Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретические аспекты организации производства на железнодорожном транспорте 25
1.1.Производственная транспортная система (ПТС) как сложная совокупность производств железнодорожного транспорта 25
1.1.1. Основные подходы к системному исследованию производственных транспортных систем 28
1.1.2. Методологические принципы системного анализа 32
1.1.3. Последовательность проведения системного анализа производственных транспортных систем 34
1.2.Производственные транспортные системы в мировой экономике 41
1.3 .Показатели и критерии системной оценки производственных процессов железнодорожного транспорта 50
1 АПроблемы эффективной организации производства на железнодорожном транспорте: надежность технических средств и организационно-технологическая надежность производственных процессов. Область исследования 62
Выводы: 75
2. Организация производственных процессов на предприятиях железнодорожного транспорта 79
2.1.Исследуемые производственные процессы 79
2.1.1. Характеристика текущего состояния производственных процессов перевозок79
2.1.2. Характеристика текущего состояния сбыта железнодорожных транспортных услуг 80
2.1.3. Характеристика текущего состояния путевого комплекса железных дорог 83
2.2. Управление производственными процессами и организационные структуры управления 85
2.2.1. Управление перевозочным процессом 86
2.2.2. Управление сбытом 91
2.2.3. Управление путевым хозяйством 92
2.2.4. Управление локомотивным комплексом 98
2.3 .Теоретические и практические аспекты формирования целевых производственных структур железнодорожного транспорта 99
2.3.1. Целевая производственная структура управления перевозочным процессом 104
2.3.2. Целевая производственная структура дирекции управления движением 107
2.3.3. Целевая производственная структура дирекции сбыта 108
2.4.Методология совершенствования управления исследуемыми производственными объектами 111
2.4.1. Виртуальные организационно-управленческие структуры 123
Выводы: 130
3. Теоретические основы исследования безопасности движения и организационно-технологической надежности производственных объектов 133
3.1.Состояние и направления повышения уровня обеспечения безопасности движения поездов 133
3.2, Оценка состояния пути на Западно-Сибирской железной дороге (ретроспективный статистический анализ) и его надежность 137
3.2.1. Основные показатели надёжности 145
3.3.Корреляционно-регрессионный анализ показателей состояния путевого хозяйства Западно-Сибирской железной дороги и их прогнозирование 150
ЗАРазработка программно — технического комплекса системы управления выправкой пути 157
3.5.Методы расчета показателей организационно-технологической
надежности (ОТН) путевого хозяйства и надежности его технических
средств 166
З.б.Методика расчета показателей надежности аппаратно-программных
комплексов систем управления капитальным ремонтом и выправкой пути
175
3.6.1. Надежность аппаратно-программных комплексов систем управления выправкой пути (СУВП) и систем полнофункционального управления (СПУ) без резервирования 175
3.6.2. Надежность сети СПУ с резервированием узлов 180
3.6.3. Надежность программного обеспечения АПК вычислительной сети СПУ 184
3.6.4. Надежность технологического оборудования 185
3.7.Совершенствование оперативного управления производством работ с
учетом организационно-технологической надежности путевого хозяйства
186
3.7.1. Принципы расчета надежности 190
3.7.2. Обоснование требований к надежности системы полнофункционального управления строительно-дорожными (СД) и путевыми машинами (ПМ) на основе спутниковых технологий 191
3.7.3. Расчет нормативных значений показателей надежности СПУ 195
Выводы: 198
4. Теоретические аспекты повышения эффективности функционирования исследуемых производственных объектов с учетом их организационно-технологической надежности 201
4.1.Формализованное описание целевых моделей взаимодействия производственных процессов организации движения и исследуемой инфраструктуры железнодорожного транспорта с учетом ее ОТН 201
4.2. Характеристика основных вариантов функционирования системы управления производственными процессами 222
4.2.1. Количественные характеристики системы управления 229
4.2.2. Качественные характеристики системы 237
4.2.3. Анализ качественных характеристик систем управления производством 244
4.2.4. Качественные характеристики выходной информации и их анализ. Эффективность системы 253
4.3 .Методологические аспекты анализа критериев эффективности системы управления производственными объектами и организационно- технологическая надежность путевого хозяйства 260
4.4.Имитационная модель информационных потоков в организационных структурах управления 266
4.5.Имитационная модель формирования организационных структур управления нестационарными технологическими процессами 274
Выводы: 284
5. Разработка и реализация организационно-технологических аспектов менеджмента и кадрового обеспечения иследуемых производственных объектов как средств повышения их организационно-технологической надежности 287
5.1.Основные задачи кадрового обеспечения в Стратегии развития железнодорожного транспорта 287
5.2.Состояние кадрового обеспечения путевого хозяйства Западно-Сибирской железной дороги и его восполнение университетским комплексом. Организационно-технологические аспекты менеджмента 290
5.3.Концепция подготовки кадрового резерва и повышения квалификации работников путевого хозяйства как средства повышения его ОТН 300
5.3.1. Научно-образовательный центр - назначение, задачи и функции.302
5.3.2. Технологии виртуального обучения в подготовке специалистов железнодорожного транспорта 305
5.3.3. Центр дистанционных образовательных технологий 308
5.3.4. Информационное обеспечение реализации программы 310
5.4.Концепция методического обеспечения процесса подготовки и повышения квалификации кадров 313
5.5.Общие подходы к моделированию работы служб железной дороги 332
Выводы: 340
Заключение 342
Список литературы
- Методологические принципы системного анализа
- Управление производственными процессами и организационные структуры управления
- Оценка состояния пути на Западно-Сибирской железной дороге (ретроспективный статистический анализ) и его надежность
- Характеристика основных вариантов функционирования системы управления производственными процессами
Введение к работе
Актуальность исследуемой проблемы обусловлена глубокими научно-техническими и институциональными преобразованиями, происходящими в процессе глобализации мировой экономики и становления организационно-правовых основ рыночного хозяйства Российской Федерации. Критическим фактором ее развития становятся производственные транспортные системы (ПТС). Развитие транспортного комплекса приобретает статус приоритетных задач государственной деятельности. Производственная транспортная инфраструктура становится стратегическим элементом развития экономики России. Современные экономические условия и научно-технический уровень развития производственных транспортных систем требуют коренной перестройки организационно-правовых форм социально-экономических отношений и систем организации производства и управления. В настоящее время в рамках реформирования железнодорожного транспорта реализуются транспортная стратегия РФ до 2030 г., стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 г., функциональные программы ОАО «РЖД». В частности, в ходе реформирования транспортной отрасли проделана большая работа в сфере хозяйственного обособления видов бизнеса и построения холдинга ОАО «РЖД».
