Содержание к диссертации
Оглавление 4
Введение 6
Глава 1 Предмет исследования и постановка научной задачи 15
1.1. Информационный подход к управлению производственными системами
1.1.1. Возможности существующего методологического аппарата 15 по управлению сложными системами
1.1.2. Применение современной методологии в задачах обоснования разработки автоматизированной системы управления
1.2. Адаптация системы поддержки принимаемых решений к множеству проблемных вопросов управления предприятием
1.2.1. Актуальность и экономическая целесообразность создания системы поддержки принимаемых управленческих решений
1.2.2. Анализ методического аппарата, построения технологического процесса поддержки принимаемых управленческих решений
1.3. Формализация научной задачи и ее декомпозиция на частные задачи исследования
Выводы 54
Глава! Реализация агентыо-ориентированной архитектуры в системе поддержки принимаемых решений
2.1. Совершенствование научно - методического аппарата построения систем поддержки принимаемых решений
2.1.1. Возможность адаптации агентно-ориентированное подхода к созданию системы поддержки принимаемых решений
2.1.2. Методологические аспекты создания агентно- ориентированной архитектуры системы поддержки принимаемых решений
2.2. Формирование элементов системы поддержки принимаемых решений на основе агентно-ориентированной модели
2.2.1 Формирование блока стратегического прогноза управлением предприятия
2.2.2. Реализация блока стратеї ического прогноза системы поддержки принимаемых решений на основе агентно ориентированной модели
2.3. Модель «классная доска» - методология создания архитектуры системы поддержки принимаемых решений
Выводы 106
ГлаваЗ. Сценарий решения проблемных вопросов прогнозирования 109 развития и безопасности, создаваемых в России интегрированных структур
3.1. Реализация концептуальной модели системе поддержки 109 принимаемых решений на основе технологии «классной доски»
3.2. Проведение вычислительного эксперимента и выработка 123 рекомендаций по управлению предприятиями изготовителями ССН с использованием современных информационных технологий
3.3. Создание комплекса методик по оценке эффективности 142 систем поддержки принимаемых решений
Выводы 158
Заключение 160
Список использованных источников 1
Введение к работе
Совершенствование управления на всех уровнях — огромный и еще мало востребованный резерв повышения эффективности хозяйственной деятельности в отраслях производства, а качество управления, в конечном счете, определяется принимаемыми плановыми, организационными и оперативными решениями. Именно решения являются «продуктом» труда руководителя. Этот «продукт» весьма специфичен. Во-первых, решения и их последствия затрагивают многих людей и могут сохранять силу воздействия часто на весьма продолжительные промежутки времени. Во-вторых, принятие решений является личной функцией руководителя, который обязан выполнять ее в процессе управленческого труда и нести ответственность за последствия (исход) решений. В-третьих, само содержание процесса управления таково, что принятие решений занимает в нем центральное место. При этом с ростом сложности задач (технических, экономических, организационных, социальных), возникающих при выборе и реализации инвестиционных проектов, повышает уровень требований к управленческим решениям (комплексность, соответствие современному техническому уровню, научная обоснованность, многоаспекгность).
Научная новизна предлагаемых подходов детально представлена концепцией построения архитектуры ЛСППР, которая учитывает и реализует:
1. Актуальность;
2. Позиционирование;
3. Расширяемость;
4. Многоплатформенность.
5. Адаптивность;
6. Прозрачность;
7. Дружественность;
8, Актуализацию (учет передовых технологий; удобство и надежность процедуры установки; современный дизайн и интерфейс; передовые методы и технологии создания и реализации; работа с данными любого формата);
9. Автоматизированную сборку всех типов исследовательских
сценариев в форме исполняемого кода.
Реализация целостности и агрегирования состава элементов системы определяется составом АСППР:
1. Блок обработки и формирования входных данных;
2. Функциональные блоки;
3. Общая база данных; А. Интерфейс взаимодействия с внешними информационными
системами;
5. Система формирования отчетов;
6. Система навигации;
7. Система аннотации к методам исследований;
8. Система помощи;
9. Автоматизированная система установки.
