Выберите вариант и тему контрольной работы. Выбор осуществляется по двум последним цифрам зачетной книжки студента (см. таблицу 1).
Возможно также выполнение контрольной работы по индивидуальной теме, предложенной самим студентом, с учетом его учебной специализации и специфики задач, решаемых им в процессе своей трудовой, учебной и научной деятельности.
1. Осуществить выбор варианта контрольной работы (таблица №1).
Таблица №1
Таблица выбора варианта согласно номеру зачетной книжки
| Последние две цифры зачетной книжки | Вариант | Последние две цифры зачетной книжки | Вариант | Последние две цифры зачетной книжки | Вариант | Последние две цифры зачетной книжки | Вариант |
2. Проведите анализ глобальных проблем по заданной теме и составьте свой сценарий их разрешения, используя методологию IDEF0 в рамках и объеме согласованных с преподавателем. Определите и перечислите направления работы с декомпозицией и видами результирующей информации.
3. Определите входы, выходы, управление, рессурсы, которые будут необходимы для описания решения поставленной задачи с позиций системного анализа и ограниченности экономических ресурсов.
4. Определите и перечислите вспомогательные данные, которые обеспечивают функционирование основных процессов.
5. Самостоятельно проанализируйте композицию и декомпозицию полученных бизнес-процессов, составьте общий отчет. Для лучшего восприятия данных необходимо представить примеры (скриншоты) отражающие проблематику.
6. Контрольная работа должна иметь следующую структуру:
1). Титульный лист
2). Оглавление
3). Теоретическая часть
Раскрытый вопрос согласно номера зачетной книжки (см.ниже)
4). Практическая часть
Системный анализ в методологии IDEF0 согласно выбранного задания по номеру зачетной книжки (см.ниже) и ее подробного описания.
5). Список использованной литературы.
Анализ проблемы «обеспечение экологичности функционирования промышленных предприятий» и построение композиции и декомпозиции в нотации IDEF0 согласно Проблемосодержащей системы: «Россия»
XX век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, интенсификация добычи и выбросов, загрязняющих Землю, приводят к коренным изменениям в природе и отражаются на самом существовании человека. Часть из таких изменений чрезвычайно сильна и настолько широко распространена, что возникают глобальные экологические проблемы. Имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов, обезлесения и опустынивания территорий.
Проблемы возникают в результате такого взаимодействия природы и человека, при котором антропогенная нагрузка на территорию (ее определяют через техногенную нагрузку и плотность населения) превышает экологические возможности этой территории, обусловленные главным образом ее природно-ресурсным потенциалом и общей устойчивостью природных ландшафтов (комплексов, геосистем) к антропогенным воздействиям.
Общие тенденции развития производства
Основные источники загрязнения атмосферного воздуха территории нашей страны — машины и установки, использующие серосодержащие угли, нефть, газ.
Значительно загрязняют атмосферу автомобильный транспорт, ТЭЦ, предприятия черной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности. Большое количество вредных веществ в атмосферу поступает с выхлопными газами автомобилей, причем их доля в загрязнении воздуха постоянно растет; по некоторым оценкам в России — более 30%, а в США — более 60% от общего выброса загрязняющих веществ в атмосферу.
С ростом промышленного производства, его индустриализации, средозащитные мероприятия, базирующиеся на нормативах ПДК и их производных, становятся недостаточными для снижения уже образовавшихся загрязнений. Поэтому естественно обращение к поиску укрупненных характеристик, которые, отражая реальное состояние сред, помогли бы выбору экологически и экономически оптимального варианта, а в загрязненных (нарушенных) условиях – определили очередность восстановительно-оздоровительных мероприятий.
С переходом на путь интенсивного развития экономики важная роль отводится системе экономических показателей, наделенных важнейшими функциями хозяйственной деятельности: плановой, учетной, оценочной, контрольной и стимулирующей. Как всякое системное образование, представляющее собой не произвольную совокупность, а взаимосвязанные элементы в определенной целостности, экономические показатели призваны выражать конечный результат с учетом всех фаз воспроизводственного процесса.
