Prezentacja programu PowerPoint

PODSTAWY NAUKOWE MODELOWANIA

SYSTEMÓW EKSPLOATACJI WODOCIĄGÓW I KANALIZACJI

TEORIA EKSPLOATACJI (TE) jest dyscypliną naukową o charakterze

interdyscy pli nar nym

zaj-mująca

się

zasadniczo

badaniem

formułowaniem

przedsięwzięć

pro wa dzących

utrzymania

sprawności  technicznej  obiektów,  urządzeń  i  in stalacji,  jak  również
czynnościami  podejmo-wanymi  w  przypadku  utraty  zdol ności  w/w
elementów.  W  nauce  o  eksploatacji  wśród  różnych  dyscyplin  można
przykłado wo  wymienić  działy  matematyki,  jak:  teoria  procesów
stocha sty cznych, teoria prawdopodobieństwa, statystyka.

Eksploatacja wodociągów i kanalizacji obejmuje 4 podstawowe

procesy:

•użytkowanie jako proces, który rozpoczyna się w momencie
przekazania wodociągów i kanalizacji do wykorzystania (zgodnie z
przeznaczeniem),

•nadzorowanie jako działanie kontrolne procesu eksploatacji dla
stwier dze nia dotrzymania standardów eksploatacyjnych,

•obsługiwanie jako proces utrzymywania sprawności technicznej
wodocią gów i kanalizacji mający na celu przedłużenie okresu
użytkowania,

•odnawianie jako proces przywracania zdatności elementów
wodociągów i kanalizacji w przypadku jej utraty.

Nauka o eksploatacji jakiegokolwiek systemu powinna być
rozpatrywana dwu aspektowo, a mianowicie:

•jako nauka podstawowa, w szczególności analityczno-badawcza
zajmu ją ca się badaniami systemu eksploatacji,

•jako nauka stosowana posiadająca wymiar praktyczny i mająca za
cel ok re ślenie czynności i działań, za pomocą których możliwe jest
racjonalne i efektywne określenie zarządzania eksploatacją.

W nowocześnie ujętej eksploatacji można wyróżnić następujące
elementy:

•organizacja i technologia,

•niezawodność i bezpieczeństwo,

•kierowanie i zarządzanie,

•planowanie i kontrolowanie,

•usprawnianie i wspomaganie,

•audytowanie i ocenianie.

Eksploatacją wodociągów i kanalizacji zajmują się przedsiębiorstwa
wodo ciągowo-kanali-zacyjne.  Obiektem  eksploatacji  są  urządzenia,
sieci  i  insta la cje.  Praktycznie  w  obecnej  dobie  eksploatacja  jest  w
dużej  mierze  skompute ry zo wa na.  Teoria  eksploatacji  stosując
metodę  modelowania  blokowego  umoż li wia  two  rzenie  najbardziej
odpowiedniego  schematu  dla  danej  rzeczywistości  eks ploa tacyjnej,
zapewniającej efektywne wykorzystanie zgromadzonego ma jątku.

TEORIA SYSTEMÓW

TEORIA SYSTEMÓW (TS) zajmuje się opracowywaniem metod
badawczych zwią za nych z systemami, w szczególności dotyczy pojęć,
zasad, narzędzi występują cych w systemach i w odniesieniu do
wodociągów

kanalizacji

powiązanie

następującymi

dyscyplinami:  teoria  eksploatacji,  teoria  modelowania  i  teoria  nie
zawodności.  Zasadniczym  celem  zastosowania  TS  w  odnie sie niu  do
wodo cią gów  i  kanalizacji  jako  obiektów  złożonych  jest  opraco wanie
wła ściwej  metody  badania  i  wybór  odpowiedniego  modelu
eksploatacji.  W  TS  można  wyróżnić  po jęcia  jak  system,  ujęcie
systemowe,  cele  systemu,  struktura  systemu,  własności  systemu  i
dekompozycja systemu.

  System  wodociągów  i  kanalizacji  w  takim  ujęciu  składa  się  z  3
zbiorów:  zbiór  podsystemów,  zbiór  elementów  i  zbiór  relacji
pomiędzy  nimi.  Systemy  wod-kan  są  systemami  rzeczywistymi,  w
których

realizowane

są

procesy

zwią za ne

ujmowaniem,

uzdatnianiem

dystrybucja

wody

oraz

odprowadzaniem,

oczyszczaniem ścieków i utylizacją osadów ściekowych. System eks-
ploatacji po wiązany jest również z otoczeniem poprzez zasilanie
energetyczne, mate ria łowe i informacyjne, które przetwarzane są w
procesie eksploatacji w produkty, usługi i decyzje dotyczące samego
procesu. Ponadto do systemu eksploatacji spływają zakłócenia, a
sam system oddziałowywuje na środowisko.

Systemy wod-kan są również systemami składającymi się z zespołów
ludzi  i  urządzeń  ma ją cymi  zdeterminowane  cele:  dostawa  wody  i
odprowadzanie ście ków. W ujęciu matematycznym można stwierdzić,
że system składa się ze zbio ru elementów, zbio ru relacji oraz zbioru
celów  przez  niego  realizowanych.  Ta kie  podejście  oznacza,  że
struktura systemu określona na zbiorze elementów i oraz na zbiorze
powiązań  umożliwia  nadać  systemowi  wodociągów  i  kanalizacji
charakter kompleksowy.

TEORIA MODELOWANIA

        TEORIA  MODELOWANIA  (TM)  zajmuje  się  budową  i  badaniem
modeli  nie  tylko  zjawisk  i  pro-cesów  ale  również  systemów
odwzorowujących  rzeczywistość  lub  tylko  jej  fragment.  Mode-
lowanie  w  eksploatacji  (również  w  projektowaniu,  wy ko na w st wie)
jest podstawową procedurą badawczą w celu określenia zacho wa nia
się rze czywistości eksploatacyjnej w określonych warunkach. Modele
stoso wa ne  w  eksploatacji  dotyczyć  mogą  całego  systemu  lub  też
wybra-nych podsy stemów.

Istota modelowania w odniesieniu do systemu eksploatacji wod-kan
polega  na  stworzeniu  modelu  (uproszczonego  obrazu)  przy
przyjęciu  pewnych  założeń  (np.  celu,  dla  którego  model  jest
opracowywany,  przeznaczenia,  jakie  model  powinien  spełniać.
Ogólne zasady modelo-wania oparte są na trzech zasadach:

•izomorfizmu,

tzn.

badania

wzajemnych

powiązań

części

składowych sy ste mów, procesów lub zjawisk,

•analogii, tzn. poszukiwania analogii między podsystemami i
problemami wcześniej roz-wiązywanymi, bądź analogii do innych
problemów,

•podobieństwa, tzn. w odniesieniu do systemów eksploatacji
podobieństwo do rzeczy-wistości eksploatacyjnej.

OTOCZE

NIE

MODYFIKOWAN

IE,

USPRAWNIANI

E, WDRAŻANIE

IDENTYFIKACJA

SYSTEMU –

OKREŚLENIE

LICZBY

PODSYSTEMÓW I

ELEMENTÓW

ORAZ RELACJI

MIĘDZY NIMI

PROBLEMY

EKSPLOATACYJNE

RZECZYWISTOŚĆ

EKSPLOATACYJNA

ROZWIĄZYWANIE

PROBLEMÓW

EKSPLOATACYJNY

ZAŁOŻENIA

MODELOWE – CELE

I PRZEZNACZENIE

MODELU, BUDOWA

MODELU

WZORCOWEGO

Na modelowanie systemu eksploatacji wod-kan składa się szereg

etapów, jak:

• projektowanie

systemu,

• wdrażanie systemu,

• weryfikowanie

systemu,

• działanie systemu,

• usprawnianie systemu,

• audytowanie systemu,

• rekomendowanie systemu,

• certyfikowanie systemu,

• akredytowanie systemu.

•

TEORIA ORGANIZACJI I ZARZĄDZANIA

        TEORIA  ORGANIZACJA  I  ZARZĄDZANIA  (TOIZ)  zajmuje  się
porządkowanie  zbioru  dzia łań,  czynnych  za sobów  ludzkich  oraz
środków  działań.  W  odniesieniu  do  sy  stemów  eksploata cji  wod-kan
ma na celu:

•uporządkowanie wewnętrznej struktury organizacyjnej jednostek
eksploa ta cyjnych,

•uporządkowanie typologii procesu eksploatacyjnego i czynności
eksploa tacyjnej realizo-wanych w systemie,

•zorganizowanie

działania

zasobów

technicznych

(środki

transportu, sprzęt specjalistyczny, itp.),

•zorganizowanie zabezpieczenia materiałowego.

  Zadaniem  TOIZ  w  odniesieniu  do  systemów  eksploatacji  wod-kan
jest  nau ko we  badanie  sprawności  ich  działania.  W  związku  z  tym
zajmuje  się  ona  typolo gią  działań  ludzkich  i  technicznych
połączonych  z  badaniem  przy czyn  powo dzeń  lub  niepowodzeń.
Organizacja

eksploatacji

polega

umie jęt nym

podziale

eksploatowanego obszaru i odpowiednim rozmieszczeniu zaso bów
ludzkich i środków technicznych. Organizację eksploatacja zasobów
ludzkich można ująć w postaci łańcucha:

•zarząd,

•kierownik eksploatacji,

•realizator eksploatacji,

•zespoły wykonawcze.