Остаются актуальными проблемы согласования бизнес-интересов организаторов перевозочного процесса с бизнес-интересами инфраструктурных хозяйств, увязки показателей оценки количества и качества работы. Действующая система оценки работы эксплуатационных подразделений нижнего уровня по выполнению заданных нормативных качественных и количественных показателей в ряде случаев противоречит финансовым итогам реализации перевозочного процесса в ОАО «РЖД» в целом.
Сверхнормативное количество технических и технологических отказов, а также предупреждений об ограничении скорости движения поездов приводит к низкой надежности планирования своевременности доставки грузов и пассажиров. При этом критерий системной оценки надежности планирования, увязанный с надежностью технических систем, отсутствует.
Новая парадигма развития научных знаний ставит проблему единства толкования новых понятий, категорий, методов и принципов организационных изменений производственных транспортных систем в пространстве и времени. Современное развитие вычислительной техники, международных информационных сетей и технологий позволяют выдвинуть проблему развития теоретических основ организационно-технологической надежности и повышения эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта, а также гипотезу о закономерности возникновения новых механизмов управления организациями и на их основе разработать комплекс технических, организационно-технологических и методических направлений повышения надежности, уровней организации и управления, а также кадрового обеспечения производственных объектов железнодорожного транспорта.
Процесс развития новых форм организаций, инновационных технологий, становления методологии организационно-технологической надежности производственных процессов железнодорожного транспорта и результатов его деятельности характеризуется отставанием фундаментальных научных исследований от практического опыта.
Объектом исследования являются производственные объекты железнодорожного транспорта, их структурные элементы, процессы управления, информационная взаимосвязь и взаимозависимость между ними.
Предметом исследования являются методологические и системотехнические принципы, модели исследования и критерии эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта на основе современного уровня развития транспортно-технологических процессов и информационных технологий.
Цель исследования — разработать теоретико-методологические положения концепции управления и системного анализа организационно-технологической надежности производственных процессов, организационных структур, аппаратно-программных комплексов, организационно-технологических аспектов менеджмента и эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта.
Задачи исследования.
Теоретико-методологические:
систематизировать теоретические основы организации производства на железнодорожном транспорте;
обобщить и интерпретировать новые доминанты, приоритеты в формировании и функционировании производственных объектов железнодорожного транспорта;
выявить методологическое содержание и потенциальные возможности системного анализа организации производственных объектов железнодорожного транспорта и результатов его деятельности на основе комплекса формализованных описаний целевых моделей взаимодействия производственных процессов организации движения и инфраструктуры железнодорожного транспорта;
обосновать принципы построения нетрадиционных организационных структур управления в вертикально-интегрированной системе холдинга ОАО «РЖД».
Практические:
разработать комплекс корреляционно-регрессионных моделей для оценки влияния параметров производственных процессов на основную деятельность железнодорожного транспорта;
разработать комплекс корреляционно-регрессионных моделей производственно-финансовой деятельности по хозяйству пути Западно-Сибирской железной дороги для выявления основных направлений повышения эффективности путевого комплекса;
усовершенствовать организацию производственных процессов путевого хозяйства железных дорог при проведении реконструкции и капитального ремонта с использованием спутниковой навигационной системы (ГЛОНАСС/GPS);
обосновать и разработать показатели оценки организационно-технологической надежности планирования путевых работ, увязанной с надежностью технических систем и программного обеспечения;
разработать комплекс моделей, методик и программных средств анализа и оценки совершенствования производственных, организационных и бизнес-процессов железнодорожного транспорта;
разработать концепцию кадрового обеспечения путевого хозяйства на базе инновационных технологий и новых структурно-функциональных образований;
разработать концепцию методического обеспечения, предложить основные принципы и создать модели работы служб тренажными комплексами.
Технические:
организовать разработку аппаратно-программного комплекса для диагностики состояния верхнего строения пути железной дороги и проектирования выправки пути;
разработать учебно-исследовательский лабораторный комплекс «Виртуальная железная дорога».
Степень проработанности проблемы. Теоретическая и методологическая основа исследования. Системным исследованиям технических и экономических проблем производственных транспортных объектов, теоретическому обоснованию совершенствования организации производственных процессов и управления ими посвящены работы отечественных ученых: В.Н. Образцова, В.И. Арсенова, М.М. Болотина, П.С. Грунтова, Х.Ш. Зябирова, В.И. Ковалева, В.И. Колесникова, О.Г. Кокаева, В.А. Козырева, П.А. Козлова, В.А. Кудрявцева, А.В. Кутыркина, Б.А. Лёвина, Э.А. Мамаева, Д.А. Мачерета, С.П. Миловидова, В.Н. Морозова, В.А. Персианова, А.М. Пешкова, С.М. Резера, Н.П. Терешиной, В.А. Шарова, Н.Г. Шабалина, Н.М. Шеремета и многих других.
Базовые положения общей теории систем представлены в работах И.В. Блауберга, А.А. Богданова, Д.М. Гвишиани, В.Н. Садовского, А.И. Уемова, Э.Г. Юдина и др., программно-целевого планирования и управления развитием транспортных объектов — Б.А. Волкова, Б.М. Лапидуса, В.Я. Ткаченко.
