Введение к работе
Актуальность. Рыбопромысловый флот связан с широким кругом вопросов теории и практики его планирования, проектирования, постройки и эксплуатации Его эффективность определяется множеством факторов, среди которых важнейшую роль играет совершенствование его методологической базы как системы используемых методов и алгоритмических схем
С середины минувшего века рыбохозяйственная отрасль нашей страны была нацелена на приоритетное освоение рыбных ресурсов Мирового океана и обеспечение внутреннего рынка рыбной продукцией При выполнении этой доктрины отечественный флот рыбной промышленности стал широким полем научно-технического творчества, развития и практического приложения теории проектирования судов, а СССР вошел в число лидеров мирового промышленного рыболовства Вместе с тем, обострилась борьба за сырьевые ресурсы Мирового океана, рыбный промысел стал бизнесом мирового масштаба В силу целого комплекса причин отечественный рыболовный флот по ряду важнейших эксплуатационных показателей стал уступать флотам других стран.
Изменение внешних условий и экономические преобразования в нашей стране обусловили разработку новой отечественной морской доктрины Стратегическая значимость 90% животного белка планеты, содержащегося в океане, предопределила безусловное развитие отечественного промышленного рыболовства Среди его долгосрочных задач определено рациональное хозяйствование, предусматривающее оптимизацию промысла в отечественной экономической зоне, увеличение его объемов в зонах других государств и возвращение к промыслу в открытой части Мирового океана Реализация этих задач предполагает разработку новой стратегии промышленного рыболовства и промыслового судостроения, основными моментами которой стали эффективность и конкурентоспособность отечественных рыболовных судов Таким образом, совершенствование методологической базы, определяющей результативность этой стратегии и соответствующей технической политики, является актуальной проблемой, решение которой направлено на обеспечение продовольственной безопасности общества и развитие экономики страны, а также теории проектирования рыболовных судов
Целью работы является комплексное научное обоснование совокупности технических, экономических и технологических решений по проблемам рыболовного флота и его эксплуатации посредством повышения качественного уровня технико-экономического анализа и оптимизации задач пополнения флота, его модернизации и рационального использования На это нацелено методологическое обеспечение эффективности и конкурентоспособности рыболовных судов
Комплекс многолетних исследований для достижения поставленной цели проводился в период с 1974 года по настоящее время Он сформирован по результатам анализа развития рыболовного флота, нормативной базы проекти-
рования и эксплуатации рыболовных судов, поиска рационального синтеза достижений системно - целостной методологии проектирования При этом учтены практические потребности отраслевых структур (ФГУП «Гипрорыбфлот»), а также тесная и органическая взаимосвязь методологических проблем проектирования и эксплуатации рыболовных судов В этих рамках были сформулированы и решены конкретные задачи исследований
Разработка концепции повышения эффективности и обеспечения конкурентоспособности рыболовных судов
Создание комплекса математических моделей проектирования, эксплуатации и модернизации рыболовных судов, соответствующего программного и методического обеспечения
Совершенствование принципов оптимизации характеристик, проектных заданий, элементов и важнейших подсистем рыболовных судов
Структурная схема комплекса математических моделей представлена на рис 1. В обозначениях моделей первая буква «Д» соответствует доминантному подходу при структурировании моделей, последняя буква «И» означает исследовательская, а «К» - для судов комбинированного лова
условии экс-плуатации
Блоки входных данных
по судну-претенденту
Эксплуатационный
(экономический)
блок модели
~ Экономическая зкепер- ,
' * тизм суЪиен f *, Л, * ф мретепдептяшяи его ,'
-^проекта 7 _' -~
Блок модернизации
судна
Проектный (технический) бчок
Блок дон, характери-
стик судна
Модель модернизации рыболовного (ДММРС) и рыба-мучного (ДММРМС) судна
Модели рыболоеного судна для задач его оптимизационного
проектирования (ДМРС, ДМРСИ, ДМРСК, ДМРМО
Модель эксплуатации
рыболоеного судна
(КМЭРО
Расчеты вариантов модернизации судна или его проекта
Оптимизация характеристик
судна и его элементов
Расчеты вариантов использования судов
Техническая и укошзмичесъяя с^спсия^чь^остьж^ртааацни худпа г жы&вр«м ее онтимаяьп»-
. Отипимюир^ванные характери-^стыжжрыболвацаго суднаиега.