Концепция системного подхода реализации АСППР представлена схемой:
ЦЕННОСТЬ - - ЦЕЛЬ - ПОДХОД - МЕТОДЫ - ФОРМАЛИЗАЦИЯ - МОДЕЛИ
АГРЕГИРОВАНИЕ -V МЕТОДЛОКАЛИЗАЦИИ - КОНЕЧНЫЕАГРЕГАТЫ
БЛОК КОДОВ - ПРОГРАММА ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ - КОМПИЛЯЦИЯ
Схема концепции системного подхода реализации АСППР
Сложность фундаментальных, научно-технологических и технических вопросов, решаемых в исследованиях, определяется функциональными блоками АСППР [1,2]:
1. Блок стратегического прогноза и оценки качества сложных систем;
2. Блок поддержки решений методами, основанными на опыте и интуиции специалистов;
3. Блок поддержки решений адаптивными вероятностно-статистическими методами;
4. Блок автоматизированного построения имитационных моделей;
5. Блок экономического анализа;
6. Блок оценки влияние современной правовой базы на реализуемость программ и планов развития производственных структур.
При этом информационно-вероятностный метод (концепция, которого не имеет аналогов ни в стране, ни за рубежом, является центральной идеей проекта по созданию АСППР) позволяет осуществить переход к формализованному уровню описания процесса становления, уменьшает энтропию конкуренции вариантов, исключает тупиковые пути отбора различных систем, обеспечивает определение круга наиболее перспективных вариантов в долгосрочной перспективе [3]. Достоверность метода широко представлена сопоставлением результатов анализа и конкретных в том числе и экстремальных ситуаций.
При этом стратегия развития промышленного комплекса имеет комплексный характер и включает деятельность по целому ряду взаимосвязанных направлений, в том числе выработку и реализацию активной и адресной бюджетной, инвестиционной и инновационной политики в интересах обновления основных производственных фондов, расширения выпуска высокотехнологичной продукции. К тому же само понятие высокотехнологической продукции (продукции с высоким техническим уровнем) представляет собой достаточно динамичное понятие, объем которого не является постоянным. Атрибутивные признаки и параметры продукции с высоким техническим уровнем постоянно меняются. Данные проблемные вопросы в системе снимаются за счет построения модуля обработки и формирования входных данных. Модуль обеспечивает внедрение и сопровождение современных информационных технолоіий сбора, хранения, поиска и отображения документально-фактографических и мулыимедиа данных. Структуру модуля формируют: подсистема подготовки и ввода информации; подсистема аналитической обработки информации; подсистема вывода информации; подсистема генерации отчетов. Интегрирование модуля обработки и формирования входных данных в АС ПНР позволит данному программному продукту соответствовать уровню информационно-аналитических систем класса CRM, PLM и ERP [4, 5]. ERP -Enterprise Resource Planning (планирование ресурсов предприятия). Класс учетно-транзакционных компьютерных систем управления предприятием, предназначенных для планирования и управления всеми ресурсами предприятия, необходимыми для производства, реализации и учета продукции. Внедрение в организацию ERP системы сопровождается существенной реорганизацией деятельности предприятия - реинжинирингом. Длительность внедрения ERP системы обычно составляет не менее 1,5 лет. Стоимость внедрения системы также крайне велика. Поскольку внедрение системы очень трудоемкая задача, требующая специальных знаний, эти занимаются специализированные компании, а не разработчики системы. В некоторых случаях стоимость внедрения составляет сотни миллионов долларов, а это очень серьезные цифры даже для американских компаний, не творя уже о российских.
CRM (Customer Relationship Management) - это программы для управления взаимоотношениями компании с ее клиентами (заказчиками), партнерами, дилерами и внешним миром вообще. Фактически, это средство для автоматизации работы отделов маркетинга, продаж и обслуживания клиентов. Плюс набор дополнительных сервисов в виде корпоративных порталов, call-центров, онлайновых справочных бюро для клиентов, корпоративные базы знаний. Именно эту цель и преследует CRM. SCM (Supply Chain Management) - системы управления так называемыми логистическими цепочками. При производстве сложных изделий, в состав которых входят комплектующие от разных поставщиков, для компаний важно оперативно «программировать» поставку нужных деталей в нужном объеме и к нужному сроку.
PLM (Product Lifecycle Management) — система управления жизненным циклом изделия. На этапе исследований внедрение PLM повышает эффективность взаимодействия между членами команды, а наличие единого информационного пространства позволяет значительно быстрее завершить процесс исследований и начать процесс разработки изделия. За счет централизованного хранения всех данных об изделии появляется возможность оперативно включать новых участников в процесс исследований.
