Содержание к диссертации
Введение
1 Теоретико-методологические основы планирования и моделирования деятельности предприятия 11
1.1 Теоретико-методологические основы планирования деятельности промышленного предприятия 14
1.2 Современные концепции планирования 19
1.3 Математические методы и модели, используемые для моделирования деятельности промышленного предприятия 25
1.4 Критерии эффективности деятельности предприятий 34
Основные выводы по Главе 1 39
2 Комплексная математическая модель финансово-хозяйственной деятельности предприятия 41
2.1 Моделирование материально-производственной подсистемы промышленного предприятия 41
2.2 Модель финансово-экономической подсистемы промышленного предприятия 61
2.3 Постановка задачи разработки оптимальных планов 91
Основные выводы по Главе 2 124
3 Инструментальная реализация задачи оптимизации текущей деятельности промышленного предприятия 126
3.1 Описание системы текущего планирования на ППФ Гознака , 126
3.2 Инструментальная реализация задачи разработки оптимальных планов текущей деятельности на примере ППФГознака 135
3.3 Методические рекомендации по внедрению инструментария оптимального планирования па ППФГознака 147
Основные выводы по Главе 3 151
Заключение 152
Литература
- Современные концепции планирования
- Математические методы и модели, используемые для моделирования деятельности промышленного предприятия
- Модель финансово-экономической подсистемы промышленного предприятия
- Инструментальная реализация задачи разработки оптимальных планов текущей деятельности на примере ППФГознака
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Современная экономика Рос-сип развивается в условиях нарастающих глобальных тенденции, проявляющихся, в частности, в развитии конкуренции на внутреннем и внешнем рынках и появлении на отечественных рынках транснациональных корпораций.
Следствиями этого являются: ужесточение требовании к качеству принимаемых управленческих решений на всех уровнях экономики и, в первую очередь, на уровне предприятия как ядра экономических отношений; рост объемов информации, которую необходимо учитывать при принятии решений; необходимость гибкого п быстрого реагирования на изменение рыночной ситуации.
Вместе с тем высокими темпами развивается рынок информационных систем, поддерживающих современные концепции планирования и управления предприятиями, такие как MRP-II, ERP. Распространение таких систем приводит к унификации методологий планирования, методов описания бизнес-процессов, способов обработки и представления информации в различных отраслях, на различных предприятиях. Однако в таких системах отсутствуют алгоритмы строгой оптимизации планов производственной и финансово-экономической деятельности.
С учетом вышесказанного, актуальной представляется разработка моделей и программных инструментальных средств, позволяющих составлять наилучшие с точки зрения различных критериев планы с использованием имеющейся па предприятии информации.
Область диссертационного исследования соответствует требованиям паспорта специальности ВАК 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики: 1.4. - Разработка и исследование моделей и математичс-
ских методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений; 2.3. - Разработка систем поддержки принятия решении для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой па всех уровнях.
Степень разработанности проблемы. Вопросы, связанные с изучением отдельных сторон исследуемой области, нашли свое отражение в научных трудах известных отечественных и зарубежных экономистов и математиков. Экономико-математическим моделированием деятельности предприятий занимались такие ученые как Дж.Форрестер, Ст.Бир, К.Нсгойце, А.Брайсон, Хо Ю-ши, Дж.Эндрюс, Е.Б.Фролов, А.Ф.Горшков, Н,Я.Коган, В.П.Савельев, Д.А.Поспелов, И.Г.Поспелов, А.А.Петров, С.А.Жданов, Ю.В.Косачев, В.Н. Бурков, Т.К.Сиразетдинов и др. Исследованиям в области внутрифирменного планирования посвящены труды Р.Акоффа, Д.Хана, Р.Чейза, К.Друри, С.Н.Колесникова и др. Анализ современных подходов и методологий управления производством находит отражение в трудах Д.А.Гаврилова, С.В.Пи-теркпна, Н.А.Оладова и др. Особое влияние на научное мировоззрение автора оказали работы ученых А.А.Первозванского, А.С.Плещинского, С.В.Рубцова.
