基于系統動力學的煤礦生產能力系統協同性理論研究

孫丹

摘要：煤礦生產能力系統是一個復雜系統，各子系統內部及子系統之間因果關系復雜，單純用數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。本文通過煤礦生產能力系統的分析、概括研究，劃分出明確的系統界限，為進一步使用系統動力學（SD）構建煤礦生產能力系統模型奠定了理論基礎。

關鍵詞：煤礦生產能力；煤礦生產能力系統；協同度；系統動力學

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，煤炭行業由10年“黃金期”進入了“寒冬期”，行業整體發展形勢較為嚴峻，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，且產能過剩現象嚴重，影響了我國經濟發展的質量和速度。2016年2月1日，國務院發布《關于煤炭行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》，對供給側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，再退出產能5億噸左右、減量重組5億噸左右；支持煤炭行業通過產能退出、減量重組和行業轉型的方式實現化解過剩產能、市場供需基本平衡、產業結構優化、轉型升級的目標。要有效解決這些問題，就要從整體上分析煤炭產業的體系構成，用系統、科學的方法研究。

一、SD研究煤礦生產能力系統協同性的優劣分析

1.SD研究煤礦生產能力系統協同性優勢分析

煤礦生產能力系統是煤炭產業的基礎性系統，且是一種具有多變量、多回路和非線性的反饋系統，各子系統內部及子系統之間因果關系復雜，內部運行機理復雜，目前尚未有明確的函數關系加以表達，因此需要用動態的長期的觀點研究。而系統動力學正是一門研究系統反饋結構與行為的學科，多用來處理定性與定量相互結合，數據難以獲取或獲取不足的社會系統問題。系統動力學模型是一種因果機理性模型，它強調系統行為主要是由系統內部的機制決定的，擅長處理長期性和周期性的問題；在數據不足時，以反饋環為基礎依然可以做一些研究。

2.SD研究煤礦生產能力系統協同性劣勢分析

系統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參數為目的，因此某些參量難以量化，還是需要用調查假設和定性分析（這類參數主要是一些輔助變量的表函數）的方法來研究，在一定程度上可能影響結果的準確度，還需要結合其他的方法進行量化和分析。

二、概念及邊界界定

1.協同度的界定

協同論認為，系統走向有序的機理不在于系統現狀的平衡或不平衡，也不在于系統距平衡態有多遠，關鍵在于系統內部各子系統間相互關聯的“相互作用”，它左右著系統相變特征和規律，協調度正是這種系統作用的量度。協調度是指系統之間或系統要素之間在發展過程中和諧一致的程度，描述了系統內部各要素或子系統間協調狀況的好壞，體現系統由無序走向有序的趨勢。

2.系統邊界的界定

煤礦生產能力系統是一個動態復雜反饋系統，它與人、物和環境等有著密切的關系。同時這些因素之間也相互影響，構成因果關系。其中人包括人員數量、受教育水平和工作效率等。物包括機械設備及設施投入量、物料的供應流通水平和機械設備及設備維修率等。環境包括產業發展速度、國家政策等。

三、煤礦生產能力系統框架設計

按照能否直接影響生產效益，將煤礦生產系統的采煤系統、掘進系統、機電系統、運輸系統、通風系統、排水系統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。這六個子系統相互獨立又相互影響，共同構成了煤礦生產能力系統的整體框架。

四、結語

目前系統動力學在煤礦生產領域中的研究大多集中在安全管理和物流方面，很少利用系統動力學從系統的角度整體研究煤礦生產能力系統的內部結構，因此將系統動力學與煤礦生產能力系統結合也豐富了煤礦生產能力的研究方法。利用系統動力學模型對煤礦生產能力系統進行政策模擬，通過對系統結構、相關制度、衛生政策與外部環境等的模擬研究，獲得煤礦生產能力系統動態行為特征與內部運行機制，發現系統結構問題的根源和作用機制，提出解決系統結構問題的政策建議。

參考文獻：

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

作者簡介：孫 丹（1991-），女，漢族，山東濱州人，山東科技大學礦業與安全工程學院在讀研究生，主要從事經濟系統結構與優化研究。