Введение к работе
Актуальность темы исследования. Вступление России в ВТО актуализирует повышенное внимание к сельскому хозяйству, что выражается в принятии ряда законов и программ по поддержке сельскохозяйственных товаропроизводителей. В большинстр? случаев эта программы предполагают выделение финансовых средств для частичной компенсации расходов на удобрения, горючесмазочные материалы, посевной и посадочный материал, погашение процентных платежей по кредиту. Однако для сельского хозяйства остается актуальной проблема инвестирования в современные прогрессивные агротехнологии сельскохозяйственного производства, требующие использования современного технического оснащения. Сейчас перед сельскохозяйственными товаропроизводителями стоит задача соблюдения агротехнологии и выбора оптимального технического обеспечения производственного процесса при минимизации затрат средств и труда.
Сложность и повышенная размерность описания предметной области в сельскохозяйственном производстве актуализирует использование современных экономико-математических методов и инструментальных средств для повышения обоснованности управленческих решений. Современные тенденции информационного общества для повышения эффективности управления априори постулируют необходимость использования всей имеющейся информации, что требует применения систем поддержки принятия решений (СППР).
В силу разных причин в сельском хозяйстве СППР пока не получили всеобщего признания и распространения. Кроме того, несмотря на множество различных школ и методик создания программного обеспечения (ПО) в целом и СППР в частности (основанных в первую очередь на описании жизненного цикла), отсутствует конструктивный подход к описанию жизненного цикла программного обеспечения, позволяющего в процессе проектирования ответить на вопрос: перешел ли процесс разработки с одного этапа на другой, и имеет ли смысл дальнейшая разработка, или выбранные решения вышли за рамки требований технического задания.
В силу всего вышесказанного, тема диссертационного исследования является актуальной.
Степень разработанности проблемы. Исследования процесса создания программного обеспечения освещены в работах Л. Басса, Дж. Брауна, Б. Боэма, П. Клементса, Д. Кнута, В. Липаева, В. Сидельникова, И. Соммервилла и др.
Вопросы применения СППР в производственной деятельности предприятий освещены в работах Г. Гореловой, С. Крюкова, О. Ларичева, Н. Лябаха, Л. Матвеевой, А. Петровского, А. Сараєва, Е. Стрельцовой, Э. Трахтенгерца, О. Щербина и
др.
Различные фундаментальные и прикладные аспекты методов моделирования и оптимизации рассмотрены в работах В. Арнольда, Ю. Бершицкого, Л. Болотовой, С. Жака, Б. Муртафа, В. Ногина, В. Подиновского и др. Вопросы синтеза сложных объектов с точки зрения теории систем разработаны в работах Н. Вин-нера, Р. Калмана, А. Колмогорова. Современный этап теории системного синтеза связан с теорией системно-структурного проектирования (ТССП), разработанной Ю. Лыпарем.
Однако, несмотря на широту методов создания СППР и ПО, в настоящее время отсутствует единый стандартизированный жизненный цикл процесса разработки моделей и систем поддержки принятия решений с четким аппаратом оценки состояния процесса проектирования на каждом этапе.
Кроме того, современный уровень развития средств обработки информации и распространения информационных технологий требует распространения СППР для ускорения процесса принятия управленческих решений, как в сельском хозяйстве, так и в различных предметных областях. Это определило постановку цели и задач исследования.
Цель и задачи исследования. Цель диссертационного исследования: на основе последовательного использования теории системно-структурного проектирования и практики моделирования СППР разработать инструментальные средства поддержки принятия решений для оптимизации управления развитием сельскохозяйственных предприятий.
В соответствии с данной целью были поставлены следующие теоретические и практические задачи исследования:
выявить особенности разработки модельной системы поддержки принятия решений для рационализации и оптимизации управления техническим оснащением сельскохозяйственных предприятий;
актуализировать конструктивный подход к разработке инструментальных средств обеспечения системы поддержки принятия решений на основании использования «утверждений» (предложений в утвердительной форме), которые могут динамически изменяться в соответствии с внешними требованиями, что необ-
ходимо для алгоритмизации процесса отображения социально-экономических процессов и систем в виде моделей;
предложить инструментальное обеспечение создания модельной СППР на основе последовательного использования теории системно-структурного проектирования для оптимизации управленческих решений и соответствия требованиям заказчика;
разработать методику прикладных системных исследований для решения задач поддержки принятия управленческих решений на сельскохозяйственных предприятиях;
усовершенствовать инструментальный метод получения целочисленного решения задачи линейного программирования повышенной размерности для использования в вычислительном блоке системы поддержки принятия решений;
разработать инструментальные средства поддержки принятия управленческих решений на основе последовательного использования теории системно-структурного проектирования и практики моделирования СППР, что необходимо для обоснования направлений развития сельскохозяйственных предприятий.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является процесс управления развитием сельскохозяйственных предприятий. Предмет исследования - инструментальные средства поддержки принятия решений для оптимизации процесса управления развитием сельскохозяйственных предприятий.
