Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Программно-целевое планирование и управление развитием судовой техники 12
1.1 Целевые программы как основной инструмент программно-целевого планирования и управления развитием перспективной судовой техники 12
1.2 Анализ существующих методов и методик формирования целевых программ 21
1.3 Постановка задачи планирования развития судовой техники 26
Выводы 28
Глава 2 Формирование целевой программы на основе сетевой модели. 31
2.1 Структура сетевой модели целевой программы 31
2.2 Информационная технология формирования целевой программы на основе сетевой модели 38
Выводы 50
Глава 3 Разработка экспертных процедур планирования развития судовой техники 52
3.1 Разработка процедуры экспертного оценивания элементов целевой программы 52
3.2 Процедура анализа согласованности экспертных оценок важности элементов целевой программы 65
3.3 Динамичное оценивание эффективности реализации целевой программы на основе сетевой модели 73
Выводы 89
Глава 4 Экспертно-аналити чески й комплекс формирования целевой программы разработки судовой техники 90
4.1 Описание экспертно-аналитического комплекса 90
4.2 Использование технологии формирования целевой программы на основе сетевой модели 96
Выводы 107
Заключение 108
Список литературных источников 110
- Целевые программы как основной инструмент программно-целевого планирования и управления развитием перспективной судовой техники
- Структура сетевой модели целевой программы
- Разработка процедуры экспертного оценивания элементов целевой программы
- Описание экспертно-аналитического комплекса
Введение к работе
Актуальность исследования. В течение последних 50 лет широкое распространение во всем мире получил программно-целевой подход в планировании и управлении самыми разнообразными социально-экономическими объектами и процессами. Разработка и реализация целевых комплексных программ стала действенным способом решения острых проблем, требующих сосредоточения ресурсов, концентрации усилий, целевой ориентации используемых средств, согласованности целереализующих действий [22, 69, 77].
В отличие от ряда других инструментов управления экономикой, программно-целевые методы, целевые программы применяются как в централизованно управляемой, так и в рыночной экономике, хотя условия и характер их использования заметно различается. В любой экономике целевое программирование позволяет воплощать плановое начало, укреплять государственное воздействие на социально-экономические процессы, направлять их в нужное русло, противодействовать рыночной стихии [28,77].
Вместе с тем, программы никоим образом не препятствуют рыночным отношениям, если их реализация опирается не на командное принуждение со стороны государственных органов, а на использование таких экономических стимулов и рычагов, как государственные заказы на конкурентной основе, контракты, договоры о поставках, обеспечиваемые финансированием, оплатой, приносящие выгоду.
Работы в данной области ведутся в течение нескольких десятков лет силами многих российских и зарубежных ученых: Г.С.Поспелов, В.А.Ириков, Н.Н.Моисеев, Р.А. Червинский, Б.А.Райсберг, Т. Саати, К. Керне, Эрих Янч и др. Вместе с тем, проблема согласованной разработки программ и планов так и осталась нерешенной. Основной трудностью здесь является выработка, формирование и анализ значительного массива информации, необходимой для принятия эффективных сбалансированных реше- ний. Недостаточность научно-методической базы программирования в условиях становления и развития рыночных отношений в России привела к значительному сокращению научных публикаций в этой важной области управления экономикой. С другой стороны, развитие современных информационных технологий и разработка соответствующих специализированных информационных процедур и систем должно повысить качество программно-целевого планирования и управления. Кроме того, развитие экономики и государственной политики тянет за собой ежегодное увеличение числа вновь открываемых и продолжающихся федеральных, федерально-региональных и ведомственных целевых программ[77].
Ситуация в отечественном судостроении требует разработки государственной программы развития судостроения, содержащей комплекс НИОКР по созданию судов и кораблей новых поколений и другой инновационной, наукоемкой продукции судостроения для обновления российского флота: транспортного, промыслового, ледоколов и специальных судов для устойчивого функционирования Северного морского пути, научно-исследовательских судов и средств морской техники для изучения и освоения месторождений нефти и газа на континентальном шельфе [29]. Другой проблемной ситуацией является создание и развитие единого информационного пространства при создании сложных изделий (кораблей, судов) на основе типовых унифицированных программно-технических изделий.
Таким образом, налицо два противоречащих друг другу фактора: с одной стороны - нарастание количества федеральных, федерально-региональных и ведомственных целевых программ, принимаемых к реализации, с другой стороны, - недостаточное развитие научно-методической базы программно-целевого планирования а условиях становления и развития рыночных отношений в России.
