Развитие теоретических основ организационно-технологической надежности и повышения эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Развитие теоретических основ организационно-технологической надежности и повышения эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта

Специальность 05.02.22 -- транспорт

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Верескун Владимир Дмитриевич

Москва 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения» (СГУПС).

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Лёвин Борис Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Шеремет Николай Михайлович

доктор технических наук Клепиков Владимир Павлович

доктор технических наук Нестеров Валерий Леонидович

Ведущая организация: Институт проблем транспорта имени Н.С. Соломенко Российской академии наук.

Защита диссертации состоится «___»___________ 2010 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 218.005.09 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, ГСП-4, Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ауд. 1235.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ).

Автореферат разослан «___»______________ 2010 г.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес ученого совета Университета.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор В.А. Козырев

технологический надежность железнодорожный транспорт

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследуемой проблемы обусловлена глубокими научно-техническими и институциональными преобразованиями, происходящими в процессе глобализации мировой экономики и становления организационно-правовых основ рыночного хозяйства Российской Федерации. Критическим фактором ее развития становятся производственные транспортные системы (ПТС). Развитие транспортного комплекса приобретает статус приоритетных задач государственной деятельности. Производственная транспортная инфраструктура становится стратегическим элементом развития экономики России. Современные экономические условия и научно-технический уровень развития производственных транспортных систем требуют коренной перестройки организационно-правовых форм социально-экономических отношений и систем организации производства и управления. В настоящее время в рамках реформирования железнодорожного транспорта реализуются транспортная стратегия РФ до 2030 г., стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 г., функциональные программы ОАО «РЖД». В частности, в ходе реформирования транспортной отрасли проделана большая работа в сфере хозяйственного обособления видов бизнеса и построения холдинга ОАО «РЖД».

Остаются актуальными проблемы согласования бизнес-интересов организаторов перевозочного процесса с бизнес-интересами инфраструктурных хозяйств, увязки показателей оценки количества и качества работы. Действующая система оценки работы эксплуатационных подразделений нижнего уровня по выполнению заданных нормативных качественных и количественных показателей в ряде случаев противоречит финансовым итогам реализации перевозочного процесса в ОАО «РЖД» в целом.

Сверхнормативное количество технических и технологических отказов, а также предупреждений об ограничении скорости движения поездов приводит к низкой надежности планирования своевременности доставки грузов и пассажиров. При этом критерий системной оценки надежности планирования, увязанный с надежностью технических систем, отсутствует.

Новая парадигма развития научных знаний ставит проблему единства толкования новых понятий, категорий, методов и принципов организационных изменений производственных транспортных систем в пространстве и времени. Современное развитие вычислительной техники, международных информационных сетей и технологий позволяют выдвинуть проблему развития теоретических основ организационно-технологической надежности и повышения эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта, а также гипотезу о закономерности возникновения новых механизмов управления организациями и на их основе разработать комплекс технических, организационно-технологических и методических направлений повышения надежности, уровней организации и управления, а также кадрового обеспечения производственных объектов железнодорожного транспорта.

Процесс развития новых форм организаций, инновационных технологий, становления методологии организационно-технологической надежности производственных процессов железнодорожного транспорта и результатов его деятельности характеризуется отставанием фундаментальных научных исследований от практического опыта.

Объектом исследования являются производственные объекты железнодорожного транспорта, их структурные элементы, процессы управления, информационная взаимосвязь и взаимозависимость между ними.

Предметом исследования являются методологические и системотехнические принципы, модели исследования и критерии эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта на основе современного уровня развития транспортно-технологических процессов и информационных технологий.

Цель исследования -- разработать теоретико-методологические положения концепции управления и системного анализа организационно-технологической надежности производственных процессов, организационных структур, аппаратно-программных комплексов, организационно-технологических аспектов менеджмента и эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта.

Задачи исследования.

Теоретико-методологические:

? систематизировать теоретические основы организации производства на железнодорожном транспорте;

? обобщить и интерпретировать новые доминанты, приоритеты в формировании и функционировании производственных объектов железнодорожного транспорта;

? выявить методологическое содержание и потенциальные возможности системного анализа организации производственных объектов железнодорожного транспорта и результатов его деятельности на основе комплекса формализованных описаний целевых моделей взаимодействия производственных процессов организации движения и инфраструктуры железнодорожного транспорта;

? обосновать принципы построения нетрадиционных организационных структур управления в вертикально-интегрированной системе холдинга ОАО «РЖД».

Практические:

? разработать комплекс корреляционно-регрессионных моделей для оценки влияния параметров производственных процессов на основную деятельность железнодорожного транспорта;

? разработать комплекс корреляционно-регрессионных моделей производственно-финансовой деятельности по хозяйству пути Западно-Сибирской железной дороги для выявления основных направлений повышения эффективности путевого комплекса;

? усовершенствовать организацию производственных процессов путевого хозяйства железных дорог при проведении реконструкции и капитального ремонта с использованием спутниковой навигационной системы (ГЛОНАСС/GPS);

? обосновать и разработать показатели оценки организационно-технологической надежности планирования путевых работ, увязанной с надежностью технических систем и программного обеспечения;

? разработать комплекс моделей, методик и программных средств анализа и оценки совершенствования производственных, организационных и бизнес-процессов железнодорожного транспорта;

? разработать концепцию кадрового обеспечения путевого хозяйства на базе инновационных технологий и новых структурно-функциональных образований;

? разработать концепцию методического обеспечения, предложить основные принципы и создать модели работы служб тренажными комплексами.

