基于系統(tǒng)動力學的煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)協(xié)同性理論研究

孫丹

摘要：煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，各子系統(tǒng)內(nèi)部及子系統(tǒng)之間因果關(guān)系復(fù)雜，單純用數(shù)學方法難以進行準確描述，所以適合采用半定性、半定量或定性的方法研究。本文通過煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)的分析、概括研究，劃分出明確的系統(tǒng)界限，為進一步使用系統(tǒng)動力學（SD）構(gòu)建煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)模型奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：煤礦生產(chǎn)能力；煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)；協(xié)同度；系統(tǒng)動力學

中圖分類號：TD67 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2017）001-000-01

2012年開始，煤炭行業(yè)由10年“黃金期”進入了“寒冬期”，行業(yè)整體發(fā)展形勢較為嚴峻，一方面受到國家宏觀政策的影響，另一方面也受到世界煤炭市場因素的制約，且產(chǎn)能過?，F(xiàn)象嚴重，影響了我國經(jīng)濟發(fā)展的質(zhì)量和速度。2016年2月1日，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》，對供給側(cè)改革提出了明確的目標和立體化的解決方案。該文指出，要從2016年開始，用3至5年的時間，再退出產(chǎn)能5億噸左右、減量重組5億噸左右；支持煤炭行業(yè)通過產(chǎn)能退出、減量重組和行業(yè)轉(zhuǎn)型的方式實現(xiàn)化解過剩產(chǎn)能、市場供需基本平衡、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、轉(zhuǎn)型升級的目標。要有效解決這些問題，就要從整體上分析煤炭產(chǎn)業(yè)的體系構(gòu)成，用系統(tǒng)、科學的方法研究。

一、SD研究煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)協(xié)同性的優(yōu)劣分析

1.SD研究煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)協(xié)同性優(yōu)勢分析

煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)是煤炭產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性系統(tǒng)，且是一種具有多變量、多回路和非線性的反饋系統(tǒng)，各子系統(tǒng)內(nèi)部及子系統(tǒng)之間因果關(guān)系復(fù)雜，內(nèi)部運行機理復(fù)雜，目前尚未有明確的函數(shù)關(guān)系加以表達，因此需要用動態(tài)的長期的觀點研究。而系統(tǒng)動力學正是一門研究系統(tǒng)反饋結(jié)構(gòu)與行為的學科，多用來處理定性與定量相互結(jié)合，數(shù)據(jù)難以獲取或獲取不足的社會系統(tǒng)問題。系統(tǒng)動力學模型是一種因果機理性模型，它強調(diào)系統(tǒng)行為主要是由系統(tǒng)內(nèi)部的機制決定的，擅長處理長期性和周期性的問題；在數(shù)據(jù)不足時，以反饋環(huán)為基礎(chǔ)依然可以做一些研究。

2.SD研究煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)協(xié)同性劣勢分析

系統(tǒng)動力學模型是一種直接反映因果機制的模型，它不以準確估計系統(tǒng)參數(shù)為目的，因此某些參量難以量化，還是需要用調(diào)查假設(shè)和定性分析（這類參數(shù)主要是一些輔助變量的表函數(shù)）的方法來研究，在一定程度上可能影響結(jié)果的準確度，還需要結(jié)合其他的方法進行量化和分析。

二、概念及邊界界定

1.協(xié)同度的界定

協(xié)同論認為，系統(tǒng)走向有序的機理不在于系統(tǒng)現(xiàn)狀的平衡或不平衡，也不在于系統(tǒng)距平衡態(tài)有多遠，關(guān)鍵在于系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)間相互關(guān)聯(lián)的“相互作用”，它左右著系統(tǒng)相變特征和規(guī)律，協(xié)調(diào)度正是這種系統(tǒng)作用的量度。協(xié)調(diào)度是指系統(tǒng)之間或系統(tǒng)要素之間在發(fā)展過程中和諧一致的程度，描述了系統(tǒng)內(nèi)部各要素或子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)狀況的好壞，體現(xiàn)系統(tǒng)由無序走向有序的趨勢。

2.系統(tǒng)邊界的界定

煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)是一個動態(tài)復(fù)雜反饋系統(tǒng)，它與人、物和環(huán)境等有著密切的關(guān)系。同時這些因素之間也相互影響，構(gòu)成因果關(guān)系。其中人包括人員數(shù)量、受教育水平和工作效率等。物包括機械設(shè)備及設(shè)施投入量、物料的供應(yīng)流通水平和機械設(shè)備及設(shè)備維修率等。環(huán)境包括產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度、國家政策等。

三、煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)框架設(shè)計

按照能否直接影響生產(chǎn)效益，將煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的采煤系統(tǒng)、掘進系統(tǒng)、機電系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)中的主要能力劃分成基本能力與輔助能力，見圖1。

基本能力中又包括采掘能力、井下運輸能力和礦井提升能力；輔助能力包括礦井通風能力、排水能力和供電能力。這六個子系統(tǒng)相互獨立又相互影響，共同構(gòu)成了煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)的整體框架。

四、結(jié)語

目前系統(tǒng)動力學在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域中的研究大多集中在安全管理和物流方面，很少利用系統(tǒng)動力學從系統(tǒng)的角度整體研究煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此將系統(tǒng)動力學與煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)結(jié)合也豐富了煤礦生產(chǎn)能力的研究方法。利用系統(tǒng)動力學模型對煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)進行政策模擬，通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、相關(guān)制度、衛(wèi)生政策與外部環(huán)境等的模擬研究，獲得煤礦生產(chǎn)能力系統(tǒng)動態(tài)行為特征與內(nèi)部運行機制，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題的根源和作用機制，提出解決系統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題的政策建議。

參考文獻：

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[3]張志強.基于界面的煤礦井下工程協(xié)同管理體系與方法研究[D].中國礦業(yè)大學，2014.

作者簡介：孫 丹（1991-），女，漢族，山東濱州人，山東科技大學礦業(yè)與安全工程學院在讀研究生，主要從事經(jīng)濟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與優(yōu)化研究。