Эффективное функционирование биотехнических систем – основа успешной реализации инновационной политики

УДК 637.232.14

Эффективное функционирование биотехнических систем - основа успешной реализации

инновационной политики

П.И.Огородников, О.Б.Матвеева, И.В.Спешилова

Оренбургский филиал ИЭ УрО РАН

Аннотация. В статье обоснована необходимость исследования и оценки эффективного функционирования сложных биотехнических систем как основы инновационной политики, от надежного функционирования которых во многом зависит реализация инновационных процессов и модернизация всей экономики сельскохозяйственной организации.

Summary. The paper substantiates the necessity of studying and assessing the efficiency of complex biotechnical systems as the basis for innovation policy, the implementation of innovative processes and modernization of economy of agricultural enterprise strongly depend on proper functioning.

Ключевые слова: сложная биотехническая система, инновационная политика, сельскохозяйственная организация.

Key words: complex biotechnical system, innovative policy, agricultural enterprise.

Решение одной из основных проблем современности - продовольственной безопасности страны -невозможно без надежного функционирования сложных биотехнических систем в составе крупных сельскохозяйственных комплексов АПК.

Система, функционирующая в условиях производства сельскохозяйственных продуктов и обозначаемая для краткости: трудовые ресурсы (человек) - технический потенциал (машина) - биологический объект (животное, растение) - внешняя среда (далее коротко: ТрР-ТП-БО-ВС), представляет собой наиболее сложную биотехническую систему, и эта сложность обусловлена неодинаковой природой связей, возникающих между биологическими и техническими подсистемами. Первые управляются законами биологии, физиологии, биохимии и других наук зооинженерного направления, вторые - детерминированными законами физики, механики, математики и других наук инженерно-технического направления. Изучение биотехнической системы начнем с морфологического описания, которое должно дать представление о ее внутреннем строении (структуре), то есть выявить свойства, отличающие данную систему от других, ей подобных. Важный признак морфологии - назначение элементов или их свойства, а также характеристика природы, силы и устойчивости связей, которые могут быть вещественными энергетическими или информационными (кибернетическими) [3].

Сравнивая систему «человек - машина - внешняя среда» с интересующей нас системой ТрР-ТП-БО-ВС, нетрудно заметить, что вторая значительно сложнее, и факторов, влияющих на ее функционирование, больше; при этом особое значение имеют факторы биологической природы. В качестве первого приближения рассмотрим схему, изображающую систему ТрР-ТП-БО-ВС, требования к ней и условия, в которых она функционирует (рис. 1).

Информационное поле

Рис. 1 - Сложная биотехническая система

Схема включает все основные элементы системы ТрР-ТП-БО-ВС, связанные с внешней средой. Взаимодействия элементов в процессе производства отмечены стрелками. Так, трудовые ресурсы в виде человека-оператора непосредственно или через органы управления воздействуют на технический потенциал организации (машину) и другие средства производства (сооружения, здания), используя знания из области энергетики и кибернетики. Технический потенциал организации (машина) непосредственно воздействует на биологический объект (животное, растение), продуцирующее конечный продукт.

Наряду с этим технический потенциал (машина) может воздействовать на биологический объект (животное, растение) и непосредственно как на предмет труда (технологический процесс); при этом оператор использует законы механики, технологии и других наук. Оператор, выполняя ряд ручных операции по уходу, также может непосредственно воздействовать на животное (чистка, массаж вымени, привязывание и др.), руководствуясь знаниями из области этологии, научной организации труда, физиологии труда и зооинже-нерных наук.

Содержание внешних связей всех элементов системы ТрР-ТП-БО с внешней средой (ВС) может быть всесторонне раскрыто на основе законов инженерно-технических наук, а также санитарии, гигиены и экологии животных.

Оценка совершенства функционирующей системы выражается через показатели эффективности, методы, определения которых разрабатывает, главным образом, экономика.

Эффективность функционирования - главное требование, предъявляемое к системе. Эффективность использования технического потенциала организации (надежность, работоспособность, загрузка оборудования); эффективность труда трудовых ресурсов (производительность, удельные затраты труда, поголовье, обслуживаемое одним оператором); эффективность использования биологических объектов (продуктивность, урожайность, качество зерна, молока, мяса) - вот основные критерии, с помощью которых можно оценить совершенство эксплуатации технологического оборудования и биологических объектов в сельском хозяйстве.