Organizację  eksploatacji  w  zakresie  działań  technicznych  stanowi
zbiór  ele mentów  uporząd-kowanych  i  powiązanych  ze  sobą  w  jedną
całość  zwaną  typolo gią  czynności  eksploatacyjnych,  w  ramach
których realizowane są określone zadania eksploatacyjne (typologia
czynności eksploatacyjnych):

•użytkowanie,

•nadzorowanie,

•obsługiwanie,

•odnawianie.

TOIZ zajmuje się tworzeniem rzeczywistości eksploatacyjnej z
składników, jak:

•zasoby ludzkie,

•środki materialne,

•przepisy formalno-prawne.

•i w odniesieniu do systemu eksploatacji wod-kan zarządzanie
dotyczy takich obszarów, jak zarządzanie:

•zasobami ludzkimi,

•środkami materialnymi (urządzenia wodociągowe i kanalizacyjne,
sprzęt i środki transportu),

•zaopatrzeniem w materiały i części zamienne,

•środowiskiem,

•bezpieczeństwem i higiena pracy.

TOIZ systemami wod-kan ma bezpośrednie powiązanie z naukowymi
dyscypli nami w postaci teorii dotyczącej:

•niezawodności, bezpieczeństwa i ryzyka,

•odnowy,

•zapasów, teoria masowej obsługi,

•organizacji,

•decyzji,

•przedsiębiorstwa.

TEORIA PLANOWANIA

          TEORIA  PLANOWANIA  (TP)  zajmuje  się  całokształtem  działań,  za
pomocą  których  rea lizo-wany  jest  proces  planowania,  w  którym
następuje  wzajemna  koordynacja  i  kontrola  realizacji  zadań
planowanych,  czyli  ustanowienie  planów  działań.  W  odniesieniu  do
systemu eksploa-tacji  wod-kan planowanie polega na wykorzy sta niu
zgromadzonych  informacji  o  stanie  eks-ploatowanych  obiektów.
Plano wa nie w systemie eksploatacji ma na celu korygowanie procesu
planowania  w  przy padku  stwierdzenia  istotnych  odchyleń  (kontrola
realizacji

planu

rzeczo we go

planu

finansowego

zadań

eksploatacyjnych). TP ma bez po średnie powią za nie z dyscypli-nami
naukowymi, jak teoria:

•informacji,

•decyzji,

•organizacji i zarządzania,

•niezawodności, bezpieczeństwa i ryzyka,

•zapasów,

•odnowy,

•przedsiębiorstwa.

W systemie eksploatacji wod-kan realizowany proces planowania w
zakresie:

•zadań eksploatacyjnych (odnowa, modernizacja, renowacja) i
terminów ich wykonania,

•środków finansowych przeznaczonych na realizację zadań,

•technologii wykonania robót,

•zapotrzebowania na materiały,

•zatrudnienia.

Natomiast ze względu na horyzonty czasowe wyróżnia się:

•planowanie bieżące (operacyjne) – zmianowe, dobowe, tygodniowe,
mie się czne i kwartalne,

•planowanie krótkoterminowe – roczne

•planowanie długoterminowe – 5 letnie,

•planowanie perspektywiczne – 10 letnie.

Celami planowania są:

•zapobieganie powstawaniu awarii obiektów i urządzeń wod-kan,

•ograniczenie zakłóceń w funkcjonowaniu urządzeń wod-kan,

•obniżanie kosztów eksploatacji.

W  procesie  planowania  wykorzystuje  się  komputerowe  bazy  danych
(np.  bazy  o  awariach  sieci).  Planowanie  nabiera  szczególnego
znaczenia  w  działalności  przed  siębiorstwa  wod-kan  w  aspekcie
planów  rzeczowych  i  finansowych,  nato miast  proces  ich  realizacji
wymaga  kontroli  polega ją cych  na  definiowaniu  od chy leń  i  ich
eliminacji.

TEORIA NIEZAWODNOŚCI, BEZPIECZEŃSTWA I RYZYKA

TEORIA NIEZAWODNOŚCI (TN) Zajmuje się przy wykorzystaniu
teorii niezawo dności prognozowaniem zdarzeń losowych i w
odniesieniu

systemu

eksploa tacji

wod -kan

określa

prawdopodobieństwo  występowania  uszkodzeń  w  proce sie  eks
ploatacji.  Natomiast  teoria  bezpieczeństwa  (TB)  zajmuje  się
badaniem  bez pie czeń stwa  funkcjonowania  obiektów  i  urządzeń  (dla
systemów  wod-kan  bada  ich  wska ź niki  bezpieczeństwa).  Z  kolei
teoria  ryzyka  (TR)  zajmuje  się  badaniem  prawdo podobieństwa
wystąpienia  niebezpieczeństwa  i  w  odniesieniu  do  syste mu  eks ploa
tacji  wod-kan  bada  prawdopodobieństwo  nieosiągnięcia  celu  w  ra
mach przed sięwzięć eksploatacyjnych.

Pojęcia

niezawodności,

bezpieczeństwa

ryzyka

systemu

eksploatacji wod-kan należy rozpatrywać na dwóch płaszczyznach ze
względu na:

•personel, w którym człowiek występuje jako operator sy ste mu,

•działanie  systemu  składającego  się  z  obiektów,  urządzeń  i
instalacji.
Ujmując  to  inaczej  będziemy  mieli  do  czynienia  z  niezawodnością,
bezpie czeń stwem  i  ryzykiem  w  świadczeniu  usług  wod-kan  ze
względu  na  niezawodność,  bezpieczeństwo  i  ryzyko  działań
personelu

lub/i

niezwodność,

bezpieczeństwo

ryzyko

funkcjonowania urządzeń i obiektów wod-kan.

W TN występują wskaźniki jakościowe i ilościowe. Pod sta wowym
wskaźni kiem

jakościowym

niezawodności

wod-kan

jest

bezawaryjność, tzn. Prawdopo do bieństwo zachowania zdatności i
gotowości do pracy w okre ślo nych warun kach eksploatacji.
Natomiast podstawowym poję-ciem TN jest uszkodzenie, pod którym
należy rozumieć pełne lub czę ścio we wstrzymanie pracy. Rodzaje usz
ko dzeń wod-kan:

•nagłe lub stopniowe,

•całkowite lub częściowe,

•nieodwracalne lub odwracalne,

•wykrywalne lub trudnowykrywalne,

•duże lub małe.

Oprócz wymienionego wskaźnika jakościowego w TN wy stępują
jeszcze wskaź niki, jak:

•długowieczność polegająca na dostatecznie długim zachowywaniu
goto wo ści do pracy w określonych warunkach eksploatacji z
przerwami na ewen tualne remonty, modernizacje lub renowacje,

•podatność na naprawy polegająca na przystosowaniu urządzeń do
utrzy ma nia gotowości technicznej czynnościami profilaktycznymi lub
usuwa ją cymi awarie.

Wskaźniki

ilościowe

określane

są

podstawie

teorii

prawdopodobieństwa i tak:

•prawdopodobieństwo uszkodzenia q(t) jest prawdopodobieństwo,
że w ok reślonych warunkach eksploatacji w czasie t nastąpi jedno
uszkodzenie,

•wskaźnik gotowości kg jest prawdopodobieństwem zdarzenia, że
obiekt będzie w stanie zdatności w dowolnym momencie czasu t od
początku je go okresu eksploatacji,

•prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy p(t) jest prawdopodo
bień stwem, że w czasie t w systemie eksploatacji nie nastąpi ani
jedno uszko dzenie (im większe t, tym mniejsze p(t)),

•średni czas bezawaryjnej pracy elementów wod-kan t jest
oczekiwaną war to ścią czasu ich pracy do uszkodzenia.

W TB zasadniczo występują przypadki:

•stan bezpieczeństwa,

•niezawodność bezpieczeństwa,

•stan zagrożenia bezpieczeństwa,

•zawodność bezpieczeństwa.

W TB W odniesieniu do wod-kan rozpatruje się usz ko dze nia, które
mogą stwa rzać zagrożenie bezpieczeństwa. TB wod-kan znajduje się
w centrum zainte re so wania wielu naukowców i praktyków ze
względu na jej wagę. Dlatego też w przed siębiorstwach wod-kan
kwestie bez pieczeństwa znajdują się wysoko w hierarchii decyzji
eksploatacyjnych. Szcze gól nie chodzi o część wodociągową, która
powinna mieć takie elementy bezpie czeństwa jak:

•dualny sposób ujmowania wody,

•rezerwę czasową dla wody surowej (zbiorniki i osadniki naturalne),

•zamienne ciągi technologiczne,

•rezerwę czasową dla wody uzdatnionej (zbiorniki wody czystej),

•stałe monitorowanie i dozorowanie ujęć i stacji uzdatniania wody
przez specjalistyczne uzbrojone formacje ochronne.

TR  opiera  się  na  teorii  prawdopodobieństwa  i  dlatego  też  ryzyko  w
odnie sie niu  do  systemu  eksploatacji  wod-kan  można  ogólnie
sformułować  ja ko  przedsię wzięcie  eksploatacyjne,  któremu  nie
można przypisać powodzenia z 10 % praw dopodobieństwem. Stopień
ryzyka  jest  bardzo  duży  i  istnieje  w  ca łym  przekroju  procesu
eksploatacji,  od  ujęcia  wody  do  jej  odbiorcy.  Dlatego  też  ma my  do
czy nienia z ryzykiem kontrolowanym i tolerowanym. W praktyce eks
p loa tacyjnej ryzyko zawsze istnieje i powinno być brane pod uwagę,
gdyż  na le ży  się  liczyć  z  nieprzewidzianymi  zdarzeniami  losowymi
(np. klęski żywiołowe).