Рациональное яеткыио-
J тайме (расстановка) ,
А рыболовных судов"
Обозначения
Рис 1 Структура комплекса моделей рыболоеного судна и их задачи
Блок-схема, представленная на рис 2, конкретизирует современные методологические проблемы рыбохозяйственной отрасли и иллюстрирует использование моделей в широком диапазоне от экономических экспертиз судов или их проектов до задачи полного нового проектирования и постройки при неудовлетворенности возможными промежуточными решениями
ДОБЫВАЮЩИЙ ФЛОТ и его классификация
По длине судна L, м
По орудиям лова
По способам переработка улова
Малые (24 34)
Траулеры
Свежьееш, посолъные
Сейнеры, ярусники, дрифтеры
Средние (34 65)
Лову щечные суда
Большие (65 100)
Крупные (>100)
Суда комбинированного чова
РАЙОНЫ ПРОМЫСЛА (1=1,2 п)
1 Районы промысла отечественной эконо нической зоны
Районы экономических зон иностранных государств
Районы открьипой части Мирового океана
1 РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОИЗВОД-СТВЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА РЫБОЛОВНЫХ СУДОВ
Морозильные
Консервные, мучные
Траулеры-заводы
Условия эксплуатации
Квотирование вылова
ФОП автономная, экспедиционная, с базир на инпорт
Основной критерий выбора — эффективность капиталовложений
Расчеты эффективности судов в заданных условиях их эксплуатации
1-й район Критерий выше проходного
конкурсного значения*
п-й район Критерий выше проходного
конкурсного значений*
МОДЕЛЬ
СУДНА
(ДМЭРС)
2 ПОИСК ОРГ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПОВЫ-ШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЬГЕОЛ. СУДОВ
Разработка концепций модернизации н расчеты ее вари-
антов для различных условий эксплуатации
Обеспечение технической и экономиче-ской состоятельности модернизации*
Да|
Разработка проекта модернизации и его реализация Возвращение судна в состав действующих судов
>Нет
МОДЕЛЬ
СУДНА
(ДММРС)
Списание неконкурентоспособных судов
I Конъюнктура развития промышленного
рыболовства благоприятна9
Нет |
Сокращение промысла и программы пополнения флота
Конкретизация практических целей Поиск органнзэц и
технических идей достижения поставленных целен
Выбор судов-претендентов или их проектов из сетки перспективных и действующих судов
Расчеты эффективности (экономическая экспертиза) судов-претендентов в различных условиях их эксплуатации
МОДЕЛЬ
СУДНА
СДМРС)
КОМБИНИРОВАННОГО И СЕЗОННОГО ЛОВА СДМРСК)
Достижение приемлемого уровня эффективности9
Приобретение судна-претендента (действующего или серийного)
Разработка концепций модернизации судна (проекта), расчеты ее вариантов для разл условий эксплуатации
Обеспечение технической и экономиче-ской состоятельности модернизации9
Да I ~~
Приобретение судна-претендента (действующего нлн в
постройке) с его модернизацией
МОДЕЛЬ
СУДНА
(ДММРС)
Расширение базы аналогов, научно-технических достн-
жений и эвристической деятельности
Оптимизационные исследования характеристик судов и
вариантов их эксплуатации
МОДЕЛИ РЫБОЛОВНОГО СУДНА ДМРСДМРСК, ДМРСИ, ДМРМС (рыбомучное)
Достижение приемлемого уровня эффективности*
Нет]
Постановка задач совершенствования нормативной базы проектирования и судового комплект оборудования
^--^"^ Достижение приемлемого уровня эффек-
"" -^^^ тивности9
Сокращение промысла и программы пополнения флота
Формирование н уточнение заданий на проектирование,
графическая проработка проектов
Проверочные расчеты качеств судна н анализ полученных
^ результатов
>Да
Исследования проблем совершенствования нормативной базы проектирования, судового комплектующего оборудования, технологии обработки улова,
AutoCAD, САПР«ПРОЕКТ-1», системы CAD/CAE/CAM,
Необходимость корректировки ИСХОД
НЫХ данных9
Нет I
Детализация технического задания
и разработка проекта
>Да
Постройка судна, его испытания н введение в состав действующего флота
Рис.2. Методологические проблемы рыбохозяйственной отрасли и средства их решения
Для осуществления поставленных задач и создания комплекса моделей и компьютерных программ необходимо
Проведение функционального анализа взаимосвязи технических и эксплуатационных характеристик рыболовных судов и факторов, определяющих их размеры и другие проектные элементы
Формирование методологии оценки производительности рыболовных судов с учетом взаимодействия их добывающих и обрабатывающих комплексов, а также внешних условий промысла
Разработка способов обеспечения системного синтеза и адекватности моделей рыболовных судов при решении проблем их оптимизационного проектирования и согласованности критериев
Проверка работоспособности моделей для их эффективного практического использования с разработкой практических рекомендаций и проектных обобщений
