Содержание к диссертации
1 Современные аспекты теории и практики управления
промышленными предприятиями 14
Промышленное предприятие как организационно-производственная система 14
Влияние внешней и внутренней среды на функционирование промышленных предприятий 27
Использование информационных технологий и экономико-математических моделей в управлении промышленными предприятиями .47
2 Концепция применения имитационного моделирования
в управлении промышленными предприятиями 75
Процесс принятия управленческих решений на промышленных предприятиях 75
Влияние организационной структуры управления на процесс принятия решений 96
Реализация адаптационного процесса принятия решений с использованием имитационного моделирования 120
3 Разработка адаптивных систем имитационного моделирования
процессов производства и управления 143
Формализация динамики функционирования процессов производства и управления 143
Разработка программных компонентов систем имитационного моделирования процессов производства и управления .165
Система адаптивного имитационного моделирования 179
:>
4 Методология поддержки управленческих решений
на основе имитационного подхода .. 213
4.1 Разработка структуры систем поддержки управленческих решений 213
Формирование гибких систем управления на основе анализа информационного взаимодействия структурных подразделений...... 243
Динамический многовариантный анализ управленческих решений 261
Управление по целям в рамках систем поддержки управленческих решений 279
Заключение 299
Список использованных источников 305
Приложение А (справочное) Адаптивная система имитационного
моделирования 327
Приложение Б (справочное) Формирование системы информационного
обеспечения управленческой деятельности 332
Приложение В (справочное) Анализ организационной структуры.......335
Приложение Г (справочное) Результаты машинных экспериментов
с адаптивной системой имитационного моделирования 337
Приложение Д (справочное) Формирование «графа проблем» 341
Приложение Е (справочное) Обоснование экономической эффективности
рекомендаций 343
Введение к работе
Актуальность рассматриваемой проблемы определяется следующими тенденциями развития мировой и российской экономики:
о Ускорение динамики техногенных преобразований и глобализация экономики вызывают радикальные изменения мировоззрения и методологических подходов к организации управления различными сферами человеческой деятельности. В современной экономике наряду с процессами международной интеграции происходит ужесточение конкуренции, используются новые формы и средства борьбы за выживание и экономическое процветание. Создание всемирной сетевой среды Интернет стало основой единого информационно-экономического пространства, которое качественно изменяет систему ведения хозяйственно-экономической деятельности. Информация, источники её получения и способы использования становятся ключевым фактором развития, открывающим новые возможности для совершенствования систем управления промышленными предприятиями.
о В российской экономике продолжается процесс трансформации директивной системы управления в новые формы, соответствующие принципам рыночных отношений. Технологическое отставание в ряде ведущих отраслей, изношенность основных производственных фондов, низкий уровень капитальных вложений в модернизацию предприятий, утечка квалифицированных кадров из промышленного сектора экономики являются объективными причинами низкой конкурентоспособности продукции отечественных предприятий. Трудности этого периода во многом связаны с решением задач управления деятельностью промышленных предприятий в условиях неустойчивых хозяйственных связей, низкой платежеспособности, значительной неопределенности информационно-экономической среды, недостаточного уровня государственного и регионального планирования.
о Ускорение темпов смены выпускаемой продукции, сокращение сроков разработки и внедрения новых изделий, рост динамики производственно-
экономических процессов и увеличение объемов информации обусловливает необходимость применения компьютерных технологий проектирования и управления, основанных на синтезе субъективных решений и формализованных качественно-количественных методов принятия решений.
Несмотря на большое количество работ, посвященных теоретическим исследованиям проблем управления промышленными предприятиями (труды Д.М. Гвишиани, Л.Г. Евланова, А.Г. Гранберга, Н.А. Саломатина, Ф.И. Парамонова, А.Н. Трошина, Б.Я. Советова, Р. Акоффа, Д. Хана, И. Ансоффа, М. Мескона, Г. Кунца, О'Доннела, Ст. Бира, Р. Кини, Г. Райфа, Т. Нейлора, Дж. Форрестера, Т. Дж. Шрайбера и других известных ученых), следует отметить недостаточный уровень теоретических и прикладных исследований в этой области, учитывающих современные тенденции развития компьютерных технологий. Это требует проведения междисциплинарных исследований для анализа экономических, информационных, кибернетических и математических аспектов управления в их взаимосвязи и единстве.