Sytuacje takie dotyczą z jednej strony personelu eksploatacyjnego, a
z  drugiej  strony  obiektów  i  urządzeń.  Należy  zawsze  je  brać  pod
uwagę  niezależnie  od  tego,  że  czasami  są  to  przypadki,  których
prawdopodobieństwo  zaistnienia  może  być  znikome  a  skutki
ogromne.
    Podstawowe wskaźniki ryzyka w odniesieniu do wod-kan to:

•prawdopodobieństwo

zaistnienia

nieprzewidzianych

zdarzeń

powodują cych straty,

•bezwzględna wartość strat (s) w [zł],

•wartość oczekiwana strat E(S).

Wielkość ryzyka można określić wzorem:







)

(

I S

oznaczają

odpowiednio praw-
dopodobieństwo
zaistnienia i war-tość
strat dla i-tego
nieprzewidzia-nego
zdarzenia.

W TR

ważne jest, aby:

•umiejętnie rozpoznawać zagrożenie,

•ocenić wpływ czynników zwiększających bądź zmniejszających możli
wość wystąpienia niepożądanych zdarzeń,

•szacować wartość prawdopodobieństwa zaistnienia
nieprzewidzianych zda rzeń,

•prognozować wielkość maksymalnych strat.

Takie podejście stwarza możliwość racjonalnego traktowania ryzyka i
ube zpie czenie zarządców zasobów wod-kan. Pozwala również na
opracowanie algo ryt mów działań zapobiegawczych lub algorytmów
naprawczych.

przedsię bior stwach

wod-kan

powinny

być

opracowane  odpo-wiednie  procedury  stałego  mo ni torowania  i
bieżącej  weryfikacji  oraz  oceny  ewentualnych  zagrożeń,  w  tym  ata
ków  terrorystycznych.  TN,  TB,  TR  są  po wiązane  z  innymi
dyscyplinami nau kowymi jak teoria:

•informacji,

•decyzji,

•zarządzania,

•zrównoważonego rozwoju.

TEORIA ODNOWY

Teoria odnowy (TO) jest ważnym elementem kształtowania
nowoczesnych

sy ste mów

eksploatacji

wod-kan.

Uszkodzenia

elementów  urządzeń  wod-kan  powo du  ją  poważne  utru-dnienia  w
funkcjonowaniu  jednostek  osadniczych,  w  kon sek wencji  straty
materialne  i  społe-czne.  Stąd  też  to  ma  szerokie  zasto so wa nie  w
systemach eksploatacji wod-kan polegającej, ogólnie rzecz biorąc, na
przy wracaniu sprawności technicznej elementów wod-kan. Teoria od
no wy

wy odrębniła

się

probabilistyki

(rachunek

prawdopodobieństwa, staty sty ka, teoria odnowy). Odnawianie
obejmuje procesy jak:

•naprawianie doraźne czyli usuwanie uszkodzeń,

•wymiana czyli wymiana zużytych niezdatnych elementów na nowe,

•renowacja czyli przywracanie parametrów wytrzymałościowych.

Klasyfikacja metod odnawiania:

•odnawianie zdatnych jeszcze elementów czyli odnawianie
profilaktyczną realizowana przed wystąpieniem uszkodzenia,

•odnawianie niezdatnych elementów, czyli odnowa awaryjna, do
której za li cza się naprawy doraźne lub wymianę uszkodzonych
elementów.

Pojęcie odnowy profilaktycznej związane jest z opracowaniem
strategii eks ploa tacyjnej, która można podzielić na:

•strategię  profilaktyczną  (doświadczalne  i  teoretyczne  ustalenie
czasu  pra cy  elementów,  który  gwarantuje  ich  sprawność  i
bezpieczne  działanie,  prze kroczenie  okresów  amortyza-cyjnych,
badanie

stanów

technicznych

ele mentów,

badanie

niezawodnościowe oraz wyszu-kiwanie i elimi nowa nie słabych
punktów),

•strategię okresową

Odnowa  profilaktyczna  elementów  wod-kan  nie  eliminuje  całkowicie
możli wo ści  powstania  powstawania  uszkodzeń,  ale  w  sposób
zdecydowany zmniejsza ry  zyko odnowy awaryjnej.

Do podstawowych wskaźników charakteryzujących proces odnowy
zalicza się:

•średni czas odnowy TO [h],

•średni czas naprawy TN [h],

•średni czas oczekiwania na naprawę TON [h],

•intensywność odnowy μ [1/h],

•prawdopodobieństwo odnowy PO(t),

•funkcje odnowy N(t).

Kryteria wskazujące na celowość odnowy elementów wod-kan:

•eksploatacyjne

(funkcjonalność,

trwałość

wytrzymałość,

niezawodność, bez pieczeństwo),

•technologiczne

(rodzaj

materiału,

lokalizacja,

parametry

techniczno-tech nologiczne),

•organizacyjne (metody odnowy, rozproszenie odnów, zaopatrzenie
mate ria łowe, dostępność i dopuszczenie do stosowania technologii
odnowy),

•ekonomiczne (koszty odnów, stan zapasów materiałów i części
zamien nych, stan zatrudnienia),

•społeczne (koszty i korzyści społeczne),

•ekologiczne

(ochrona

środowiska,

bezpieczeństwo

zdrowia

odbiorców).

W praktyce eksploatacyjnej oszacowania
średniego czasu odnowy można do ko nać wg relacji:





toi

Średni czas odnowy jest sumą średniego czasu
naprawy i średniego
czasu ocze kiwania na odnowę: TO = TON + TN

Intensywność odnowy w procesie eksploatacji
może być oszacowana na pod sta wie zależności

n(t,t+Δt) – liczba elementów, których odnowa zakończyła się do czasu (t, t +
δt), n(t) – liczba elementów, których odnowa zakończyła się do czasu t, Δt –
przedział czasu, na jaki podzielono badane okresy odnowy.

W przypadku, gdy czas odnowy posiada rozkład wykładniczy
można napi sać, że





Proces odnowy w praktyce przebiega w sposób różnorodny i zależy

głównie od technologiczności odnowy, na co składają się takie
elementy jak:

•diagnostyczność,

•technologiczność przeglądowa,

•technologiczność naprawy.
Przez  pojęcie  technologiczności  należy  rozumieć  właściwość
elementów, urzą dzeń i obiektów wod-kan polegającą na utrzymaniu
wielkości  kosztów  eksploa ta cyjnych  na  zaplanowanym  poziomie  w
ogólnym  finansowym  bilansie  przed się  biorstwa.  Parametrami
technologiczności  odnowy  są  wcześniej  omówione  wskaź niki
charakteryzujące

proces

odnowy.

Wymagania

do-tyczące

elementów,  urządzeń  i  obiektów  wod-kan  wiążące  się  z  procesami
odnowy  powinny  być  uwzględnione  w  procesie  projektowania
(odpowiednie  rozwiązania  i  materiały),  przez  wykonawców
(nowoczesne  technologie)  oraz  przez  eksploatatorów  przez
stosowanie zasad dobrych praktyk eksploatacyjnych.

W systemie eksploatacji wod-kan przyjmuje się następujący
kompleksowy model odnowy obejmujący:

•odnowę profilaktyczna (odnowa natychmiast po kontroli – odnowa
ocze ku ją ca po kontroli),

•odnowa awaryjna (odnowa natychmiast po wykryciu – odnowa ocze
ku ją ca w trybie kontrolowanym),

•odnowa planowana (odnowa przywracająca stan pierwotny –
odnowa przy wracająca sprawność techniczną).

W  procesie  eksploatacji  decyzje  dotyczące  odnowy  (naprawa
doraźna  czy  wy miana)  stanowią  próbę  wyznaczenia  opłacalności
napraw  i  wymian  przy  wzię ciu  pod  uwagę  dwóch  podstawo-wych
czynników,

jakimi

są

jednej

strony

obniżenie

kosztów

eksploatacyjnych, z drugiej zaś strony podwyższenie nieza wod ności
działania elementów wod-kan. Należy podkreślić, że wskutek wyboru
modelu odnowy jest wyznaczenie zakresu podejmowanych czynności
w pozo sta łych podsystemach eksploatacji takich, jak:

•organizacja,

•badania i analizy,

•zarządzanie,

•kontrola kosztów,

•usprawnianie,

•wspomaganie komputerowe,

•bezpieczeństwo,

•ocena efektywności.