К настоящему времени разработаны основные принципы программно-целевого подхода и накоплен опыт решения ряда важнейших задач. Однако имеется существенное отставание в создании и практическом внедрении ра-
7 бочих процедур и механизмов, связанных с решением и согласованием комплексных и пограничных вопросов.
В связи с этим крайне актуальной задачей настоящего периода развития и широкого внедрения методов программно-целевого планирования и управления созданием перспективной судовой техники является разработка конкретных рабочих методик, механизмов и процедур, реализующих принципы и преимущества программно-целевого подхода в условиях конкретных предприятий, интегрированных структур и отрасли в целом.
Целью исследования является повышение эффективности управления развитием перспективной судовой техники путем совершенствования методов формирования и корректировки целевых программ и процедур экспертного оценивания их элементов.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
Выявление особенностей и разработка сетевой модели целевой программы, обеспечивающей формализацию целей, задач и альтернативных путей их достижения с учетом длительности программного периода;
Разработка методики формирования сетевой модели целевой программы;
Разработка процедуры комплексного оценивания элементов целевой программы;
Обоснование и разработка процедуры экспертного оценивания эффективности целевой программы, исходя из степени достижения поставленных целей;
Разработка аппаратно-программного комплекса, реализующего человеко-машинные процедуры формирования целевой программы на основе сетевой модели, оценивания эффективности реализации и планирования ее выполнения.
Объект исследования. Объект исследования - процесс планирования развития перспективной судовой техники.
8 Предмет исследования. Предмет исследования - методический комплекс планирования развития судовой техники.
Методы исследования. В работе используются методы системного анализа, экспертных оценок, теории графов, системотехники, комбинаторики, программно-целевого планирования и управления, теории нечетких множеств.
Научная новизна исследования. Научную новизну составляют следующие, представленные в диссертации, результаты: о Разработана информационная технология формирования целевой программы на основе сетевой модели, отличающаяся возможностями учета прогноза развития альтернативных вариантов и выбора наиболее рационального, исходя из степени достижения промежуточных целей. о Сформирована процедура экспертного оценивания элементов целевой программы, применение которой позволяет повысить эффективность выбора рационального варианта развития системы за счет комплексного использования всех доступных методов количественной оценки технического уровня. о Обоснована и разработана процедура оценивания эффективности реализации целевой программы на основе нечетких оценок, отличающаяся определением степени достижения целей ее функционирования с учетом ресурсов, текущих результатов и состояния внешней среды. о Впервые для корректировки хода реализации целевой программы предложена процедура динамичного оценивания долгосрочных целевых программ, учитывающая имеющиеся ресурсы, текущие результаты и состояние внешней среды в условиях нечеткой информации, на основе комбинирования периодических экспертных оценок и процедур нечеткого оценивания результатов реализации мероприятий. Практическая значимость исследования. Внедрение разработанных методик и экспертных процедур, при планировании создания и модернизации судовой техники, позволяет автоматизировать формирование целевых про-
9 грамм различного уровня (предприятий, интегрированных структур, ведомства), их последующее сопровождение и оценку эффективности реализации, что, в свою очередь, позволяет повысить качество формируемых предложений в целевые программы; сократить сроки исследований, увеличить производительность труда при разработке целевых программ
Апробация результатов исследования. Основные научные и практические положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих семинарах и конференциях: V Международный форум «Высокие технологии XXI века», Москва, апрель 2004;
Научно-техническая конференции ФГУП «НПО «Агат» «Системные проблемы корабельных информационно-управляющих комплексов (эффективность, надежность, экономика)», март 2005;
II специализированная конференция «Интеграция предприятий» Организационные и технологические схемы электронного взаимодействия участников создания и эксплуатации корабля. Инновационный проект в судостроении, апрель 2005; МОРИНТЕХ-ПРАКТИК "Информационные технологии в судостроении - 2005", Санкт-Петербург, июнь 2005; XXXII Всероссийская конференция по управлению движением морских судов и специальных аппаратов, НовомихаЙловка, июнь 2005;
Научно-техническая конференция «Состояние, проблемы и перспективы разработки интеллектуальных корабельных информационно-управляющих систем», Москва, апрель 2006; МОРИНТЕХ-ПРАКТИК "Информационные технологии в судостроении - 2006", Санкт-Петербург, июнь 2006; ХХХШ Всероссийская конференция по управлению движением морских судов и специальных аппаратов, Анапа, июнь 2006.