Исследование выполнено в рамках паспорта специальности 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики (экономические науки): п. 1.2. Теория и методология экономико-математического моделирования, исследование его возможностей и диапазонов применения: теоретические и методологические вопросы отображения социально-экономических процессов и систем в виде математических, информационных и компьютерных моделей; п. 2.3. Разработка систем поддержки принятия решений для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях.
Рабочая гипотеза диссертационного исследования исходит из того, что в современных условиях усложнения окружающего мира человеку приходится принимать решения по управлению сложными системами повышенной размерности при отсутствии действенных инструментальных средств синтеза математических, информационных и компьютерных моделей предметной области; это в полной мере относится к системам поддержки принятия решений на сельскохозяй-
ственных предприятиях. В связи с этим предлагается актуализация и использование универсального теоретического аппарата синтеза новых объектов (систем) на базе теории системно-структурного проектирования, что позволит снизить негативное влияние повышенной размерности экономической системы и активизировать интеллектуальный потенциал современных математических и информационных технологий при решении прикладных экономико-математических задач.
Сложность среды функционирования, многообразие видов производимой продукции и применяемых агротехнологий, которые зависят от почвенных, природно-климатических и зональных условий, а также многообразие использования средств производства - все это обусловливает сложность и неоднозначность принятия решений по техническому оснащению производства сельскохозяйственной продукции для конкретного товаропроизводителя, поэтому в качестве примера реализации авторской концепции рассматривается разработка СППР в отрасли растениеводства Краснодарского края.
Теоретико-методологической основой исследования послужили работы отечественных и зарубежных авторов в области системного анализа и синтеза, методологии проектирования и разработки программного обеспечения, теории оптимизации, а также современные методологии проектирования и построения систем поддержки принятия решений.
Информационно-эмпирическая база исследования. В ходе исследования использовались данные по агротехнологиям, охватывающие требования по качеству обработки почв, нормам внесения удобрений, а также методические указания по проведению расчетов машинно-тракторных парков сельскохозяйственных предприятий, справочники по современной технике сельскохозяйственного назначения, материалы монографий, периодической печати и публикаций всемирной сети Интернет, посвященные вопросам применения математических методов решения оптимизационных задач в целом и в сельском хозяйстве, в частности. При рассмотрении ряда аспектов работы и решении практических задач были использованы данные сельскохозяйственных предприятий Краснодарского края, а также собственные расчеты автора, полученные с помощью разработанной модельной СППР «Система поддержки принятия решений для расчета оптимального состава машинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий».
Инструмеитарно-методический аппарат исследования. В исследовании использованы методы и инструментальные средства концептуального анализа и проектирования моделей предметной области, теории системно-структурного
проектирования, решения задач линейного и дискретного программирования повышенной размерности, а также пакет программ линейной оптимизации (ДИ-СО/ПК- ЛП), среда программирования VBA, MS Access, MS Project. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Структура модельной системы поддержки принятия решений в сельскохозяйственном производстве, что позволило адекватно отобразить предметную область в виде математических и информационных моделей.
-
Развитие категориального аппарата инструментальных средств разработки моделей и систем поддержки принятия решений в экономических исследованиях, что позволяет адекватно представлять динамический процесс изменения требований к разрабатываемой системе (объекту).
-
Конструктивное обоснование теории системно-структурного проектирования, что позволяет использовать ее в качестве инструментального средства синтеза сложных систем: моделей, систем поддержки принятия решений.
-
Методика прикладных системных исследований, детализированная для решения задачи оптимизации технического оснащения сельскохозяйственного производства с использованием математического программирования, что позволило объединить в одной схеме системный анализ и системный синтез для решения задач управления.
-
Эвристический подход к сведению дробного решения задачи линейного программирования к целочисленному на основе лексикографического упорядочения факторов, что позволяет получать решения, соответствующие требованиям ЛПР.