TEORIA ZAPASÓW

TEORIA ZAPASÓW (TZ) jest działem matematyki stosowanej i

zajmuje  się  pro ble ma mi  gromadzenia  zapasów  dla  zaspokojenia
losowego  zapotrzebowania.  W  od nie sieniu  do  sy-stemów  wod-kan
takimi  zapasami  są:  rury,  kształtki,  uzbro je nie,  reagenty,  itp.
Gospodarka  materiałowa  w  systemach  eksploatacji  wod-kan  ma  na
celu  zapewnienie  ciągłości  dostaw  materiałów  i  części  zamiennych
po trze bnych  do  wykonania  prac  obsługowych,  napraw,  re-montów.
Zapasem  nazy wa  się  re zer wy  materiałów  i  części  zamiennych
utrzymywanych  przez  przedsię biorstwo  wod-kan.  Zadaniem  zapasu
materiałów i części zamiennych jest zacho wanie stałej gotowości do
zaspokojenia  potrzeb  zespołów  i  brygad  eksploa ta cyj nych.
Struktura do-stawy, zapasu materiałów i części zamiennych oraz ich
zu życia przed stawia się następująco:

•zaopatrzenie w materiały (planowanie materiałów, zamówienie
mate ria łów, dostawa materiałów),

•gromadzenie zapasu materiałów,

•zużycie

materiałów

(transport

materiałów,

wbudowanie

materiałów, har mo nogram zużycia materiałów).

  Planowanie  materiałów  następuje  na  podstawie  planu  zadań
rzeczowych  i  har monogramu  realizacji  zadań  eksploatacyjnych.  Na
tym  etapie  bardzo  waż nym  zagadnieniem  jest  przygo-towanie
specyfikacji  istotnych  warunków  za mó  wienia  (SIWZ  –  zgodnie  z
ustawą  o  zamówie-niach  publicznych),  w  którym  precyzyjnie
powinny być sformułowane parametry techniczne, jakim powinny od
powiadać  ma  zamawiane  materiały  i  części  zamienne  oraz  terminy
dostaw,  jak  również  okresy  gwarancyjne.  Gromadzenie  zapasu
materiałów  i  części  za mien nych  odby-wa  się  w  odpowiednio
przygotowanych

tego

celu

pomiesz cze niach

zwanych

magazynami.

Zużycie  materiałów  i  części  zamiennych  następuje  poprzez  ich
wbudowanie  w  przeznaczone  do  tego  celu  miejsca.  W  systemach
wod-kan ze względu na lo so wość występowania awaryjnych zdarzeń
powinien  być  utrzymywany  bez pie czny  zapas  materiałów  na
odpowiednim  poziomie.  Stanowi  to  bufor  między  zao  patrzeniem  a
zużyciem.  Stąd  też  zadanie  logistyki,  która  oznacza  w  ujęciu  sy
stemowym  przepływ  materiałów  i  części  zamiennych  od  źródła
zaopatrzenia  aż  do  końcowego  punktu  wbudowania,  polega  na
integrowaniu  i  koordynowaniu  po wyższych  działań  w  sposób
efektywny.

Minimalizacja kosztów w gospodarce materiałowej przedsiębiorstw
wod-kan jest podstawo-wym celem, ale biorąc pod uwagę, iż
prawdopodobieństwo

nagłe go,

niezaplanowanego

wzrostu

zapotrzebowania na materiały i części zamienne zawsze istnieje, to
w  tym  momen-cie  optymalna  efektywność  utrzymywania  za pa sów
powinna stanowić główny cel przed-siębiorstw, gdyż z jednej strony
trze ba  wziąć  pod  uwagę  podwyższenie  jakości  obsługi  ludno-ści  w
zakresie  świad czenia  usług  wod-kan,  a  z  drugiej  strony  obniżenie
kosztów

utrzymy-wania

zbyt

wysokiego

poziomu

zapasu

materiałów i części zamiennych.

W TZ można wyróżnić pojęcia jak:

•zapas bezpieczeństwa materiałowego – jest to zapas potrzebny do
za cho wa nia ciągłości procesów obsługi i odnowy w przypadku nagłej
po trze by lub w przypadku opóźnienia dostaw,

•koszty zapasów obejmują koszty zakupu i koszty utrzymywania
zapa sów (koszt kapitału, koszt magazynowania, koszt „starzenia
się” materiałów),

•wskaźnik struktury zapasów określany jest jako stosunek zapasu
okre ślo ne go rodzaju materiału do ogólnej wielkości zapasów,

•wskaźnik zapasów magazynowych określany jest jako stosunek ilo
czy nu ogólnej wielkości zapasów i przyjętej liczby dni dla pewnego
miaro daj ne go okresu do zużycia materiałów w tym okresie,

•średnia wartość zapasów określana jest jako stosunek ogólnej
wielkości za pasów do liczby okresów rozliczeniowych (np. miesięcy
lub kwarta łów),

•wskaźnik dynamiki zapasów określany jest jako stosunek ogólnej
wiel ko ści zapasów do ogólnej wielkości zapasów w okresie
poprzedzającym,

•współczynnik zapasochłonności określany jest jako stosunek
przecię tne go zapasu w danym okresie (średnia arytmetyczna zapasu
początkowego i końcowego) do zużycia materiałów w tym okresie.

OPTYMALNA EFEKTYWNOŚĆ ZAPASÓW

POZIOM ZAMÓWIENIA

POZIOM BEZPIECZEŃSTWA

MATERIAŁOWEGO

POZIOM

ZAPASÓ

CZAS

T – cykl czasowy „zamówienie – dostawa”, L – czas bezpieczeństwa, po
którym następuje brak materiałów.

W przedsiębiorstwach wod-kan zapotrzebowanie na materiały
ustala się za pomocą następu-jących metod:

•deterministycznej (gdy długość cyklu „zamówienie-dostawa” jest
krót sza od czasu dostawy – stosowana dla materiałów o dużej
wartości),

•stochastycznej

(na

podstawie

obliczeń

statystycznych

prognozowania

sytuacji

eksploata-cyjnych

–

długość

cyklu

„zamówienie-dostawa” jest dłuż sza od czasu dostawy),

•heurystycznej (zapotrzebowanie na materiały określa się na
podstawie subiektywnego szacunku – rzadkie zastosowanie).

Problemy przepływu materiałów i części zamiennych w
przedsiębiorstwach

wod-kan

powinny

być

rozwiązywane

nowoczesnymi  metodami  logistycznymi,  za  pomocą  których
następuje  wza-jemna  koordynacja  i  kontrola  przebiegu  łań cucha
logistycznego  składającego  się  z  takich  elementów  jak:  zakup
materiałów  i  części  zamiennych,  transport,  magazynowanie,  zapas,
tran-sport  wewnętrzny  i  wbudowywanie.  Optymalną  wielkość
zamówienia określa wzór:

opt





– koszt zamówienia, Z – całkowite

zużycie wg okresów,
K

– koszt zakupu, i – stopa kosztów

magazynowania.

Potrzeby materiałowe w praktyce realizowane są w sferze
gospodarki mate ria łowej, przy czym powinny być zachowane
następujące podstawowe warunki:

•dostawa w odpowiednim czasie,

•potrzebna ilość materiałów i części zamiennych,

•wymagana struktura rodzajowa i wymagana jakość.

•modele realizacji potrzeb materiałowych w przedsiębiorstwach wod-
kan:

•model stałego cyklu dostaw i stałej wielkości dostaw,

•model stałego cyklu dostaw i zmiennej wielkości dostaw
(najczęściej sto so wany wariant),

•model zmiennego cyklu dostaw i stałej wielkości dostaw,

•model zmiennego cyklu dostaw i zmiennej wielkości dostaw.

  Celem  zaprezentowanych  rozważań  jest  efektywne  i  skuteczne
zapewnienie  właściwych  wa-runków  funkcjonowania  systemu
eksploatacji  w  przedsię bior stwach  wod-kan.  Logistyka  tego
działania jest z jednej strony elementem pod systemu organizacji, a
z  drugiej  strony  elemen-tem  podsystemu  zarządzania  (za rzą dzanie
logistyką w przedsiębiorstwach wod-kan).

TEORIA MASOWEJ OBSŁUGI

TEORIA MASOWEJ OBSŁUGI (TMO) Znalazła zastosowanie w wielu
dziedzinach, w tym także w systemie eksploatacji układów wod-kan
do

rozwiązywania

proble mów

dotyczących

liczby

brygad

naprawczych realizujących zadania związanych z odnową elementów.
TMO obejmuje zagadnienia obsługi zgłoszeń i ich obsługi i w
odniesieniu do systemów wod-kan terminy te można zastąpić
terminami „uszkodzenia – naprawa”.

W odniesieniu do systemów wod-kan TMO ma zastosowanie do
rozwiązy wa nia zagadnień z teorii niezawodności oraz teorii odnowy.
Jest również przydatna w projektowaniu i budowie układów wod-kan.
TMO charakteryzują trzy cechy:

•liczba powiadomień o uszkodzeniach (w szczególności częstość ich
wy stępowania oraz możliwość oczekiwania na usunięcie),

•liczba brygad naprawczych,

•ustalone zasady usuwania uszkodzeń.

W TMO w odniesieniu do systemów wod-kan występują podstawowe
para metry jak:
•P

(t) – prawdopodobieństwo stanu systemu (jest to funkcja

opisująca prawdopodobień-stwo, że w chwili t w systemie
eksploatacji znajduje się n uszkodzonych elementów ),
•λ

(t) – intensywność napływu zgłoszeniach o uszkodzeniach,

•μ

(t) – intensywność naprawy uszkodzenia.