В работах указанных ученых отмечается, что существенные трудности вызывает построение адекватных моделей промышленных предприятий на тактическом уровне, так как в этих моделях необходимо учитывать особенности каждого конкретного предприятия, связанные с технологией, типом производственного процесса, способами организации бизнес-процессов.
Разработанные на сегодняшний день модели и подходы отчасти направлены на решение узкоспециальных задач (загрузки оборудования, оптимизации производственной программы, оптимизации денежных потоков и т.д.), отчасти имеют слишком высокий уровень агрегирования (рассматривают производство как "черный ящик"), отчасти не соответствуют современным рыночным условиям (в части спроса и финансовых параметров модели).
Вместе с тем, развитие методологий управления предприятиями и,
в частности, управления производственными процессами, реализующееся в корпоративных информационных системах, определяет новые требования к моделям в части используемой информации и методологических подходов. Одновременно рост вычислительно!і мощности компьютерной техники приводит к возможности использования сложных алгоритмов при моделировании систем достаточно большой размерности, что было нереальным еще несколько лет назад.
Таким образом, важным направлением исследований в этой области является разработка таких моделей деятельности предприятия, которые могут использоваться для поддержки принятия решений на тактическом уровне. Такие модели должны позволять учитывать особенности функционирования материально-производственной и финансово-экономической подсистем предприятия в условиях рынка; учитывать широкий спектр ограничений, неизбежно присутствующих в процессе функционирования предприятия; задавать различные критерии качества работы предприятия в зависимости от видения целей лицом, принимающим решение; легко интегрироваться в современные корпоративные информационные системы.
Цель и задачи диссертационного исследования. Целью исследования является разработка и инструментальная реализация математической модели поддержки принятия решении на этапе формирования основных планов материально-производственной и финансово-экономической деятельности промышленного предприятия на тактическом уровне для предприятий с серийным типом производства.
Поставленная цель определяет необходимость решения следующих задач:
Выявить и формализовать взаимосвязи между материально- производственной и финансово - экономической подсистемами промышленного предприятия с учетом особенностей серийного производства и разработать модель, описывающую текущую финансово-хозяйственную деятельность предприятия.
Дать постановку актуальной задачи оптимизации для разработанной мо-
дели п адаптировать ее для решения с помощью современных методов и алгоритмов.
Создать инструментарии для решения задачи оптимизации, провести вычислительные эксперименты и оценить их результаты.
Выработать практические рекомендации по использованию модели и созданного инструментария.
Объектом диссертационного исследования является система материально-производственного н финансово-экономического планирования на предприятиях с серийным типом производства.
Предметом диссертационного исследования выступают экономико-математических подходы н методы формализации, моделирования и оптимизации функционирования материально-производственной и финансово-экономической подсистем предприятия с серийным типом производства на тактическом уровне.
Методологической и теоретической базой исследований послужили научные труды российских и зарубежных ученых в области экономико-математического моделирования деятельности предприятий, внутрифирменного планирования, современных методологий управления предприятиями. В работе использовались положения методологических стандартов планирования ресурсов MRP II и ERP; руководства пользователя к информационным системам управления предприятием MBS-Axapta, Syte-Line; технологическая документация, регламенты планирования и бюджетирования, материалы статистической, бухгалтерской, финансовой и управленческой отчетности предприятий защищенной полиграфии.
При решении поставленных задач к изучаемым объектам применялись следующие методы; общенаучные приемы анализа и синтеза; методы экономико-математического моделирования, математического и линейного частично-целочисленного программирования. Для построения математической модели и решения задачи оптимизации использовались система компьютерной алгебры Maple и пакет решения задач частично-целочисленного линейного программирования LPSolve-5.5.
Научная новизна работы состоит в том, что авторам разработана оригинальная динамическая модель финансово-хозяйственной деятельности предприятия (далее - модель ФХД), на базе которой поставлена и решена задача составления оптимальных основных планов текущей деятельности для предприятия с серийным типом производства,
Наиболее существенными результатами, имеющими научную новизну н разработанными лично автором, являются:
Разработана оригинальная динамическая модель финансово-хозяйственной деятельности промышленного предприятия с серийным типом производства. Основными отличительными особенностями модели являются: учет технологических особенностей серийного производства; строгое формализованное описание взаимосвязей материально-производственной и финансово-экономической подсистем предприятия на требуемом уровне детализации; возможность разработки полного комплекса планов текущей финансово-хозяйственной деятельности предприятия.
