Повышение экономической эффективности природоохранных программ
При создании территориальной природоохранной программы формируется набор мероприятий, реализация которых позволяет достичь поставленную цель по стабилизации или улучшению экологического состояния в рассматриваемом городе, области или районе. Анализ существующей практики формирования федеральных и региональных программ природопользования показывает, что мероприятия отбираются без специальной методики, по отдельным отраслевым и межотраслевым комплексам (по отдельным промышленным предприятиям разных отраслей в коммунальной сфере, в области здравоохранения, социального обеспечения и т.д.). При этом не обращается внимания на то, что цель природоохранной программы распадается на подцели (например, снижение загрязнения по отдельным природным сферам — атмосферному воздуху, водной среде, почве...). Это приводит к тому, что набор мероприятий не удовлетворяет всему множеству подцелей и соответственно их реализация не дает возможности достичь поставленной цели. Кроме того, в процессе формирования набора мероприятий не обращается внимание на объемы инвестиций для их реализации и результат, который ожидается от реализации мероприятий, указывается в натуральном выражении: сокращение выбросов вредных веществ, сокращение сброса загрязненных сточных вод и пр. Эти результаты не обеспечивают соизмеримость для различных мероприятий, их нельзя сопоставить с затратами. Функционально-стоимостный анализ (ФСА), включающий формулировку целевых требований и выработку решений, — наиболее совершенный, комплексный подход к решению рассматриваемых проблем. Метод ФСА получил мировое признание; в нашей стране он развивался с 40-х годов как экономический анализ конструкторских и технологических решений. В 60-х годах применение ФСА для снижения издержек расширяется — его начинают применять на достаточно большом числе машиностроительных и приборостроительных предприятий. В 70— 80-х годах создаются лаборатории и центры по применению ФСА, разрабатываются новые методы проведения и использования ФСА и использования ЭВМ при его реализации; формируются межотраслевые положения проведения ФСА, ФСА технического объекта, экспресс-ФСА деталей, ФСА технологии, ФСА организации производства, ФСА перемещения грузов, ФСА управления, ФСА учетной информации. Таким образом, подход ФСА универсален, и его использование позволяет получить существенное снижение затрат для создаваемого или уже функционирующего объекта. Непосредственное использование одного из множества методов ФСА для системного исследования затрат результатов такого сложного и специфического объекта, как территориальная природоохранная программа, невозможно, поскольку при применении ФСА к тем или иным объектам требуется использование (разработка) специальных методов, хотя сущность ФСА на методологическом уровне сохраняется: предполагается расчленение объекта на составляющие, выявление их функций, оценка важности функций и составляющих, сопоставление важности с затратами, что позволяет сулить о целесообразности затрат с точки зрения получаемого результата. При реализации ФСА выделяются четыре этапа: информационный, аналитический, творческий, исследовательский. Ин формационный этап обычно включает сбор, подготовку и систематизацию данных об объекте. Природоохранная программа может рассматриваться как сложная система, которая должна быть объектом анализа и проектирования. Наиболее правильным было бы попытаться перенести на процесс формирования наборов мероприятий природоохранной программы методологию функционально-стоимостного анализа. Формирование набора мероприятий следует осуществлять исходя из альтернативных вариантов мероприятий (рис. 13.1). Это соответствует исследовательскому этапу ФСА. На рис. 13.1 к конечным целям соотнесены обеспечивающие их реализацию мероприятия. Например, Ц1.1 обеспечивает два мероприятия, а Ц1.2— одно. При этом у Ц1.1 одно мероприятие обеспечивается тремя альтернативными вариантами: М11.1.1 М21.1.1, М31.1.1 , а второе- двумя: М11.1.1и М21.1.1 ЦелиЦ2.1иЦ2.2 не имеют альтернативных вариантов мероприятий. Выбор решений из альтернативных вариантов в ФСА и
