.
К числу приоритетных направлений использования газа на перспективу относятся [18, 19, 76]: производство минудобрений и химических продуктов, энергоснабжение коммунально-бытового сектора, технологические процессы в металлургии, машиностроении и промышленности строительных материалов. Практическая реализация перечисленных выше мер по обеспечению энерго и газосбережения в условиях переходной экономики требует принятия иных чем раньше, более действенных организационных и экономических решений. В их основе лежит сочетание адаптивного программирования процесса решения проблем газосбережения во взаимоувязке с изменением экономической ситуации в стране, включая рост платежеспособности населения и хозяйствующих субъектов при расчете за потребляемый газ, повышение стандартов потребления в условиях стабильного экономического роста и др. Адаптивное программирование предполагает введение переменного состава инновационных и инвестиционных проектов, а также проектов сопровождения. Отбор проектов должен ввестись не только с учетом ожидаемого дисконтированного денежного дохода [50], но и с учетом экономических интересов участников газосбережения -поставщика газа, потребителя и производителя газосберегающего оборудования (рис.1.3.1.).
В настоящее время существует квотное распределение поставок газа населению. Потребление газа населением, несмотря на принятый закон о газопотреблении и обязательном измерении расхода газа, в основном осуществляется без использования приборов учета. То же время установлено, что объективное измерение расхода газа в сочетании с дифференцированно устанавливаемым уровнем цен на газ, даже без использования газосберегающего оборудования, позволяет рассчитывать на экономию до 30% от исходного уровня потребления. Сэкономленный и оставшийся у производителя газ может быть полностью (либо частично) использован для последующей реализации сверх установленных квот на внутреннем либо внешнем рьшках и финансирования за счет вырученных средств освоения новых технологий объективного измерения и газосбережения. Этот газ может быть передан по контракту ООО «Межрегионгаз» либо его дочерней структуре ООО «Новые газосберегающие технологии» с правом его реализации на внешних рьшках (рис.1.3.1.).
Информационная технология обоснования и реализации инновационных проектов
Информационная технология подготовки и реализации инновационных проектов является важным инструментом управления инновациями, а качество подготовки проектов зависит от уровня выполнения всех этапов жизненного цикла инноваций. Низкий уровень подготовки отечественных инновационных проектов во многом связан с недостаточным учетом ряда обязательных параметров, учитывающих рыночный спрос, уровень конкурентоспособности, предельную стоимость инновационного проекта, длительность и вероятность успешного завершения. Предложенная информационная технология подготовки проектов адаптирована к условиям финансирования инновационных проектов в условиях рынка.
Последовательная ориентация промышленно развитых стран на регулярное освоение новых знаний и их воплощение в новые технологии и продукты в сочетании с активными мерами государственной поддержки интеграционных процессов экономик развитых и развивающихся стран позволили им, несмотря на отдельные спады, в целом сохранить положительную экономическую динамику. Более того, все большая доля прироста валового внутреннего продукта (ВВП) базируется на новых знаниях и технологиях. В перспективе не только прирост, но и удержание достигнутых размеров ВВП будет обеспечиваться за счет инноваций и новых технологий. Это не исключает вовлечение в мировую экономику свободного потенциала отдельных стран (России и стран СНГ, стран бывшего социалистического лагеря, Югославии, стран азиатского тихоокеанского региона и др.), но интеграция даже их потенциала на рубеже XX-XXI в. во многом базируется на новых знаниях и технологиях.