На базе модели финансово-хозяйственной деятельности предложен подход к конструированию класса задач частично-целочисленного линейного программирования, соответствующих реальным запросам промышленных предприятий, связанным с разработкой тактических планов. Для этого используется оригинальный метод редукции соотношений модели финансово-хозяйственной деятельности к линейным соотношениям. При конструировании конкретной задачи модель позволяет учитывать широкий спектр дополнительных ограничений и различные целевые функции, отражающие особенности конкретного предприятия и предпочтения лица, принимающего решение.
Разработан инструментальный модуль, реализующий решение поставленной задачи и позволяющий проводить вычислительные эксперименты, подтверждающие адекватность модели и возможность ее практического использования.
Определены методические подходы к использованию созданного инструментария с целью повышения эффективности системы планирования на
предприятии защищенной полиграфии.
Практическая значимость работы определяется возможностью использования ее научных и практических результатов для поддержки принятия решений при разработке текущих планов на предприятиях с серийным типом производства.
На основе диссертационного исследования были сформулированы рекомендации по изменению системы планирования па Пермской печатной фабрике - филиале ФГУП "Гознак" (ППФГозпака), а также требования к отдельным модулям информационной системы, планируемой к вводу в эксплуатацию на ППФГозпака. Разработанный инструментарий используется для составления основных планов ФХД по отдельным сегментам продукции на ППФГозпака.
Теоретические и практические результаты диссертационного исследования могут использоваться в учебном процессе при проведении лекционных и семинарских занятий по курсам "Исследование операций", "Математические методы в экономике", "Производственный менеджмент".
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались па VI Международном конгрессе по математическому моделированию (Нижний Новгород, ННГУ, Ноябрь 2004 года), 1-й конференции молодых специалистов Объединения "Гознак" (Москва, Объединение "Гознак" Минфина РФ, Март 2005 года), Шестом всероссийском симпозиуме "Стратегическое планирование и развитие предприятий" (Москва, ЦЭМИ РАН, Апрель 2005 года), XIII Байкальской международной школе-семинаре "Методы оптимизации и их приложения" (Северобай-кальек, Июль 2005 года), Третьей международной конференции по проблемам управления (Москва, ИПУ РАН, Июнь 2006 года), семинарах Лаборатории конструктивных методов исследования динамических моделей ПермГУ под руководством В,П.Максимова (2004-200G годы), Общегородском научном семинаре, действующем при кафедре экономической кибернетики ПермГУ, под руководством П.М.Симонова (2006 год).
Методические положення п практические рекомендации реализованы в процессе разработки требований к модулям "Планирование производства",
"Планирование финансов" системы класса ERP на ППФГознака.
Результаты исследования используются в учебном процессе в Пермском государственном университете,
Публикации. Результаты диссертационного исследования отражены в 7 научных трудах (см. [65]-[71]) общим объемом 2,09 п.л. (личный вклад автора 2,50 п.л.).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 174 страницах машинописного текста; состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка п приложений; содержит 12 таблиц, 3 рисунка, приложения и список литературы из 112 наименовании.
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цель, задачи, объект и предмет исследования, сформулирована научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представлена информация об их апробировании, дана общая характеристика работы.
Первая глава "Теорет и ко- методологические основы планирования и моделирования деятельности предприятия" содержит анализ экономико-математических методов и моделей, используемых при моделировании деятельности предприятия, теоретико-методологические основы планирования на промышленных предприятиях, краткую характеристику современных концепций управления предприятиями и анализ используемых критериев эффективности деятельности предприятий.
Вторая глава "Комплексная математическая модель финансово-хозяйственной деятельности предприятия" посвящена методологическому и математическому конструированию модели ФХД, формальному описанию показателе]'! эффективности деятельности, постановке задачи оптимизации.