Методологические положения надежности технических систем железнодорожного транспорта и безопасности движения поездов исследованы в научных трудах А.Ф. Бородина, А.А. Воробьева, В.А. Гапановича, Б.М. Гордона, Г.В. Дружинина, В.М. Ермакова, Н.И. Карпущенко, В.М. Лисенкова, В.А. Попова, Ю.М. Черкашина, Г.К. Щепотина и др.
Основные принципы построения и моделирования технологий корпоративных сетей, организационных структур управления изложены в работах С.Л. Барканова, В.Н. Буркова, В.С. Воробьева, Е.С. Гламаздина, Г.В. Дружинина, Ю.А. Куликова, М. Кульгина, О.А. Латушкина, В.М. Сая, а также W. Dunkan, K. Forsberg, K. Laudon, S. Telleen, M. Hammer и др.
Ключевые положения виртуального управления организациями представлены работами М.В. Романовой, С. Паринова и др.
Методология исследований. При развитии теоретико-методологических основ организационно-технологической надежности и повышения эффективности функционирования производственных объектов железнодорожного транспорта использовались положения общей теории систем, общей теории управления, теории надежности. Данное исследование основывается на методологии программно-целевого подхода, системного анализа, концепциях, принципах и моделях модернизации железнодорожного транспорта мировой транспортной системы и Российской Федерации.
Защищаемые автором положения.
1. Эффективное реформирование производственных объектов железнодорожного транспорта в рамках стратегии развития до 2030 года и функциональных программ ее реализации возможно на основе развития теоретико-методологических и системотехнических положений формирования производственных и организационно-правовых форм новых социально-экономических отношений на базе создания концепций, принципов, критериев, моделей и методов обеспечения требуемых качественных и количественных характеристик работы железнодорожного транспорта.
2. Методологические принципы системного анализа производственных объектов, дополненные принципом виртуального управления, позволяют повысить качество организационно-технологических решений, создать новые формы информационного взаимодействия субъектов управления по всем фазам проектов железнодорожного транспорта, реализуемых географически разобщенными индивидуумами, группами, организационными единицами.
3. Реализация выявленных направлений эволюции теоретических представлений о развитии производственных объектов железнодорожного транспорта на основе методологических и системотехнических принципов повышения надежности, организационно-технологических аспектов менеджмента и кадрового обеспечения производственных процессов позволяет обосновать конкурентные отношения между операторами грузовых перевозок как закономерное повышение эффективности обслуживания грузоотправителей за счет разделения функций эксплуатации и менеджмента инфраструктуры.
4. Концепция системной оценки организации управления производственными объектами железнодорожного транспорта и результатов его деятельности позволяет научно обосновать закономерности разработки комплекса технических, организационно-технологических и методических направлений повышения надежности, уровней организации и управления, а также кадрового обеспечения производственных объектов.
5. Обобщение существующих концептуальных подходов, установление их теоретико-методологических возможностей для системной оценки организационных изменений как основы формирования, разработка концептуально-логической модели управления на основе формализованного описания производственных объектов, установление качественных и количественных характеристик системы, построение моделей организационных структур позволяют увязать организационно-технологическую надежность производственных процессов с надежностью технических систем, обеспечивая тем самым безопасность движения поездов.
6. Концепция методического обеспечения, использующая принципы креативной педагогики, компьютерных технологий обучения студентов и специалистов железнодорожного транспорта, эффективные программы компьютерных и тренажерных тренингов, максимально приближенных к реальным условиям, инновационно-образовательная программа подготовки преподавательского состава и студентов на базе инновационных разработок СГУПСа и мирового опыта, создание учебно-исследовательского лабораторного комплекса служат гарантией осуществления подготовки высококвалифицированных специалистов для ОАО «РЖД».
В качестве информационной базы исследования использовались: Транспортная стратегия РФ до 2030 г., Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 г., функциональные программы реформирования железнодорожного транспорта, данные научных исследований НИИ и информационно-аналитических центров, фактологические и эмпирические материалы, содержащиеся в работах отечественных и зарубежных ученых, материалы конференций и семинаров, сети Internet, статистическая отчетность ОАО «РЖД».
Достоверность и обоснованность полученных результатов определяется:
корректным применением общеметодических принципов и объективных методов научного исследования, методов планирования и проведения экспериментов и наблюдений;
надежностью и достаточностью информационной базы, натурным испытанием системы выправки пути на базе ГЛОНАСС.
Разработанные автором методологические положения управления производственными объектами прошли апробацию и оформлены в виде публикаций, научных отчетов, инвестиционных проектов, концепций, обучающих систем.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что автором:
1. Развиты методологические принципы системного анализа производственных объектов через дополнение принципа виртуального управления как процесса принятия решений в условиях информационного взаимодействия субъектов управления по всем фазам проектов железнодорожного транспорта, реализуемых географически разобщенными индивидуумами, группами, организационными единицами.
2. Выявлены направления эволюции теоретических представлений о развитии производственных объектов железнодорожного транспорта на основе методологических и системотехнических принципов повышения надежности, организационно-технологических аспектов менеджмента и кадрового обеспечения производственных процессов железнодорожного транспорта, заключающиеся в создании конкурентных отношений между операторами грузовых перевозок и повышении эффективности обслуживания грузоотправителей за счет разделения функций эксплуатации и менеджмента инфраструктуры.
Основные результаты диссертационной работы, полученные лично автором.
Теоретико-методологические:
выявлен комплекс проблем в теории организации производственных объектов, порожденных новыми явлениями организационной реальности, реформированием транспортной отрасли, развитием IT-технологий;
обобщены существующие концептуальные подходы, установлены их теоретико-методологические возможности для системной оценки организационных изменений как основы формирования производственных объектов;
предложены детерминированная и вероятностная оценки организационно-технологической надежности производственных процессов обеспечения безопасности движения поездов, увязанной с индексом надежности технических систем;
разработана концептуально-логическая модель управления производственными объектами на основе формализованного описания объектов управления, установлены качественные и количественные характеристики, их состав и критерии эффективности системы.