Технические:

? организовать разработку аппаратно-программного комплекса для диагностики состояния верхнего строения пути железной дороги и проектирования выправки пути;

? разработать учебно-исследовательский лабораторный комплекс «Виртуальная железная дорога».

Степень проработанности проблемы. Теоретическая и методологическая основа исследования. Системным исследованиям технических и экономических проблем производственных транспортных объектов, теоретическому обоснованию совершенствования организации производственных процессов и управления ими посвящены работы отечественных ученых: В.Н. Образцова, В.И. Арсенова, М.М. Болотина, П.С. Грунтова, Х.Ш. Зябирова, В.И. Ковалева, В.И. Колесникова, О.Г. Кокаева, В.А. Козырева, П.А. Козлова, В.А. Кудрявцева, А.В. Кутыркина, Б.А. Лёвина, Э.А. Мамаева, Д.А. Мачерета, С.П. Миловидова, В.Н. Морозова, В.А. Персианова, А.М. Пешкова, С.М. Резера, Н.П. Терешиной, В.А. Шарова, Н.Г. Шабалина, Н.М. Шеремета и многих других.

Базовые положения общей теории систем представлены в работах И.В. Блауберга, А.А. Богданова, Д.М. Гвишиани, В.Н. Садовского, А.И. Уемова, Э.Г. Юдина и др., программно-целевого планирования и управления развитием транспортных объектов -- Б.А. Волкова, Б.М. Лапидуса, В.Я. Ткаченко.

Методологические положения надежности технических систем железнодорожного транспорта и безопасности движения поездов исследованы в научных трудах А.Ф. Бородина, А.А. Воробьева, В.А. Гапановича, Б.М. Гордона, Г.В. Дружинина, В.М. Ермакова, Н.И. Карпущенко, В.М. Лисенкова, В.А. Попова, Ю.М. Черкашина, Г.К. Щепотина и др.

Основные принципы построения и моделирования технологий корпоративных сетей, организационных структур управления изложены в работах С.Л. Барканова, В.Н. Буркова, В.С. Воробьева, Е.С. Гламаздина, Г.В. Дружинина, Ю.А. Куликова, М. Кульгина, О.А. Латушкина, В.М. Сая, а также W. Dunkan, K. Forsberg, K. Laudon, S. Telleen, M. Hammer и др.

Ключевые положения виртуального управления организациями представлены работами М.В. Романовой, С. Паринова и др.

Методология исследований. При развитии теоретико-методологических основ организационно-технологической надежности и повышения эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта использовались положения общей теории систем, общей теории управления, теории надежности. Данное исследование основывается на методологии программно-целевого подхода, системного анализа, концепциях, принципах и моделях модернизации железнодорожного транспорта мировой транспортной системы и Российской Федерации.

Защищаемые автором положения.

1. Эффективное реформирование производственных объектов железнодорожного транспорта в рамках стратегии развития до 2030 года и функциональных программ ее реализации возможно на основе развития теоретико-методологических и системотехнических положений формирования производственных и организационно-правовых форм новых социально-экономических отношений на базе создания концепций, принципов, критериев, моделей и методов обеспечения требуемых качественных и количественных характеристик работы железнодорожного транспорта.

2. Методологические принципы системного анализа производственных объектов, дополненные принципом виртуального управления, позволяют повысить качество организационно-технологических решений, создать новые формы информационного взаимодействия субъектов управления по всем фазам проектов железнодорожного транспорта, реализуемых географически разобщенными индивидуумами, группами, организационными единицами.

3. Реализация выявленных направлений эволюции теоретических представлений о развитии производственных объектов железнодорожного транспорта на основе методологических и системотехнических принципов повышения надежности, организационно-технологических аспектов менеджмента и кадрового обеспечения производственных процессов позволяет обосновать конкурентные отношения между операторами грузовых перевозок как закономерное повышение эффективности обслуживания грузоотправителей за счет разделения функций эксплуатации и менеджмента инфраструктуры.

4. Концепция системной оценки организации управления производственными объектами железнодорожного транспорта и результатов его деятельности позволяет научно обосновать закономерности разработки комплекса технических, организационно-технологических и методических направлений повышения надежности, уровней организации и управления, а также кадрового обеспечения производственных объектов.

5. Обобщение существующих концептуальных подходов, установление их теоретико-методологических возможностей для системной оценки организационных изменений как основы формирования, разработка концептуально-логической модели управления на основе формализованного описания производственных объектов, установление качественных и количественных характеристик системы, построение моделей организационных структур позволяют увязать организационно-технологическую надежность производственных процессов с надежностью технических систем, обеспечивая тем самым безопасность движения поездов.

6. Концепция методического обеспечения, использующая принципы креативной педагогики, компьютерных технологий обучения студентов и специалистов железнодорожного транспорта, эффективные программы компьютерных и тренажерных тренингов, максимально приближенных к реальным условиям, инновационно-образовательная программа подготовки преподавательского состава и студентов на базе инновационных разработок СГУПСа и мирового опыта, создание учебно-исследовательского лабораторного комплекса служат гарантией осуществления подготовки высококвалифицированных специалистов для ОАО «РЖД».

В качестве информационной базы исследования использовались: Транспортная стратегия РФ до 2030 г., Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 г., функциональные программы реформирования железнодорожного транспорта, данные научных исследований НИИ и информационно-аналитических центров, фактологические и эмпирические материалы, содержащиеся в работах отечественных и зарубежных ученых, материалы конференций и семинаров, сети Internet, статистическая отчетность ОАО «РЖД».