В третьей главе "Инструментальная реализация задачи оптимизации текущей деятельности промышленного предприятия" представлена краткая характеристика исследуемого предприятия, описана программная реализация оптимизационной задачи, приведены результаты вычислительных экспериментов, а также практические и методические рекомендации по внедрению модели и инструментария.
В заключении содержатся основные выводы теоретического и практического характера, полученные в результате проведенного исследования, и обозначаются возможные направления дальнейших исследований.
В приложениях представлена информация, подтверждающая обоснованность результатов исследования {сііравочно-аналитическиіі материал).
Современные концепции планирования
MRP (Material Requirement Planning) системы, интенсивная разработка которых осуществлялась с начала СО-х годов, в настоящее время присутствуют практически во всех интегрированных информационных системах управления предприятием.
Прежде всего, необходимо заметить, что MRP системы разрабатывались для использования на производственных предприятиях. Если предприятие имеет дискретный тип производства, то есть когда для выпускаемых изделии имеется ведомость материалов и состав изделия, то использование MRP системы является логичным и целесообразным. MRP системы базируются на планировании материалов для заданной организации и программы производства и включают функциональность по расчету потребности материалов, по описанию и планированию загрузки производственных мощностей. Основная идея MRP систем состоит в том, что любая учетная единица материалов и комплектующих, необходимых для производства изделия, должна быть в наличии в нужное время и в нужном количестве.
Основным преимуществом MR.P систем является формирование последовательности производственных операций с материалами и комплектующими, обеспечивающей своевременное изготовление полуфабрикатов либо узлов и деталей для реализации основного производственного плана по выпуску готовой продукции. В упрощенном виде исходную информацию для MRP системы представляют следующие элементы:
ведомость материалов и состав изделий, которые представляют собой номенклатурный перечень материалов и их количеств для производства некоторого конечного изделия;
состояние запасов, которое отражается в соответствующих таблицах баз данных с указанием всех необходимых характеристик учетных единиц.
На основании входных данных MRP система выполняет следующие основные операции - определяет количественный состав конечных изделий для каждого периода времени планирования исходя из основного производственного плана; добавляет запасные части (полуфабрикаты) к составу конечных изделий, не включаемых в ОПП; определяет и корректирует общую потребность материалов с учетом состояния запасов, осуществляет формирование заказов па пополнение запасов с учетом необходимого времени опережения.
Одной из составляющих интегрированных информационных систем управления предприятием класса MRP является система планирования про изводственных мощностей, основной задачей данного модуля в системе MRP является проверка выполнимости ОПП с точки зрения загрузки оборудования по производственным маршрутам с учетом времени переналадки, вынужденных простоев, субподрядных работ и т.д.
Стандарт MRP II (Manufacturing Resource Planning) по определению APICS - это "...метод для эффективного планирования всех ресурсов производственного предприятия". В идеале он выполняет операционное планирование в натуральных единицах измерения, финансово планирование в стоимостных единицах измерения и содержит в себе возможности моделирования для ответа на вопросы "а что, если ...",
Системы MRP II являются дальнейшим развитием систем MRP и ориентированы на эффективное планирование всех ресурсов производственного предприятия. Системы MRP II предполагают вовлечение в информационную интеграцию финансовой составляющей. В системах MRP II предполагается специальный инструментарий формирования финансового плана и составления бюджетных смет, прогнозирования и управления движением денежных средств, на основании которых определяется возможность реализации производственного плапа с точки зрения наличных и предполагаемых денежных средств.
Основными обязательными модулями системы MRP II являются, согласно Даррилу Лапдватеру и Кристоферу Грею [15], перечисленные ниже: 1. Планирование продаж и операции; 2. Управление спросом; 3. Главный календарный план производства; 4. Планирование потребности в материалах; 5. Подсистема спецификации; 6. Подсистема операций с запасами; 7. Оперативное планирование производства; 8. Планирование потребности м мощностях; 9. Управление снабжением; 10. Инструментальное обеспечение; 11. Финансовое планирование; 12. Имитационное моделирование.