Одной из важных причин увеличения природоемкости экономики стал превышающий все допустимые нормативы износ оборудования. В базовых отраслях промышленности, транспорта износ оборудования, в том числе очистного, достигает 70—80%. В условиях продолжающейся эксплуатации такого оборудования резко увеличивается вероятность экологических катастроф.
Типичной в этом отношении стала авария нефтепровода в арктическом районе Коми около Усинска. В результате на хрупкие экосистемы Севера вылилось — по различным оценкам — до 100 тыс. т нефти. Эта экологическая катастрофа стала одной из крупнейших в мире в 90-х гг., и она была вызвана крайней изношенностью трубопровода. Авария получила мировую огласку, хотя по оценкам некоторых российских специалистов она является одной из многих — просто другие удалось скрыть. Например, в том же регионе Коми в 1992 г., по данным межведомственной комиссии по экологической безопасности, произошло 890 аварий.
Колоссален экономический ущерб экологических катастроф. На сэкономленные в результате предотвращения аварий средства в течение нескольких лет можно было бы реконструировать топливно-энергетический комплекс, существенно снизить энергоемкость всей экономики.
Ущерб, наносимый природе при производстве и потреблении продукции, - результат нерационального природопользования. Возникла объективная необходимость установления взаимосвязей между результатами хозяйственной деятельности и показателями экологичности выпускаемой продукции, технологией ее производства. Это в соответствии с законодательством требует от трудовых коллективов дополнительных затрат, которые необходимо учитывать при планировании. На предприятии целесообразно разграничивать затраты на охрану окружающей среды, связанные с производством продукции и с доведением продукта до определенного уровня экологического качества, либо с заменой его другим, более экологичным.
Существует связь между качеством продукции и качеством окружающей среды: чем выше качество продукции (с учетом экологической оценки использования отходов и результатов природоохранной деятельности в процессе производства), тем выше качество окружающей среды.
Каким образом можно удовлетворить потребности общества в должном качестве окружающей среды? Преодолением негативных воздействий с помощью обоснованной системы норм и нормативов, с увязкой расчетных методов ПДВ, ПДС и средозащитных мероприятий; разумным (комплексным, экономичным) использованием природных ресурсов, отвечающим экологическим особенностям определенной территории; экологической ориентации хозяйственной деятельности, планирование и обоснование управленческих решений, выражающихся в прогрессивных направлениях взаимодействия природы и общества, экологической аттестации рабочих мест, технологии выпускаемой продукции.
Обоснование экологичности представляется неотъемлемой частью системы управления, влияющей на выбор приоритетов в обеспечении народного хозяйства природными ресурсами и услугами в пределах намечаемых объемов потребления.
Различие производственных интересов и отраслевых заданий определяет особенности взглядов специалистов на проблему экологизации производств, применяемой и создаваемой техники и технологии.
Предпринимаются попытки на основе единого методического подхода, расчетом частных и обобщающих показателей выразить взаимосвязь натуральных и стоимостных характеристик в принятии экономически целесообразного и экологически обусловленного (приемлемого) решения. Приоритетность натуральных параметров, показателей отвечает потребностям ресурсообеспечения общественного производства. Стоимостные показатели должны отражать результативность усилий по снижению (или повышению) техногенной нагрузки на природу. С их помощью производится расчет экологического ущерба и оценивается эффективность мер по стабилизации режима природопользования.
Надо сказать, что кроме этого принимаются и такие меры, как:
- обеспечение организации производства нового, более совершенного оборудования и аппаратуры для очистки промышленных выбросов в атмосферу от вредных газов, пыли, сажи и других веществ;
- проведение соответствующих научных исследований и опытно-конструкторской работ по созданию более совершенной аппаратуры и оборудования для защиты атмосферного воздуха от загрязнения промышленными выбросами;
- осуществление на предприятиях и организациях монтажа и наладки газоочистного и пылеулавливающего оборудования и аппаратуры;
- осуществление государственного контроля за работой газоочистных и пылеулавливающих установок на промышленных предприятиях.