Рис. 13.1. Пример дерева целей с альтернативными мероприятиями
подобных по идеологии подходов решается следующим образом: либо осуществляется выбор решения из множества альтернативных по одному или нескольким критериям, либо используется экономико-математическая модель для формирования наилучшего набора решений путем отбора из альтернативных вариантов. Оба подхода имеют право на сосуществование, однако второй более обоснованный, поскольку при решении оптимизационной задачи рассматривается все множество дополняющих решений. В случае выбора мероприятий природоохранной программы следует скорректировать изложенные выше подходы. Так, в первом случае целесообразно базироваться на максимуме информации о мероприятии: оценке значимости мероприятия (i оценке перспективности мероприятия (i величине затрат на реализацию мероприятия Кi. Выбор лучшего мероприятия среди альтернативных вариантов следует осуществлять по максимуму интегральной оценки мероприятия:
где (1 , (2, (3 — весовые коэффициенты соответствующих показателей, получаемые на базе экспертизы ((1 + (2 + (3 = 1) При выборе мероприятия природоохранной программы на базе оптимизационного подхода для каждой из конечных целей, у которой есть альтернативные варианты мероприятий, можно сформулировать экономико-математическую модель:
где n j—число мероприятий, обеспечивающих j - ю конечную цель, включая альтернативные; L j — число вариантов альтернативных мероприятий для j -и цели; Jlj — множество альтернативных мероприятий в варианте l для j-й цели. В результате решения этой задачи создается выбор мероприятий, обеспечивающих минимальные затраты при полном удовлетворении j-й цели. Если множество мероприятий не позволяет обеспечить полное удовлетворение соответствующей цели, то данная задача не будет иметь решений. Чтобы решение было найдено, необходимо ослабить первое ограничение:
где ( j — достаточная величина удовлетворения цели j (( j , >0). Сформированный таким образом набор мероприятий может требовать чрезмерно большой объем инвестиций. В этом случае из полного набора мероприятий необходимо выделить первоочередные. Граница выделения определяется либо величиной предоставляемых финансовых средств, либо степенью реализации цели (или ее отдельных подцелей). Рассмотрим вариант выбора мероприятий в программу из более широкого их состава таким образом, чтобы затраты на их реализацию были минимальными. Данная задача встречается в специальной литературе, и ее решение состоит непосредственно в минимизации затрат на реализацию мероприятий при ограничениях на достижение определенного уровня ПДК по воде, воздуху; обеспечению жильем и пр. Иначе говоря, предлагается решить задачу
где i — номер альтернативного мероприятия (i = l,m); Zi — затраты на осуществление i -го мероприятия; Ui — искомая булевая переменная, имеющая смысл: Ui =1,- i-e мероприятие включается в программу: Ui =0, — i-е мероприятие отклоняется; еij— улучшение j-го показателя за счет реализации i-го мероприятия; Еj — величина улучшения j-го показателя, которая должна быть достигнута. В ряде случаев при отборе мероприятий предлагается использовать обратную модель
где Ф — объем инвестиций, выделенных для реализации природоохранной программы. Использование таких моделей оправдано, например, для выбора варианта технологического процесса или комплекса мер борьбы с атмосферным загрязнением на промышленном предприятии. В случае формирования проекта преобразования социально-экономической системы необходимо всесторонне оценивать использование тех или иных мероприятий в комплексе всей природоохранной программы. Следовательно, и критерий результативности проекта должен быть комплексным и оценивающим все вошедшие в природоохранную программу мероприятия. Для решения данной задачи необходимо воспользоваться иерархическим представлением критериев в виде дерева, конечными вершинами которого являются конкретные показатели. В этом случае устанавливаются зависимости
где Ji — множество критериев (показателей) i, которые образуют критерий j, a i j — константа влияния j-го критерия (показателя) на критерий i; х i (X j) — значение i-го (j-го) критерия.