Достоверность и обоснованность полученных результатов определяется:

корректным применением общеметодических принципов и объективных методов научного исследования, методов планирования и проведения экспериментов и наблюдений;

надежностью и достаточностью информационной базы, натурным испытанием системы выправки пути на базе ГЛОНАСС.

Разработанные автором методологические положения управления производственными объектами прошли апробацию и оформлены в виде публикаций, научных отчетов, инвестиционных проектов, концепций, обучающих систем.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что автором:

1. Развиты методологические принципы системного анализа производственных объектов через дополнение принципа виртуального управления как процесса принятия решений в условиях информационного взаимодействия субъектов управления по всем фазам проектов железнодорожного транспорта, реализуемых географически разобщенными индивидуумами, группами, организационными единицами.

2. Выявлены направления эволюции теоретических представлений о развитии производственных объектов железнодорожного транспорта на основе методологических и системотехнических принципов повышения надежности, организационно-технологических аспектов менеджмента и кадрового обеспечения производственных процессов железнодорожного транспорта, заключающиеся в создании конкурентных отношений между операторами грузовых перевозок и повышении эффективности обслуживания грузоотправителей за счет разделения функций эксплуатации и менеджмента инфраструктуры.

Основные результаты диссертационной работы, полученные лично автором.

Теоретико-методологические:

? выявлен комплекс проблем в теории организации производственных объектов, порожденных новыми явлениями организационной реальности, реформированием транспортной отрасли, развитием IT-технологий;

? обобщены существующие концептуальные подходы, установлены их теоретико-методологические возможности для системной оценки организационных изменений как основы формирования производственных объектов;

? предложены детерминированная и вероятностная оценки организационно-технологической надежности производственных процессов обеспечения безопасности движения поездов, увязанной с индексом надежности технических систем;

? разработана концептуально-логическая модель управления производственными объектами на основе формализованного описания объектов управления, установлены качественные и количественные характеристики, их состав и критерии эффективности системы.

Методические:

? предложен подход к формированию нетрадиционных организационно-управленческих структур, имеющих ряд конкурентных преимуществ и в наибольшей степени удовлетворяющих стратегическим целям производства;

? структурированы информационные потоки по элементам потока, элементарным потокам и, собственно, информационным потокам, предложено их деление на регулярные и вероятностные, что позволило представить функции управления в виде оперограмм и описать графом состояний;

? предложена модель информационных процессов в производственных объектах на основе представления процесса функционирования системы как марковского процесса с непрерывным временем и дискретными состояниями, что позволяет моделировать организационные структуры управления и рассчитывать их параметры;

? предложена имитационная модель формирования структур управления нестационарными технологическими процессами на основе метода Монте-Карло, позволяющего учесть различные законы распределения времени передачи и обработки данных, тем самым повысить адекватность реальным процессам и расширить круг решаемых задач;

Прикладные:

? построен ряд корреляционно-регрессионных моделей по данным ОАО «РЖД» и филиала ОАО «РЖД» -- Западно-Сибирская железная дорога, позволивших оценить степень влияния различных факторов на результаты деятельности дороги;

? выполнена оценка надежности программно-технического комплекса управления выправкой пути, реконструкцией и капитальным ремонтом с использованием спутниковой навигационной системы (ГЛОНАСС/GPS);

? выполнена оценка организационно-технологической надежности работы путевого хозяйства за последние 5 лет, позволяющая подтвердить высокую эффективность управления при ограниченных ресурсах;

? предложена концепция методического обеспечения, использующая принципы креативной педагогики, компьютерных технологий обучения для студентов и специалистов железнодорожного транспорта;

? предложены основные принципы и созданы эффективные программы компьютерных и тренажерных тренингов, максимально приближенных к реальным условиям, позволяющих осуществлять подготовку студентов и повышение квалификации специалистов ОАО «РЖД»;

? предложена инновационно-образовательная программа подготовки преподавательского состава и студентов на базе инновационных разработок СГУПСа и мирового опыта.

Технические:

? под руководством автора и при его непосредственном участии создан аппаратно-программный комплекс для диагностики состояния верхнего строения пути железной дороги и выправки пути;

? создан учебно-исследовательский лабораторный комплекс «Виртуальная железная дорога», воплощенный в ряде лабораторий РГУПСа и СГУПСа.

Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при развитии производственных объектов, причем как отдельных хозяйств железнодорожного транспорта, филиалов железных дорог, так и сети в целом, т.к. проблемы, выявленные в работе, универсальны и характерны для большинства современных транспортно-технологических процессов. Теоретические выводы и обобщения направлены на повышение эффективности организации и управления производственными объектами, усиление ресурсосберегающей политики, инновационных технологий и оптимизацию транспортно-логистических процессов. Технология выправки пути на базе глобальных спутниковых систем позволяет повысить производительность путевой техники в несколько раз. Обоснованные в работе методические положения оценки организационно-технологической надежности планирования и регулирования деятельности производства могут использоваться в практике производственной деятельности инфраструктурных организаций транспортного комплекса. Учебно-исследовательский комплекс позволяет повысить эффективность подготовки специалистов в плане приобретения ими практических навыков.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 12 международных, региональных и вузовских научно-практических конференциях. Это -- международные научно-практические конференции: «ТелеКомТранс?2003». (27?29 мая 2003 г., Сочи), «Недвижимость: проблемы экономики, управления и подготовки кадров» (12?14 октября 2006 г., Москва), «Логистика Сибири ? 2006: Развитие транспортного логистического комплекса Сибирского федерального округа» (18 октября 2006 г., Новосибирск), «Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе: кадровое и научно-техническое обеспечение процессов интеграции в мировую транспортную систему» (29?30 ноября 2007 г., Новосибирск); всероссийские научно-методические и практические конференции: «Политранспортные системы» (23 апреля 2009 г., Новосибирск), «Формирование инновационного мышления и профессиональной ответственности в вузе» (18 марта 2009 г., Новосибирск); региональные научно-методические конференции «Высшая школа как социальный институт: история и современность» (31 января 2006 г., Новосибирск), «Научно-методические проблемы в сфере проектирования, строительства и эксплуатации недвижимости» (11?14 сентября 2007 г., Санкт-Петербург), «Резервы повышения качества профессиональной подготовки специалистов: проблемы и опыт» (юбил. межвуз. конф., посвящ. 75-летию СГУПСа, 31 янв. ? 1 февр. 2007 г., Новосибирск) и др.

Результаты работы нашли отражение в учебном процессе РГУПСа и СГУПСа: создан учебно-исследовательский лабораторный комплекс «Виртуальная железная дорога», воплощенный в ряде лабораторий; подготовлены программы, читаются курсы лекций и ведутся практические занятия по ряду дисциплин железнодорожного профиля.

Результаты исследований изложены в 3-х монографиях, в 13-ти статьях в научных журналах, рекомендованных ВАК по транспорту; в научных сборниках, а также в 3-х учебных пособиях. По теме диссертации опубликовано 30 научных работ, в составе которых 31,25 п. л. написано лично соискателем.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены на объектах железнодорожного транспорта (Протокол испытаний системы управления выправкой пути (СУВП) на базе Глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) от 26.11.2008), (Акт внедрения методики оценки организационно-технологической надежности системы путевого хозяйства и надежности аппаратно-программных комплексов СУВП от 15.03.09), в РГУПСе (Акт внедрения учебно-исследовательского лабораторного комплекса «Виртуальная железная дорога» от 28.05.09), в СГУПСе (Акт внедрения тренажерных комплексов «Физические модели типовых железнодорожных объектов на примере грузовой станции» от 20.01.09).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, каждая из которых посвящена исследованию взаимосвязанных аспектов темы работы, заключения и списка литературы, включающего 268 наименований. Объем работы составляет 375 страниц основного текста, 33 таблицы, 78 рисунков, 7 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационного исследования, дана характеристика и степень изученности рассматриваемых проблем. Сформулированы цель, задачи, определены методология исследований, научная новизна. Приведены научные результаты, подтверждена практическая значимость. На рис. 1 приведена структура исследования.

Первая глава (ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ) посвящена системному представлению производственных объектов как сложной совокупности производств железнодорожного транспорта, обзору и оценке эффективности ПТС в мировой экономике, анализу критериев и показателей системной оценки производственных процессов железнодорожного транспорта. Сформулированы проблемы надежности технических средств, организационно-технологической надежности производственных объектов, эффективной организации производства на железнодорожном транспорте и определена область исследования.

Производственных объекты относятся к категории сложных систем, исследование и совершенствование работы которых могут быть эффективными лишь на основе применения системного подхода и методологии системного анализа. Их специфика проявляется в:

? невозможности и нецелесообразности использования единой модели исследования различных аспектов ПТС;

? совместном учете всех факторов, относящихся к различным подсистемам;

? необходимости выявления целенаправленности поведения и проявления отдельных составляющих для интерпретации всей транспортной системы.

Рис. 1 Структура диссертационного исследования

К понятию сложных систем в диссертации отнесены бизнес-процессы, охватывающие совокупность различных организационно-технологических решений, направленных на получение новой продукции и услуг, реализуемых в рамках инновационных технологий в территориально удаленных географических районах в разных часовых поясах, в разных организационно-правовых образованиях и с обязательным использованием современных средств вычислительной техники.

Это дает основание автору ввести следующий принцип системного анализа (СА).

Принцип виртуального управления как процесс принятия решений в условиях процесса информационного взаимодействия субъектов управления методами СА по всем фазам бизнес-процессов, реализуемых географически разобщенными индивидуумами, группами, организационными единицами при обязательном участии информационных технологий на основе систем управления распределенными базами данных, базами знаний, экспертными системами для достижения коммерческих и социальных целей.

Современные общесистемные подходы при исследовании производственных объектов могут и должны быть расширены постановками нового класса задач, аппарата исследования при принятии решений и управлении ими.

Общим для приведенных в диссертации моделей или их комплекса должно быть отражение связей в изменении поведения системы с показателями эффективности такого поведения. Модель функционирования системы в условиях взаимодействия с внешней средой может быть использована на железнодорожном транспорте в следующем виде

F = f (X, Y), (1)

где F -- показатель эффективности системы (или критерий принятия решения):

F = {F₁, F₂, …, F_p}; (2)

Х -- множество решающих переменных, находящихся внутри системы,

Х = {Х₁, Х₂, …, Х_k}; Х-_i = {х_i1, х_i2, …, х_ir}, i = , k = ; (3)

Y -- множество факторов окружающей среды, которые не входят в само решение, но во многом его определяют.