В последние годы не только замедлилась тенденция 90-х гг. распада потенциала отечественной науки, но и обозначились позитивные тенденции в развитии инновационной сферы: увеличиваются объемы бюджетного и внебюджетного финансирования науки, растет численность исследователей, увеличивается число инновационно активных предприятий и др. Проявление интереса российской промьппленности к инновациям обусловлено низкой конкурентоспособностью отечественной продукции обрабатывающего сектора на внутренних и мировых рынках. Повышается внимание к комплексу перерабатывающих отраслей. Вместе с тем, обозначился ряд новых задач в области организации и управления инновационными проектами (ИП) и программами. К ним, прежде всего, относится: 1. Создание эффективных в условиях рыночной экономики механизмов ориентации инноваций на решение важнейших задач модернизации промышленности на новой технологической базе. 2. Повышение качества подготовки ИП, обеспечивающих конкурентные преимущества отечественных разработок на внутреннем и внешних рынках. 3. Эффективное обоснование необходимых ресурсов на проекты и распределение финансовых средств между конкурирующими проектами. 4. Разработка механизмов привлечения финансовых средств (лизинговых, венчурных и др.) для поддержки ИП. 5. Разработка механизмов согласования инновационных и инвестиционных проектов. 6. Разработка разнообразных организационных форм объединения интересов потребителей нововведений для поддержки ИП на согласованной основе (некоммерческие партнерства, консорциумы, ассоциации и др.).
Четко обозначившийся в конце XX в. переход промышленно развитых стран к «управлению знаниями» и «инновационной экономике», необходимость которого впервые была обоснована американским ученым К.Виигом на конференции Международной организации труда, во многом связана с так называемой «проектной организацией труда и проектным анализом». Многие элементы этой научной дисциплины также исследовались советскими учеными еще в 70-х - 80-х гг. при управлении проектами [13, 59], программно-целевом управлении [2, 35, 51, 60], целевом управлении решением проблем [2, 5] и целевом управлении проектами [2, 35, 63].
Проблемы управления проектами вообще и ИП, в частности, возникли в нашей стране сравнительно давно (в середине 60-х гг. прошлого века [13, 59]), когда процессы разработки и реализации масштабных и сложных проектов (сооружения гидроэлектростанций, зданий крупных предприятий и др.) стало возможно моделировать с помощью сетевых методов и методов исследования операций. Полученные результаты позволяли получать оценки длительности проекта в целом на основе такого фундаментального понятия, как критический, т.е. самый длинный путь между начальным (достигнутым) состоянием и конечным событием.
Методические основы ИТ управления проектами были разработаны в США [4] и позднее развиты в Великобритании, Германии и Франции. В их основе лежали труды по теории графов (К.Берж [И] и теории управления потоками (Л.Форд, Д.Фалкерсон [86]). Позднее эти работы фундаментального характера развивались в трудах советских математиков В.Н. Буркова [12, 14], Д.И. Голенко [22], Г.С. Поспелова и В.А. Ирикова [59, 60] и др.
Превращение отдельных методов анализа и оценки параметров моделируемых процессов в информационную технологию, понимаемую как способ выполнения определенных работ по получению и переработке информации о сложных процессах прогнозирования и управления выполнением работ по созданию разнообразных больших технических систем, базировалось на работах прикладного характера, выполненных в 60-е-70-е гг. П.Кузнецовым, С.Никаноровым, СЛовецким, В.Алтаевым, В.Воропаевым и др. Практическое применение основ информационной технологии управления проектами (называвшейся ранее как «методы сетевого планирования и управления») нашли свое основное распространение в строительстве и в отраслях оборонного комплекса. Позже аналогичные методы стали применяться и в других отраслях: в нефтегазодобыче, при геолого-разведочных работах, в машиностроении и др.
В начале 70-х гг. прошлого века последовательное увеличение затрат на научные исследования и разработки (ИР), рост численности занятых в сфере науки, а также увеличение числа научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций потребовали совершенствования методов управления, которые до этого основывались на традиционных волевых методах организации и руководства. Попытки прямого освоения зарубежного опыта применения методов сетевого управления и исследования операций сталкивались с большими трудностями из-за несоответствия организации работ в условиях рыночной и плановой экономики, неоднозначности состава и последовательности работ, индивидуальности и несопоставимости результатов научных исследований и разработок, сложности взаимосвязей между показателями стоимости, длительности, надежности и ресурсного обеспечения работ. Многие трудности удалось преодолеть на основе разработки методов целевого информационно-логического моделирования [6, 34] и различных информационно-логических моделей решения научно-технических проблем [5, 6, 31]. С их помощью удалось решить разнообразные проблемы прогнозирования ИР, анализа, оценки и планирования параметров длительности и стоимости проектов ИР. Позже эти методы послужили базой для разработки основ программно-целевого управления, которые широко использовались при формировании научно-технических программ [8, 37, 51].