Международная научная конференция «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании», Екатеринбург, ноябрь 2006. Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследований применяются при формировании Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база», Ведомственной целевой программы «Создание ведомственной подсистемы Комплексной системы безопасности на континентальном шельфе РФ», ГПВ при выполнении научно-исследовательских работ в ОАО «ЦНИИ «КУРС», ФГУП «ВИМИ». В частности, основные положения методического подхода формирования целевой программы на основе сетевой модели, процедуры комплексного оценивания НИОКР как элемента целевой программы, алгоритма оценивания эффективности реализации целевой программы применялись под руководством и при участии автора в НИР «ОПК-001», НИР «ОПК-002», НИР «Ситуация», НИР «Горизонт», НИР «Программа-2006», а также в ряде работ по заказу Минобороны России.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, заключения и списка литературных источников. Список литературных источников содержит 118 наименований.
Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, определена цель, задачи, объект и методы исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы, представлена структура диссертации.
В первой главе: рассмотрены сущность и содержание программно-целевого планирования и управления; выполнен анализ понятия «целевая программа» как основной категории программно-целевого планирования; рассмотрены особенности планирования развития и создания перспективной судовой техники и обоснована необходимость применения целевых программ; проведено исследование существующих подходов к формированию целевых программ; рассмотрена и формализована задача планирования развития судовой техники.
Во второй главе: разработана и исследована структура математической модели целевой программы на основе сетевой модели, позволяющая оценить эффективность реализации ЦП, а также сформировать план мероприятий по устранению выявленных недостатков в управлении; разработана методика формирования сетевой модели целевой программы.
Третья глава посвящена разработке экспертных процедур: комплексного оценивания элементов целевой программы для выбора наиболее рациональных вариантов; анализа согласованности экспертных оценок при формировании целевой программы на основе сетевой модели; динамичного оценивания эффективности реализации целевой программы.
Четвертая глава содержит описание разработанного экспертно-аналитического программного комплекса планирования развития перспективной судовой техники, реализующего полученные методики и алгоритмы, и описание его использования на примере формирования целевой программы создания морского авиационного комплекса.
В заключении приводятся основные результаты и выводы, полученные в ходе исследования.
Целевые программы как основной инструмент программно-целевого планирования и управления развитием перспективной судовой техники
Первые теоретические работы по программному планированию крупномасштабных задач начали появляться еще на рубеже 30-х годов [77]. Актуальность этого направления была обусловлена резко возросшими в результате технической революции альтернативными возможностями промышленного производства, длительными сроками реализации крупномасштабных проектов и их огромной стоимостью. Позднее математический и методический аппарат, обеспечивающий моделирование задач программного планирования, постоянно развивался, и сегодня его основу составляют методы исследования операций, теория оптимизации, методы экспертных оценок и системный анализ.
Программно-целевое планирование — это один из видов планирования, в основе которого лежит ориентация деятельности на достижение поставленных целей. По сути, любой метод планирования направлен на достижение каких-либо конкретных целей. Но в данном случае в основе самого процесса планирования лежит определение и постановка целей и лишь затем подбираются пути их достижения.
Сущность программно-целевого планирования состоит в отборе основных целей социального, экономического и научно-технического развития, разработке взаимоувязанных мероприятий по их достижению в намеченные сроки при сбалансированном обеспечении ресурсами и эффективном развитии производства.
Программно-целевое планирование построено по логической схеме «цели - пути - средства». Сначала определяются цели, которые должны быть достигнуты, потом намечаются пути их реализации, а затем - более детализированные способы и средства. В конечном итоге, поставив перед собой какие-то цели, организатор разрабатывает программу действий по их достижению. Отсюда следует, что особенностью данного метода планирования является не просто прогнозирование будущих состояний системы, а составление конкретной программы достижения желаемых результатов. Программно-целевое управление основывается на логике, согласно которой исходным пунктом принятия управленческих решений и осуществления управляющих воздействий со стороны субъекта управления должно быть установление целей, на достижение которых ориентируется управление. Так что программно-целевое управление - это управление, осуществляемое исходя из целевых установок. Понятие «программно-целевое управление» трактуется и как метод программного воплощения крупных управленческих решений, и как реализация комплексного, системного подхода при решении крупномасштабных социально-экономических проблем.