Объектом исследований является совокупность методов и способов проектного анализа рыболовных судов, рассматриваемых с позиций оптимизационного проектирования, модернизационного совершенствования и рационального использования их действующего производственного потенциала
Методы исследования включают в себя методологические обобщения (при определении системы понятий, структуры и логической организации объекта исследования, используемых методов и средств), математический, статистический и функциональный анализ (для определения значимости и характера изменения составляющих рыболовного судна при формировании его характеристик), математическое моделирование структуры рыболовных судов и процесса их эксплуатации (при разработке методологической базы оптимизационного проектирования и эксплуатации рыболовных судов), математический эксперимент, математическое программирование и экономический анализ (при исследованиях адекватности модели, отработке практических приемов ее использования и разработке проектных обобщений)
Предмет защиты - результаты комплексного научного обоснования совокупности технических, экономических и технологических решений проблем создания рыболовного флота, имеющих существенное значение для экономики страны Они включают методы и частные приемы (способы) оптимизационного проектирования, которые направлены на развитие теории проектирования рыболовных судов и повышение уровня технико-экономического обоснования проектных и организационных решений по проблемам пополнения рыболовного флота, его модернизации и рационального использования его производственного потенциала Они основаны на системных представлениях о рыболовных судах, совершенствуют методологию их оптимизационного проектирования и эксплуатации, предлагают практический аппарат ее реализации (комплекс математических моделей рыболовных судов различного назначения, их программное и методическое обеспечение), а также обобщение статистиче-
ских и оптимизационных исследований, выполненных с использованием этих моделей
Научная новизна полученных результатов состоит в следующем-
Впервые создан единый комплекс взаимодействующих моделей, учитывающих изменение экономико-концептуальных принципов применения рыболовных судов Они рассматриваются как центральное звено рыбопромышленного комплекса, обладающее конкретным производственным потенциалом Его эффективное использование на конкурсной экономической основе требует непрерывного и гибкого обеспечения конкурентоспособности методами проектирования, модернизации и организации эксплуатации
Разработка обновленного комплекса моделей для методологического обеспечения поставленных задач осуществлена в рамках общенаучной стратегии, адаптирована к задачам рыболовного флота и обеспечивает развитие теории проектирования рыболовных судов В результате этого отдельные части диссертации представляют собой значительный вклад в решение крупной научной проблемы повышения эффективности рыболовных судов
В методике расчетов производительности рыболовных судов вводятся новые понятия промысловой и среднесуточной производительности судна Промысловая производительность учитывает состояние сырьевой базы конкретного района промысла, качество используемых орудий лова, промысловых схем и механизмов, средств поиска рыбных скоплений, а также сдерживающее влияние рыбообрабатывающих линий
Для оценки среднесуточной производительности получено новое аналитическое решение задачи взаимодействия добывающего и рыбообрабатывающего комплексов судна, создана система алгоритмов для рыболовных судов разного назначения Оценка базируется на результатах локальных стохастических исследований, учитывающих случайные факторы промысла
При разработке новых оптимизационных моделей определены основные принципы достижения их адекватности, качества системного синтеза, обеспечения практической доступности моделей и их оперативной эффективности Проведена комплексная математизация функциональных взаимосвязей подсистем судна и его качеств
Практическая значимость работы. Теоретические обоснования направлены на решение актуальных практических проблем Созданы программные комплексы, позволяющие решать конкретные задачи в рамках проблем повышения эффективности и конкурентоспособности рыболовных судов Это позволяет внести существенный вклад в экономику страны
Разработанный практический аппарат оперативного экономического анализа представляет собой эффективный инструмент для осуществления творческой деятельности в области оптимизационного проектирования рыболовных судов и обеспечения их эффективной эксплуатации Он используется ФГУП «Гипрорыбфлот» при решении оперативных вопросов и задач и при формиро-