Методические:
предложен подход к формированию нетрадиционных организационно-управленческих структур, имеющих ряд конкурентных преимуществ и в наибольшей степени удовлетворяющих стратегическим целям производства;
структурированы информационные потоки по элементам потока, элементарным потокам и, собственно, информационным потокам, предложено их деление на регулярные и вероятностные, что позволило представить функции управления в виде оперограмм и описать графом состояний;
предложена модель информационных процессов в производственных объектах на основе представления процесса функционирования системы как марковского процесса с непрерывным временем и дискретными состояниями, что позволяет моделировать организационные структуры управления и рассчитывать их параметры;
предложена имитационная модель формирования структур управления нестационарными технологическими процессами на основе метода Монте-Карло, позволяющего учесть различные законы распределения времени передачи и обработки данных, тем самым повысить адекватность реальным процессам и расширить круг решаемых задач;
Прикладные:
построен ряд корреляционно-регрессионных моделей по данным ОАО «РЖД» и филиала ОАО «РЖД» — Западно-Сибирская железная дорога, позволивших оценить степень влияния различных факторов на результаты деятельности дороги;
выполнена оценка надежности программно-технического комплекса управления выправкой пути, реконструкцией и капитальным ремонтом с использованием спутниковой навигационной системы (ГЛОНАСС/GPS);
выполнена оценка организационно-технологической надежности работы путевого хозяйства за последние 5 лет, позволяющая подтвердить высокую эффективность управления при ограниченных ресурсах;
предложена концепция методического обеспечения, использующая принципы креативной педагогики, компьютерных технологий обучения для студентов и специалистов железнодорожного транспорта;
предложены основные принципы и созданы эффективные программы компьютерных и тренажерных тренингов, максимально приближенных к реальным условиям, позволяющих осуществлять подготовку студентов и повышение квалификации специалистов ОАО «РЖД»;
предложена инновационно-образовательная программа подготовки преподавательского состава и студентов на базе инновационных разработок СГУПСа и мирового опыта.
Технические:
под руководством автора и при его непосредственном участии создан аппаратно-программный комплекс для диагностики состояния верхнего строения пути железной дороги и выправки пути;
создан учебно-исследовательский лабораторный комплекс «Виртуальная железная дорога», воплощенный в ряде лабораторий РГУПСа и СГУПСа.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при развитии производственных объектов, причем как отдельных хозяйств железнодорожного транспорта, филиалов железных дорог, так и сети в целом, т.к. проблемы, выявленные в работе, универсальны и характерны для большинства современных транспортно-технологических процессов. Теоретические выводы и обобщения направлены на повышение эффективности организации и управления производственными объектами, усиление ресурсосберегающей политики, инновационных технологий и оптимизацию транспортно-логистических процессов. Технология выправки пути на базе глобальных спутниковых систем позволяет повысить производительность путевой техники в несколько раз. Обоснованные в работе методические положения оценки организационно-технологической надежности планирования и регулирования деятельности производства могут использоваться в практике производственной деятельности инфраструктурных организаций транспортного комплекса. Учебно-исследовательский комплекс позволяет повысить эффективность подготовки специалистов в плане приобретения ими практических навыков.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 12 международных, региональных и вузовских научно-практических конференциях. Это — международные научно-практические конференции: «ТелеКомТранс2003». (2729 мая 2003 г., Сочи), «Недвижимость: проблемы экономики, управления и подготовки кадров» (1214 октября 2006 г., Москва), «Логистика Сибири 2006: Развитие транспортного логистического комплекса Сибирского федерального округа» (18 октября 2006 г., Новосибирск), «Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе: кадровое и научно-техническое обеспечение процессов интеграции в мировую транспортную систему» (2930 ноября 2007 г., Новосибирск); всероссийские научно-методические и практические конференции: «Политранспортные системы» (23 апреля 2009 г., Новосибирск), «Формирование инновационного мышления и профессиональной ответственности в вузе» (18 марта 2009 г., Новосибирск); региональные научно-методические конференции «Высшая школа как социальный институт: история и современность» (31 января 2006 г., Новосибирск), «Научно-методические проблемы в сфере проектирования, строительства и эксплуатации недвижимости» (1114 сентября 2007 г., Санкт-Петербург), «Резервы повышения качества профессиональной подготовки специалистов: проблемы и опыт» (юбил. межвуз. конф., посвящ. 75-летию СГУПСа, 31 янв. 1 февр. 2007 г., Новосибирск) и др.
Результаты работы нашли отражение в учебном процессе РГУПСа и СГУПСа: создан учебно-исследовательский лабораторный комплекс «Виртуальная железная дорога», воплощенный в ряде лабораторий; подготовлены программы, читаются курсы лекций и ведутся практические занятия по ряду дисциплин железнодорожного профиля.
Результаты исследований изложены в 3-х монографиях, в 13-ти статьях в научных журналах, рекомендованных ВАК по транспорту; в научных сборниках, а также в 3-х учебных пособиях. По теме диссертации опубликовано 30 научных работ, в составе которых 31,25 п. л. написано лично соискателем.
Реализация работы. Результаты исследований внедрены на объектах железнодорожного транспорта (Протокол испытаний системы управления выправкой пути (СУВП) на базе Глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) от 26.11.2008), (Акт внедрения методики оценки организационно-технологической надежности системы путевого хозяйства и надежности аппаратно-программных комплексов СУВП от 15.03.09), в РГУПСе (Акт внедрения учебно-исследовательского лабораторного комплекса «Виртуальная железная дорога» от 28.05.09), в СГУПСе (Акт внедрения тренажерных комплексов «Физические модели типовых железнодорожных объектов на примере грузовой станции» от 20.01.09).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, каждая из которых посвящена исследованию взаимосвязанных аспектов темы работы, заключения и списка литературы, включающего 268 наименований. Объем работы составляет 375 страниц основного текста, 33 таблицы, 78 рисунков, 7 приложений.