Переменные Х определяются исследователем в зависимости от решаемых задач. Переменные Y представляют собой набор заранее заданных величин, в качестве конкретных значений которых могут использоваться либо средние, либо наиболее вероятные значения. Для общего случая

Y = {Y₁, Y₂, …, Y_q}, где Y_j = {y_j1, y_j2, …, y_jd}, j = , d = . (4)

Через фиксированные значения вектора (4) определяется конкретное состояние внешней среды.

Реформирование производственных объектов на всех этапах как сложной совокупности производств железнодорожного транспорта с применением системного подхода и проведением системного анализа все еще остается в большей степени искусством, чем наукой. Цена, которую приходится платить за частичные неудачные решения, может оказаться высокой и выражаться в затягивании сроков реализации проектов, снижении эффективности системы. Отсюда понятна и актуальна роль и место системной оценки проектных решений, процесса экспертизы на всех этапах разработки системы, распределенной по всем циклам ее создания. Учитывая то обстоятельство, что совокупность производств железнодорожного транспорта относится к категории больших систем и Российская Федерация приступила к третьему этапу его реформирования, актуальной становится проблема обеспечения организационно-технологической надежности производственных объектов железнодорожного транспорта и развития ее теоретических основ.

Реформы на железных дорогах Европы направлены, в частности, на создание конкурентных отношений между операторами грузовых перевозок и повышение эффективности обслуживания грузоотправителей за счет разделения функций эксплуатации и менеджмента инфраструктуры. Вместе с тем, до настоящего времени нет достаточных аргументированных оценок отделения функций ведения инфраструктуры от операторской перевозочной деятельности и появления конкуренции между операторами, выполненных на основании глубокого анализа из-за отсутствия достаточных сведений по таким изменениям. Попытка исследования выгод появления и усиления конкуренции как в условиях разделения функций эксплуатации и инфраструктуры, так и без них предпринята в Германии, Швеции и Великобритании. Либерализация железнодорожного транспорта в каждой из этих стран проведена своим путем.

Модель Германии рассматривается как комбинация преимуществ открытого доступа с интеграцией функций менеджмента инфраструктуры и эксплуатации в целях оптимизации кооперации.

Модель Швеции по отделению инфраструктуры для правительства оказалась дорогим мероприятием. Она пошла на пользу грузоотправителям, но за счет усиления бремени налогоплательщиков.

Из множества рассматриваемых правительством Великобритании вариантов в пассажирских перевозках предпочтение было отдано модели на базе сегментации рынка. Она позволяла сохранить контроль за инфраструктурой. Была осуществлена комплексная реструктуризация, в ходе которой было создано около сотни отдельных организаций, связанных регулирующими и контрактными обязательствами. В рамках современной модели отдельные бизнес-структуры, включая инфраструктурную и пассажирских перевозок, являются объектами экономического регулирования. Грузовое обслуживание и лизинг подвижного состава выведены из государственного сектора.

Германская модель сохраняет выгоды интеграции и в то же время допускает конкуренцию. Реализация моделей вертикального разделения Швеции и Великобритании привели к дополнительным системным расходам.

Очевидно, что выгоды и расходы, связанные с разделением функций эксплуатации и менеджмента инфраструктуры, могут различаться по странам и регионам внутри страны в зависимости от ряда местных условий: состояния рынков, ограничений по провозной способности и методов регулирования, применимых к железным дорогам. Оптимизация обращения поездов может быть эффективной в перевозочной деятельности при условии строительства новой и реконструкции действующей инфраструктуры путем ее усиления.

Сложность и многообразие технологий и организации производственных процессов, оценки деятельности производственных структур и управленческих звеньев на железнодорожном транспорте настолько велико, что в качестве индикаторов работы используется значительное количество показателей и критериев, зачастую противоречащих друг другу, но эффективных для оценки и оптимизации деятельности конкретного производства.

В Транспортной стратегии развития транспорта до 2030 года в качестве целевых показателей выделены объем перевозок грузов и пассажиров. Реализация данной Стратегии по указанным в ней сценариям зависит от множества факторов. К определяющим в развитии железных дорог отнесены социальные, технологические, экологические, экономические, политические и организационные факторы. Методологию системной оценки влияния этих факторов на результаты деятельности производственных систем железнодорожного транспорта автор рассматривает как парадигму 1) основных концепций; 2) технологии, организации и управления производственными процессами; 3) методических средств и инструментария, определяющую организационно-технологическую надежность производственных объектов.

В области методических основ проблема системной оценки влияния надежности, управления и кадрового обеспечения производства определяется задачами сбалансированности компонентов системы с выявлением методов и механизмов, обеспечивающих ее технологическую и экономическую эффективность. Выполненное в диссертации сравнение элементов методологии системной оценки с позиций стратегического, тактического и оперативного планирования организации производства позволило установить область признаковых зон исследования организации производства.

В диссертации рассмотрены показатели эффективности производственных процессов железнодорожного транспорта по видам деятельности. Автором выполнены статистические исследования основных показателей деятельности Западно-Сибирской железной дороги -- филиала ОАО «Российские железные дороги». Установлены корреляционно-регрессионные зависимости между доходами от перевозок и отправлением грузов, доходами от перевозок и средней участковой скоростью, среднесуточной производительностью локомотива, численностью персонала и др., которые могут служить основой для планирования и прогнозирования работы дороги. Систематизированы проблемы эффективной организации производства железнодорожного транспорта. Обоснована необходимость оценки показателей и процесса обеспечения надежности на основе жизненного цикла систем, ибо стоимость ошибки необнаружения дефекта на начальной стадии приводит к затратам, многократно увеличивающимся на следующих стадиях. Наглядность данного положения иллюстрирует рис. 2. Важность принимаемых решений приходится на фазу планирования и разработки проекта, его проектирования, в то время как основные затраты приходятся на фазу реализации и опытной эксплуатации.

