Введение к работе
Актуальность темы. В последние два десятилетия в сложнейшей обстановке, практически на принципах самофинансирования, оборонно-промыш-ленный комплекс (ОПК) сумел сохранить научно-технический, производственный и кадровый потенциал, заложить основу для разработки вооружений и военной техники новых поколений. В целом ОПК, несмотря на затянувшийся кризис, как и раньше, принадлежит важнейшая роль в развитии экономики государства. Только ОПК с его высокотехнологичными отраслями, выполняющий свыше 75% НИОКР, способен стать отправной точкой для развертывания инновационной деятельности в России, опорой для подъема экономики страны. Не вызывает сомнений и способность ОПК развернуть серийное производство современных систем вооружения для качественного перевооружения армии, флота и силовых ведомств.
Сохранить потенциал отрасли во многом удалось за счет активной внешнеэкономической деятельности, заключения крупных экспортных контрактов с Индией, Китаем, Грецией и некоторыми другими странами. Критическое состояние системы вооружения, предпосылки к преждевременному массовому выходу из строя вооружения и военной техники, системный кризис ОПК потребовали принятия неотложных мер. И такие меры поручениями и распоряжениями Президента РФ и Правительства были определены. Благодаря им в последние 3-4 года финансирование ОПК в целом стабилизировалось, обозначился ежегодный рост государственного оборонного заказа, началось формирование основ дееспособной нормативной правовой базы в военно-технической сфере.
В 2001 году были приняты концептуальные и программные документы, обозначившие пути развития ОПК, «Основы политики Российской Федерации в области развития оборонно-промышленного комплекса на период до 2010 года и дальнейшую перспективу» и федеральная целевая программа «Реформирование и развитие оборонно-промышленного комплекса (2002-2006 годы)». Согласно им, в основу развития ОПК легла оптимизация его структуры путем формирования системообразующих интегрированных структур (ориентированных на выпуск высокотехнологичной продукции военного, двойного и гражданского назначения) для эффективного решения всего комплекса проблем от загрузки мощностей, обновления основных производственных фондов до диверсификации производства, обеспечения правовой защиты результатов интеллектуальной деятельности и др.
Сегодня перед страной встает ряд новых задач, направленных на сохранение статуса России в качестве одной из ведущих мировых держав, создание предпосылок для динамичного поступательного движения. Рост экономики, удвоение ВВП и модернизация армии определены в числе стратегических приоритетов России. Современные условия функционирования машиностроительных предприятий характеризуются выполнением программ выпуска продукции по государственным заказам и переходом предприятий к самостоятельному выбору номенклатуры продукции и других направлений деятельности, обеспечивающих загрузку производственных мощностей и получение экономических средств существования и обеспечения перспективы развития. Одним из направлений реформирования ОПК является организация холдинговых структур.
В контексте изложенного в оборонно-промышленной сфере первоочередными мерами должны быть: системная государственная поддержка оборонного сегмента, обеспечение национальной обороны по потребности, а не по остаточному принципу, с финансированием ее в объеме не менее 3,5% ВВП; разработка конструктивной госпрограммы вооружения на 2006-2015 годы, предусматривающей реальные политико-финансовые меры, направленные на качественное перевооружение военного ведомства РФ, концентрацию средств на избранных направлениях; гарантированное выполнение приоритетных задач развития вооружения и военной техники, определенных важнейшими государственными решениями; формирование нормативно-правовой базы, регулирующей вопросы концептуальной оборонно-промышленной стратегии, холдинговой политики, защиты прав на результаты интеллектуальной деятельности, инновационной деятельности; совершенствование вертикали управления ОПК (от участия государства в управлении интегрированными структурами до принятия стратегических решений); проведение взвешенной государственной политики по сохранению кадрового потенциала, уникальных технологий, технологической независимости РФ, усилению кооперационных связей внутри страны.