Методологические принципы системного анализа
Актуальность исследуемой проблемы обусловлена глубокими научно-техническими и институциональными преобразованиями, происходящими в процессе глобализации мировой экономики и становления организационно-правовых основ рыночной экономики. Критическим фактором ее развития становятся производственные транспортные системы. Развитие транспортного комплекса приобретает статус приоритетных задач государственной деятельности. Производственная транспортная инфраструктура становится стратегическим элементом развития экономики России.
Транспорт, как одна из важнейших инфраструктурных отраслей страны, призван обеспечивать основные условия жизнедеятельности общества. Глубокая модернизация и дальнейшее развитие транспортной системы России в начале XXI века становится важнейшим фактором, обеспечивающим эффективное решение экономических, социальных и геополитических задач перехода страны в русло инновационных изменений.
Переход экономики страны в фазу роста создал условия для формирования единой транспортной политики России. Завершение структурных реформ и создание правовых основ, регулирующих жизнедеятельность транспорта в условиях рынка, сделали возможным применение комплексного подхода в планировании развития отраслевой инфраструктуры. Интеграция преимуществ всех отраслей транспортного комплекса способна оказать решающее влияние на интенсивность развития экономики страны и повышение качества жизни [248, 249].
В 2008 году Правительством России утверждена Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года, позволяющая выстраивать работу на десятилетия вперед [207, 251]. Правительством РФ утверждена также федеральная целевая программа «Развитие транспортной системы России (2010-2015 годы)», подпрограмма «Железнодорожный транспорт», которая является важнейшим инструментом реализации первого этапа Стратегии. В октябре 2008 года Правительством РФ одобрена Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года, определяющая основные направления развития транспортной системы. Сформулированы основные задачи, формы и содержание деятельности государства в транспортной сфере на период до 2030 года. Установлена единая система приоритетов и определены направления их реализации на отдельных видах транспорта. Стратегия стала основой государственной транспортной политики и является определяющей при разработке целевых программ развития отдельных видов транспорта и смежных с ними отраслей экономики. Определены пути решения оборонных, социальных и других проблем, зависящих от развития транспорта. Рассмотрены проблемы развития отдельных отраслей, регионов и экономики страны в целом. Стратегия является базой для выработки единой оценки современной роли транспорта и перспектив его развития органами законодательной и исполнительной власти, обществом, бизнесом, потребителями услуг транспорта.
Постоянный рост спроса на услуги транспортного комплекса- и прогноз значительного его увеличения в ближайшей перспективе, как в целом, так и в отдельных производственных структурах транспортной отрасли требует решения ряда существующих проблем системного характера: - отсутствие комплексного управления развитием и функционированием транспортной системы; - незавершенность структурных преобразований; - высокая неравномерность производственных загрузки мощностей действующей транспортной инфраструктуры; - прогрессирующая тенденции старения основных фондов во всех производственных структурах транспортного комплекса и слабая эффективность их использования; - дисбаланс регионального развития транспортной сети и размещения производственных мощностей; - недостаточный технологический уровень транспортного производства. Стратегической основой развития и функционирования транспортной отрасли является обеспечение экономического роста и повышения качества жизни населения посредством совершенствования транспортного обслуживания, в том числе и за счет «...синхронизации программ промышленного развития, ...по сути ...формирования промышленной политики Российской Федерации» [54, с. 3].
Задачи развития транспортной инфраструктуры, направленные на реализацию стратегической цели, непосредственно определяются долгосрочными геополитическими и социально-экономическими интересами государства.
Создание единого экономического пространства, снижение транспортной нагрузки на экономику, ускорение движения товаров, возможны при ликвидации административных барьеров в системе товародвижения и только на основе создания в стране опорной транспортной сети без «барьерных мест» и разрывов, позволяющей ликвидировать диспропорции в транспортном развитии регионов. «Необходимы новые научные подходы к организации управления грузопотоками и транспортными коридорами в плане взаимодействия различных видов транспорта» [107, с. 23].
Интеграция России в мировую экономику и диверсификация внешней торговли требуют адекватной перестройки транспортной инфраструктуры, реализации потенциала России как транзитной державы, повышения конкурентоспособности отечественных перевозчиков и развития экспорта транспортных услуг [142]. В системе обеспечения безопасности транспортного процесса особую значимость приобретает комплекс мер по повышению антитеррористической безопасности на транспорте [149]. Ответственность перед будущими поколениями за сохранение природных ресурсов и улучшение условий жизни требует построения транспортной политики на основе принципов устойчивого развития. Государством на микроуровне транспорт рассматривается как монообъект управления, несмотря на безусловные региональные и видовые различия.
Управление производственными процессами и организационные структуры управления
Производственные транспортные системы относятся к категории сложных объектов. Их специфика проявляется в: - невозможности и нецелесообразности использования единой модели исследования различных аспектов производственных транспортных систем (ПТС); - совместном учете всех факторов, относящихся к различным подсистемам; - необходимости выявления целенаправленности поведения и проявления отдельных составляющих для интерпретации всей ПТС. Системным исследованиям посвящены работы выдающихся зарубежных и отечественных ученых: А. А. Богданова [14], К.А. Багриновского [9], И.В. Блауберга, Э.Г. Юдина [13], Л.А. Базилевича [10], Н.П. Бусленко [22], В.Г. Болтянского [17], Д.М. Гвишиани [68], Л.В. Канторовича [98-101], Г.С. Переселен-кова [166], В.Н. Садовского [190, 191], А.И. Уемова [214], [А. Холла [222].
Системным исследованиям технических и экономических проблем производственных объектов посвящены работы отечественных ученых: В.Н. Образцова [163], М.М. Болотина [16], П.С. Ґрунтова [77], Х.Ш. Зябирова [94, 95], В.П. Клепикова [104], В.А. Козырева [114, 115], П.А. Козлова [111-113], В.И. Колесникова [118], А.В. Кутыркина [134], Б.М. Лапидуса [136-138], Б.А. Левина [140, 141], Э.А. Мамаева [148], Д.М. Мачерета [151], В.Н. Морозова [158, 159], В.Л. Нестерова [160], В.А. Персианова [168], A.M. Пешкова, В.И. Пересыпкина [167], В.А. Шарова [171], СМ. Резера [178,179], Е.С. Свинцова [200], В.Я. Ткаченко [210, 211], Н.Г. Шабалина [231], Н.М. Шеремета [241, 242] и многих других.