Следует отметить, что основным недостатком систем класса MRP II являются алгоритмы, заложенные в основу расчетов, проводимых в системе. В частности, модули планирования производства, мощностей и т.д. не пытаются решить выявленные проблемы (например, расшить "узкие места"), а оставляют и на усмотрение пользователя.
Говоря о возможностях финансового планирования, также следует отметить, что собственно функции финансового анализа в систему MRP II не включены. MRP II представляет достаточно подробную и точную информацию следующего характера: прогнозируемая величина запасов и их стоимость; расходование денежных средств (закупка материалов, затраты труда, переменные накладные расходы); получение денежных средств; распределение постоянных накладных расходов (косвенного характера).
В компаниях, не применяющих MRP, такого рода информацию, по мнению Д.Ландватсра и К.Грея [15], обычно трудно получить за необходимый промежуток времени с необходимой точностью.
Существенным недостатком является и то. что система MRP II зачастую не содержит критерии в оценки эффективности предприятия, несмотря на то, что в общем виде такие показатели были разработаны еще в 80-х годах, их внедрение до сих пор является необязательной составляющей для систем класса MRP II.
Математические методы и модели, используемые для моделирования деятельности промышленного предприятия
Моделирование деятельности предприятия является наиболее широко распространенным методом изучения, анализа, формирования и улучшения производственных систем. Теоретические основы экономико-математических методов как нового научного направления были заложены советскими учеными B.C. Немчиновым, Л.В. Канторовичем, В,В, Новожиловым, зарубежными специалистами Дж. Форрсстсром, Р.Л. Аккофом, Ст. Бнром и другими. Данные ученые не только разрабатывали методологию экой ом и ко-математического моделирования и методы количественных подходов к социально -экономическим процессам, но и способствовали распространению практики их применения. Начиная с 60-х годов, экономико-математические методы используются для решения задач оптимизации планок, формирования цен, распределения ресурсов, составления моделей межотраслевого баланса, программно - целевого планирования.
Основным понятием экономико-математического моделирования является модель. Модель, по определению [72, - это представление объекта, процесса или системы в форме, отличной от реальной, по передающей основные параметры. Модели получили широкое признание как средство изучения сложных явлений. Они могут служить основой для проведения экспериментов с меньшими затратами средств и в более короткие сроки, чем при исследовании изменений в реальных системах. Ценность моделей заключается в том, что они гораздо эффективнее способствуют более глубокому пониманию неясных характеристик поведения системы, чем если бы это делалось путем наблюдения за реальной системой. Таким образом, создается возможность более быстрого получения информации в условиях, не наблюдаемых в реальной действительности.
Для исследования экономических процессов и явлений предназначены экономико - математические модели - математические конструкции, обладающие определенным сходством с экономическим объектом и предназпачен ные для получения новой информации о нем. Эти модели являются в настоящее время одним из основных инструментов теоретической и практической экономики [31].
Экономико-математическое моделирование - построение, изучение, интерпретация и применение математических моделей экономических объектов для решения задач анализа, синтеза и прогнозирования их деятельности [36]. Оно играет большую роль как в развитии экономической теории, так и в современной экономической практике. Применение математических методов в решении практических задач способствует углублению количественного анализа экономических проблем, а также создает возможность для решения новых экономических задач, что особенно актуально для переходной экономики России. В подтверждение высказанной идеи приведем мнение И.Г. Альтшуле-ра о способах эффективного управления: "Для успеха в бизнесе нужно уметь считать, что дает компании каждый сегмент рынка, отдельный клиент, товар, канал сбыта или регион - чтобы сосредоточить усилия на наиболее выгодных клиентах, товарах и каналах. НужнЪ постоянно отслеживать множество разнообразных параметров, динамически расставляя приоритеты: сегодня нужно урегулировать отношения с акционерами, завтра - приступить к созданию нового продукта, а послезавтра - воодушевить персонал и достойно ответить на происки конкурентов и новые пожелания клиентов. Нужно понять, что происходит, сфокусировать внимание, сконцентрировать ресурсы. А для этого нужно уметь формализовать проблемы, декомпозировать их, ранжировать и моделировать возможные варианты решения. И уметь обращаться с таким необычным и сверхмощным ресурсом как информация: синхронизировать его, консолидировать, разделять, тиражировать, преобразовывать и использовать в собственных интересах". Таким образом, моделирование экономической деятельности предприятия, постановка и решение задач в области управления и принятие на их основе качественных управленческих решении, способствующих достижению целей стоящих перед предприятием, - таков, по нашему мнению, путь эффективного управления.