-
Модельная система поддержки принятия решений, разработанная на основе последовательного использования теории системно-структурного проектирования, начиная от формирования математических и информационных моделей до готового программного продукта, что позволило обосновать возможные направления повышения эффективности работы сельскохозяйственных предприятий Краснодарского края.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке инструментальных средств синтеза модельной системы поддержки принятия решений для сельскохозяйственных предприятий. Принципиальным моментом в работе является разработка инструментальных средств на трех уровнях:
-
при использовании «утверждений» для конструктивного обоснования ТССП;
-
при использовании ТССП для синтеза математических и информационных мо-
делей и модельной СППР; 3) при использовании модельной СППР для оптимизации управленческих решений в сельскохозяйственных предприятиях.
В рамках исследования получены следующие самостоятельные результаты, обладающие элементами научной новизны:
-
Предложена структура модельной системы поддержки принятия решений в отрасли растениеводства, отличающаяся возможностью комплексного решения задач технического оснащения сельскохозяйственных предприятий, и ее существенными признаками.
-
Получил развитие категориальный аппарат описания синтезируемого объекта, что позволило инструментально реализовать конструктивный подход к динамически изменяющемуся представлению требуемой системы (объекта), отображенной в виде математической или информационной модели.
-
На основе конструктивного обоснования теории системно-структурного проектирования предложено инструментальное обеспечение построения моделей и систем поддержки принятия решений, что дает возможность системно осуществлять синтез экономико-математических и информационных моделей предметной области повышенной размерности
-
Разработана единая идеология решения задач поддержки принятия управленческих решений не только на базе системного анализа, но и системного синтеза, что позволило получить общую схему формализации и решения задач управления техническим оснащением производства растениеводческой продукции в сельскохозяйственных предприятиях.
-
Уточнена методика решения задачи дискретного программирования в условиях повышенной размерности, отличающаяся использованием идеологии теории системно-структурного проектирования, что позволило учесть требования заказчика.
-
Разработана модельная система поддержки принятия решений, позволяющая решать задачи оптимизации технического оснащения сельскохозяйственных предприятий, отличающаяся комплексным отражением предметной области повышенной размерности и возможностью решения соответствующих задач управления развитием на уровне отдельного предприятия и отрасли растениеводства Краснодарского края в целом.
Теоретическая и практическая значимость результатов исследования. Теоретическая ценность диссертационного исследования определяется направленностью его результатов на развитие и совершенствование принципов, методов
и алгоритмов построения эффективной СППР для персонала производственных предприятий, в частности сельскохозяйственных предприятий, что полностью отвечает выбранному направлению инновационного развития РФ. Основные положения работы могут быть использованы при проектировании и разработке различного программного обеспечения, в том числе СППР.
Практическая значимость диссертационного исследования заключается в решении ряда важных научных и практических задач развития и реформирования сельского хозяйства России в целом и отрасли растениеводства Краснодарского края, в частности. Основные материалы диссертационного исследования доведены до уровня реализации в виде модельной СППР, что позволило получить практические результаты как на уровне отдельного сельскохозяйственного предприятия, так и на уровне Краснодарского края в целом. Сделанные в диссертации выводы и предложения могут найти применение в деятельности департаментов сельского хозяйства и продовольствия, информационно-консультационных служб при разработке стратегий формирования технического оснащения производства продукции растениеводства.
Результаты работы реализованы автором в учебном процессе в КубГАУ, РГУПС. Основные результаты диссертационного исследования были получены в рамках гранта РФФИ, № 10-01-00070а и внедрены при реализации программного продукта «Система поддержки принятия решений для расчета оптимального состава машинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий» на базе агрохолдинговой компании «Россия» и департамента сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Краснодарского края.
Публикации. Основное содержание диссертации и результаты исследований изложены в 12 публикациях общим объемом 6,11 п_п. (личный вклад автора-3.5 п.л.), в том числе 5 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук.
Апробация результатов исследования. Результаты диссертационного исследования докладывались автором на всероссийских и международных конференциях в городах Москва, Санкт-Петербург, Ростов-на-Дону, Рязань, Краснодар, Майкоп.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, приложения, списка литературных источников, а также актов реализации результатов диссертационной работы. Общий объем дис-
сертации составляет 169 с, включая 33 рисунка, 18 таблиц, список литературы из 170 наименований, приложения и акты внедрения.