Наиболее обобщающие показатели - это экономические (удельные, прямые и приведенные издержки, уровень рентабельности, срок окупаемости капитальных вложений) и комплексные оценки, учитывающие качество получаемой продукции.

Качество представляет собой совокупность свойств системы, отражающих его способность удовлетворять определенные запросы потребителя.

Показатели надежности составляют одну из групп в общей системе показателей качества. Поэтому наиболее полная оценка эффективности производственного процесса может быть получена с помощью комплексного критерия, учитывающего экономику и качество продукции. С помощью комплексных оценок осуществляется системный подход к проблеме качества.

Производственный процесс как система вероятностного характера при своем функционировании может отклоняться в ту или иную сторону. Поэтому всегда требуется принимать соответствующие меры, чтобы такие отклонения системы не вышли за допустимые пределы. С этой целью на систему налагаются ограничения, устанавливаемые нормативно-технической, технологической или правовой документацией: нормативами по труду, нормами технологического проектирования, инструкциями по охране труда, зоотехническими требованиями, правилами проведения технического обслуживания машин, законами об охране окружающей среды и др.

Если в процессе функционирования системы возникают отклонения, выходящие за допускаемые нормативно-технической документацией пределы, то они должны рассматриваться как нарушения, которые могут привести систему к отказу или повреждению ее элементов.

При эксплуатации машинной техники необходимо избегать возникновения у биологических объектов стрессовых ситуаций.

Отрицательное влияние технического потенциала (технических средств) на биологические объекты должно быть минимальным, так как любой стресс, в конечном счете, приводит к снижению их продуктивности или урожайности. Наиболее сильно отрицательное действие стрессов проявляется при нарушении технологических процессов производства продукции.

Таким образом, общая эффективность производства зависит не только от правильной эксплуатации технического потенциала организации, но и от рационального использования биологических объектов как элементов биотехнической системы ТрР-ТП-БО-ВС.

Наиболее общим показателем эффективности систем, комплексов и отдельных подразделений является показатель повышения производительности труда в единицах произведенной продукции, определение которого должно осуществляться на основе учета специфических производственно-технологических факторов системы, каждому из которых присущи свои возможности и границы интенсификации, предопределяемые физическими, биологическими и экономическими законами. Закономерности и уровень интенсификации БТС, в свою очередь, определяются сложными процессами преобразования ресурсов окружающей эко-

системы (земли, растений, животных, энергии солнца), а также материально-технических и трудовых ресурсов в сельскохозяйственную продукцию. Они зависят как от производственно-технологической структуры, продуктивности (урожайности) биологических объектов, так и от уровня эксплуатационно-технологической эффективности средств технического потенциала организации.

К важнейшим системным критериям БТС целесообразно отнести производственно-технологический потенциал БТС, который определяет продуктивность системы, ее технологические возможности и, естественно, ее технико-экономическую эффективность. Производственно-технологический потенциал имитируется парой

Р(3) = \РУ ;\UjQk|

I к=1 ] ,

рт

где ^ - объем производимой продукции (тонн, рублей) в единицу времени (час, год);

- множественное объединение технологических возможностей системы по производству сельскохозяйственной продукции;

Р - число технологических групп обслуживаемых животных или полей сельскохозяйственных

культур.

Чтобы обеспечить сравнимость различных вариантов систем, можно также использовать мультипликативную форму критерия Р (3) в виде геометрической средней (2):

р

где 1 - индексы эффективности каждого из производственно-технологических факторов.

Например, индексы продуктивности животных, урожайности сельскохозяйственных культур, фондоотдачи, повышения производительности, повышения комфортности условий содержания и др.

К сожалению, точные измерения показателей производственно-технологического потенциала отсутствуют. По экспертным оценкам, за 10-летний период, благодаря совершенствованию проектно-технологических решений, технического потенциала (машин и оборудования), а также селекционной работе, потенциал сельскохозяйственных организаций повысился на 30-40 %, а производство сельскохозяйственной продукции от его повышения - только на 15-20 %. Все это указывает на возникшие объективные противоречия между производственно-технологическим потенциалом БТС и применяемыми морально стареющими технологиями, способами организации производства и нерешенными проблемами экономической заинтересованности и собственности работников.