Хранилище — это составная часть модуля PDM (Product Data Management — система управления данными об изделии), являющегося, в свою очередь, базовым модулем системы PLM. Хранилище по своим функциональным возможностям должно позволять управлять данными, поступающими с этапов разработки, производства и эксплуатации изделия. Здесь иод данными понимается такая критически важная информация об изделии, как состав изделия, чертежи и трехмерные модели, спецификации, инженерная (конструкторско-технологическая) документация, вся описательная документация и служебная переписка. Основная задача хранилища — это предоставление пользователям единственной и актуальной на текущий момент версии запрашиваемых данных об изделии.
При этом массовое создание сложных программных продуктов промышленными методами и большими коллективами специалистов вызвало
і необходимость их четкой организации, планирования работ по затратам, этапам и срокам реализации. Совокупные затраты в мире на такие разработки составляют миллиарды, а для отдельных проектов - миллионы долларов в год, поэтому требуется тщательный анализ эффективности создания и использования программных продуктов. Решение этих задач, направленных па развитие сложных систем, непосредственно связано с проблемой повышения их эффективности. Данное положение выдвигается на первый план проблема качественного совершенствования этих систем, которое заключается в обеспечении высокой функциональности, экономичности и безопасности [6].
Проведенный в работе анализ работ, направленных на повышение эффективности планов развития технических систем и управления их реализацией показал, что существующий методический аппарат поддержки принимаемых управленческих решений - изготовителями этих систем имеет ряд ограничений, не позволяющих в полной мере учесть те основные факторы, которые характеризуют современные условия планирования развития сложной техники. Па сегодняшний момент модели управления предприятиями, изготавливающими технические системы в основном базируется на экспертных и интуигивных методах, а новые модели поддержки принятия управленческих решений только начинают создаваться.
Следует отметить высокую динамику эволюции информационной технологии. Технологии постоянно развиваются в сторону увеличения эффективности работы, как пользователя, так и разработчика. При этом эффективность работы увеличивается за счет разработки более выразительных инструментов, вследствие этого на рабочем пространстве пользователя помещается больше информации, уменьшается количество рутинных действий. Наиболее радикальные исследования связаны с попытками повысить эффективность процесса мышления, представляя информацию в таком виде, который позволяет обнаруживать скрытые взаимосвязи или «наталкивает» на неочевидные идеи. Подводя итог можно сказать, что хотя результаты разработки программного продукта по-прежнему остаются неизвестными, появляется все больше возможностей их исправить, привести к желательным. Реализуемая в работе технология призвана сделать процесс разработки программною обеспечения более прозрачным за счет автоматизации процесса проектирования программного продукта, более четкой постановки задач перед программистами и изменений в пользовательском интерфейсе. Учит данных положений, а так же обобщение и развитие концепции, основанной на понятии «агентно-ориентированный подход» обеспечивает «должную» степень удобства при общении с машиной в процессе подготовки управленческих решений. Однако агентно-ориентированный подход к построению системы ПНР требует серьезной подготовки, поэтому система характеризуется наличием математического, программного, информационного, технического, эргономическою и других видов обеспечения. При этом круг решаемых задач определяется совокупностью методов исследования. Поэтому в работе основное внимание должно быть уделено формированию математического обеспечения, которое включает в себя совокупность математических соотношений, описывающих поведение реального объекта; совокупность алгоритмов, обеспечивающих как подготовку, так и работу с моделью. Сюда отнесены алгоритмы: ввода исходных данных, имитации, вывода, обработки. Поэтому предлагаемая диссертационная работа, направленная на совершенствование методологии построения системы поддержки принятия управленческих решений в современных условиях страны, является актуальной.
Объект исследования: инструментальная и методологическая составляющие информационно - аналитической системы поддержки принятия решений (ИАСППР).
Предмет исследования: агентно-ориентированный подход к созданию перспективных моделей и методов, определяющих архитектуру системы поддержки принимаемых решений.
Рамки исследования: исследования проводятся с учетом перспективы развития сил и средств развитых государств в информационной сфере на 10-15 лет.