Под системой понимается упорядоченная совокупность элементов, между которыми существуют определенные связи. Связи — это соединения между элементами, влияющие на поведение элементов и систему в целом [214]. В системных исследованиях ключевое положение занимают системный подход, различные варианты теории систем и методология системного анализа.
Системный подход призван сформулировать совокупность методов исследования и конструирования ПТС. Его основными задачами являются: - разработка методов анализа и синтеза объектов; - описание их целостных характеристик, исходя из целенаправленного поведения исследуемой системы и ее частей, взаимодействующих с внешней средой.
Основные принципы системного подхода к построению целостной картины объекта исследования, изложенные в [174], могут быть сформулированы следующим образом. 1. Описание элементов не носит самодовлеющего характера при исследовании объекта как системы, поскольку элемент описывается, исходя из его места в системе. зо 2. Один и тот же элемент или явление в системном исследовании обладает одновременно разными функциями, параметрами, характеристиками и даже принципами строения. Иерархичность строения систем — одна из форм проявления этого принципа, проявляющаяся через управление. 3 . Исследование системы рассматривается неотделимо от условий ее существования. 4. Свойства целого порождаются из свойств элементов и наоборот (свойство эмерджентности). 5. Системное исследование исходит из целесообразности объекта как неотъемлемой части его поведения. 6. Способность систем к самоорганизации, вытекающей из целесообразности их поведения.
Основоположником разработки общей теории систем является Л. фон Бер-таланфи. Основная задача его концепции состояла в поиске совокупности законов поведения, функционирования и развития систем разных классов на основе представления системы в виде комплекса взаимосвязанных компонентов.
В процессе развития системного подхода уточнились и трансформировались некоторые общие принципы проектирования [17, 190, 191, 214]. Так, создатели руководствуются следующими принципами. 1. Принцип максимума эффективности. Максимизируется математическое ожидание. 2. Принцип согласования частных критериев эффективности между собой и с общим критерием. Общий критерий имеет приоритет перед частными (принцип субоптимизации). 3. Принцип явлений с малой вероятностью. Удовлетворение требованиям маловероятных условий не должно задерживать достижение основной цели. Учет или игнорирование маловероятных событий должны обосновываться экономически. 4: Принцип централизации руководства разработкой, централизация информации для обеспечения такого руководства.
Современные общесистемные подходы уточняют и расширяют постановки исходных задач, конкретизируют области объектов, для которых строятся системные концепции [191]. Аппарат исследования расширился от систем дифференциальных уравнений до использования абстрактной алгебры, теории множеств, математической логики, методов исследования операций и т.д.
В [214] выделены два направления построения общей теории систем (ОТС): - ОТС как конструкция, описывающая все возможные виды и типы систем; - задачи ОТС понимаются как методологические, связанные с теоретическим описанием методов системного исследования и методов построения различных специализированных теорий систем.
Целью первого направления является создание специализированных ОТС [214], второго направления — системной метатеории или общей теории системных теорий. Методология системного анализа (СА) как направления системных исследований является дальнейшим развитием теории исследования операций и системотехники. СА является прежде всего определенным типом научно-технической деятельности, необходимый для исследования и конструирования сложных и сверхсложных объектов. В качестве теоретической основы СА выступают принципы системного подхода и ОТС [150]. В последние годы сформированы новые направления системных исследований — системная динамика, эвристическое программирование, имитационное моделирование.
СА — это совокупность методов и методик выработки принятия решений при проектировании, конструировании и управлении сложными и сверхсложными объектами. СП, СА и ОТС в теоретико-методических аспектах представляют собой различные формы разработки методологии системных исследований. СА относится к СП как часть к целому. В практическом, прикладном воплощении СА является реализацией системных принципов при исследовании принятия решений и управлении сложными социальными, экономическими и инженерно-техническими системами.
Методологические принципы системного анализа характерны для задач, использующих единые принципы системного анализа. Они могут быть сформулированы следующим образом [190 , 214].
1. Принцип органической целостности субъективного и объективного. СА занимается в первую очередь исследованием проблемной ситуации, связанной с объектом исследования. В этом случае значительный приоритет приобретают субъективные факторы, определяющие проблемную ситуацию. Субъективный фактор в системных исследованиях связан обычно с людьми. Их индивидуальным и коллективным поведением, в конечном плане— с существенными аспектами поведения системы в целом. И в этом отношении в СА большое значение приобретает принцип согласования внешней точки зрения на проблемную ситуацию (исследователя и заказчика), с внутренней точкой зрения (активного элемента системы).
2. Принцип СА, связанный с понятием структурности. Понятие системности является иерархическим по своей сути и определяет способ организации данных о поведении объекта. Иерархичность структуры, определяется как способ движения от простого к сложному. Она определяет промежуточные формы развития и представляет в конечной форме «вложенность» систем, объединенных некими общими признаками и задачами. Структурный анализ как элемент системного исследования позволяет подойти к поведению системы как отдельных подсистем, используя принцип «черного ящика».
3. Принцип системного анализа как понятие динамической системы, отмечающей ограниченность отрезка времени исследователя наблюдать конкретное поведение системы по ее влиянию на будущее поведение системы. Этот принцип влечет за собой понятие наблюдаемости, согласно которому возникает задача идентификации состояния системы по ее влиянию на будущие воздействия.
4. Принцип междисциплинарной природы методологии СА. СА занимается описанием и изучением объектов такой сложности, которые требуют для их
понимания привлечения ряда специальных дисциплин, изучаемых в рамках традиционных направлений и согласований различных профессиональных языков. Базой дисциплин являются комплексы системных моделей и исследования на их основе.