Дж. Форрестер [87] отмечает, что для того "чтобы создать эффективную модель промышленного предприятия, в нее следует включить нелиней ные функции в виде ограничении", кроме того, "поскольку время и связанные с ним изменения составляют главную заботу хозяйственного руководителя, эффективная модель должны быть динамичной и способной создавать собственную эволюцию во времени". Математическая модель промышленного предприятия в целом или отдельных процессов, полностью выражая сущность и особенности предприятия, должна способствовать пониманию последнего, она должна "служить руководством в деле эффективности управления" [87].
Как считает А.С. Плещинский [62], "система планирования па промышленном предприятии должна быть организована таким образом, чтобы обеспечить эффективное управление им, повышение жизнеспособности, устойчивое функционирование, максимальное удовлетворение потребностей населения и, в конечном итоге, укрепление национальной экономики". Различные уровни системы планирования можно определить на основе подхода, предлагаемого в [G2J для классификации уровней системы управления. Под уровнями системы планирования в данном случае следует понимать уровни принятия решений, которые характеризуются временем жизни решений от момента их принятия до исполнения, когда состоялось воздействие решения на управляемый процесс и целесообразна реализация нового аналогичного решения для текущего состояния управляемого процесса и внешней среды. С точки зрения уменьшения времени жизни решений, иерархическую систему планирования можно представить в виде комплекса моделей оптимизации, рассматривая вертикаль управлення сверху вниз и выделяя главные, определяющие уровень, модели и задачи, решаемые с их помощью, следующим образом:
1. Модели развития предприятия для принятия решений, связанных с изменением производственной структуры объекта, объемов и ассортимента продукции (стратегическое долгосрочное планирование).
2. Модели, позволяющие описывать задачи оптимизации производственной программы предприятия для выбора выпускаемых в рассматриваемом периоде времени продуктов (текущее тактическое планирование).
3. Объемно - календарное планирование производства для распределения производственной программы предприятия по его подразделениям и во времени (текущее тактическое планирование).
4. Планирование и регулирование подразделении предприятия в текущем периоде времени (оперативное управление).
По мнению О.А.Савшюй [7G], соотношение уровней планирования и применяемых на данных уровнях моделей описывается не насколько четко, в частности, для целей предварительного, укрупненного анализа применяются методы аналитического моделирования, включая системный анализ, математическое программирование, сетевые модели, вероятностные модели. Экономикс - статистические модели широко используются при обосновании и распределении плановых заданий, при установлении нормативов экономического стимулирования, при прогнозировании экономического развития.
Модель финансово-экономической подсистемы промышленного предприятия
Для математического моделирования финансово-экономической деятельности предприятия и ее наглядного представления могут быть использованы поточно-финансовые структуры (ПФС), аппарат которых изложен, например, D [54]. Моделирование деятельности промышленного предприятия с использованием ПФС обсуждалось также в [65].
На рисунке в Прилооїсении 1 изображена ПФС производственного предприятия, рассматриваемая в настоящем исследовании. Согласно [54], поточно-финансовыми структурами называются приемы математического описания системы ресурсов предприятия, а также соответствующие способы графического изображения. Считается, что система ресурсов имеет структуру сети, в узлах которой находятся финансовые счета активов и источников средств, а дугами являются потоки средств, отражающие операции финансово-хозяйственной деятельности. Потоки средств рассматриваются как переменные величины - векторы и изображаются графически в виде линий. Кружками на схеме изображены операторы агрегирования/дезагрегирования потоков.
Потоки характеризуются интенсивностями, которые обозначены Г і. Интенсивности считаются положительными, когда средства движутся в направлении стрелок, и отрицательными в противном случае. С помощью блоков-накопителей изображаются финансовые счета, содержимое которых представляет остаток счетов, на рисунке это Sk(t). Активы на схеме изображены светлыми прямоугольниками, а источники - темными.