Теоретические исследования подтверждают выдвинутую в диссертации гипотезу о значительном повышении эффективности производства за счет инженерной диагностики и мониторинга динамики показателей производственных процессов, характеризуемых организационно-технологической надежностью (ОТН), являющейся комплексной интегральной оценкой качества функционирования системы. В диссертационном исследовании в качестве рабочих автором приняты следующие определения. Организационно-технологические решения (ОТР) определены как система оптимальных технологических и организационных параметров работ на объекте, обеспечивающих достижение целей в пределах заданного ограничения затрат и времени при распределении ресурсов проекта, установленных на стадии планирования. В качестве критерия эффективности ОТР принята организационно-технологическая надежность. Под организационно-технологической надежностью в диссертации предложено понимать способность организационно-технологической системы выполнять свои функции, быть устойчивой к внешним воздействиям и, в случае изменения своих свойств, не выходить из зоны организационно-технологической безопасности, определяемой установленными нормативами и обеспечивающими безопасность движения поездов.

Организационно-технологическая надежность производства -- это способность организационных, технологических и экономических решений с заданной вероятностью обеспечить достижение заданного результата

Рис. 2 Особенности системной оценки организации ПТС: а) суммарные затраты на создание проекта ж.-д. транспорта; ) типовые этапы разработки системы в категории проектного подхода; в) соответствие между этапами разработки проекта и временем принятия основополагающих решений. С -- суммарные затраты на создание проекта; t --время; Т_Ж -- срок жизни проекта; В -- важность решений функционирования производственной системы в условиях случайных возмущений, присущих железнодорожному транспорту

В области организации производства железнодорожного транспорта до настоящего времени теоретических исследований и методик применения ОТН недостаточно. Поэтому актуальной является проблема развития теоретических основ и совершенствования методических положений обоснования организационно-технологической надежности на основе системного взаимодействия организационно-технологических решений по функционированию производственных объектов железнодорожного транспорта. Областью исследования должны стать закономерности влияния организационно-технологических решений на организационно-технологическую надежность производственных процессов.

Вторая глава (ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА) раскрывает организацию производственных процессов, управления производственными системами на транспорте: организационные структуры управления, теоретические и практические аспекты формирования целевых производственных структур железнодорожного транспорта, методологию совершенствования управления исследуемыми производственными объектами.

Дана характеристика текущего состояния производственных процессов перевозок, сбыта железнодорожных транспортных услуг, локомотивного комплекса, путевого комплекса железных дорог. Показано, что путевое хозяйство является одной из ведущих подотраслей железнодорожного транспорта России. Значительная часть настоящей работы посвящена исследованию ОТН объектов путевого хозяйства и разработке мероприятий по повышению его эффективности.

В работе выполнен анализ организации управления перевозочным процессом, раскрыта структура и функции департамента управления перевозками, приведены модели управления при долгосрочном, среднесрочном и оперативном планировании. Показана взаимосвязь контуров системы и взаимообусловленность управления подотраслями железнодорожного транспорта. Приведена модель взаимодействия вертикалей сбыта и управления движением, модель взаимодействия локомотивного комплекса с хозяйствами дорог. Раскрыта организационная подсистема путевого хозяйства, организационная структура управления путевым хозяйством на железной дороге. Подробно изложен участковый метод текущего содержания устройств путевого хозяйства, как наиболее перспективный и позволяющий перейти к внедрению инновационных технологий на реконструкции и выправке пути, предлагаемых в диссертации.

Формирование целевых производственных структур инфраструктурного блока должно обеспечить снижение отказов технических средств; уменьшение количества и протяженности длительных ограничений скорости движения поездов; обеспечение выработки машинных комплексов при реконструкции железнодорожного пути и ремонтах на закрытых перегонах; внедрение микропроцессорных систем ЖАТ с реализацией функции диагностики и логического контроля; повышение пропускной способности участков в период предоставления ремонтных «окон» и других положительных результатов железнодорожного транспорта.

Руководствуясь анализом известных административных и органических организационных структур, факторами их формирования, к которым правомерно отнести оптимальность, оперативность, надежность, экономичность, гибкость, устойчивость структуры управления, а также принципами построения, научной концепцией управления, автор выдвинул гипотезу об эффективности и целесообразности проектирования в среде ОАО «РЖД» виртуальных форм организаций. Их ключевым достоинством является возможность выбирать и использовать наилучшие ресурсы, знания и способности с меньшими временными затратами. Предложена соответствующая структура виртуального управления бизнес-процессами.

В третьей главе (ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ) раскрыто состояние и направления повышения уровня обеспечения безопасности движения поездов, дана оценка состояния пути Западно-Сибирской железной дороги, выполнен ретроспективный статистический анализ, в т. ч. корреляционно-регрессионный анализ показателей состояния путевого хозяйства, описан программно-технический комплекс выправки пути, разработаны рекомендации по совершенствованию оперативного управления путевым хозяйством и оценке надежности системы, предложена методика расчета показателей надежности технических и программных средств СПУ, предложены меры по совершенствованию управления безопасностью движения поездов, методы расчета показателей организационно-технологической надежности производственных объектов.