5. Принцип органического единства — всякое тщательное и всестороннее изучение задачи не существует само по себе, а является отражением интересов группы людей и позволяет свести к минимуму расхождение поставленных целей и задач, их формулировок и выбора методов решения в их диалектической взаимосвязи и взаимообусловленности. Единство формализованного и неформализованного подходов в комплексе моделей исследуемой системы позволяет вырабатывать альтернативные решения. Зачастую они оказывают определяющее значение на точность и результативность расчетов.
6. К понятию сложных систем автор правомерно полагает отнести отношения инфраструктуры железнодорожного транспорта с операторами, перевозчиками и иными клиентами посредством информационных технологий, бизнес-процессы и маркетинговые услуги, охватывающие совокупность различных организационно-технологических решений, направленных на получение как новой продукции и услуг, реализуемых в рамках инновационных технологий в территориально удаленных географических районах в разных часовых поясах, в разных организационно-правовых образованиях и с обязательным использованием современных средств вычислительной техники. Это дает основание автору ввести следующий принцип СА [26].
Принцип виртуального управления как процесс принятия решений в условиях прогресса информационного взаимодействия субъектов управления методами СА по всем фазам бизнес-процессов, реализуемых географически разобщенными индивидуумами, группами, организационными единицами при обязательном участии информационных технологий на основе систем управления распределенными базами данных, базами знаний, экспертными системами для достижения коммерческих и социальных целей.
Оценка состояния пути на Западно-Сибирской железной дороге (ретроспективный статистический анализ) и его надежность
Железнодорожный транспортный комплекс является-базисом,.на котором основываетсяфазработка прогрессивных технологий; перевозочного процесса и новых систем, управления: К нему относятся путевой" комплекс,. технические комплексы электрической- и тепловозной тяги, обслуживания І И" ремонта вагонов, автоматики- телемеханики и связи,.электроснабжения и др:
Путевой комплекс обеспечивает капитальный, средний и текущий ремонты железнодорожного пути, его- содержание в исправном, работоспособном состоянии с: высоким уровнем эксплуатационной надежности; работы.Он располагаеті системой-машин и механизмов для: подъемки и- укладки-железнодорожного -і. пути (путеукладчики), очистки: балласта (балластеры), смены стрелочных переводов; системой машин различного типа для очистки, пути от снега, механизированной установки, опор контактной сети и т.д.
В-практике капитального, среднего и текущего ремонтов.железнодорожно-го пути используются стандартные проектные решения и технологии. Разработаны новые технологии- усиленного капитального: ремонта бесстыкового пути машинизированными комплексами, с двойной очисткой щебеночного балласта, с устройством в балластной призме разделительного слоя из пенополистирола или геотекстиляш др. [206].
Впервые на сети дорог работники путевого хозяйства мского отделения Западно-Сибирской.железной дороги применили технологию круглосуточного . усиленного капитального ремонта [243]: Ее необходимость обусловлена высо 187 кой (до 90 пар поездов в сутки) интенсивностью движения. В технологическом процессе были задействованы силы ПМС-22, ПМС-19, ПМС-20, ПМС-216 дирекции по ремонту пути Западно-Сибирской железной дороги, а также восемь машин тяжелого типа для выправки пути и одиннадцать хоппер-дозаторных поездов по 60 вагонов в каждом дирекции по ремонту и эксплуатации путевых машин. На вырезке загрязненного асбестового балласта работали три машины СЧ-600 и две РМ-2 дорожно-ремонтных мастерских станции Рубцовск. При этом пропуск поездов составил 72 пары в сутки при нормативном графике 80 пар и 30 рабочих поездов. Это стало возможным благодаря четкому взаимодействию всех служб — пути, движения, электроснабжения, СЦБ.
Для постоянного, регулярного ведения капитального ремонта необходима организация оперативного управления с координацией множества исполнителей и служб. Это возможно на основе новых информационных компьютерных технологий с обработкой информации в реальном масштабе времени о местонахождении путевых и строительно-дорожных машин, текущего контроля объемов выполненных работ и анимацией на экранах диспетчеров всех служб. Для определения координат нахождения техники целесообразно использовать спутниковую навигацию [42].
В настоящее время, наибольшее применение в мире получила система спутниковой навигации Global Positioning System (GPS). Она стала неотъемлемым элементом бизнеса. Основным недостатком GPS является ее полный контроль США, создавшей ее для нужд собственной армии. Альтернативные системы предлагают Европейский Союз (Galileo) и Китай (Baidu). Российская ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) практически готова к официальному запуску. Проблемы ее создания, эксплуатации в различных сферах деятельности обсуждались на Международной научно-практической конференции в апреле 2007г. Сначала эта система начнёт работать только на территории России, Европы и некоторых государств Азии. В 2009 году ГЛОНАСС сможет составить конкуренцию GPS. Увеличение количе 188 ства спутников на орбите Земли приведёт к улучшению точности установки местоположения пользователя, поэтому эксперты полагают, что в скором времени компании начнут выпускать специальные устройства, использующие Glonass, GPS, Baidu и Galileo одновременно.
Для обеспечения надежного централизованного управления капитальным ремонтом и содержанием инженерных сооружений дороги с использованием глобальной спутниковой навигации (ГЛОНАСС) нами предлагается полнофункциональная система управления техническими комплексами. В качестве критериев эффективности можно принять: - сокращение продолжительности «окон»; - минимизацию потерь времени на транспортных маршрутах; - минимизацию простоев; - повышение участковой скорости и др. Оперативные задачи: - контроль местоположения СД и ПМ на электронной видеограмме участка дороги с отображением специализации и поставленной целевой задачи; - непрерывный инструментальный контроль в зоне производства работ; - отображение по запросу диспетчера местоположения СД и ПМ, незадей-ствованных в оперативном задании; - контроль хода выполнения объемов работ (план/факт); - автоматизированное целеуказание на видеограмме местности при формировании оперативного задания для экипажей СД и ПМ; - автоматический контроль времени движения СД и ПМ до указанной цели; - ведение архива навигационной информации; - формирование регулярных отчетов и отчетов по запросу о работе диспетчерского персонала и СД и ПМ.