Целью работы является: повышение эффективности создания научно-методического и информационно-аналитического обеспечения, определяющего архитектуру системы поддержки принимаемых решений основанную на агентно-ориентированном подходе. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи: -адаптация автоматизированной системы поддержки принимаемых решений к множеству проблемных вопросов оценки управления развитием сложных технических объектов;
- проанализированы концептуальных положений аіснтно-ориентированноіо
подхода, обеспечивающею методологию создания архитектуры системы
поддержки принимаемых решений;
- сформирована концепция построения информационного обеспечения систем комплексной оценки состояния промышленной и технологической безопасности РФ;
- разработана методика структурирования информации в ходе создания сценарий концепции «Разработка системы единого информационною пространства» на основе модели «классная доска»;
-создан комплекс методик по оценке эффективности систем поддержки принимаемых решений.
Область исследований ограничена следующими положениями:
1. Информация структурируется с целью принятия управленческих решений государственным заказывающим органом, заинтересованным в сохранении и развитии научно-технического и производственного потенциала РФ.
2. Результаты анализа используются в целях управления развитием технических объектов в ходе реализации перспективных и краткосрочных планов.
3. Анализом охвачены научная и технологическая сферы создания программных продуктов.
ІУІСІОДЬІ исследовании базируются на использовании: на основных положениях теории управления, теории информации и искусственного интеллекта, математического аппарата теории вероятностей и математической статистики.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- впервые разработана формализованная процедура построения логико лингвистической модели для создания системы структурирования информации, основанная на аіентно-ориентированном подходе; - в создании и определении места в информационной системе методики структурирования информации в задачах стратегического планирования;
- в построении модели «классная доска», позволяющей реализовать технологию проведения вычислительного эксперимента по управлению производством с системных позиций.
Теоретическая значимосіь исследований состоит: во-первых, во внесении вклада в развитие системного подхода, позволяющею осуществить структурирование информации для решения задач поддержки принимаемых решений; во-вторых, в развитии методического обеспечения для построения архитектуры системы ППР на основе концепции агентно-ориентироваиного подхода.
Практическое значение работы:
- полученные в диссертации результаты позволяют существенно
расширить область применения методов искусственною интеллекта при
построении как архитектуры информационно - аналитической системы
поддержки принятия решений, так и инструментальной и методологической
составляющих подобных систем;
- созданы компоненты алгоритмического, программною и методическою обеспечения для построения информационной системы структурирования информации с применением доступного аппаратного обеспечения;
- разработаны алгоритмы и программы моделей (входящих в состав информационной системы), обеспечивающие формирование прогнозных решений необходимые для оценки безопасности промышленных структур.
Обоснованность .научных результатов и положений, сформулированных в диссертации, базируется на широко апробированных в науке теоретических положениях и применяемых в ходе исследований научных методах.
Досюнсрность информации определяется заданной точность значения отображаемых параметров - погрешность не выходит за пределы допустимого значения и достигается в каждом конкретном случае на базе глубоких статистических исследований с привлечением экспертных оценок.
А На защиту ньіносятси:
1. Концептуальные положения адаптации агентно-ориентированной технологий к решению задач построения структуры системы ПОР.
2. Методика построения модели «классная доска», позволяющая реализовать технологию проведения вычислительного эксперимента по управлению производством с системных позиций.
3. Алгоритмы и программы моделей, обеспечивающие формирование
прогнозных решений необходимые для оценки развития промышленных
структур.
4. Комплекс методик по оценке эффективности систем поддержки
принимаемых решений.
Связь с плановыми НИР. Диссертация представляет собой теоретическое обобщение ряда плановых НИР и ІІИОКР ("Госнужды - ТФ", "Факториал", "Сигуация - ЭФ", "Инновация 1"), проводимых в Тверском государственном техническом университете, в Военной академии Воздушно-космической обороны и Тверском филиале Балтийского ГТУ им. Д.Ф. Устинова. Полученные результаты реализованы :
На основе теоретических результатов, полученных при личном участи автора, разработаны компоненты математическою и программною обеспечения системы поддержки принимаемых решений. Научные и пракіические результаты диссертационной работы используются в органах государственного управления (в/ч), на предприятиях промышленности и в учебном процессе в Тверском государственном техническом университете, в ВЛ ВКО, а так же в ТФ БІТУ «Военмех».
Апробация результатов исследовании
Результаты исследования докладывались на научно-технических конференциях Пензенского Государственного Университета, МГТУ им. Баумана, Балтийского ГТУ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербургского Северо-Западного Заочного Института, научных семинарах МГТУ им. Баумана, ВА ВКО, Тверского филиала Балтийского ГТУ им. Д.Ф. Устинова.
