Исследование устойчивости функционирования управляемого производственного комплекса методом математического моделирования Закиева, Елена Шавкатовна

Введение к работе

Актуальность темы

В последние гады отчетливо наметилась тенденция к интеграции в разных областях человеческой деятельности, но, прежде всего, в экономике. Для России экономическая интеграция является объективно необходимой, т.к. стабилизация экономики немыслима без восстановления хозяйственных связей.

В результате интеграционных процессов образовались различные формы объединений производственно-экономических объектов. При объединении таких объектов в единую систему возникает проблема координации их взаимодействия, т.е. управления их взаимосвязанным функционированием. Для решения данной проблемы необходимо, прежде всего, исследовать устойчивость функционирования такой системы.

Среди возможных форм выделяются такие формы объединения, в которых объекты связаны между собой единством производственно-потребительской цепочки, когда продукция одного объекта используется в качестве ресурса другими объектами. К таким объединениям относятся отраслевые, межотраслевые комплексы и пр. В дальнейшем для обозначения выделенных форм интеграции используется термин "производственный комплекс" (ПК).

Производственный комплекс относится к классу сложных многосвязных систем, для которых характерно: наличие множества взаимосвязанных и взаіаіодействующих подсистем, множества связей между подсистемами, динамический характер протекающих процессов. Производственный комплекс функционирует в условиях неопределенности внешней среды, связи между подсистемами ПК носят нестабильный характер. Эти особенности порождают определенные трудности в исследовании свойств производственного комплекса, связанные, в первую очередь, с построением динамических моделей функционирования ПК и с оценкой их адекватности реальным системам.

Анализ работ отечественных и зарубежных авторов в области исследования динамики функционирования производственно-экономических систем показал, что вопросы динамики функционирования подсистем, связанных единством производственно-потребительской цепочки продукции, в составе единого производственного комплекса освещены недостаточно. Это и определило цель данной работы и задачи исследования.

Цель работы и задачи исследования

Цель работы заключается в проведении исследований устойчивости функционирования управляемого производственного комплекса как многосвязной системы методами комплексного анализа и математического моделирования.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи.

1. Разработана концепция исследования и моделирования управляемого производственного комплекса.

2. Разработаны математические модели производственного комплекса и его элементов в классе непрерывных детерминированных моделей.

3. Получены условия устойчивости функционирования производственного комплекса на динамически равновесном и динамически неравновесном режимах методами комплексного анализа.

4. Разработана структура и программное обеспечение автоматизированной системы имитационного моделирования (АСИМ), позволяющей проводить исследования устойчивости функционирования производственного комплекса.

5. Проведены экспериментальные исследования устойчивости функционирования управляемого ПК с использованием АСИМ.

Методы исследования При решении указанных задач использованы методы системного анализа, теории управления, теории функций комплексного переменного, теории моделирования сложных систем.

Научная новизна результатов Новизна заключается:

1. в разработке математических моделей производственного комплекса и его элементов, которые позволяют отразить динамику взаимосвязанного функционирования подсистем в составе единого комплекса, а также проводить исследования устойчивости функционирования ПК;

2. в определении условий устойчивости функционирования ПК на динамически равновесном и динамически неравновесном режимах, позволяющих определить границы областей устойчивости, а также выявить влияние связей между подсистемами на устойчивость функционирования комплекса в целом.

Практическая ценность результатов Практическая ценность работы состоит

1) в разработке структуры и программного обеспечения
автоматизированной системы имитационного моделирования, реализующем
разработанные модели ПК и его элементов. Система моделирования может
быть использована специалистами в области управления взаимодействием
подсистем в составе комплекса, а также для проведения экспериментальных
исследований функционирования ПК;

2) в разработке методики проведения системных исследований
функционирования производственного комплекса, основанной на
разработанных моделях ПК и его элементов и позволяющей проводить анализ
устойчивости с применением АСИМ.

Основания для выполнения работы Работа выполнена в период 1995-2000 гг. на кафедре технической кибернетики УГАТУ и связана с выполнением исследований по теме "Моделирование взаимодействия экономических комплексов в Республике Башкортостан" (1998 г.) в рамках Государственной научно-технической программы Республики Башкортостан на 1996-1998 гг. "Фундаментальные проблемы физики, математики, механики: эксперимент, теория, математическое моделирование", госбюджетных НИР "Разработка системы

шеративного управления производством на основе динамических моделей
зазвития предприятий в условиях рынка" (1995 г., рег.№01940008019,
шв.№02960001662), "Автоматизированное управление большими
эрганизационными системами" (1995 г., рег.№01940008019,

гав.№02960002223), "Анализ процессов функционирования и развития
;ложных динамических систем методами математического моделирования"
[1998 г., рег.№О196О005О59, инв.№02990000579), "Динамические и
штеллектуальные модели управления многокомпонентными

троизводсгвенными системами" (1999 г., рег.№03200002150), "Исследование троблем развития, управления, контроля и моделирования в сложных жггемах" (2000 г., рег.№ 01200006120).

Результаты, выносимые на защиту На защиту выносятся:

1. Концепция исследования и моделирования управляемого производственного комплекса.

2. Математические модели ПК и его элементов.

3. Условия устойчивости функционирования производственного комплекса на динамически равновесном и динамически неравновесном режимах, полученные методом комплексного анализа.

4. Структура и программное обеспечение АСИМ, реализующей разработанные модели ПК и его элементов.

5. Результаты экспериментальных исследований устойчивости функционирования производственного комплекса с использованием метода имитационного моделирования.

Апробация работы и публикации

Основные научные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались, начиная с 1995 года на научных конференциях различного уровня. Среди них: Всероссийская молодежная научно-техническая конференция "Информационные и кибернетические системы управления и их элементы" (Уфа, 1995), Международная научно-практическая конференция "Математические методы и компьютеры в экономике" (Пенза, 1996), Международная научно-техническая конференция "Логико-математические методы в технике, экономике, социологии" (Пенза, 1998), П Международная научно-техническая конференция "Математические методы и компьютеры в экономике" (Пенза, 1999), Международная молодежная научно-техническая конференция "Интеллектуальные системы управления и обработки информации" (Уфа, 1999), II Международная конференция "Проблемы управления и моделирования в сложных системах" (Самара, 2000).

Результаты диссертационной работы непосредственно отражены в 18 публикациях, в том числе 4 статьях, 11 трудах конференций.

Структура работы

Диссертационная работа включает введение, 4 главы основного материала, заключение, библиографический список и приложения. Работа

изложена на 162 страницах, в том числе 127 страницах текста, включает 26 рисунков и 7 таблиц, размещенных на 35 страницах. Библиографический список включает 115 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность профессору Исмагияовой Л.А., доценту Валеевой PJ\, доценту Макаровой Е.А. за высококвалифицированные консультации в области проблем управления производственными и экономическими системами.