W systemach eksploatacji układów wod-kan występujące

uszkodzenia  mają  charakter  losowy  i  stąd  też  zasada  „uszkodzony
element”  –  naprawiony  ele ment”  charakterystyczna  dla  syste-mów
stacjonarnych  nie  ma  zastosowania  w  tym  przypadku.  Oprócz
podanych  charakterysty-cznych  wielkości,  w  TMO  wy stę pują
następujące parametry:

•parametr zmiennej losowej (odwrotność napływu zgłoszeń
uszkodzeń) opisywany za pomocą relacji: T

= 1 / λ

•parametr rozkładu wykładniczego zmiennej losowej t

(odwrotność

in ten sywności naprawy uszkodzeń) opisywany za pomocą relacji: T

= 1 / μ

Dla stanów stacjonarnych, w których funkcje P

(t), λ

(t) i μ

(t) nie

zależą od czasu t, opis funkcjonowania systemu eksploatacji
opisywany jest za pomocą zmiennych losowych:
•L

– liczba zgłoszeń uszkodzeń w systemie,

•L

– liczba zgłoszeń oczekujących na naprawę,

•L

– liczba wolnych brygad naprawczych,

•T

– czas oczekiwania na naprawę,

•T

– czas przebywania zgłoszenia o uszkodzeniu w systemie,

•T

– czas oczekiwania na naprawę, kiedy wszystkie brygady

naprawcze realizują zlecenia.

Natomiast

przypadku

losowego

charakteru

uszkodzeń

występujących w syste mie eksploa-tacji systemów wod-kan, opis
funkcjonowania omawianego systemu za pomocą TMO składa się z
następujących elementów:
•M

– rozkład wykładniczy zmiennej losowej T

•M

– rozkład wydawniczy zmiennej losowej T

•b – liczba brygad naprawczych (b ≥ 1),
•R

– liczba obsługiwanych zgłoszeń,

•L

– liczba uszkodzeń oczekujących na naprawę.

Warunek nie tworzenia się „kolejek” z powodu dużej liczby zgłoszeń
o uszko dze niach można opisać za pomocą nierówności b > ρ gdzie
ρ= λ

/ μ

. Średnią liczbę zgłoszeń oczekujących na naprawę określa

relacja:

 





)

(

k oznacza liczbę zgłoszonych uszkodzeń
wymagających naprawy (na prawianych
lub oczekujących na naprawę).

Średnią liczbę wolnych brygad
naprawczych
Można określić przy pomocy
wzoru:













)

(

)

(

przy czym zachodzi nierówność
w postaci:







)

(

)

(

)

(

Prawdopodobieństwo, że wszystkie brygady są
zajęte określa wzór:















Średni czas oczekiwania na
naprawę oblicza się na
podstawie relacji:



)

(

)

(



Średni czas oczekiwania na naprawę w
przypadku
chwilowego braku wolnych brygad opisany jest
za pomocą relacji:





)

(

)

(



Natomiast średni czas przebywania
w systemie
zgłoszenia o uszkodzeniu okre ślany
jest wzorem:



)

(

)

(





Zastosowanie

TMO

stwarza

możliwość

sprawniejszego

funkcjonowania  sy ste mu  eksploatacji  układów  wod-kan,  w  którym
występują  uszkodzenia  i  naprawy  i  w  którym  można  określić
odpowiednią  liczbę  brygad  naprawczych  tak,  aby  uszkodzenia
naprawiać szybko i w sposób niepowodujący gromadzenia się nie obję
tych naprawą uszkodzeń.

  TMO  ma  istotne  powiązania  z  teorią  niezawodności  oraz  teorią
odnowy.  W  teorii  nieza-wodności  mają  zastosowanie  gotowe
rozwiązania  zadań  TMO  i  teorii  odnowy,  w  których  wykorzystano
różne  modele  matematyczne  przy  założeniu,  że  wszystkie  rozkłady
mają  cha-rakter  wykładniczy.  Stąd  też  następuje  systema tyczne
wzbogacanie

wspomnianych

powyżej

dyscyplin

nowymi

rozwiązaniami przydatnymi w procesie eksploatacji wod-kan.

Przydatność  TMO  do  praktyki  wynika  z  możliwości  zwiększenia
zdolności  ob sługowych  systemu  eksploatacji,  co  pociąga  za  sobą
wzrost  kosztów,  ale  bio rąc  pod  uwagę  istotne  zmniejszenie  czasu
oczekiwania  na  naprawę  w  konsek wen cji  prowadzi  do  obniżenia
kosztów polepszenia opinii o funkcjonowaniu przed siębiorstwa wod-
kan.

TEORIA KOSZTÓW

    TEORIA KOSZTÓW (TK) zajmuje się badaniem i analiza przychodów
i  środków  finansowych  ponoszonych  w  wyniku  prowadzonej
działalności  oraz  ich  związku  z  wielkością  produkcji  i  sprzedaży.  W
odniesieniu do systemów eksploatacji wod-kan mamy do czynienia z
dochodami  w  wyniku  sprzedaży  usług  wod-kan  oraz  ponoszonymi
kosztami eksploatacyjnymi.

warunkach

gospodarki

rynkowej

problematyka

kosztów

eksploatacyjnych

posiada

duże

znaczenie,

gdyż

podstawą

działalności  przedsiębiorstw  wod-kan  jest  stosunek  kosztów  eks-
ploatacyjnych do  przychodów uzyskiwanych  ze świad czonych  usług
dostawy wody i odpro-wadzania ścieków. Biorąc pod uwagę fakt, że
w  ostatnim  15-leciu  produkcja  wody  maleje,  stąd  też  sprzedaż,
będąca  iloczy nem  ilości  wody  i  ceny,  obniża  się.  Zatem  sprawa
kosztów

eksploatacyjnych

determinuje

kondycję

finansową

przedsiębiorstw i możliwości ich rozwoju.

W TK istnieje szereg układów kosztowych. Najbardziej znany jest
układ ro dza jowy kosztów w uproszczeniu zawierający następujące
pozycje:

•amortyzację,

•zużycie materiałów,

•zużycie energii,

•usługi nobce,

•płace,

•narzuty na płace,

•inne.

Na  szczególną  uwagę  zasługuje  amortyzacja,  która  stanowi  koszt
zużycia  środ ków  trwałych  i  wartości  niematerialnych  i  prawnych  za
dany okres. Natomiast po jęcie związane z amortyzacją to umorzenie,
czyli  suma  amortyzacji  od  po cząt ku  eksploatacji.  Na  podkreślenie
zasługuje  to,  że  amortyzacja  jest  kosz tem  a  nie  wydatkiem.  Układ
rodzajowy  jest  potrzebny  jedynie  dla  statystyki  państwo wej  i  dla
przedsiębiorstwa  wod-kan  nie  ma  wartości  poznawczej.  Dlatego  też
w  przedsiębiorstwie  wod-kan    niezbędne  są  następujące  układy
kosztów:

•według miejsc powstawania kosztów,

•dla których koszty prowadzone są w układzie kalkulacyjnym.

Układ  według  miejsc  powstawania  kosztów  jest  dostosowany  do
schematu  orga ni zacyjnego  przedsiębiorstwa  i  tym  samym  ma
charakter  indywidualny,  różny  dla  każdego  przedsię-biorstwa.  W
praktyce jedynym pożytecznym układem jest układ kalkulacyjny.

Wspólną

cechą

wszystkich

rozwiązań układu kalkulacyj ne
go jest podział na koszty bez-
pośrednie

pośrednie.

Najczęściej spoty-kany układ
kalkulacyjny za wiera następu-
jące rodzaje kosztów:

•bezpośrednie,

•pośrednie,

•wydziałowe,

•ogólne,

•zakupu,

•sprzedaży.

Do kosztów bezpośrednich
zalicza się:

•zużycie

materiałów

bezpośrednich,

•zużycie energii,

•narzędzia

sprzęt

specjalistryczny,

•usługi obce,

•płace z narzutami,

•wprowadzanie

nowych

technologii.

kosztów

bezpośrednich

zalicza się:

•zużycie

materiałów

bezpośrednich,

•zużycie energii,

•narzędzia

sprzęt

specjalistryczny,

•usługi obce,

•płace z narzutami,

•wprowadzanie

nowych

technologii.

Koszty wydziałowe to koszty
związane

pro-cesem

eksploatacji, przede wszystkim z:

•amortyzacją środków trwałych,

•kosztami obsługi i odnowy,

•kosztami transportu,

•kosztami

sprzętu

specjalistycznego,

•kosztami ochrony środowiska
(opłaty

korzystanie

środowiska),

•płacami nie zaliczonymi do
bezpośrednich.

Koszty ogólnozakładowe
obejmują:

•płace z narzutami zarządu,
personelu technicznego i
administracyjnego,

•łączność,

•koszty biurowe,

•amortyzację urządzeń
ogólnego przeznaczenia,

•koszty utrzymania
magazynów.

Koszty

sprzedaży

obejmują

głównie

koszty

związane

zbytem wody i odbio rem ścieków.
Do kosztów zakupu należą:

•koszty przywozu materiałów,

•koszty wyładunku,

•cło przywozowe itp.

  W  przedsiębiorstwach  wod-kan  istnieje  również  podział  na  koszty
zmienne  i  koszty  względnie  stałe.  Koszty  zmienne  są  to  koszty,
których  wielkość  zmienia  się  proporcjonalnie  do  zmian  wielkości
produkcji,  a  koszt  jednostkowy  (np.  Wy produkowania  1  m

wody)

jest  stały.  Są  to  przede  wszystkim  koszty  bezpośre dnie.  Obniżenie
kosztów  bezpośrednich  wymaga  zmian  w  technologii  i  orga ni zacji
eksploatacji.  W  przedsiębiorstwach  wod-kan  w  konsekwencji  powo-
duje  to  obniżenie  kosztów  eksploatacji  i  stąd  ich  znaczenie  w
działalności eksploa ta cyj nej jest znacząco duże.