Природно-промышленные системы в зависимости от принятых качественных и количественных параметров технологических процессов отличаются друг от друга по структуре, функционированию и характеру взаимодействия с природной средой. В действительности даже одинаковые по качественным и количественным параметрам технологических процессов природно-промышленные системы отличаются друг от друга неповторимостью экологических условий, что приводит к различным взаимодействиям производства с окружающей его природной средой. Поэтому предметом исследования в инженерной экологии является взаимодействие технологических и природных процессов в природно-промышленных системах.
В то же время в более развитых странах подход к проблемам окружающей среды со стороны правительств гораздо более жесток: например, ужесточаются нормы содержания вредных веществ в выхлопных газах. Чтобы не потерять свою долю рынка в сложившихся условиях, компания Honda Motors засунула под капот современный 32-разрядный компьютер и озадачила его проблемой сохранения окружающей среды. Микропроцессорное управление системой зажигания — не новость, однако, похоже, впервые в истории автомобильной промышленности программно реализован приоритет чистоты выхлопа, а не выжимания лишних "лошадей" из мотора. Надо сказать, компьютер в очередной раз продемонстрировал свой интеллект, уже на промежуточном этапе снизив токсичность выхлопа на 70% и потеряв при этом всего 1,5% мощности двигателя. Вдохновленный результатом, коллектив инженеров и программистов начал экологическую оптимизацию всего, что хоть как-то такую оптимизацию в состоянии вынести. Электронный эколог под капотом бдительно следит за составом рабочей смеси, впрыскиваемой в цилиндры, и "в режиме реального времени" управляет процессом сгорания топлива. А если, несмотря на все старания "уничтожить врага в его собственном логове" (в смысле, в цилиндрах двигателя) что-то в выхлопную трубу и проскочит, то наружу не выйдет: специальные датчики тут же сообщат об этом компьютеру, который, перенаправив коварную порцию выхлопа в специальный отсек, уничтожит ее там с помощью электричества. Разумеется, не забыли навесить на двигатель и специально разработанный каталитический дожигатель особой конструкции. Результат, как говорится, превзошел все ожидания: мощность двигателя снизилась совсем ненамного, экономичность не пострадала, а что касается выхлопа — забавно, но факт: процентное содержание в нем вредных веществ заметно меньше, чем в воздухе, которым дышат жители, например, центральных районов Лос-Анджелеса.
Энергетика и защита окружающей среды
Развитие современного производства, и, прежде всего промышленности, базируется в значительной степени на использовании ископаемого сырья. Среди отдельных видов ископаемых ресурсов на одно из первых мест по народнохозяйственному значению следует поставить источники топлива и электроэнергии.
Особенностью энергетического производства является непосредственное воздействие на природную среду в процессе извлечения топлива и его сжигания, причем происходящие изменения природных компонентов являются весьма наглядными.
Время, когда природа казалась неисчерпаемой, миновало. Грозные симптомы разрушительной деятельности человека с особой силой проявились пару десятилетий назад, вызвав в некоторых странах энергетический кризис. Стало ясно, что ресурсы энергоносителей ограничены. Это также относится и ко всем другим полезным ископаемым.
Ситуация легко проецируется на обеспечение страны электроэнергией. На сегодня основными электрогенерирующими источниками в Беларуси являются тепловые электростанции (ТЭС), работающие в основном на российском газе, а недостающая электроэнергия закупается на атомных станциях России и Литвы. Собственное производство электроэнергии осложняется тем, что более половины белорусских электростанций отработали свой проектный ресурс, а к 2010 году замены потребует уже 90% энергетического оборудования. То есть проблема требует принципиального решения: как компенсировать выбывающие мощности – ремонтировать и реконструировать старые или строить новые электростанции? Проведенные исследования показали, что простая замена оборудования и продление ресурса энергоблоков – не самый дешевый способ. Специалисты пришли к выводу, что наиболее выгодной является модернизация и реконструкция существующих электростанций и котельных путем внедрения современных газотурбинных и парогазовых установок с более высоким КПД. Сейчас по новейшей технологии за счет кредита Европейского Банка Реконструкции и Развития осуществляется модернизация Оршанской ТЭЦ с применением французского оборудования. Но опять же, топливом для парогазовых установок является все тот же российский природный газ. А когда Россия время от времени прикрывает газовую "задвижку", Беларусь сполна ощущает, что такое энергетическая независимость и безопасность. Главная проблема – высокая степень энергетической зависимости нашей страны от внешних источников. 85-90% сырья для белорусской топливной промышленности импортируется из России.
