Модели и инструментальные средства формирования программ модернизации промышленных предприятий Гирко Владислав Владимирович

Введение к работе

Актуальность темы исследования. Кризисное состояние национальной
и мировой экономик, снижение инвестиционной активности в частном и
государственном секторах, секвестрирование государственных целевых
программ и сложившееся технологическое отставание продукции

отечественных предприятий на мировом рынке делают необходимым внесение
своевременных и целенаправленных изменений в сформированный механизм
функционирования предприятий. Подобные изменения могут быть

реализованы путем проведения модернизации отдельных промышленных предприятий, что является составной частью модернизации экономики государства в целом, важность которой неоднократно подчеркивается на государственном уровне, в том числе в рамках перехода к индустрии 4.0.

Формирование программы модернизации промышленного предприятия является сложной и, чаще всего, оригинальной задачей, для которой разработаны лишь общие подходы к решению. На практике большинство программ модернизации, особенно на ранних стадиях, формируется в крайне сжатые сроки с вовлечением большого числа специалистов различных профессиональных компетенций, либо формируется под задачи более высокого порядка. Указанные факторы снижают вероятность реализации оптимальной программы модернизации предприятия и повышают риск принятия некачественного управленческого решения.

Формирование программ модернизации сопровождается необходимостью
обработки больших объемов информации, охватывающей различные сферы
деятельности предприятия и зачастую имеющей неструктурированный и
разноплановый характер. Современной тенденцией решения задач подобной
сложности является автоматизация процесса поиска допустимого или
оптимального решения с использованием методов математического

моделирования и инструментов информационных технологий. Подобные комплексные технологии на российском рынке находятся на ранних стадиях разработки.

Стремительный рост информационных технологий и

рыночно-ориентированная адаптация производства послужили причиной разработки и внедрения на предприятиях корпоративных информационных систем (КИС), объединяющих компоненты различной направленности и сложности. Однако, как показал обзор и анализ доступных источников, в настоящее время на российском рынке не представлен инструментарий формирования и выбора программ модернизации промышленных предприятий,

что значительно затрудняет процесс выбора оптимального управленческого решения и, как следствие, снижает качество получаемого результата.

Таким образом, актуальной является задача разработки инструментария
формирования и выбора оптимального управленческого решения в сфере
подготовки программ модернизации промышленных предприятий,

позволяющего синтезировать все множество возможных альтернативных
вариантов с последующим выбором наилучшего на основе обоснованной
системы предпочтений; создания единой среды для решения широкого круга
прикладных задач модернизации; обеспечения качества проектных решений и
повышения за счет этого эффективности финансово-хозяйственной

деятельности предприятия.

Озвученные положения определили выбор темы диссертационного исследования.

Степень разработанности проблемы. Задачами, связанными с развитием методологии и инструментария различных аспектов модернизации промышленных предприятий, занимались многие отечественные и зарубежные ученые. Теории модернизации, возникшие в середине XX в., нашли отражение в трудах М. Вебера, Э. Дюркгейма, О. Конта. В дальнейшее развитие научных подходов к различным аспектам модернизации и развития предприятий существенный вклад внесли труды Б.С. Балакшина, Л.И. Абалкина, Ю.М. Соломенцева, Ю.С. Осадчего, Д.В. Чарнко, И.М. Колесова, Ю.Е. Седова, А.А. Кутина, А.П. Ковалева, А.А. Корниенко, Ю.Я. Еленевой, Н.Г. Верстиной, В.Н. Эйтингона, Л.П. Пидоймо, В.Г. Боровского, Ю.А. Ковальчук и других ученых.

Применение математического инструментария в задачах экономики и управления предприятием зародилось в начале XX века, основополагающими считаются труды Р. Солоу, Ч. Кобба, П. Дугласа, Дж. М. Кейнса, Е. Домара, Р. Харрода, П. Самуэльсона, Д. Хикса, В.В. Леонтьева, К. Ланкастера, Д. Гейла, М. Интрилигатора, Р. Беллмана, Л. Заде, Р.Л. Кини, Дж. Ф. Неймана, С. Улама. Свой вклад в развитие теории и практики применения математических методов в экономике внесли А.В. Колемаев, И.М. Соболь, В.Л. Макаров, А.М. Рубинов, М.И. Левин, С.А. Ашманов, А.Г. Бадалова, А.В. Лотов, В.А. Ильина, В.В. Федоров и другие ученые.