Koszty względnie stałe są to koszty, których suma jest niezależna od
wielko ści produkcji i nale-żą do nich amortyzacja, koszty wydziałowe
i ogólno zakła do we. Oprócz wymienionego dotych-czas podziału
kosztów istnieje również po dział na:

•koszty księgowe (tzw. jawne) odzwierciedlone w ewidencji
księgowej obej mującej wydatki pieniężne rzeczywiste i amortyzację,

•koszty ukryte – są to koszty faktycznie nie ponoszone przez przed
się bior stwo, które mo-głoby ponosić, gdyby wykorzystano go w
innym możli wym zastosowaniu,

•koszty ekonomiczne stanowiących sumę kosztów jawnych i ukrytych
po większonych o tzw. zysk normalny (zysk minimalny),

•zysk ekonomiczny stanowiący różnicę między przychodami z
działalności a kosztami eko-nomicznymi (eksploatacyjnymi w
odniesieniu do przedsię biorstw wod-kan).

Działalność przedsiębiorstw wod-kan oceniana jest obecnie na
podstawie osią gniętego zysku. Dlatego też zagadnienia dotyczące
planowania

zadań

eks ploatacyjnych

planowania

środków

finansowych  oraz  koordynowania  planów  rzeczowych  z  wydatkami
znajdują  się  wysoko  w  hierarchii  przedsiębiorstw  wod- kan.  Obecnie
powyżej  opisane  zagadnienia  są  rozwiązywane  za  pomocą
kontrolingu ekonomicznego i finansowego.

  Podstawowym  zagadnieniem  w  przedsiębiorstwach  wod-kan  jest
obniżenie  kosztów  eksploa-tacji  przy  jednoczesnym  podwyższeniu
jakości  świadczonych  usług.  Zmiany  w  organizacji  i  technologii
eksploatacji,  systematyczna  moderni zacja  i  renowacja  obiektów,
urządzeń  i  instalacji  umożliwia  przejęcie  zadań  rea lizowanych  w
podsystemach  obsługiwania  i  odnawiania  przez  podsystem  użyt
kowania i tym samym obniżenie kosztów eksploatacji.

TEORIA INFORMACJI

        TEORIA  INFORMACJI  (TI)  jest  działem  cybernetyki  badającym
proces  informa cyj ny,  przy  czym  kluczowym  zagadnieniem  jest
optymalizacja  szybkości  i  nieza wo  dności  przekazywania  infor-macji.
Prawa  TI  są  prawami  statystycznymi.  W  TI  występują  dwa
podstawowe pojęcia:

•najmniejsza jednostka informacji potrzebna do opisu, które z dwóch
moż li wych zdarzeń zaistniało zwana bitem,

•najmniejsza średnia ilość informacji potrzebna do opisu, które ze
zbioru zdarzeń o danym prawdopodobieństwie zaistniały nazywane
entropią.

Za  pomocą  funkcji  informacji  zawartej  w  danej  wiadomości  w
matematycznej  TI  wprowadzono  pojęcie  entropii  informacyjnej
źródła  informacji.  Jeżeli  z  danego  źródła  można  pozyskać  n  różnych
wiadomości, to jego entropia nazywa się war to ścią oczekiwaną ilości
informacji w wiadomościach z tego źródła.
Entropię wyraża się wzorem:







)

(

log

)

(

)

(

P(i) oznacza
prawdopodobieństwo
zajścia zdarzenia i.

Podstawowe założenie ilościowej TI polega na tym, że dana
wiadomość zawiera tym więcej informacji im mniejsze jest
prawdopodobieństwo

wystąpienia

sy tua cji

niej

opisanej.

Wiadomości pewne, w których p(i) = 1 zawierają zerowe informacje,
gdyż log

(1/1)= 0 (w TI najczęściej występuje logarytm o podstawie

r=2, wówczas jednostką entropii jest bit, natomiast wiadomości
sprzeczne o p(i) = 0 nie dają żadnej informacji, gdyż zapis (1/0) nie
przedstawia żadnej liczby).

  W  odniesieniu  do  systemów  eksploatacji  wod-kan  mamy  do
czynienia  z  infor macją  eksploa-tacyjną  definiowana  jako  wiadomość
przekazującą  dane  lub  wie dzę,  przy  czym  w  przypadku  wiedzy
wiadomość  nie  jest  informacją,  lecz  tylko  jej  nośnikiem.  Należy  tu
odróżnić informację w ogólnym rozumieniu tego słowa od informacji
o  systemie  eksploatacji  (SE).  Stąd  też  w  TI  ma  zastosowanie  kilka
podstawowych zasad, jak:

•pierwsza zasada stanowi, że z empirycznego punktu widzenia mamy
in for mację (I) o (SE),

•druga zasada to (I) dla (SE) to każda treść, wiedza, wiadomość,
dane powodujące zmiany w systemie,

•trzecia zasada stanowi, iż zawsze istnieje pewien nośnik (N) (I) dla
(SE), którą opisuje za-leżność (N,I,SE), przy czym można modyfikując
zasadę powiedzieć, że istnieje pewna sub-stancja (N) zawierająca (I)
(substancję (N) nazywamy nośnikiem (I)),

•czwarta zasada stanowi, iż (SE) odbiera (I), gdy pewien (N)
przekazuje (I) do (SE) zgodnie z ustalonym obiegiem informacji (za
pomocą pewnego kanału).

Na podstawie dotychczas opisanych zasad dokonano klasyfikacji
rodzajów informacji:

•informacje dla systemu eksploatacji w postaci wiedzy, danych,
obrazów, itp.,

•informacje uzupełniające powyżej podane elementy,

•informacje rozszerzone w przypadku zajścia dodatkowych zdarzeń,

•informacje nieprawdziwe,

•informacje prawdziwe,

•informacje częściowo prawdziwe.

Nawet tak pobieżny przegląd zagadnień dotyczących TI w
odniesieniu do prob le mów eksploatacji uwidacznia rolę informacji w
systemie eksploatacji wod-kan. Proces informacyjny w systemach
eksploatacji wod-kan składa się z następują cych elementów:

•źródła informacji,

•pozyskiwania informacji,

•generowania informacji,

•gromadzenia informacji,

•przechowywania informacji,

Źródło

informacji

Informacje

z obserwacji

Informacje z

przeglądów i

kontroli

Informacje

z otoczenia

Centrum

Informacji

(Dyspozytornia

Główna)

Odbiorca

informacji

Realizator

pozyskiwanie

i pozyskiwanie

informacji

Gromadzenie

Przechowywanie

Przetwarzanie

Selekcja

Kierownik

Interpretowanie i

przekazywanie

informacji

• zapamiętywania informacji,

• przetwarzania informacji,

• selekcji informacji,

• interpretowania informacji,

• przekazywania informacji.

Proces informacyjny wraz z przyporządkowaniem poszczególnych
jego ele men tów odpowie-dnim podmiotom w systemie eksploatacji
wod-kan przedstawia się następująco:

•źródło informacji (informacje z otoczenia, informacje z obserwacji,
infor macje z przeglą-dów),

•centrum informacji – dyspozytornia główna (pozyskiwanie i
generowanie

informacji,

gro-madzenie

przechowywanie,

przetwarzanie, selekcja, prze ka zywanie informacji),

•odbiorca informacji (interpretowanie informacji).

W systemach eksploatacji można przeprowadzić klasyfikację
informacji ze względu na sposób ich pozyskiwania, a mianowicie
mamy informacje:

• bieżące

• stałe,

• okreso

we.

• pierwotne,

• wtórne,

Informacja  pierwotna  jest  wynikiem  badań  eksploatacyjnych,
natomiast  infor ma cja  wtórna  jest  pozyskiwana  z  dokumentacji
powykonawczej,  instrukcji  ru cho wej,  itp.  Informacje  bieżące
pozyskiwane  są  z  monitorowania  parametrów  eksploatacyjnych,
natomiast  informacje  stałe  są  wynikiem  raportów  (np.  o  ciś nie  niu
wody, produkcji dobowej, itp.). Informacje okresowe pozyskiwane są
w określonych interwałach czasowych (np. co kwartał).

Oprócz wspomnianych wyżej rodzajów informacji w systemie

eksploatacji  wy stępują  infor-macje  obligatoryjne  posiadające  moc
obowiązkową  (wykonywa ne  w  zależności  od  poleceń,  zleceń  itp.)
Oraz  informacje  fakultatywne,  dzięki  którym  powiększa  się  zasób
informacji o danym zdarzeniu czy sytuacji eksploa ta cyj nej.

  Rozwój  zakresu  informacji  w  procesie  eksploatacji  charakteryzuje
się  w  pierw szym  okresie  jej  pozyskiwania  niedostatkami,  które
stopniowo są uzupeł niane do momentu otrzymania pełnej informacji.
Należy  jednak  zwrócić  uwagę  na  fakt,  że  w  miarę  wzrostu  zakresu
informacji  rosną  koszty  eksploatacyjne,  dla tego  też  jeżeli  wartość
użytkowa  informacji  jest  wyczerpująca  do  podjęcia  adek watnych  do
sytuacji  eksploatacyjnej  czynności,  należy  przerwać  lub  spo wol nić
proces pozyskiwania dodatkowych informacji.