Между тем, по официальным оценкам, с прошлого года в нашей стране начался невиданный прирост производства. Если так будет продолжаться и дальше, то к 2015 году объемы производства увеличатся в 2,8 раза. Уровень энергопотребления при этом возрастет в полтора раза. При сохранении нынешних объемов поставок энергоносителей наша энергетическая система от такого прироста производства просто рухнет.
По оценкам специалистов, учитывая нынешние темпы увеличения ВВП, ситуация в энергетической отрасли резко обострится уже в ближайшее время. В то же время уже сейчас около половины белорусских энергетических мощностей требует замены. Значительная часть теплоэлектростанций по своим техническим характеристикам не соответствует нынешним потребностям энергопотребления. Электроэнергия, произведенная на белорусских ГРЭС, стоит дороже, чем импортируемая из Литвы и России.
По мнению директора института проблем энергетики Академии наук Александра Михалевича, сейчас отечественную энергосистему спасает только общее падение производства. Если бы оно оставалось на уровне 1991 года, энергетическая система просто не выдержала бы этого напряжения и кризис имел бы непредсказуемые последствия. Специалисты в области энергетики считают наиболее перспективным для нашей страны освоение энерго- и ресурсосберегающих технологий и реализацию программы энергосбережения.
Экономия топливно-энергетических ресурсов – важнейшее направление рационального природопользования
По мере технического прогресса все больший удельный вес приобретают первичные источники электроэнергии, получаемые с гидро- и геотермальных электростанций. Растет и получение электроэнергии с атомных электростанций. Потенциальные мощности всех этих источников велики, но пока экономически эффективной является только небольшая их часть.
Одной из характерных черт современного этапа научно-технического прогресса является возрастающий спрос на все виды энергии. Важным топливно-энергетическим ресурсом является природный газ. Затраты на его добычу и транспортировку ниже, чем для твердых видов топлива. Являясь прекрасным топливом (калорийность его на 10% выше мазута, в 1,5 раза выше угля и в 2,5 раза выше искусственного газа), он отличается также высокой отдачей тепла в разных установках. Газ используется в печах, требующих точного регулирования температуры; он мало дает отходов и дыма, загрязняющих воздух. Широкое применение природного газа в металлургии, при производстве цемента и в других отраслях промышленности позволило поднять на более высокий технический уровень работу промышленных предприятий и увеличить объем продукции, получаемой с единицы площади технологических установок, а так же улучшить экологию региона.
Экономия топливно-энергетических ресурсов в настоящее время становится одним из важнейших направлений перевода экономики на путь интенсивного развития и рационального природопользования. Однако, значительные возможности экономии минеральных топливно-энергетических ресурсов имеются при использовании энергетических ресурсов. Так, на стадии обогащения и преобразования энергоресурсов теряется до 3% энергии. В настоящее время почти вся электроэнергия в стране производится тепловыми электростанциями. Из 35 млн. кВт электроэнергии, потребляемых ежегодно, в Беларуси производится 23 млн. кВт., 11 млн. кВт импортируется из России и Литвы. Однако, учитывая, что вся белорусская электроэнергия производится на российском газе, считать нашу электроэнергетическую систему самостоятельной не приходится. По нормам развитых стран не рекомендуется импортировать более 30% топливно-энергетических ресурсов из одной страны. В противном случае государство становится слишком зависимым от сырьевых источников. Поэтому на повестку дня все чаще ставится вопрос о применении нетрадиционных источников энергии.