Характеристика основных вариантов функционирования системы управления производственными процессами
В плане освоения методик работы с лабораторно-тренажерными комплексами естественным выбором предварительной подготовки обучающихся является использование различного вида электронных обучающих систем. Применительно к компьютерному обеспечению наряду с аппаратным и программным обеспечением выделяют информационное обеспечение, в которое включают информацию, полученную прикладными программами, такими как текстовыми и графическими редакторами, электронными таблицами и системами управления баз данных. Таким образом, информационное обеспечение состоит из документов, электронных таблиц, баз данных и знаний. Выделяют проблемно-ориентированные информационные технологии: информационные технологии в медицине, бизнесе, промышленности, образовании. Эти технологии опираются на текстовые информационные технологии для создания документов, информационных технологии вычислительных задач в электронных таблицах, технологии баз данных для хранения и эффективного поиска информации, интернет-технологии, мультимедиа-технологии, технологии экспертных систем.
ИТ широко используются: для автоматизации рутинной работы преподавателя по обслуживанию процесса обучения, такой как передача информации по организации и сопровождению учебного процесса, учет, контроль и анализ знаний учащихся. Использование информационных технологий для реализации этих функций преподавателя улучшает качество образовательного процесса за счет повышения скорости, обеспечения1 доступности, надежности и объективности выполнения рассмотренных выше функций учителя; для демонстрации и моделирования различных процессов и объектов, которые невозможно воспроизвести в реальных условиях. Компьютерное моделирование расширяет возможности и функции преподавателя, активизирует интерес к процессу обучения, что улучшает его качество за счет повышения уровня восприятия учащимися изучаемого материала и добавления нового средства в дидактический процесс; для хранения и обработки параметров образовательного процесса с целью проведения анализа и мониторинговых исследований. Такие инновационные исследования позволяют выработать рекомендации по совершенствованию качества и стратегии управления образования; для организации самостоятельной работы обучаемого при самоподготовке и выполнении домашних заданий. В этом случае компьютерные средства дополняют функции учебника и исполняют роль компьютерных средств обучения (СКО). Используемые в СКО дидактика и методическое обеспечение учебного процесса должны и могут способствовать более эффективному и мотивированному усвоению учебного материала по сравнению с традиционными (печатными) изданиями. Организация методических материалов в компьютерные средства обучения должна формировать активную познавательную деятельность, развивать позитивное отношение к обучению и предоставлять рациональный поэтапный контроль усвоения изученного материала.
Существующие на современном этапе компьютерные средства обучения по сложности реализации можно классифицировать следующим образом: на электронные версии печатных изданий, информационно-справочные, контролирующие, обучающие, интегрированные. Таким образом, применение информационных технологий и компьютерных средств позволяет улучшить качество образования как процесса за счет: сокращения времени доступа к информационным ресурсам, сопровож дающимобучение; повышения надежности, объективности и скорости средств контроля и . анализа знаний учащихся; - активизации восприятия учащимися изучаемого материала и добавления компьютерного моделирования и демонстрации в дидактический процесс; - улучшения качества самоподготовки; - совершенствования стратегий и технологий образовательного процесса.
Обучающий комплекс является программно-информационной системой учебного назначения. В состав такого комплекса входят определенным образом подготовленные знания (структурированная информация и система упражнений для ее осмыслениям закрепления).
Существуют различные виды обучающих комплексов: автоматизированные учебные курсы; (АУК); электронные учебники;, компьютерные обучающие программы (КОПЕ). Основным отличием компьютерных обучающих программ от электронных учебников и автоматизированных:учебных курсов является отсутствие программного управления? процессом обучения:. Это не. является; не- . достатком, так как позволяет обучаемому самостоятельно выбирать, темы, вре-мяи объем обучения:
Ключевые проблемы проектирования АУК: - подготовка . информационного- описания теоретического материала (учебных текстов, эскизов, графических иллюстраций; сценариев демонстрационно-иллюстрирующих программ и анимации и т.п.); - создание упражнений для активизации процесса усвоения теории разработка сценариев (алгоритмов управления) для организации эффективной целенаправленной познавательной деятельностиучащихся.
Для разработки АУК используют - средства языка разметки текста НТМЕ; - современные визуальные системы программирования (Delphi; C-H-Bu-ilder);- авторские инструментальные программные средства; называемые иногда; авторскими системами. Степень совершенства той или иной авторской системы , определяется сервисными возможностями по вводу, редактированию, компоновке текстовой части учебного материала, наличием шрифтов для математической символики, использованием графики, типами упражнений (с множественным выбором, с числовым ответом, с конструируемым ответом), включением элементов гипертекста, мультимедиа и т.п. Однако все эти приемы создателей авторских систем предоставляют разработчикам АУК лишь потенциальные возможности для реализации их дидактических идей; - мультимедиа; - системы создания электронных документов.
Проектирование АУК ведется за «столом» и является своего рода искусством, вследствие чего АУК, подготовленные разными авторами даже в одной авторской среде, могут существенно отличаться по их дидактической эффективности. В данном разделе рассматривается ряд методических предложений, позволяющих перевести процесс проектирования АУК, естественно, не в полной мере, из сферы искусства и дидактических фантазий преподавателей-разработчиков на более обоснованную системно-технологичную платформу, обеспечивая тем самым повышение качества и производительности разработки компьютерных курсов.
На начальном этапе проектирования АУК его декомпозируют на отдельные фрагменты. Каждый фрагмент соответствует одному УЭ. Расположение фрагментов и их логические связи соответствуют модели, освоения учебного материала. Несколько дополнительных фрагментов в начале АУК должны быть посвящены созданию мотивации и общей ориентировки -в учебном материале. В конце АУК, учитывая дробный характер пошаговой процедуры программированного обучения, должны быть обобщающие фрагменты.