Можно констатировать, что использование информационных технологий в управлении российскими промышленными предприятиями до настоящего времени не принесло ожидаемого эффекта в силу ряда обстоятельств. Анализ современных информационных систем позволяет сделать следующие выводы: 1) зарубежные системы (BAAN, BOSS, SAP/Ю и др.) обладают большими функциональными возможностями, но имеют высокую стоимость, плохо адаптированы к реалиям отечественной экономики, их модификация требует больших затрат времени и средств; 2) программные продукты российских разработчиков («Галактика», «Парус», «1С: Предприятие» и др.) лучше отвечают требованиям отечественных предприятий, но ориентированы преимущественно на решение задач информационного обеспечения управленческой деятельности; 3) в большинстве предлагаемых систем отсутствуют средства многовариантного динамического анализа решений, что не позволяет обеспечить необходимую гибкость управления в соответствии с быстро изменяющимися условиями хозяйствования.
Таким образом, необходимо преодолеть существующий разрыв между теорией управления и методологическими подходами к его автоматизации. Развитие современных инструментальных средств позволяет кардинальным образом расширить сферу применения математического моделирования в управлении промышленными предприятиями. В первую очередь это относится к имитационным моделям, которые, в отличие от аналитических, аксиоматически строго обоснованных моделей, обладают значительным сходством с исследуемой системой, отражают её структуру и функциональные связи между элементами. Имитационный подход позволяет реализовать адаптационный процесс принятия решений на основе воспроизведения динамики функционирования сложной экономической системы, обеспечивая выбор рациональных вариантов на основе сочетания опыта и интуиции руководителя с возможностями многовариантного компьютерного анализа.
В целом можно заключить, что вследствие многообразия социально-экономических, политических, технологических факторов, влияющих на функционирование предприятий в рыночной среде, необходимо дальнейшее развитие методологии управления. В рамках общей методологии требуется решить комплекс теоретических и практических проблем, связанных с совершенствованием концепции принятия управленческих решений на базе адаптивного имитационного подхода.
Работа выполнялась в рамках госбюджетных программ, хоздоговорных работ и договоров о научно-техническом сотрудничестве.
Объектом исследования являются промышленные предприятия и объединения Российской Федерации.
Предметом диссертационной работы являются закономерности, тенденции, принципы, методы и инструментарий управления промышленными предприятиями.
Цель диссертационного исследования заключается в разработке теоретико-методологических основ и методического инструментария управле-
ния промышленными предприятиями с использованием адаптивных систем имитационного моделирования.
Поставленная цель предполагает решение следующих задач:
Провести исследование современных систем управления промышленными предприятиями. Выполнить обзор перспективных тенденций совершенствования систем управления, особый акцент при этом сделать на анализ направлений, основанных на синтезе интуитивных и формализованных методов и технологий управления.
Обосновать общую концепцию управления промышленными предприятиями на основе использования адаптивных систем имитационного моделирования, обеспечивающую переход от преимущественно субъективной оценки последствий принимаемых управленческих решений к их интерсубъективному качественно-количественному измерению.
Выявить особенности процесса принятия решений в рамках существующих систем управления и определить основные принципы построения гибких организационных структур, обеспечивающих адаптацию промышленных предприятий к изменяющимся условиям внешней среды.
Разработать методологию построения настраиваемых имитационных моделей процессов производства и управления, обладающих свойствами гибкости, универсальности, модульности, открытости, независимости в построении и модификации отдельных компонентов.
Разработать методологию построения на основе объектно-ориентированного подхода программного инструментария имитационного моделирования, позволяющего использовать в процессе проведения вычислительных экспериментов данные интегрированных информационных систем промышленных предприятий.
Предложить концептуальную структуру систем поддержки управленческих решений на основе построения адаптивных систем имитационного моделирования в интегрированной информационно-вычислительной среде.
Выполнить апробацию и показать эффективность разработанных теоретических положений адаптивного имитационного подхода в управлении деятельностью промышленных предприятий.
Логика исследования. Отправной точкой диссертационного исследования является анализ современных систем управления деятельностью промышленных предприятий (ПП), а также роли информационных технологий в процессе принятия управленческих решений. На этой базе формулируются концептуальные основы использования имитационного моделирования в управлении ПП, проводится разработка методологии создания адаптивных систем имитационного моделирования на основе формализации динамики процессов производства и управления. Далее выполняется проверка адекватности разработанных теоретических положений реальным процессам в организационно-экономических системах. Выявленные теоретические закономерности используются для разработки принципов создания и применения компьютерных систем поддержки решений на промышленных предприятиях.