В условиях применения программно-целевого управления рассматривается не только главная цель, но вся система, иерархия соподчиненных целей и вытекающая из нее совокупность целевых задач, на основе которой вырабатывается программа действий, направленных на решение этих задач.
Программность управления состоит в том, что оно осуществляется по схеме «цели-пути-средства», то есть на основании целей устанавливаются пути, способы их достижения, а сами пути увязываются, согласуются с необходимыми средствами, затратами экономических ресурсов, включая время. Единство целей, путей и средств их достижения воплощается в программно-целевом управлении в программу действий, ведущих к намеченным целям. Наличие подобной программы действий, показывающей, каким образом будут достигаться цели управления, в какие сроки, при каких затратах ресурсов, и есть главный признак программно-целевого управления. Программы как инструмент управления появляются тогда, когда возникает серьезная, крупномасштабная экономическая проблема, решение которой требует принятия особых мер, сосредоточения усилий, сочетания действий разных организаций.
Структура сетевой модели целевой программы
В настоящее время при решении задач планирования и управления целевыми программами преимущественное распространение получили системы сетевого планирования, ориентированные на применение в процессе разработки программ эвристических методов и использование сетевых моделей, называемых сетевыми графиками (СГ), для наглядного представления готового плана работ [II, 92, 118]. Отличительной чертой СГ является использование только конъюнктивных вершин, изображающих события, соответствующие промежуточным подцелям, достижение которых необходимо для достижения заданной конечной цели. Однако данному представлению целевой программы свойственен ряд недостатков, к числу которых относятся:
1. Невозможность планирования процессов, включающих работы (мероприятия) с неоднозначным результатом, в которых результат определяется случайными факторами или действиями других систем, что присуще рассматриваемым научно-техническим программам.
2. Отсутствие возможности отражения на сетевом графике альтернативных вариантов достижения целей и задач.
3. Неформальный характер процесса оптимизации сетевого графика, базирующегося на опыте и интуиции его составителя.
Эти недостатки ограничивают возможности применения сетевого планирования для формализации процесса выработки решений при формировании целевых программ. Следует отметить, что научно-техническая целевая программа с одной стороны, подвержена влиянию случайных возмущений, с другой стороны, зависит от результатов альтернативных разработок конкурирующих организаций (в том числе и зарубежных). В этих условиях план ЦП должен учитывать все возможные исходы и предусматривать меры, обеспечивающие достижение цели и при неблагоприятных исходах. Это означает, что должны планироваться запасные варианты действий и подготовительные мероприятия, создающие возможность для их своевременного осуществления. Отсутствие формальных правил оптимизации сетевого плана работ не позволяет осуществить этот процесс без разработчика, что является препятствием для применения метода сетевого планирования в автоматизированных системах планирования.
Вместе с тем, метод сетевого планирования указывает на общий подход к планированию сложных комплексов взаимосвязанных работ и мероприятий, который может быть принят за основу при разработке соответствующих алгоритмов выбора решений при условии его дальнейшего развития и совершенствования.
Для устранения описанных недостатков сетевого планирования, а также учёта особенностей планирования развития судовой техники, изложенных в п. 1.1, целесообразно перейти от сетевого графика целевой программы, содержащего только конъюнктивные вершины, к следующему представлению.
Предположим, что сетевая модель ЦП отражает структуру постоянных целей системы, вытекающих из них оперативных целей и альтернативных мероприятий по их достижению. Особенностью этой модели, кроме уже отмеченных, является возможность начала процесса достижения цели из некоторого промежуточного состояния проблемной среды, когда часть целей сети уже достигнута. Это состояние определяется условиями, входящими в каждую терминальную целевую вершину (ЦВ) и заблаговременно определяемыми экспертами.
Разработка процедуры экспертного оценивания элементов целевой программы
При реализации этапов 2 и 3 методики формирования целевой программы на основе сетевой модели возникает необходимость выбора, обоснования и декомпозиции целей и задач ЦП. Эти процессы базируются на заявках - предложениях предприятий судостроения, формализовать которые целесообразно с помощью информационной модели, предложенной в [75].