Рис. 13.2. Пример дерева критериев-показателей
Для дерева критериев, представленного на рис. 13.2, можно записать набор зависимостей. Для улучшения общего критерия состояния социо-эколого-экономической системы на единицу существует широкий диапазон вариантов улучшения критериев х1 и х2. Вариантность увеличивается при переходе от верхнего уровня к нижнему. Изменения показателей, находящихся в висячих вершинах дерева, обеспечиваются набором альтернативных мероприятий l=1,m. В общем случае можно потребовать улучшения не общего критерия системы x1, а некоторого множества критериев i ( Jk* на уровне k*. Для отыскания оптимистического набора мероприятий, обеспечивающих заданные значения этих критериев х1*, i ( Jk* следует решить задачу
где xj0 — базовое значение показателя j; Jk — множество показателей (висячих вершин дерева) на конечном уровне k. Для решения обратной задачи, т.е. отыскания наилучшего в некотором смысле варианта изменения критериев системы исходя из выделенных инвестиций, следует видоизменить модель:
где a j — важность (приоритетность) j-го критерия,
Ф — объем выделенных для реализации проекта инвестиций. В предложенной модели максимизируется величина относительного улучшения критериев (хj – хj0) / хj0. Поскольку в общем случае число улучшенных критериев больше единицы, то необходимо решать многокритериальную задачу одновременного улучшения всех i ( Jk* критериев. Для этого целесообразно воспользоваться максиминным критерием, реализующим чебышевский принцип равномерной уступки:
В силу того, что критерии i ( Jk* могут иметь различную значимость, необходимо учесть важность (приоритет) критериев с помощью коэффициента (j. Важность критериев устанавливается экспертным путем. При установлении важности критериев необходимо учитывать вклад каждого из критериев в общий критерий. Для этого необходимо воспользоваться методикой ПЕРТ. По отдельным кустам дерева критериев оценить важность отдельных критериев. Так, для дерева критериев, представленного на рис. 13.3, пунктиром выделены следующие кусты: Для каждого из кустов в отдельности необходимо провести экспертную оценку, которая позволит установить важность висячих критериев куста в достижении критерия - вершины куста vj , j ( Jk ,k=1, k*. Предполагается, что величины vj нормированы в пределах куста, т.е.
Рис. 13.3. Пример дерева критериев
На базе проведенных расчетов нетрудно определить важность критериев уровня k*, вошедших в целевую функцию сформированной выше многокритериальной задачи:
где Li — множество критериев, находящихся на пути от критерия i до общего критерия. Представленные выше прямая и обратная задачи формирования набора мероприятий территориальной природоохранной программы относятся к классу задач дискретного математического программирования с булевыми переменными. Для решения такого рода задач можно воспользоваться методом случайного поиска, случайного управляемого поиска. Для такого специфического объекта анализа, как мероприятия природоохранной программы, требуют особого инструментария следующие наиболее важные работы: • выявление и формулирование функций объекта как единого целого и состава его частей; • выделение зон с наибольшим сосредоточением затрат, выявление функциональных резервов; • построение функциональной модели; • оценка значимости функций; • постановка задач поиска вариантов реализации функциональных моделей с обеспечением необходимого качества и функционально приемлемых затрат. В методологии ФСА выделяют основные вспомогательные и ненужные функции. Применительно к анализу мероприятия программы природопользования функции мероприятий могут быть установлены на основе анализа социо-эколого-экономической модели функционирования региона. Выше было показано, что системное исследование функционирования региона эффективно проводить на базе моделирования с помощью ориентированных графов. Для выявления функций мероприятий необходимо привязать их к дугам ориентированного графа. Тогда функции будут сформулированы в соответствии с действием этих дуг. Заметим, что одно мероприятие может быть привязано к нескольким другим (рис. 13.4).