Ważnym zagadnieniem w procesie eksploatacji jest obieg informacji,
który  po winien  zapew-niać  wszystkim  służbom  eksploatacyjnym  w
przedsiębiorstwie swobodny dostęp do niej, przy czym poszczególne
obszary  informacji  o  charak te rze  ekonomicznym,  finansowym,
technicznym  i  technologicznym  powinny  mieć  swoje  ośrodki
kompatybilne  z  pozostałymi.  Obecnie  nowo-czesne  techniki  udo
stępniania  informacji  umożliwiają  takie  korzystanie  ze  zbiorów
informacji w przedsiębiorstwie wod-kan wszystkim pionom i biurom.
Pozwalają one na szyb ki dostęp do określonych rodzajów informacji,
co ma szczególne znaczenie w sy    ste mach eksploatacji wod-kan.

Informację eksploatacyjną ze względu na jej ważność powinna
cechować:

ak tualność,

rzetel-ność,

kompletność,

pojemność,

wartość. Aktualność informacji polega na jej zdolności do od-
zwierciedlenia

dynamicznie

zmieniającej

się

rze czy wistości

eksploatacyjnej, z kolei rzetelność ma duże znaczenie w aspekcie
moż liwości

występowania

nieprawdziwych

wiadomości.

Kom-

pletność  infor ma cji  oznacza,  że  powinna  zawierać  wszystkie  istotne
elementy,  czyli  powinna  być  pełna.  Pojemność  informacji  polega  na
odpowiedniej  selekcji  treści  nieistotnych,  nato-miast  wartość
użytkowa informacji wykorzystywana do podejmowania de cyzji.

TI powiązana jest bezpośrednio z teorią organizacji i zarządzania,
teorią pla no wania, nie-zawodności i bezpieczeństwa oraz teorią
odnowy, zapasów, ma so wej obsługi, kosztów i teorią decyzji.

TEORIA DECYZJI

TEORIA DECYZJI (TD) zajmuje się badaniem, analizą i

wspomaganiem podej mo wania decyzji i stosowana jest tam, gdzie
wybór i podjęcie decyzji jest trudne. W odniesieniu do systemów
eksploatacji

wod-kan

mamy

czynienia

de cy zjami

eksploatacyjnymi. W tych systemach mogą zaistnieć takie
przypadki:

•duża liczba możliwych wariantów powodujących określony stan –
np. po gorszenie jakości wody,

•możliwość powstania dużych strat w przypadku nietrafnych decyzji
– np. wybór sposobu działania w przypadku zaistnienia poważnych
awarii (awa ria chlorowa, awaria przewodów magistralnych itp.),

•skomplikowany proces decyzyjny – wybór wykonawców, materiałów
lub technologii.

Dlatego też metody TD znajdują szerokie zastosowanie w systemach
eksploatacji wod-kan, gdzie mogą przynieść wymierne korzyści.
Decyzje eksploatacyjne po dej mowane są na pod-stawie informacji i
faktów

przez

kierowników

zarządców

działalności

przedsiębiorstw wod-kan i mają na celu racjonalne gospoda rowa nie
ich  zasobami  i  generowanie  zysków  na  ich  odtwarzanie  i
modernizację.  De cy  zja  eksploatacyjna  jest  pojęciem  z  zakresu  TD  I
oznacza  wy-bór  jednego  z  moż li wych  wariantów  działania.  Zbiór
możliwych  decyzji  tworzy  przestrzeń  decy zyj ną,  natomiast  wybór
decyzji  następuje  w  procesie  decyzyjnym  wspomaga nym  różnymi
technikami.  Uczestnikami  procesu  decyzyjnego  w  systemach  eks
ploa tacji wod-kan są:

•realizatorzy eksploatacji, którzy mają za zadanie pozyskiwanie
danych, in formacji, faktów oraz prowadzenie obserwacji systemu,

•kierownicy eksploatacji, którzy selekcjonują, interpretują i
wnioskują moż liwe decyzje,

•zarządcy (decydenci) podejmujący decyzję.

Dane, obser-

wacje

Informacje

Fakty

Selekcja

informacji i

wnioskowanie

Przestrzeń dedecyzyjna

Możliwe

decyzje

Wybór

decyzji

Proces decyzyjny

Realizatorzy eksploatacji

Kierownicy

eksploatacji

Zarządcy

eksploatacji

Na  podstawie  przytoczonego  opisu  można  zatem  stwierdzić,  że
decyzje  są  efek tem  współpracy  różnych  podmiotów  procesu
eksploatacji wnoszących nowe in for macje, argumenty i preferen-cje.
Dlatego  też  można  powiedzieć,  że  TD  jak  rów nież  pozostałe
dyscypliny  teoretyczne  z  zakresu  eksploatacji  uwzględniają  w  coraz
większym  stopniu  podejście  systemowe.  Uwarun-kowania  decyzyjne
w  przedsiębiorstwach  wod-kan  mogą  mieć  różnoraki  charakter,  a
miano-wicie:

•polityczny wynikający z faktu, że decyzje podejmowane przez
zarządców są ściśle powiązane z administracją rządową bądź
samorządową,

•psychologiczny, gdyż centralną postacią procesu decyzyjnego jest
czło wiek,

•techniczny ze względu na stosowanie metod optymalizacji decyzji.

W procesie decyzyjnym można wyróżnić następujące etapy:

•Identyfikacja sytuacji decyzyjnej → określenie problemu decyzyj
nego → określenie celu decyzji.

•Budowanie modelu decyzyjnego: opracowanie alternatyw decyzyj
nych → analiza alternatyw → wyznaczanie dopuszczalnych decyzji →
wybór decyzji eksploatacyjnej.

•Wdrożenie decyzji do realizacji w procesie eksploatacji → ocena
decyzji eksploatacyjnej.

Przy podejmowaniu decyzji eksploatacyjnej powinny być brane pod
uwagę na stępujące czynniki:

•wiarygodność informacji, obserwacji, danych,

•potrzeba uzyskania dodatkowych informacji,

•analiza faktów i informacji oraz formułowanie wniosków z propo zy
cjami rozwiązań alternatywnych,

•analiza ewentualnych ograniczeń,

•sposoby podejmowania działań uzasadnienie przyjętych rozwiązań.

Z powyższych elementów procesu decyzyjnego na szczególna uwagę
zasługuje warunek ogra-niczający decyzje. Oznacza on, iż przestrzeń
decyzyjna  ograniczo na  jest  tylko  do  pewnego  pod-zbioru  decyzji.
Natomiast  uwzględnienie  wszy stkich  warunków  ograniczających
decyzje  umożli-wiają  wyodrębnić  decyzje  do pusz  czal ne  dla  danej
sytuacji  decyzyjnej.  Istnieją  również  sprzęże-nia  zwrotne  po    mię dzy
decyzjami,  celami  ich  podejmowania  i  uzyskiwanymi  rezultatami
(zwy  kle uzyskane wyniki oddziaływują na decyzje, które z kolei mogą
mo dy fikować zakładane cele).

W warunkach pewności decydenci mają pełną informację, na
podstawie któ rej podejmują optymalne działania przynoszące
największe

korzyści

(np.

stra te gia

odnowy

systemów

eksploatacyjnych).  Warunki  niepewności  ozna czają  brak  kompletnej
wiedzy  o  tym,  który  stan  eks ploatacyjny  zaistnieje.  Stąd  też  po dej
mowanie decyzji w takich sytuacjach jest trudne i polega na wyborze
okre ślo nej  ograniczonej  koncepcji,  w  wyniku  której  nastąpiłyby
ewentualne  straty  (np.  Po szukiwanie  przyczyn  pogarszania  się
jakości wody w systemach dystry bucji wo dy). Podejmowanie decyzji
w  warunkach  ryzyka  wyróżnia  się  tym,  że  zarzą dca  procesu
eksploatacyjnego  posiada  informacje  dotyczące  prawdopodo bień
stwa zachodzenia różnych stanów eksploatacyjnych i stąd też znane
są konsek wencje każdej decyzji.

  Obecnie  w  przedsiębiorstwach  wod-kan  procesy  decyzyjne
wspomagane  są  przez  kompute-rowe  systemy  informatyczne,
pozwalające na szybkie przetwa rza nie zgromadzonej liczby danych i
dostarczanie  niezbędnej  wiedzy  do  podejmo wa nia  trafnych  decyzji
eksploatacyjnych.

Na  podstawie  przeprowadzonych  rozważań  należy  podkreślić,  iż  TD
nie  jest  dyscypliną  nau-kową,  lecz  stanowi  zbiór  metod
wypracowanych  przez  różne  dzie  dziny  wiedzy,  zebranych  i  usy-
stematyzowanych  w  celu  wypracowania  jed ne go  podejścia.  Dlatego
też

powyżej

opisane

za-gadnienia

maja

charakter

multi

dyscyplinarny, co zresztą można odnieść do każdego z zagad-nień
dotyczących systemów eksploatacji wod-kan.