Методологической и теоретической основой исследования послужили фундаментальные труды отечественных и зарубежных авторов по системному анализу, теории управления, теории регулирования, теории принятия решений, а также методы экономического анализа, стратегического и текущего планирования, моделирования экономических систем и процессов.
Прикладные разделы диссертация базируется на разработках реальных производственных систем поддержки управленческих решений, проводившихся при непосредственном участии и под руководством автора.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке теоретико-методологических основ управления промышленными предприятиями с использованием адаптивных систем имитационного моделирования, обеспечивающих учет динамики экзогенных и эндогенных факторов, единство интуитивного и формализованного качественно-количественного анализа эффективности управленческих решений и оценку их реализуемости.
Наиболее существенные научные результаты, полученные автором в ходе диссертационного исследования, состоят в следующем:
Выполнено теоретическое обобщение закономерностей и тенденций совершенствования систем управления промышленными предприятиями. Рассмотрены особенности применения информационных систем различных уровней на примере российских предприятий машино- и приборостроения. Определены факторы, препятствующие повышению качества управления при использовании компьютерных информационных технологий.
Разработана концепция управления промышленными предприятиями в условиях динамичных изменений внешней среды на основе адаптационного процесса принятия решений, обеспечивающего единство интуитивного и формализованного качественно-количественного анализа эффективности рассматриваемых альтернатив, что позволяет осуществлять динамическую корректировку целей и путей их достижения, а также оценить реализуемость стратегических и тактических решений.
Определены основные тенденции использования информационно-моделирующих технологий в управлении промышленными предприятиями на современном этапе развития российской экономики. Показано, что в методологии построения существующих информационных систем не уделяется достаточного внимания проведению динамического многовариантного анализа решений с учетом производственных возможностей и экономического состояния промышленного предприятия, что значительно снижает возможности повышения эффективности управления.
Показано, что нестабильность экзогенных факторов функционирования
промышленных предприятий приводит к высокой частоте возникновения
уникальных ситуаций и значительному снижению эффективности сущест
вующих организационных структур управления. Доказано, что рациональное
сочетание устойчивости и гибкости организационных структур может быть
достигнуто на основе статического анализа методом структурных матриц.
формализации бизнес-процессов на уровне предприятия с последующим выполнением динамического анализа на основе имитационного подхода.
Выявлено, что изменение основных характеристик управления в современных условиях приводит к необходимости использования математических и инструментальных методов, способных адекватно отразить динамические аспекты деятельности промышленных предприятий. Показано, что наиболее эффективным инструментом динамического анализа является имитационное моделирование, основанное на структурно-функциональном подобии объекта исследования и модели.
Разработан подход к созданию адаптивных систем имитационного моделирования, позволяющих учитывать изменение условий экономического окружения на основе качественной и количественной градации важнейших экзогенных параметров, неопределенность множества производственных возможностей промышленных предприятий и исследовать в динамике процессы производства и управления. Проведен комплексный анализ возможностей систем адаптивного имитационного моделирования, обладающих свойствами гибкости, универсальности, модульности, открытости, независимости в модификации компонентов и позволяющих проводить многовариантный анализ управленческих решений по широкому кругу показателей.
На основе объектно-ориентированного подхода разработан язык имитационного моделирования, реализующий основные принципы дискретного событийного моделирования и обеспечивающий возможность использования производственно-технологических и финансово-экономических данных, содержащихся в интегрированных информационных системах промышленных предприятий, для принятия управленческих решений,
Разработана концептуальная структура систем поддержки управленческих решений на основе построения адаптивных систем имитационного моделирования, позволяющих обеспечить проведение многовариантного анализа альтернатив, перестраивать организационную структуру управления в соответствии с требованиями изменяющихся условий внешней среды и реали-
зовать управление по целям. Показана эффективность разработанных положений и практического инструментария в управлении на примере промышленных предприятий машино- и приборостроения.
Как совокупный результат выполненного диссертационного исследования на защиту выносятся следующие научные положения:
Концепция управления промышленными предприятиями в условиях динамичных изменений внешней среды на основе адаптационного процесса принятия решений, предполагающего итеративную корректировку целей, методов и путей их достижения и обеспечивающего единство субъективного и формализованного качественно-количественного анализа эффективности рассматриваемых альтернатив.