В работе выполнен анализ технического состояния Западно-Сибирской железной дороги по десяти показателям, характеризующим деятельность службы пути дороги. Установлено, что основными причинами случаев повторяемости неудовлетворительной оценки является низкое качество выполнения работ и отсутствие контроля за устранением неисправностей руководителями отделов пути отделений дороги и руководителями дистанций пути. Руководителями, старшими дорожными и дорожными мастерами дистанций пути недостаточно внимания уделяется контролю за соблюдением технологии и полноты исполнения проектных решений по усиленному капитальному и капитальному ремонтам пути путевыми машинными станциями. Все это свидетельствует о неудовлетворительном производственном менеджменте.

В результате исследований установлен ряд зависимостей между параметрами и факторами состояния инфраструктуры на основе корреляционно-регрессионного анализа. Отдельные фрагменты приведены в табл. 1. Путевые работы должны планироваться на основе анализа динамики изменения технического состояния пути. Значения показателей состояния путевого комплекса определяют подходы к планированию и прогнозированию его деятельности. Концепцию «прогноз-план» автор предлагает реализовывать в предварительном прогнозировании показателей на заданный период времени с целью формулирования вероятных альтернатив его развития и последующего выбора оптимального планового решения по принятому критерию оптимальности. Полученные уравнения регрессии целесообразно использовать при текущем планировании производства путевых работ для условий, не отличающихся или незначительно отличающихся от предыдущих плановых периодов в совокупности с оценкой организационно-технологической надежности плана.

Обеспечение безопасности движения поездов в значительной мере определяется технической надежностью пути. Она зависит от качества диагностики и выправки пути. Под руководством автора на основе координатного метода получения геометрических параметров железных и автомобильных дорог в СГУПСе создан ряд программно-технических средств для определения пространственного положения объектов и геометрических параметров железных и автомобильных дорог, диагностики железных дорог по геометрическим параметрам, натурной съемки плана и продольного профиля железнодорожных путей, натурной съемки волнообразного износа рельсов. Автором разработана единая структура данных для всей линейки измерительных приборов АПК «Профиль», ПТ «Волна», АПК «Волна» и др. и систем, созданных на базе координатного метода, суть которой заключается в формировании массива данных, в котором жестко связаны пространственные координаты и геометрические параметры рельсовой колеи. Система управления выправкой пути (СУВП) приведена на рис. 3. Она создана на базе ГНСС впервые в России и прошла полевые испытания на Западно-Сибирской железной дороге (Протокол испытаний от 26.11.08).

Таблица 1 ? Статистические зависимости показателей состояния путевого хозяйства Западно-Сибирской железной дороги с 2002 по 2008 год

Показатели выхода Y	Показатели входа X	Корреляционное отношение	Уравнение регрессии	F-критерий	Значимость F-критерия	Уравнение аппроксимации	R2
Общее количество дефектных сооружений (Дс), шт.	Средняя грузонапряженность, млн ткм бр./км (Гр)	?0,96607	Дс=503,3099?5,09859Гр	69,95894	0,000399836	y = ?5,0986x + 503,31	0,9333
Количество дефектных сооружений с неудовлетворительной балльной оценкой (Дн), шт.	Средняя грузонапряженность, млн ткм бр./км (Гр)	0,733683	Дн=24,52?0,8998Гр	5,82933	0,060534	y = 0,0957x2 ? 8,1294x + 232,96	0,8093
Количество дефектных сооружений с неудовлетворительной балльной оценкой (Дн), шт.	Общее количество дефектных сооружений (Дс), шт.	?0,68211	Дн=108,7848?0,15853Дс	4,350658	0,091383	y = ?0,1585x + 108,78	0,4653
Балльная оценка: коэффициент состояния (Ксост)	Количество дефектных сооружений (Дс), шт.	?0,63827	Ксост=4,454612?0,00238Дс	5,946519	0,058759	y = 6E-05x2 ? 0,0345x + 8,6099	0,7061

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3 Система управления выправкой пути

Путевой комплекс обеспечивает капитальный, средний и текущий ремонты железнодорожного пути, его содержание в исправном, работоспособном состоянии с высоким уровнем эксплуатационной надежности работы. Для обеспечения его надежного централизованного управления предложена полнофункциональная система управления техническими комплексами (строительно-дорожными (СД) и путевыми машинами (ПМ)) с использованием глобальной спутниковой навигации (ГЛОНАСС).

Предложен подход к оценке надежности аппаратно-программных комплексов (АПК) СУВП и системы полнофункционального управления (СПУ) СД и ПМ на основе спутниковых технологий. Расчеты выполнены по данным Западно-Сибирской железной дороги при задании по выправке пути в 5500 км. На дороге в 2008 году было задействовано 12 комплексов путевых машин, в том числе пять с ведущей машиной Duomatic и семь с двумя машинами ВПР. При СПУ СД и ПМ на основе спутниковых технологий основным источником эффекта является увеличение выработки машин. Внедрение СПУ экономически целесообразно при сроке окупаемости, равном 3 года, ориентировочной величине затрат, связанных с созданием СПУ, равной S=4ч6 млн руб. и ориентировочной величине годовых эксплуатационных затрат S_э = 1 млн руб. Приведенные годовые затраты на СПУ составят 2,33ч3 млн руб. при росте годовой выработки на 10 %. Для комплексов ВПР-02 это составит 290 км, для Duomatic -- 280 км. Допустимые потери времени -- 404,8 часов. Нормируемые показатели безотказности в целом должны иметь следующие значения. Средняя наработка СПУ на отказ должна находиться в интервале (1258ч3128) ч при Р?0,95. При этом суммарное время наработки должно быть не менее 3578 ч, а число отказов не должно превышать 2 за время эксплуатации СПУ, равное 3600 ч. Коэффициент готовности при этом равен 0,994.