Направление потока определяет положительное перемещение средств. В счете - источнике потока средства убывают, в конечном счете - увеличиваются. Пассивы на такой схеме характеризуются отрицательными величинами, а активы - положительными. Сумма всех счетов в каждый момент времени равна 0.
Единицы измерения средств и источников - стоимостные, например, рубли, интенсивности потоков измеряются в единицах стоимости, приведенных к одному интервалу планирования.
Текущее содержимое накопителеії является результатом притоков и оттоков на отрезке времени в течение временного интервала с учетом содержимого на начало интервала. Исходя из определения ПФС, изменение каждого состояния характеризуется суммой входящих и исходящих потоков. Т.е. ПФС для моделей дискретного типа можно описать системой разностных уравнений следующего вида: Sk(t) = Sk{t - 1) + J] / - { ) - Y, ікЧ№ (2.41) г Є/v .n j eA ou( где Sk(t) - значение счета Sk на конец периода t, К\п - перечень индексов счетов, из которых потоки входят в счет k, Kout - перечень индексов счетов, в которые потоки входят из счета к. Задав начальное значение всех счетов и уравнения потоков можно вычислить значение счетов в любой момент времени.
Особенности рассматриваемой ПФС промышленного предприятия
Перечислим некоторые особенности рассматриваемой ПФС промышленного предприятия:
1. Некоторые счета ПФС могут быть активно-пассивными (на схеме - штрихованные). Обычно это счета, характеризующие взаиморасчеты предприятия с его контрагентами (покупателями, поставщиками, налоговыми органами и т.д.). Например, когда покупатели оплачивают продукцию авансом, счет S7(t) будет активным, а его значение - положительным, если предприятие получаст деньги за продукцию после отгрузки, счет S7[t) будет пассивным, а его значение - отрицательным.
2. Исследуемая ПФС предприятия отражает один из вариантов современной концепции учета Direct Costing [23]. В соответствии с данной концепцией производственные расходы разделяются на две составляющих: прямые и косвенные. Прямые расходы списываются на себестоимость выпускаемой продукции, косвенные расходы списываются на финансовый результат. К прямым расходам относятся затраты, которые непосредственно, напрямую можно соотнести с конкретным видом/партией выпускаемой продукции. К косвенным расходам относятся остальные производственные расходы, не относящиеся к прямым. В разработанной модели на себестоимость продукции списываются следующие прямые переменные затраты: прямые материальные затраты (73-2), прямые затраты на оплату труда с ЕСН (/4_э), прямые энергетические затраты {/53-2). Косвенные затраты - косвенные материальные затраты (/3 п), косвенные затраты на оплату труда с ЕСН (74-11), косвенные энергозатраты (758 п), прочие расходы (752 11), амортизация основных средств (712-11) - относятся на финансовый результат, в нашем случае - на счет Капитал (511).
3. Поступления и выплаты денежных средств, связанных с большинством операций финансово-хозяйственной деятельности, рассматриваемых в модели, а текже дебиторская и кредиторская задолженности описываются в разрезе контрактов (Соті). Контракт является фиктивной (виртуальной) единицей учета. Один контракт может объединять в себе несколько объектов платежа (видов материалов, готовой продукции, оборудования и т.д.). Отличительной характеристикой каждого контракта являются параметры платежей: доля авансов, период предоплаты, период погашения задолженности. Таким образом контракт в настоящей работе - группировка объектов платежей, имеющих идентичные параметры платежей.
Инструментальная реализация задачи разработки оптимальных планов текущей деятельности на примере ППФГознака
Результатом главы 2 стали разработка модели ФХД и постановка задачи оптимизации в классе задач частично-цслочислспиого линейного программирования (ЧЦЛП). При программной реализации решения задачи возник вопрос о выборе программного обеспечения для инструментальной реализации поставленной задачи. Требования к программному обеспечению в порядке убывания их значимости, исходя из целей исследования, приведены ниже.. Программное обеспечение должно обладать следующими функциями: 1. Представлять возможность решения задач частично-целочисленного линейного программирования большой размерности. 2. Поддерживать возможность работы с кусочно-непрерывными переменными. 3. Быть доступным. 4. Представлять удобный интерфейс: для формирования системы ограничений задачи частично-целочисленного линейного программирования большой размерности. 5. Позволять легко переформировывать ограничения задачи и целевую функцию в случае изменения параметров модели.