Методология создания адаптивных систем имитационного моделирования, обладающих свойствами гибкости, независимости в построении и модификации компонентов, универсальности, модульности, открытости и позволяющих учитывать изменение условий экономического окружения, неопределенность множества производственных возможностей промышленных предприятий и исследовать в динамике процессы производства и управления.
Принципы построения гибких организационных структур управления промышленными предприятиями на основе их статического анализа методом структурных матриц, формализации бизнес-процессов на уровне предприятия и их последующего динамического анализа с использованием имитационного подхода.
Методология построения на основе объектно-ориентированного подхода программного инструментария имитационного моделирования, обеспечивающего возможность использования в процессе принятия управленческих решений производственно-технологических данных и сведений о финансово-экономическом состоянии промышленного предприятия, содержащихся в интегрированной информационной системе ГШ.
Принципиальная структура многофункциональных систем поддержки управленческих решений, основанных на использовании адаптивных систем
имитационного моделирования на базе интегрированных информационных систем, что обеспечивает возможность проведения многовариантного анализа альтернатив, изменения организационных структур управления в соответствии с требованиями адаптации к изменяющимся условиям внешней среды и реализации управления по целям.
Практическая ценность и реализация работы. Полученные в работе теоретические результаты позволяют повысить качество и оперативность управления промышленными предприятиями. Предложенные методики и имитационные модели динамики функционирования промышленного предприятия обеспечивают проведение многовариантного анализа управленческих решений и прогнозирование финансово-экономического состояния промышленных предприятий. Разработанная система компьютерной поддержки управленческих решений дает возможность осуществления многовариантного анализа управленческих решений в процессе стратегического и тактического планирования. Результаты работы внедрены и используются на предприятиях приборостроения, легкой промышленности и в сфере управления городским транспортом (АО "Коммунар", г. Харьков, Черниговский завод радиоэлектронной аппаратуры, ЗАО «Научприбор», АО «Гамма», муниципальное предприятие «Электротранс», г. Орел).
Основные методические положения исследования реализованы в учебном процессе Орловского государственного технического университета в рамках читаемых автором специальных курсов.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских и Международных научных конференциях, в том числе: Всесоюзном совещании-семинаре «Гибкие автоматизированные производственные системы», Ленинград, 1984; межреспубликанской школе-семинаре «Интерактивные системы», Тбилиси, 1984; научно-технической конференции «Станки с ЧПУ и гибкие автоматизированные обрабатывающие комплексы», Новгород, 1985; научно-технической конференции молодых специалистов и членов НТО, Киев, 1987; научно-технической
конференции «Современные вопросы информатики, вычислительной техники и автоматизации», Москва, 1985; научно-технической конференции «Интегрированные АСУ в машиностроении», Москва, ВНИИТЭМР, 1987; Международной технической конференции «Представление, обработка и передача информации», Сочи, АНУ, ПАНИ, 1993; Международной научно-практической конференции «Функционирование предприятий в период становления рыночных отношений». Орел, 1994; Международной научно-практической конференции «Экономический механизм: теория и практика в современных условиях», Орел, 1996; Международном конгрессе YSTM'96: «Молодежь и наука — третье тысячелетие», Москва, 1996; Санкт-Петербургской Международной конференции «Региональная информатика -96»; Forth International Conference "Application of Computer Systems", - Szczecin, Poland, 1997; Международной научно-практической конференции «Системный анализ в проектировании и управлении», Санкт-Петербург, 1998; V Международной конференции «Компьютерный анализ данных и моделирование», Минск, 1998; Международной научно-технической конференции и Российской научной школе «Системные проблемы надежности, математического моделирования и информационных технологий», Москва-Сочи, 1998.; 11* European Simulation Symposium, Erlangen, Germany, Oct. 26 -28, 1999; Международной научно-практической конференции «Экономико-правовые проблемы повышения эффективности функционирования организаций и предприятий», Орел, 2000 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 научных работ общим объемом 34,5 п.л,, в том числе монография, 32 статьи в журналах и сборниках, 11 тезисов докладов, 9 учебных и учебно-методических пособий, отчет о НИР, 2 информационных листка и зарегистрирован пакет программ для ЭВМ.
1 Современные аспекты теории и практики управления промышленными предприятиями