вании технической политики промышленного рыболовства и промыслового судостроения С применением программного комплекса были оптимизированы технико-эксплуатационные характеристики перспективных типов судов, что позволило минимизировать прогнозируемые финансовые затраты на создание новых добывающих судов, рекомендованных на перспективу На основе исследований автора сформирована и корректируется сетка перспективных добывающих судов Программный комплекс используется при осуществлении экспертиз проектной документации по новым рыболовным судам
Результаты работы могут быть также дополнительно внедрены в про-ектно-коиструкторских организациях при осуществлении экономических экспертиз рыболовных судов и их проектов, разработке эксплуатационно-технических требований к рыболовным судам, при оценке технической и экономической состоятельности модернизации судов и их проектов, в рыбопромышленных компаниях для формирования планов их деятельности (расстановка флота) и общей стратегии их развития (пополнение флота, его модернизация, переоборудование и списание)
Апробация и внедрение работы. Результаты работы использованы с 1997 года в ФГУП «Гипрорыбфлот» при разработке стратегии развития отечественного рыболовного флота (в соответствии с принятыми в этот период ФЦП «Мировой океан» 1998г, «Концепции развития промыслового флота» 1999г, ФЦП «Экология и природные ресурсы России» 2001 г , Морской доктрины России 2001 г, Концепции развития рыбного хозяйства Российской Федерации на период до 2020 года, 2003г ) и определения перспективы развития конкретных типов малых, средних, больших и крупных добывающих судов, ориентированных на различные объекты и орудия лова, районы промысла и формы его организации
Результаты исследований в течение трех десятилетий используются автором в Калининградском государственном техническом университете как вузе рыбохозяйственного профиля (ранее КТИРПХ) при чтении и методическом обеспечении учебных курсов «Проектирование промысловых судов», «Основы теории проектирования и модернизации промысловых судов», «Основы эксплуатации флота рыбной промышленности», «Проектирование и оптимизация промысловых и транспортных судов», «Проектирование рыболовных судов» и др , а также в ходе курсового и дипломного проектирования студентов специальности 180101 65 - Кораблестроение Отдельные научно-методические разработки внедрены в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете
Обсуждение материалов диссертации. Результаты исследований докладывались на университетских и межвузовских научно-технических конференциях КГТУ 1989-2002гг (Калининград), 1-й, 2-й и 3-й международных конференциях по судостроению (ISC'94, ISC'98, ISC02, Санкт-Петербург), 3-й международной конференции по морским интеллектуальным технологиям «МО-
РИНТЕХ-99» (Санкт-Петербург), 2-й международной конференции и совещания Госкомрыболовства России с начальниками Госадминистраций морских рыбных портов по безопасности мореплавания SSN-99 (Калининград), научно-техническом симпозиуме 7-й международной выставки «ИНРЫБПРОМ-2000» (Санкт-Петербург), всероссийской конференции памяти проф В М Керичева «Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве» (2002г , Н Новгород,), международных научных конференциях, посвященных 85-летию и 90-летию высшего рыбохозяйственного образования в России и 10-летию КГТУ (1998, 2003-2005 гг, Калининград)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 работ, из которых 30 являются личными публикациями, включающими
5 научных статей в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ (журналы «Морской Вестник» и «Рыбное хозяйство»),
учебное пособие с монографическим изложением важнейших положений темы,
10 статей по результатам международных и всероссийских конференций ISC'94, ISC'98, ISC02, «МОРИНТЕХ-99», SSN-99, «ИНРЫБПРОМ-2000» и др , проведенных в Санкт-Петербурге, Н Новгороде, Калининграде,
8 статей в сборниках научных трудов,
6 научно-методических публикаций
В соавторстве подготовлено 15 публикаций, в которых личный вклад автора составляет в среднем 50%
Кроме того, материалы исследований содержатся в 35 отчетах по НИР, из которых 30 выполнены автором единолично
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения и приложений (в дополнительном томе) Основное содержание диссертации изложено на 252 страницах машинописного текста, включая 78 таблиц и 30 рисунков Список литературы включает 225 наименований
Похожие диссертации на Разработка методологии оптимизационного проектирования рыболовных судов и рационального использования их производственного потенциала