Первоначально был проведен анализ наиболее распространенных математических пакетов, таких как Maple, Matlab, Matlicad, Matheraatica, на предмет поддержки алгоритмов решения задач ЧЦЛП. Результатом анализа стал вывод о том, что даже если в вышеназванных пакетах есть процедуры, поддерживающие решение задач линейного программирования {обычно - симплекс-метод), данные программы не решают задачи с целочисленными переменными.
На втором этапе было проанализировано специализированное программное обеспечение, предназначенное для решения задач линейного программирования. При проведении сравнительного анализа была использована информация о характеристиках подобных программ из источников [105], [106], а также с литер нет-сан то и разработчиков. Характеристики некоторых часто используемых программных пакетов, которые в наибольшей степени соответствовали сформулированным требованиям приведены в таблице 3.3.
По результатам анализа для использования был выбран пакет LP_SoIve v.5.5., как удовлетворяющий первым трем требованиям из вышеприведенного перечня. Дополнительным достоинством этой программы является высокая скорость решения задачи по сравнению с универсальными математическими пакетами (которые апробировались на задачах без целочисленных переменных), а также возможность оперативно контактировать с разработчиками пакета с помощью сервисов Yahoo Group: http://tech.groups.yahoo.com/group/ lp_solve/. К недостаткам можно отнести неудобства, связанные с формированием ограничений - это осуществляется либо с помощью собственного интерфейса, не очень удобного для задач большой размерности, либо путем загрузки информации из файлов соответствующих форматов, а также - отсутствие возможностей матричных вычислений. Для решения задачи линейного программирования в LP_Solve используется модифицированный симплекс-метод, для решения задач ЧЦЛП - метод ветвей и границ.
Для формирования ограничений задачи использовался пакет символьной алгебры Maple v.5.r.4, позволяющий проводить матричные вычисления.
Процесс решения задачи является трехэтапным. На первом этапе в Maple проводится формирование и сохранение в нужном формате матрицы коэффициентов ограничений задачи ЧЦЛП, векторов правых частей ограничений, целевой функции, целочисленных и кусочно-непрерывных переменных. Далее вся сохраненная информация загружается в LP-Solve, где проводится предварительное преобразование, решение задачи и сохранение результатов. Затем результаты загружаются в Маріє для их дальнейшей обработки (представления в удобном виде, построения графиков и диаграмм и т.д.).
Описание параметров задачи
При апробировании оптимизационной задачи па базе редуцированной модели ФХД использовались данные, характеризующие функционирование материально-производственной и финансово-экономической подсистем ППФГо-знака.
При проведении расчетов не ставилась задача моделирования всей деятельности предприятия (производства всех промежуточных и конечных продуктов). Это связано с большим объемом информации, которую необходимо преобразовать в формат, подходящий для использования при построении ограничений и целевой функции. Наиболее трудоемким оказался сбор информации, характеризующий технологию производства: нормы и нормативы расхода ресурсов и полуфабрикатов, так как в системе технологической документации вся информация ведется только по конечным продуктам (изделиям) без разделения на промежуточные. В связи с этим было принято решение о выделении достаточно обособленного вида продукции и проведения всех расчетов на данных по этим изделиям.
Отметим основные этапы подготовки информации для моделирования:
1. Был выделен вид продукции, включающий 8 конечных продуктов (защищенная бланочная документация для государственных нужд).
2. Технологические процесс производства 8 изделий был разбит па производство 48 промежуточных продуктов (полуфабрикатов), 8 из которых являются результатом последних технологических стадий и соответствуют 8 конечным продуктам.
3. При описании технологического процесса были учтены альтернативные технологические маршруты.
4. Были выделены нормы и нормативы расхода всех ресурсов (материалов, полуфабрикатов, машинного времени, рабочего времени) на производство каждого полуфабриката.