Надежное функционирование системы железнодорожного транспорта должно базироваться на анализе процессов, происходящих на протяжении значимого временного промежутка. Для решения этой задачи были выбраны интегральные показатели, обобщенно характеризующие производственные, организационно-технологические факторы, определяющие поведение системы в целом. Первый, наиболее простой, подход оценки организационно-технологической надежности (ОТН) базируется на детерминированном сопоставлении плановых и фактических показателей по годам, второй -- на учете стохастического характера изменения ряда показателей, характеризующих организацию производства той или иной службы, а также потенциально возможного инновационного характера развития отрасли.

Под ОТН в данной модели принята вероятность того, что случайная величина (СВ) о_i неотрицательна (факт не ниже плана). Эта вероятность равна:



(1)

где Ф(х) -- интеграл вероятностей -- стандартное нормальное распределение СВ с нулевым математическим ожиданием и единичной дисперсией; S_i -- среднеквадратическое отклонение величины о_i.

В качестве критерия надежности, основанного на вероятности, международными стандартами принят индекс надежности

в=Ф^-1(Р_F)?в₀, (2)

где в -- главный индекс надежности; Ф -- стандартное нормальное распределение; Р_F -- возможная вероятность аварийности; в₀ -- индекс безопасности.

Оценка риска состоит в том, что оценка вероятности отказа системы (объекта) не превысит вероятность наступления предельного пограничного положения, определяемого способностью выдерживать нагрузку и являющегося относительно безопасным.

В общеевропейских стандартах надежности (ОСТН У №1990) рассматриваются три класса значений надежности (КН) и рекомендуются минимальные значения коэффициента в (табл. 2).

Исследование ОТН хозяйств, определяющей в конечном итоге уровень безопасности движения поездов, выраженный в т.ч. вероятностными параметрами, является актуальным. Качественная связь ОТН и вероятность безотказной работы технической системы приведена на рис. 4 и исследуется автором в диссертации.



Таблица 2 -- Классы надежности и необходимые минимальные значения в по общеевропейским стандартам надежности

Класс надежности	Минимальное значение в
	Конечные предельные положения	Износ	Срок обслуживания
	1 год	50 лет	1 год	50 лет	1 год	50 лет
КН1	5,2	4,3
КН2	4,7	3,8		1,5?3,8	2,9	1,5
КН3	4,2	3,3

Рис. 4 Качественная связь ОТН и вероятность отказов технической системы

В табл. 3 приведены исходные данные и результаты оценки ОТН планирования и фактического выполнения капитального ремонта пути на Западно-Сибирской железной дороге с 2002 по 2008 год. Результаты планирования и фактического выполнения следует признать удовлетворительными.

Устойчивая работа технических средств является залогом безусловного выполнения обязательств, взятых компанией ОАО «РЖД» по обеспечению перевозок, и возникающие отказы технических средств не должны негативно сказываться на общем производственном процессе железнодорожного транспорта. При этом помимо скорейшего устранения отказа и восстановления нормальной работы важно оперативно и точно определить причины отказа и на этой основе ответственность, прежде всего финансовую, за нарушение сроков доставки грузов и пассажиров.

Таблица 3 -- Исходные данные и результаты оценки ОТН планирования и фактического выполнения капитального ремонта пути

План	2008	2007	2006	2005	2004	2003	2002
	i1	i2	i3	i4	i5	i6	i7
j1	231,70	196,20	218,90	234,40	238,80	220,00	158,10
j2	88,60	183,50	152,90	147,30	94,70	188,40	186,60
j3	219,90	101,80	119,90	139,20	157,00	159,30	165,30
j4	144,30	116,60	108,80	101,00	124,60	52,30	176,40
Сумма	684,50	598,10	600,50	621,90	615,10	620,00	686,40
Факт	i1	i2	i3	i4	i5	i6	i7	сумма
j1	239,04	102,05	284,99	160,29	346,65	136,80	86,52	1356,34
j2	123,33	129,79	88,06	138,13	114,97	189,19	216,98	1000,45
j3	316,92	83,42	133,86	169,17	93,41	157,54	168,90	1123,22
j4	192,97	171,91	145,28	87,62	78,83	33,03	195,84	905,48
Сумма	872,26	487,17	652,19	555,21	633,86	516,56	668,24	4385,49
ю								max	min
	1,031	0,077	1,232	0,538	1,311	0,392	0,173	1,311	0,077
	1,282	0,586	0,264	0,934	1,176	1,004	1,140	1,282	0,264
	1,306	0,780	1,104	1,177	0,319	0,989	1,021	1,306	0,319
	1,252	1,322	1,251	0,847	0,419	0,417	1,099	1,322	0,417
		Расчет ю max		Расчет ю min
	ю maxj*УФактj			ю min i*УФакт i
	1778,303				104,893
	1282,166				263,704
	1467,093				358,593
	1196,832				377,394
У	5724,394			У	1104,584
ю max	1,305305			ю min	0,251873
Средние ю	0,778589

Впервые все перечисленные процессы удалось увязать в рамках единого информационного пространства на основе использования специализированной автоматизированной системы КАСАНТ (Комплексная автоматизированная система учета, контроля устранения отказов технических средств и анализа их надежности).

...