На ТЭС при выработке электроэнергии полезно используется лишь 30—40% тепловой энергии, остальная часть рассеивается в окружающей среде с дымовыми газами, подогретой водой. Немаловажное значение в экономии минеральных топливно-энергетических ресурсов играет снижение удельного расхода топлива на производство электроэнергии.
Таким образом, основными направлениями экономии энергоресурсов являются: совершенствование технологических процессов, совершенствование оборудования, снижение прямых потерь топливно-энергетических ресурсов, структурные изменения в технологии производства, структурные изменения в производимой продукции, улучшение качества топлива и энергии, организационно-технические мероприятия. Проведение этих мероприятий вызывается не только необходимостью экономии энергетических ресурсов, но и важностью учета вопросов охраны окружающей среды при решении энергетических проблем.
Большое значение имеет замена ископаемого топлива другими источниками (солнечной энергией, энергией волн, прилива, земли, ветров). Эти источники энергетических ресурсов являются экологически чистыми. Заменяя ими ископаемое топливо, мы снижаем вредное воздействие на природу и экономим органические энергоресурсы. Специалисты в области энергетики считают наиболее перспективным для нашей страны освоение энерго- и ресурсосберегающих технологий и реализацию программы энергосбережения. Правда, самым радикальным выходом стало бы строительство в Беларуси АЭС. Однако по этому поводу пока нет единого мнения ни в среде энергетиков, ни в правительстве. Сторонники АЭС утверждают, что введение станции в строй позволит обеспечить до 30% энергопотребностей страны. Противники ссылаются на то, что создание АЭС небезопасно и не может считаться панацей от всех бед.
Частично сократить поставки топлива из-за рубежа позволит расширение использования местных топливных ресурсов РБ, таких как нефть, попутный газ, бурые угли, торф, древесина, отходы животноводства. (Для Беларуси наиболее реальным источником замещения некоторой части импортируемого топлива может стать древесина и древесные отходы: по примеру скандинавских стран в ближайшие годы можно увеличить применение древесины в качестве топлива в 1,5-2 раза.) Но расчеты показывают, что намеченные меры по энергосбережению, максимальному использованию местных топливных ресурсов и нетрадиционных источников энергии смогут увеличить обеспеченность собственным топливом лишь до 38-40%.
Из анализа ретроспективы развития природоохранной деятельности и ресурсосберегающей технологии производства продукции потребления следует, что многомиллиардные затраты на эти цели не принесли желаемых результатов.
Основной причиной значительного ухудшения экологической ситуации в нашей стране является отсутствие устойчивого механизма, учитывающего уровень превышения ПДК и ПДВ. Это отражается на экономике источников, загрязняющих окружающую среду, а также базовых (стартовых) эколого-экономических нормативов, определяющих виды экономического, морального наказания или поощрения.
Одной из основополагающих посылок при формировании эколого-экономических нормативов является определение "пропорций" между возможными направлениями использования природных ресурсов в границах конкретной территории. Расчет нормативов должен осуществляться с учетом следующих положений:
- для каждого природного комплекса существует определенная величина максимально допустимой антропогенной нагрузки, которая не нарушает естественных процессов, и её действие может быть компенсировано процессами самовосстановления;
- при антропогенной нагрузке, более высокой, чем допустимое значение, но не превышающей конкретный для каждой природной системы предельный уровень, нарушения в естественном состоянии этой системы, вызванные действием антропогенного фактора, могут быть устранены в результате ликвидации нагрузки и проведения природоохранных мероприятий;
- если антропогенная нагрузка на природную среду превысила предельный уровень, то развиваются процессы необратимой деградации.
На современном уровне развития производственных сил в оборот вовлечены практически все территориальные элементы и компоненты окружающей среды, поэтому они подвергаются отрицательному воздействию загрязняющих веществ и физических факторов. Уровень и состав загрязнения дифференцируются по территории Белоруссии и определяются отраслевой спецификой производства, явлениями переноса загрязняющих веществ через атмосферный воздух, воду и другие носители загрязнения окружающей среды. Поэтому, целесообразно пересмотреть сложившиеся технологические процессы, наносящие ущерб окружающей среде.