В методах целевого информационно-логического моделирования основной акцент сделан на разработке и управлении реализацией ИП. В основе построения таких моделей используется одинаковый состав характерных частей (компонент) целевых ИР. К ним относится: внешняя потребность, цель, требование к цели, исходное состояние, способ выполнения, результат. Между этими компонентами в процессах целевого исследования существуют устойчивые взаимосвязи, определяющие строгий (однозначный) порядок установления содержания каждой компоненты [5, 6, 35]. В работах [5, 6, 35] изложены разнообразные информационно-логические модели, используемые для описания ИП и программ. Их развитие при разработке механизмов управления проектами позволило расширить возможности сетевого моделирования и методов принятия решений.
Разработка концепции и модели бытового электронного счетчика газа нового поколения
Инновационный проект рассматривает обоснованную в соответствии с потребностями рынка, трансформацию научной идеи (изобретения) в продукт (услугу), реализация которого обеспечивает коммерческий успех. Таким образом, инновационный проект - это совокупность научно-исследовательских, конструкторских и организационных работ и их результатов от идеи создания инновационного продукта до инвестиционного предложения.
Под концепцией решения проблемы создания газового счетчика нового поколения понимается постановка целей и требований к газовому счетчику, анализ существующих условий на рынке измерительных приборов, основные идеи его создания и результаты его функционирования. Назначение бытового газового счетчика: Бытовой электронный счетчик газа предназначен для непрерывного измерения и коммерческого учета отпущенного объемного расхода газа (природного или сжиженного в газообразной фазе), а также обнаружение утечки газа у индивидуальных потребителей (газ в квартирах и в мини-котельных). Основная идея при разработке концепции и модели электронного счетчика газа — возможность осуществить политику газосбережения на базе объективного измерения расхода газа в бытовом секторе и замену механических счетчиков электронными счетчиками нового поколения. При разработке концепции бытового счетчика газа основное внимание было уделено: 1) выбору эффективного способа измерения расхода газа, (стабильное и точное измерение), включая малые расходы газа (пользование газовой плитой или газовой колонкой); 2) разработке механизма обнаружения и защиты от утечек газа; 3) конструкции механизма оплаты газа кредитной картой; 4) малоремонтности счетчика газа.
Первоначально разработка проводилась с ориентацией на использование в качестве первичного датчика расхода газа оптоэлектронного преобразователя. При выборе способа измерения использовался традиционный, основанный на измерении перепада давления при прохождении газа через диафрагму. Основными достоинствами оптоэлектронного датчика является возможность многопараметрического измерения, малый расход энергии, надежность. В качестве диафрагмы использовалась переменная лепестковая диафрагма (широко используемая в фотографии). Она же использовалась и для закрытия подачи газа в случае обнаружения утечек газа с помощью сенсора газа. В качестве источника питания использовались два литиевых источника тока напряжением 3,65 В и емкостью 18 А»ч.
В силу возникших организационно-экономических проблем за согласованный срок между заказчиком (Фондом поддержки и развития нефтегазовой науки) и разработчиком (ЗАО «Интел сенсор технология») последнему не удалось разработать эффективную конструкцию диафрагмы, не был разработан механизм предоплаты, а параметры оптоэлектронного датчика оказались неустойчивыми. В результате даже в лабораторных условиях погрешность измерения при расходах в диапазоне 0,016-4,0 м /час составила 7% и более. Потребляемый ток оказался большим, в результате чего требовалась замена электрических батарей через 3,0 года. В силу этих причин собранный ЛО не прошел метрологических испытаний, и процесс разработки электронного счетчика с использованием оптоэлектронного датчика был прекращен.
Вслед за этим при поддержке ООО «Экоэнерго» были продолжены исследования с целью создания электронного счетчика бытового газа нового поколения. При этом частично был сохранен состав разработчиков проекта, которые на начальном этапе предпочли, заменив датчик, сохранить избранный ранее метод измерения на основе перепада давления через диафрагму. В качестве источника измерения перепада был использован тензоэлектрический датчик, выпускаемый компанией «МОТОРОЛЛА».