ОПК играл и будет играть стержневую, системообразующую роль в решении оборонных, социально-политических, экономических и других задач государственного строительства. В обстановке динамичных производственно-экономических процессов, обусловленных конверсией и переходом к рыночным отношениям, актуальными становятся задачи построения моделей управления иерархическими производственными системами с учетом всех компонентов производства: ресурсных потоков, оборудования, технологий, специалистов, организации работ, выходной продукции. Для эффективного управления деятельностью крупной организации холдингового типа необходимо применение системного подхода, при котором производственная система моделируется совокупностью структурных активных элементов и управляющего центра. Построение моделей холдинговых структур базируется на теории управления социально-экономическими системами и использовании методов теории активных систем. Теория оптимального управления создана крупнейшими российскими и зарубежными учеными Беллманом Р., Красовским Н.Н., Моисеевым Н.Н., Понтрягиным Л.С. Методы теории активных систем интенсивно разрабатывались известными учеными Бурковым В.Н., Кондратьевым В.В., Новиковым Д.А. и др. Математическое моделирование в социально-экономических системах развивается в работах Ашманова С.А., Дуброва А.М., Емельянова А.А., Колемаева В.А., Поспелова И.Г., Черемных Ю.Н.
Создание моделей, адаптированных к условиям производства и позволяющих оценивать действия руководства предприятий и изменение внешних экономико-политических условий, представляет собой сложную и крайне актуальную задачу.
Объектом исследования являются производственные системы холдингового типа, связанные с ОПК в области машиностроения. Использован системный подход, который определяет структуру системы как совокупность связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие.
Предмет исследования: модели оптимального управления иерархическими активными системами в условиях неопределенности внешних воздействий. Структура системы изучается извне, с точки зрения состава отдельных подсистем и отношений между ними, а также изнутри, когда анализируются отдельные свойства, позволяющие системе достигать заданные цели, т.е. изучаются функции системы.
Цель исследования состоит в получении научно-обоснованных решений, направленных на построение моделей холдинговых структур в машиностроительной отрасли на основе формализованного описания хозяйствующего субъекта как активной системы и математических моделей поведения производственных единиц в условиях выполнения госзаказа, контрактных рисков по линии военно-технического сотрудничества с другими государствами и необходимости диверсификации производства, что будет способствовать эффективному управлению деятельности входящих в холдинг предприятий ОПК.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:
- провести комплексный системный анализ особенностей функционирования машиностроительных предприятий ОПК в условиях выполнения госзаказа и необходимости рыночной диверсификации производства;
- провести комплексный системный анализ процессов структурных преобразований, происходящих на машиностроительных предприятиях ОПК на примере производственного объединения «Ижмаш»;
- определить функциональное назначение элементов машиностроительного холдинга и установить основополагающие связи между ними;
- построить математическую модель холдинговой системы с учетом взаимодействия между предприятиями и управляющим центром, с учетом нечеткой неопределенности и задержки передачи информации между производственными элементами;
- установить наиболее экономически целесообразные и практически реализуемые критерии качества для оптимального управления иерархической системой типа машиностроительного холдинга;
- выбрать метод численного решения многомерных задач оптимального многокритериального управления, позволяющий проводить параметрические исследования разработанных моделей.
Методы исследования. В работе применялись теоретические и численные методы системного моделирования и оптимизации, нормативные и законодательные акты Российской Федерации.
Математические модели и методы системного анализа и оптимального многокритериального управления сложными производственными системами, применяющиеся в диссертационной работе, основаны на теории дифференциальных уравнений, на теории оптимального управления, теории вероятностей, теории исследования операций и теории нечетких множеств.
Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждается сопоставительным анализом разработанных и существующих математических моделей и методов, использованием фактических данных о деятельности предприятий.
Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием большого объема экспериментального материала по финансово-хозяйст-венной деятельности ОАО «Ижмаш», моделированием процесса производства при различных начальных и граничных условиях, хорошей согласованностью прогнозируемых и реальных плановых показателей производства.