Экологизация экономики и бизнес
Экологизация экономики не является абсолютно новой проблемой. Практическое воплощение принципов экологичности тесно связано с познанием естественных процессов и достигнутым техническим уровнем производств. Новизна проявляется в эквивалентности обмена между природой и человеком на основе оптимальных организационно-технических решений по созданию, например, искусственных экосистем, по использованию предоставляемых природой материальных и технических ресурсов. В процессе экологизации экономики специалисты выделяют некоторые особенности. Например, чтобы сократить до минимума ущерб, наносимый окружающей среде, в отдельном регионе нужно производить только один вид продукции. Если же обществу необходим расширенный набор продуктов, то целесообразно разработать безотходные технологии, эффективные системы и технику очистки, а также контрольно-измерительную аппаратуру. Это позволит наладить производство полезной продукции из побочных компонентов и отходов отраслей. Основные цели, к которым мы стремимся при экологизации экономики, – уменьшение техногенной нагрузки, поддержание природного потенциала путем самовосстановления и режима естественных процессов в природе, сокращение потерь, комплексность извлечения полезных компонентов, использование отходов в качестве вторичного ресурса.
Рис.1 Композиция описанной выше проблематики
Рис.2 Декомпозиция описанной выше проблематики
5. Список вопросов теоретической части контрольной работы:
1. Системность как способ восприятия описания, понимания и преобразования мира. Типы систем, с которыми сталкивается человек.
2. Определение системы через ее общие свойства. Статические свойства систем (целостность, открытость, неоднородность, структурированность). Динамические свойства систем (стимулируемость, функциональность, изменчивость во времени, способность к существованию в изменяющейся среде).
3. Синтетические свойства систем (эмерджентность, нераздельность, ингерентность, целесообразность).
4. Модель как «инструмент» взаимодействия субъекта с реальностью. Когнитивные модели как инструмент познания, прагматические модели как инструмент преобразования.
5. Анализ как метод объяснения функционирования системы. Синтез как метод объяснения роли системы в среде.
6. Аналитический подход к понятию модели. Абстрактные и реальные модели. Язык как модель описания реальности.
7. Классификация как модель разнообразия реальности. Искусственные и естественные классификации. Классификация абстрактных моделей.
8. Вербальные, концептуальные, математические модели. Баланс как математическая модель целосности и открытости системы.
9. Статические и динамические модели. Реальные модели и их классификация. Аналогия как основа классификации реальных моделей.
10. Синтетический подход в объяснении взаимодействия модели и оригинала в процессе познания и преобразования.
11. Адекватность моделей. Иерархия уровней адекватности. Ингерентность модели культуре.
12. Понятие проблемы и ее компоненты: проблемная ситуация, клиент, аналитик, стейкхолдеры.
13. Системообразующая роль оценок в проблеме. Роль субъективных целей в разрешении проблемы.
14. Способы воздействия на проблемосодержащую систему: воздействие на субъект, воздействие на связь субъекта с ситуацией, вмешательство в ситуацию.
15. Типы идеологий вмешательства: приоритет меньшинства, приоритет группы, приоритет всех. Улучшающие вмешательства и их осуществимость.
16. Типы улучшающих вмешательств (absolution, resolution, solution, dissolution) и условия их применения. Стили управления (пассивный, реактивный, превентивный, интерактивный) ориентирующиеся а разные типы вмешательств.
17. Аналитический подход к управлению: управляемая система, управляемые и неуправляемые (наблюдаемые и ненаблюдаемые) входы, цель управления (конечное состояние и траектория), управляющее воздействие, способы выявления существования управляющих воздействий, обеспечивающих достижение цели, модель системы, система управления.
18. Этапы управления: подбор на модели подходящего управляющего воздействия, реализация управляющего воздействия на системе. Критерий качества управляющего воздействия.
19. Предпосылки и условия успеха системного анализа. Основные этапы системного анализа.
20. Модель «человек в среде» как базовая модель анализа социально-экономических процессов. Система целей и задач человека.