Рис. 13.4. Пример воздействия мероприятия М на несколько дуг
Для оценки развития социо-эколого-экономической системы необходимо, чтобы цели, принадлежащие одному из уровней структурно-целевой модели присутствовали в виде вершин ориентированного графа. В результате можно указать воздействие первичных загрязнителей на эти вершины и обеспечить сопоставимость структурно-целевой и функциональной моделей. Полный эффект влияния фактора j на фактор l, который является одной из целей социо-эколого-экономической системы, рассчитывается по формуле:
где Er( j l ) — отдельный эффект r-го открытого пути от j до l; Ls — обратный эффект s-й петли, обеспечивающий релевантную обратную связь; R — число открытых путей от j до l; S — число петель, обеспечивающих релевантную обратную связь; { }* — оператор, означающий, что сначала в числителе и знаменателе производится перемножение, затем вычеркиваются члены, равные произведениям эффектов касающихся путей, и только потом производится деление. Если определить полный эффект влияния фактора j на фактор l до реализации мероприятия Т0( j l ) и после реализации Тl( j l ) то изменение эффекта
Для детализации изменения эффекта можно выразить Т( j l ) как функцию коэффициентов дуг: Т( j l ) =f(am , m=l,M). Изменение эффекта за счет воздействия мероприятия на дугу m определяется по формуле
где bm — величина изменения коэффициента m. Сумма изменений эффектов по отдельным дугам будет равна изменению полного эффекта
В результате на базе анализа ориентированного графа можно построить функциональную модель следующего вида: Данная модель имеет два уровня: уровень целей и уровень мероприятий. Дуги от мероприятий j к цели проводятся в том случае, если ( Т( j l ) = 0. На рис. 13.5 часть дуг отмечена знаком "+" , а часть знаком "—". Это вызвано тем, что на основе ( Т( j l ) можно выявить полезное действие мероприятия (улучшающее значение показателей системы, способствующее достижению цели - знак "+") и вредное действие мероприятия (ухудшающее
Рис. 13.5. Функциональная модель реализации целей на базе мероприятий (пример)
значение показателей системы, противодействующее достижению цели — знак "—"). В более информативном виде функциональную модель можно представить в виде таблицы. Таблица 13.1. Функциональная модель влияния набора мероприятий на социо-эколого-экономическую систему (пример) \ Действие мероприятия Воздействие мероприятии на цели цель 1.1 цель 1.2 цель 1.3 цель 1.4 М1
Структурно-функциональная модель дает всестороннюю оценку каждому из мероприятий; их блокам, нацеленным на структурную цель; всему набору в целом. С точки зрения структурной модели дается оценка полноты достижения непосредственной структурной цели. С точки зрения функциональной модели приводится оценка "полезного" и "вредного" воздействия мероприятий и их блоков. Все оценки обобщаются в оценках достижения главной цели программы. На аналитическом этапе системного исследования мероприятий программы необходимо провести анализ затрат на осуществление мероприятий и соответствие получаемому результату.
Рис. 13.6. Пример дерева цепей Метод сопоставления затрат на функции с балльными оценками значимости функций базируется на том, что нормирующим условием распределения затрат служит значимость функций. Применительно к системному анализу мероприятий этот метод следует модифицировать и назвать методом сопоставления затрат на мероприятия с оценкой результата. Результат мероприятия можно оценить исходя из показателя приоритетности мероприятия. При этом из формулировки метода исчезает слово "функция", а поскольку рассматривается комплекс мероприятий, то и метод можно назвать "комплексно-стоимостный анализ". Для его реализации следует воспользоваться структурно-стоимостной схемой и оценками приоритетности на дереве целей (рис. 13.6, табл. 13.2). Таблица 13.2. Численные характеристики целей и мероприятий для примера на рис. 3.12 Цели Оценка, баллы Затраты, млн.руб/% Отношение затрат к результату Цель1 0,3 23/36,5 1,22 Mil 0,15 10/15,9 1,06 М12 0,06 5/8,3 1,38 М13 0,09 8Д2,7 1,41 Цель 2 0.2 10/15.9 0.79 М21 0,08 4/6,0 0,75 M22 0,12 6/9,5 0,79 Цель 3 0,5 30/47,6 0,95 М31 0,15 8/12,7 0,85 М32 0,225 12/19,0 0,84 МЗЗ 0,125 10/15,9 0,27
Рис. 13.7. Диаграмма затраты— результаты для уровня 1 Комплексный стоимостный анализ может проводиться с любой степенью детализации по иерархии уровней дерева целей, начиная с уровня 1. Для этого следует построить диаграмму затраты—результаты (рис. 13.7). На рис. 13.7 представлена диаграмма затраты—результаты для первого уровня рассматриваемого примера. Если найти отношение затрат к результату, то в случае, когда это отношение меньше единицы, вряд ли стоит сомневаться в качестве данных и требовать уточнить мероприятия и затраты. Если же отношение больше единицы, то стоит попытаться уточнить исходную информацию, улучшить набор мероприятий. Таким образом, функциональная модель для реализации аналитического этапа ФСА строится на базе орграфа социо-эколого-экономической системы. Влияние природоохранных мероприятий оценивается с помощью расчета полного эффекта и разложения его по отдельным дугам. Среди различных методов анализа затрат на осуществление мероприятий и соответствия получаемому результату выбран метод сопоставления затрат на функции с балльными оценками значимости функций.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Повышение экономической эффективности природоохранных программ» з дисципліни «Екологія і економіка природокористування»