Научная новизна проведенного исследования заключается в следующем:
- на основе проведенной систематизации процесса структурного преобразования производственного объекта ОАО «Ижмаш» показана зависимость образующихся структур от политических и экономических процессов, происходящих в государстве;
- уточнено определение функционального назначения элементов холдинга и проведено описание связей между ними;
- на основе производственных функций обоснована математическая модель холдинговой системы с учетом взаимодействия между предприятиями и управляющим центром; показано, что управление системой осуществляется через централизованный фонд и распределение доходов на развитие производства и потребление;
- разработана модель управления структурированной системой активного типа с нечеткими связями, позволившая сформулировать и численно решить задачу оптимального управления в условиях неопределенности получения госзаказа и конверсии;
- установлены критерии качества для оптимального управления иерархической системой типа холдинга: для управляющего центра – суммарная максимальная прибыль, для производственных элементов два показателя – производство и потребление;
- предложена математическая модель оптимального управления холдинговыми системами, в которой управляющий центр в своем распоряжении имеет два набора управляющих воздействий: выделение активным элементам средств из централизованного фонда, изъятие у бизнес-единиц части средств от реализации продукции; при этом центр может устанавливать единые для всех активных элементов ставки, а может подходить дифференцированно к каждому элементу;
- показано, что целью управляющего центра холдинга является рост консолидированной прибыли и его капитализации в долгосрочном периоде; принимая во внимание то, что спецификой предприятий ОПК является необходимость поддержания производственных мощностей в определенных объемах, не ниже заданных государством, доказано, что незагруженные резервные мощности подвержены амортизации и требуют средств на их содержание, восстановление и обслуживание, поэтому необходимым условием для стратегических производственных фондов является ограничение: объем производственных стратегических фондов должен быть не меньше необходимого, при этом могут накладываться дополнительные ограничения – запас стратегической продукции должен быть не меньше необходимого;
- выявлено влияние информационных потоков на функционирование интегрированной структуры предприятий, между которыми организованы материальные, финансовые и информационные потоки; установлено, что при блокировании информационных потоков система становится неуправляемой; доказано, что недостаточная интенсивность информационных потоков может приводить к задержке реализации управляющих воздействий;
- определено, что учет неопределенности в величине госзаказа на стратегическую продукцию снижает номинальные значения основных показателей производственной системы.
Практическая полезность исследования заключается в целесообразности применения разработанных моделей и методов для оптимизации управления иерархическими производственными системами. Системный подход к анализу функционирования холдинга позволил оптимально распределить функции в рамках холдинга, а именно: рационализацию финансовой структуры холдинга, разработку и внедрение единых стандартов учета внутри холдинга, управление оперативной деятельностью отраслевых компаний, разработку стратегии развития холдинга и отраслевых компаний.
Результаты численного моделирования позволяют определить оптимальные стратегии развития машиностроительных предприятий ОПК в условиях выполнения госзаказа, контрактных рисков по линии военно-технического сотрудничества с другими государствами и необходимости диверсификации производства.
Апробация работы. Отдельные законченные этапы работы обсуждались на: Международной НТК, посвящ. 50-летию ИжГТУ (Ижевск, 2002); VI Международном конгрессе по математическому моделированию (Нижний Новогород, 2004); Международной конференции «Компьютерное моделирование» (Санкт-Петербург, 2003-2004); Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2006); Международном форуме по проблемам науки, техники и образования «III тысячелетие – новый мир» (Москва, 2007); Международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза, 2008); V юбилейной международной научно-практической конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2008); 35-й Международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2008).
Реализация работы в производственных условиях. Положения, разработки и рекомендации диссертационной работы внедрены и применяются в стратегическом планировании и управлении интегрированной структуры группы предприятий «Ижмаш».
Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в 4 научных изданиях, рекомендуемых ВАКом для публикации основных результатов диссертаций. Всего по теме диссертации опубликовано 17 работ общим объёмом 10,69 печатных листов, из которых 8,06 печатных листа принадлежат автору.
Структура диссертационной работы определяется общими замыслом и логикой проведения исследований. Диссертация содержит введение, 5 глав и заключение, изложенные на 155с. машинописного текста. В работу включены 43 рис., 10 табл., список литературы из 112 наименований и приложение, в котором представлен акт об использовании результатов работы.