Факторы, определяющие эксплуатационно-технологическую эффективность биоматов, включают группу естественно-производственных условий, группу, характеризующую уровень средств механизации, оптимальность технических параметров машин, машинообеспеченность сельскохозяйственного производства, степень совершенства механизированных технологий и их практическую реализацию, а также группу организационно-экономических факторов, учитывающих концентрацию и специализацию производства, его структуру, обеспеченность рабочей силой, уровень квалификации работников и социально-экономические условия их труда и жизни.

Технологические факторы характеризуются уровнем совершенства технологических процессов производства сельскохозяйственной продукции.

К основным производственно-технологическим факторам также относятся: создание и внедрение новых типов высокоэффективных машин и оборудования; завершение комплексной механизации и переход к автоматизации производственных процессов; совершенствование материально-производственной структуры; возрастающее использование потенциальных возможностей биологических объектов и приспособление их к машинным технологиям производства; последовательное организационно-экономическое преобразование производства (специализация, концентрация или деконцентрация, приватизация, кооперирование) и др.

Система показателей эффективности БТС имеет иерархическую структуру - показатели качества более высокого уровня функционально обеспечиваются показателями низшего уровня. В качестве основных показателей эффективности подсистем можно рассматривать абсолютное или относительное приращение показателей эффективности функционирования системы, например, вклад каждого этапа технологического процесса в общую продуктивность и урожайность.

Формирование полного перечня показателей эффективности осуществляется обычно на основе анализа схемы дерева целой системы и ранжирования эффектов от различных факторов, а также на основе общепринятых показателей оценки продуктивности животных и урожайности сельскохозяйственных культур [1].

Практическая реализация системного анализа БТС требует развития и обобщения положений об эффективности системы и их базовых элементов - эргобиоматов с позиций функционирования подсистем «технический потенциал - биологический объект», «технический потенциал - внешняя среда». Методической основой исследования эффективности такого рода систем, в которых живые организмы служат средствами и объектами труда, а техника играет роль активной части системы, могут служить теория эффективности операций, теория продуктивности биологических объектов и производительности техники, аппарат производственных функций и стандартные технико-экономические методы [2].

Определяющим показателем является обычно эффективность функционирования биологических объектов, через которую, в основном, проявляется и эффект от работы техники. Исходя из этого, содержание системных задач анализа биотехнических систем будет сводиться к рассмотрению трех основных проблем: создание оптимальных условий для повышения продуктивности биологических объектов, селекционная работа на ферме и обеспечение интенсификации труда специалистов и работников сельскохозяйственного производства по оптимальному управлению биотехническими процессами.

Предлагаемый научно-методологический инструментарий позволяет в условиях активной инновационной политики с высокой достоверностью оценить на микроуровне надежность взаимодействия подсистем сложной биотехнической системы (сельскохозяйственной организации) и на макроуровне - экономику организации с прогнозом динамичного ее развития на перспективу, что в конечном итоге дает возможность существенно повысить эффективность производства сельскохозяйственной продукции.

Литература

1. Авдуевский В.С., Апполонов И.В., Барзилович Е.Ю. Надежность и эффективность в технике. М.: Машиностроение, 1986. 223 с.

2. Базаров М.К., Огородников П.И. Max информации при min сложности методов количественного анализа (пособие начинающему исследователю): монография. Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2008. 357 с.

3. Джон Бернал. Наука в истории общества. М., 1956. 736 с.

Огородников Петр Иванович, доктор технических наук, профессор, директор Оренбургского филиала ИЭ УрО РАН; 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, д. 11; тел./факс: 8(3532)772226, e-mail: ofguieuro-ran@mail.ru

Матвеева Ольга Борисовна, кандидат экономических наук, научный сотрудник Оренбургского филиала ИЭ УрО РАН; 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, д. 11; тел./факс: 8(3532)772226, e-mail: ovmatveeva@bk. ru

Спешилова Ирина Владимировна, соискатель Оренбургского филиала ИЭ УрО РАН; 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, д. 11; тел./факс: 8(3532)772226, e-mail: ofguieuroran@mail.ru