Используемая при выработке перспективных программ информационная модель образца судовой техники должна содержать не только ожидаемые эксплуатационные характеристики нового изделия, предполагаемые продолжительность разработки и затраты ресурсов на нее, но и его производственно-технологические характеристики, включающие, в частности, ориентировочную стоимость серийного образца. При этом, в новом изделии могут использоваться комплектующие элементы, материалы и оборудование как уже существующие, удовлетворяющие предъявляемым требованиям, так и планируемые к созданию. Потребность на единицу предлагаемого нового финального изделия судовой техники в уже существующих комплектующих изделиях необходимо учесть в информационной модели соответствующим номенклатурным списком. Что касается комплектующих изделий, которые еще предстоит создать, то относительно них должна быть отражена необходимость соответствующих разработок со ссылками на конкретные технические предложения, проработка которых на других предприятиях инициирована данной организацией, выступающей на этот раз в роли заказчика новой продукции.
Таким образом, информационная модель некоторого предлагаемого i-го нового образца судовой техники должны содержать, в частности, следующий набор данных:
где Xi вектор ожидаемых эксплуатационных характеристик изделия;
Д/ - предполагаемая продолжительность его разработки;
Рі(т)- ожидаемые затраты материальных и трудовых ресурсов на разработку собственно і-го изделия в объемном и календарном разрезах (время гможно назвать собственным временем разработки, D - список новых изделий, используемых в рассматриваемом і-м изделии, с указанием желательных сроков завершения разработок этих комплектующих изделий в собственном времени і-разработки;
с(- ориентировочная стоимость серийного образца і-го финального изделия;
S?- номенклатурный список уже выпускаемых промышленностью комплектующих элементов, материалов и оборудования, используемых в і-м изделии, с указанием их ориентировочных затрат на единицу этого изделия;
S; - номенклатурный список новых изделий с указанием их ориентировочных затрат на единицу этого изделия.
После формирования базы данных информационных моделей перспективных образцов судовой техники, возникает необходимость выбора одного из альтернативных проектов. Аналогичная задача возникает при создании перспективного образца судовой техники различного профиля и назначения, одним из этапов которого является формулировка требований к системе и обоснование технического задания на проектирование, включая выбор одного из альтернативных вариантов эскизных технических проектов.
Под альтернативными проектами будем понимать как варианты одной и той же судовой системы или комплекса, так и различные проекты, предназначенные для решения одной и той же задачи. При этом возникает задача многокритериального выбора, в которой существует неопределенность, связанная с сопоставлением оценок по различным критериям [7,96].
Описание экспертно-аналитического комплекса
Для автоматизации формирования целевых программ создания и модернизации перспективной судовой техники на основе внедрения разработанных в главах 2 и 3 методик и процедур автором разработан экспертно-аналитическии программный комплекс (ЭАК).
Основными функциями ЭАК являются:
Администрирование списка экспертов;
Автоматизация сбора предложений предприятий на основе информационной модели образца судовой техники;
Разработка сетевой модели целевой программы, отражающей структурную взаимосвязь между целями и мероприятиями ЦП;
Обработка данных, полученных в результате экспертного опроса оценивания элементов целевой программы;
Означивание дуг сетевой модели целевой программы в процессе проведения экспертного опроса;
Оценка эффективности реализации целевой программы на основе разработанной сетевой модели ее выполнения, а также о текущих показателях ее деятельности и внешней среде.
Далее рассмотрим реализацию основных функций экспертно-аналитического комплекса.
Администрирование списка экспертов.
Использование ЭАК формирования целевых программ возможно в трех режимах:
о Административном - позволяющем редактировать списки экспертов и пользователей, задавать системы и модели к оцениванию;
Экспертном - позволяющем выполнять экспертное оценивание заданных систем и моделей, формировать сетевые модели; о Пользовательском - позволяющем просматривать результаты экспертного оценивания и моделирования. Для формирования списка пользователей ЭАК и назначения режима индивидуального доступа используется форма администрирования (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 - Форма администрирования Форма администрирования позволяет лицу с административными правами доступа формировать список пользователей (добавляя или удаляя при необходимости записи) и редактировать уровни их доступа.
Автоматизация сбора предложений предприятий на основе информационной модели образца судовой техники.
Для автоматизации сбора предложений предприятий предназначена форма, разработанная на основе информационной модели образца судовой техники (рисунок 4.2).
Автоматизация разработки сетевой модели целевой программы, отражающей структурную взаимосвязь между целями и мероприятиями ЦП.
Для поддержки процесса создания и редактирования сетевой модели целевой программы разработана форма «Сетевая модель целевой программы» (рисунок 4.3).