Исследованиями в области теории графов и ее применения в
практических задачах занимались К. Берж, А.А. Зыков, В.А. Емеличев,
О.И. Мельников, В.И. Сарванов, Р.И. Тышкевич, В.А. Перепелица,

Г.Г. Омельченко и другие ученые.

Несмотря на существенные достижения науки в области предмета исследования, задача разработки моделей и инструментальных средств

формирования программ модернизации промышленных предприятий, ввиду своей комплексности, многоплановости и стремительно меняющихся условий функционирования предприятий, имеет потенциал для дальнейшего изучения. Практическая ценность результатов исследований формируется растущим спросом со стороны действующих предприятий.

Целью диссертационного исследования является развитие методов и
инструментария процесса формирования программ модернизации

промышленных предприятий.

Объект исследования – промышленные предприятия, находящиеся в стадии разработки программы модернизации.

Предмет исследования – процесс формирования программы

модернизации промышленного предприятия.

Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи:

1. исследовать существующие теоретические подходы к решению задачи формирования программы модернизации промышленного предприятия;

2. выявить и аналитически описать факторы, определяющие элементный состав программы модернизации промышленного предприятия;

3. разработать совокупность граф-моделей формирования альтернативных вариантов программы модернизации с учетом комплексности и сложности структуры объекта моделирования;

4. предложить классификацию критериев выбора оптимального варианта программы модернизации промышленного предприятия;

5. сформировать математическую оптимизационную модель выбора программы модернизации промышленного предприятия из сформированных альтернатив;

6. определить механизм и сформировать множество критериев оптимизации для решения частных задач модернизации;

7. разработать обобщенный алгоритм формирования и выбора программы модернизации как компонента корпоративной информационной системы предприятия;

8. разработать прикладное программное обеспечение реализации базисных компонентов обобщенного алгоритма в объектно-ориентированной среде программирования;

9. апробировать разработанные модели, алгоритмы и инструментальные средства на примерах решения частных задач формирования программ модернизации предприятий реального сектора экономики.

Научная новизна диссертационного исследования определяется

следующими результатами, полученными автором:

1. Выявлены и формализованы два подхода, сформулированные в виде прямой и обратной задач модернизации, определяющие оригинальные механизмы интеграции передовых решений в деятельность предприятия и позволяющие направленно формировать алгоритм поиска оптимального решения по совокупности критериев предпочтения.

2. Разработана система взаимосвязанных аналитических и граф-моделей формирования и выбора программ модернизации промышленных предприятий, определяющая единое информационное пространство синтеза четко структурированных решений и позволяющая повысить качество и обоснованность управляющих воздействий на сложившийся механизм функционирования предприятий.

3. Разработана система целевых функций выбора оптимальной программы модернизации предприятия по множеству критериев, аналитически выраженных через параметры элементного состава формируемых решений, применение которой позволяет осуществлять выбор на основе как обобщенных, так и частных показателей.

4. Предложены обобщенный алгоритм направленного формирования и выбора программы модернизации и базисные инструментальные компоненты корпоративной информационной системы, построенные на основе разработанных моделей и методов и позволяющие решать широкий круг прикладных задач модернизации промышленных предприятий.

Теоретическая значимость исследования заключается в развитии методологии и теоретической базы решения сложной и актуальной задачи формирования программы модернизации промышленного предприятия, позволяющей более полно удовлетворять цели создания организации или ожидания собственников. Полученные теоретические положения могут быть использованы при проведении дальнейших исследований в области модернизации отдельных предприятий или экономики страны в целом.