TEORIA ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU

    TEORIA  ZRÓWNOWAŻONEGO  ROZWOJU  (TZR)  nie  jest  dyscypliną
naukową, lecz zbio rem przepisów prawnych, wytycznych oraz metod
postępowania  dotyczących  och rony  środowiska.  W  odniesieniu  do
systemów  eksploatacji  wod-kan  ma  szcze  gólne  znaczenie,  gdyż  z
jednej strony zaspakajają one potrzeby wodne lud ności, z drugiej zaś
strony  powstające  odpady  eksploatacyjne  stanowią  poważne
zagrożenie  dla  środowiska.  Zatem  TZR  powinna  obejmować  dwa
podstawowe  za gadnienia  z  zakresu  ochrony  zdrowia  ludności  oraz
ochrony środowiska, które skła dają z następujących elementów:

•dostawę bezpiecznej jakościowo wody,

•bezpiecznego pod względem sanitarnym odprowadzenia ścieków,

•unieszkodliwianie ścieków i osadów ściekowych,

•utylizacje i zagospodarowanie odpadów eksploatacyjnych,

•eliminowanie szkodliwego oddziaływania systemu eksploatacji na
środo wisko.

Rozwiązywanie powyższych zagadnień w przedsiębiorstwa wod-kan
jest możliwe pod warun-kiem wprowadzenia do procesów
eksploatacji:

•nowoczesnych technik zarządzania jakością, bezpieczeństwem i
higieną pracy oraz ochroną środowiska,

•przyjaznych dla środowiska technologii i materiałów,

•monitorowania procesów eksploatacji oraz pomiarów parametrów
mogą cych oddziaływać szkodliwie na środowisko.

Zatem otoczenie systemu wod-kan oddziałowuje na system
eksploatacji wod-kan, który musi zapewnić:

•eliminację szkodliwego oddziaływania na środowisko,

•ochronę zdrowia ludności poprzez dostawę wody o wymaganej
jakości i odpowiedniego odprowadzania i unieszkodliwiania ścieków,

•ochronę środowiska poprzez utylizację i zagospodarowanie
odpadów eks ploatacyjnych.

Takie  podejście  eksploatacyjne  do  zrównoważonego  rozwoju  w
odniesieniu do systemów zao-patrzenia w wodę oraz odprowadzania
i  unieszkodliwiania  ście ków  powinno  zagwarantować  interesy
przyszłych  pokoleń.  W  podsumowaniu  należy  podkreślić,  iż  TZR  w
odniesieniu  do  wod-kan  zajmuje  ważne  miejsce  w  programach
badawczych w UE w aspekcie harmonijnego rozwoju społecznego.

TEORIA PRZEDSIĘBIORSTWA

W celu realizacji eksploatacji wod-kan powoływane są jednostki
organi za cyj ne

nazywane

potocznie

„przedsiębiorstwami

wodociągowo-kanalizacyjnymi. Dzia łają one na różnych podstawach
prawnych, a mianowicie:

•przedsiębiorstwo państwowe,

•przedsiębiorstwo prywatne,

•spółka handlowa (z ograniczoną odpowiedzialnością lub akcyjna),

•zakład budżetowy,

•związek komunalny,

•związek międzygminny,

•spółka wodna.

Głównym celem funkcjonowania przedsiębiorstw wod-kan jest

użytkowanie wodociągów i kanalizacji zgodnie z ich przeznaczeniem,
jakim  jest  dostawa  wo dy  i  odprowadzanie  ścieków.  Struktura
organizacyjna  przedsiębiorstw  wod-kan  powinna  zapewnić  wysoki
poziom  działal-ności  eksploatacyjnej  poprzez  ra cjo nalnie  efektywne
gospodarowanie majątkiem w postaci obiektów, urządzeń i in stalacji
jednocześnie przy zagwarantowaniu niezawodność i bezpie-czeństwo
świad czonych  usług.  Przedsiębiorstwa  wod-kan  maja  strukturę
hierarchiczną, która zwykle składa się z trzech poziomów:

•naczelne kierownictwo,

•średni dozór techniczny,

•niższy dozór techniczny.

  Zadaniem  naczelnego  kierownictwa  jest  zarządzanie  majątkiem
przedsiębior stwa  tak,  aby  możliwe  było  generowanie  zysku,  który
jest  podstawą  przetrwania  i  rozwoju  przedsiębior-stwa.  Średni
dozór techniczny utożsamiany jest z kie row nictwem eksploatacji, a
niższy  dozór  to  realizatorzy  procesu  eksploatacji.  Pod stawowe
dokumenty przedsiębiorstwa wod-kan:

•podstawa prawna istnienia,

•statut,

•schemat organizacyjny,

•regulamin pracy,

•regulamin świadczenia usług (dostawy wody i odprowadzania
ścieków).

Statut przedsiębiorstwa jest podstawowym dokumentem, w którym
określany jest rodzaj pro-wadzonej działalności zgodnie polskim
katalogiem działalności (PKD).

Oprócz tego w statucie wyszczególnione są wszystkie elementy doty
czą ce jego funkcjono-wania, jak:

•liczba

osób

ścisłego

kierownictwa

przedsiębiorstwach

państwowych jednoosobowa za-rządza dyrektor, natomiast w
przypadku spółek (handlo wych, akcyjnych, z o/o) – zarząd spółki),

•liczba osób w radach nadzorczych w przypadku spółek,

•relacje z organami nadzoru właścicielskiego w przypadku spółek.

Schemat  organizacyjny  przedsiębiorstwa  wod-kan  ma  charakter
struktury  hie rar chicznej  jedno-stki,  która  to  struktura  jest
odzwierciedleniem  stanowisk  pracy  oraz  liczby  aktualnie  zatrudnio-
nych  osób.  Następnym  ważnym  dokumentem  organizacyjnym
przedsiębiorstwach  wod-kan  jest  regulamin  pracy,  który  określa
system  pracy,  godziny  pracy,  zakres  obowiązków  personelu  oraz
prawa  zatru dnionych  osób.  Następnym  ważnym  dokumentem  jest
regulamin

świadczenia

us-ług,

którym

między

innymi

wyszczególnione są obowiązki przedsię bior stwa oraz prawa od-
biorców.

Obecnie przedsiębiorstwa wodociągowe w Polsce występują
najczęściej w na stępujących formach organizacyjnych:

•spółki z ograniczoną odpowiedzialnością,

•spółki akcyjnej.

Przedsiębiorstwa wod-kan mają wieloletnie tradycje i duży dorobek
eks ploa tacyjny i tech-niczny, dlatego też można stwierdzić, że te
tradycje wpływają w spo sób zdecydowany na kul-turę organizacyjną
tych

przedsiębiorstw.

Można

wyróżnić

następujące

charakterystyczne cechy:

•ustanowieniem

pewnych

„niepisanych

zasad”

technologii

eksploatacyjnej,

•nieufnym podejściem do nowości w procesie eksploatacji,

•dość długim i żmudnym procesem przekonywania do zmian „na
lepsze”.

Te  cechy  powoli  zanikają  i  w  strukturach  organizacyjnych
przedsiębiorstw  za cho dzą  pozyty-wne  zmiany  w  ich  kulturze
organizacyjnej  i  otwartości  na  nowo czesne  technologie  i  systemy
zarządzania.  Przedsiębiorstwa  wod-kan  w  zależ no ści  od  wielkości
wydajności  i  liczby  zatru-dnionych  osób  można  podzielić  nastę
pująco:

Wielkość

przedsiębiorstwa

Wydajność

wodo-ciągu

/doba]

Liczba

zatru-

dnionych

osób

Bardzo małe

< 100

< 30

Małe

100 - 1000

30 – 100

Średnie

1000 – 10000

100 – 300

Duże

10000 –

100000

300 – 700

Bardzo duże

> 100000

> 700

Na  podstawie  dotychczas  przedstawionych  rozważań  można
stwierdzić,  że  no woczesne  struktury  organizacyjne  przedsiębiorstw
wod-kan  maja  istotny  wpływ  na  realizację  zadań  eksploatacyjnych,
a w szczególności na poziom świad czenia usług w zakresie dostawy
wody i odprowadzania ścieków w sposób ciągły i niezawodny.

P O D S U M O W A N I E

    Na  podstawie  dokonanego  przeglądu  zagadnień  teoretycznych
można  stwier dzić,  że  system  eksploatacji  wod-kan  zbudowany  w
oparciu o podstawy nauko we może zapewnić wysoki standard usług
wodociągowych  i  kanalizacyjnych  oraz  stworzyć  warunki  do
racjonalnego

efektywnego

gospodarowania

mająt kiem

przedsiębiorstwach

wod-kan.

Dotychczasowe

roz-ważania

uwypuklają

rolę

dyscyplin

kształtowaniu

postępu

eksploatacyjnego

przedsię-biorstwach

wod-kan.

Właściwie

zaprojektowany system eksploatacji wod-kan powinien się opierać
na wykorzystaniu wiedzy pochodzącej z szeregu dyscyplin
naukowych, jak:

•teoria eksploatacji,

•teoria systemów,

•teoria modelowania,

•teoria organizacji i zarządzania,

•teoria planowania, teoria niezawodności, bezpieczeństwa i ryzyka,

•teoria zapasów,

•teoria odnowy,

•teoria masowej obsługi,

•teoria kosztów,

•teoria informacji,

•teoria decyzji,

•teoria zrównoważonego rozwoju,

•teoria przedsiębiorstwa.

Document Outline