Однако диафрагма принималась с постоянным диаметром, принимаемым при определенных диапазонах измерения: 0,016-1,5; 1,5-4,0; 4,0 - 8,0; 8,0 - 16,0 м3/час. Разработанный электронный счетчик газа испытывался в лабораторных условиях, а затем был представлен в Государственный метрологический центр (г.Казань). Однако, точность измерения малых расходов в диапазоне 0,016-1,5 м3/час оказалась неудовлетворительной, а погрешность составила — 5%.
Далее были предприняты попытки улучшить точность измерения на основе замены импортного датчика на отечественный, выпускаемый одним из оборонных предприятий России. Однако, последовавшие улучшения конструкции на основе замены датчика и изменения измерительного тракта не привело к повышению точности измерения малых расходов.
Поэтому было принято решение об изменении не только датчика, но и принципа измерения расхода газа. Эти работы поддерживались и финансировались ООО «Экоэнерго» и ООО «ПФК «Ресурсо-Сберегающие Технологии» ("РСТ").
В качестве базового принципа был использован способ изменения скорости потока газа в приемном цилиндре. Однако скорость измерения определяется не перепадом давления газа, а скоростью прохождения ультразвукового сигнала в диапазоне Чо кГи В качестве устройства, перекрывающего подачу газа в случае обнаружения его утечки, было предложено использовать запорный клапан оригинальной конструкции с приводом, распространенным в часовых механизмах. Проведенные лабораторные исследования показали исключительно высокую точность измерения: на малых расходах погрешность не превышала 1%, а на средних и больших расходах (0,5 - 16,0 м /час) погрешность составила менее 0,5%. Существующий ГОСТ на измерение бытового газа был разработан для механических счетчиков и требует точность измерения не более 3,0% в пределах Qmm - 0,1 Qmax и не более 2,0% в пределах 0,1 Qmax - Qmax. Полученная точность нового типа бытового электронного счетчика газа (сокращенно названного БЭСГ значительно превосходит требования ГОСТа, что и было подтверждено сначала лабораторными исследованиями в ООО «РСТ», а затем и в Государственном метрологическом центре (г. Казань). Проведенные исследования погрешности проводились с учетом термокомпенсации (т.е. изменение расхода газа при разной температуре).
Также подтвердилась высокая эффективность устройства защиты от утечки газа, высокий ожидаемый срок эксплуатации (не менее 20 лет), высокая надежность (вероятность отказа не более 0,0001, т.е. 1 отказ на 10000 счетчиков), эффективная работа устройства отпуска газа на основе кредитной карты и отсутствие потребности в ремонте, не считая один раз в семь лет замену литиевых батарей, что выполняется при поверке счетчика. Графически поэтапный процесс создания бытового газового счетчика показан на рис. Ш.2.2.
Анализ технологии газосбережения в бытовом секторе (I Стадия) позволил выявить следующие основные потребительские свойства приборов измерения и учета: погрешность измерения; защита от утечек газа; - термокомпенсация; срок эксплуатации (жизненный цикл счетчика); - вероятность отказа; - гарантия оплаты; межповерочный интервал.
К этим показателям могут быть добавлены экономические показатели: а) стоимость (цена) счетчика; б) стоимость текущего обслуживания. Эти показатели также влияют на выбор и масштабы распространения счетчиков. Так, сравнительно дешевые механические счетчики, требуют значительных затрат на их ремонт и обслуживание. По оценкам ОАО «Ставрополькрайгаз», где используется более 240 тыс. счетчиков газа, в Ставропольском крае ежегодные затраты на обслуживание отечественных и импортных счетчиков при цене от 50 до 80 долл. составляют до 15% от стоимости счетчика, т.е. 7,5-9,0 долл. Следовательно, полная стоимость бытового счетчика с учетом затрат на текущее обслуживание (без учета дисконтирования) в пределах межповерочного интервала составляет 125-170 долл. Все это целесообразно учитывать при расчете ТЭО и бизнес-плана производства счетчиков газа. Учитьшая результаты анализа потребительских свойств к их показателям можно добавить условие малоремонтности.