Практическая значимость исследования заключается в возможности
использования предложенных моделей и инструментальных средств при
формировании программ модернизации действующих промышленных

предприятий. Практическая значимость исследования подтверждается

апробацией результатов на четырех предприятиях реального сектора экономики.

Методология и методы исследования. Теоретическая часть

исследования выполнена на основе анализа трудов отечественных и

зарубежных специалистов по проблемам преобразования производственных
систем, инжиниринга, управления проектами, инвестиционного анализа,
экономико-математического моделирования. Разработка моделей и

инструментальных средств проводилась с применением положений и
принципов экономической теории, системного анализа, теории принятия
решений, инструментария теории графов, методов многокритериальной
оптимизации и математической статистики. Численные эксперименты

проведены с применением методов имитационного моделирования и современных средств вычислительной техники.

Положения, выносимые на защиту:

5. Комплекс математических моделей и связанных алгоритмов формирования множества альтернативных вариантов программы модернизации промышленного предприятия.

6. Комплекс математических моделей оценки и выбора оптимальной программы модернизации промышленного предприятия из сформированного множества альтернативных вариантов.

3. Обобщенный алгоритм направленного формирования и выбора
программы модернизации, разработанные и зарегистрированные программные
продукты: «Система автоматизированной оценки функционирования
промышленного предприятия», «Система подбора средств оснащения рабочих
мест промышленных предприятий».

Степень достоверности результатов исследования базируется на применении апробированного научно-методического аппарата, верификации полученных результатов с использованием стандартных методов анализа, получении свидетельств о государственной регистрации программных продуктов, получении актов внедрения результатов диссертационного исследования на действующих предприятиях, одобрении полученных результатов на международных научно-практических конференциях.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Научные исследования, представленные в диссертации, соответствуют области
исследования паспорта специальности ВАК 08.00.13 – Математические и
инструментальные методы экономики по п. 2.6 «Развитие теоретических основ
методологии и инструментария проектирования, разработки и сопровождения
информационных систем субъектов экономической деятельности: методы
формализованного представления предметной области, программные средства,
базы данных, корпоративные хранилища данных, базы знаний,

коммуникационные технологии».

Апробация результатов исследования. Основные научные и

практические результаты диссертационного исследования докладывались и
обсуждались на Всероссийской молодежной конференции «Автоматизация и
информационные технологии» (г. Москва, 2012 г.), Международной

молодежной научной конференции «XXXVIII Гагаринские чтения» (г. Москва, 2012 г.), Международной молодежной научной конференции «Инновационные технологии и передовые инженерные решения» (г. Орехово-Зуево, 2012 г.), 6-й Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы информатизации в науке, образовании и экономике» (г. Зеленоград, 2013 г.), XV научной конференции «Математическое моделирование и информатика» (г. Москва, 2013 г.), 11-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе» (г. Новосибирск, 2013 г.), 2-й Международной научно-практической конференции «Инновационные информационные технологии» (г. Прага, 2013 г.), Международной научно-практической конференции «Инновации в АПК: стимулы и барьеры» (г. Рязань, 2017 г.), XX Международной молодежной научно-практической конференции «Научные исследования и разработки молодых ученых» (г. Новосибирск, 2017 г.).

Результаты диссертационного исследования были апробированы на
действующем станкостроительном предприятии ООО «СМЗ» в рамках
разработки проекта создания обособленного подразделения, на ООО «Вектор»
в рамках проекта по расширению механообрабатывающего производства, на
ООО «ПРОМИНТЕХ» при разработке программы расширения

производственных мощностей и при подготовке программы развития АО «Станкопром». По результатам апробации получены акты внедрения.

Публикации по теме диссертации. По теме диссертационного исследования опубликовано 14 печатных работ, из них 5 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и одна монография. Получены 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ. Общий объем материала печатных работ составляет 18,5 печатных листа, где доля соискателя составляет 10,6 печатных листа.

Структура и объем диссертации. Объем диссертационной работы составляет 204 страницы (включая приложения), в том числе 24 рисунка и 16 таблиц. Диссертационная работа имеет классическую структуру и состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 115 наименований.