Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Место и роль информационных технологий в управлении экономикой
1.1. Концепция информационной технологии управления большими экономическими системами
1.2. Информационный подход к исследованию ресурсного потенциала большой экономической системы
1.3. Основные результаты и выводы главы 52
Глава II. Технологии моделирования больших экономических систем ( БЭС)
2.1. Общие принципы управления большими экономическими системами
2.2. Математическое моделирование в управлении БЭС. Макромодели БЭС
2.3. Анализ и прогнозирование состояния большой экономической системы в условиях НТП
2.4. Основные результаты и выводы главы 104
Глава III. Синтез организационной системы управления большой экономической системы
3.1. Агрегативно-декомпозиционный подход к построению генеральной схемы управления
3.2. Информационные модели систем управления
3.2.1. Информационная модель локальной системы управления
3.2.2. Информационная модель распределенной системы управления
3.3. Оптимизация распределенной системы управления большой экономической системы
3.4. Основные результаты и выводы главы 166
Глава IV. Синтез, оценка и выбор стратегии развития большой экономической системы
4.1. Модели и методы управления бизнес-процессами развития экономических систем 168
4.2. Оценка потенциального эффекта экономической стратегии
4.3. Компьютерное моделирование процессов управления на основе CASE-технологии
4.4. Основные результаты и выводы главы 216
Глава V. Концепция построения экономической информационной управляющей системы
5.1. Информационная управляющая система - как основа информационных технологий управления БЭС
5.2. Концепции построения интегрированной 228 экономико-информационной среды БЭС
5.3. Алгоритмизация построения экономико- 247 информационных систем БЭС
5.4. Основные результаты и выводы главы 265
Глава VI. Реализация результатов исследований в управлении социально-экономическими структурами
6-1. Цель и назначение базовой экономико-информационной системы
6.2. Принципы построения экономико-информационных систем
6.3. Программные средства, реализующие методологию построения концептуальной модели БЭС
6.4. Основные результаты и выводы главы 281
Заключение
Список использованных источников
- Информационный подход к исследованию ресурсного потенциала большой экономической системы
- Математическое моделирование в управлении БЭС. Макромодели БЭС
- Информационные модели систем управления
- Оценка потенциального эффекта экономической стратегии
Введение к работе
Актуальность темы. Современный этап социально-экономического развития России характеризуется возрастанием масштабов и усложнением процессов управления на различных иерархических уровнях народного хозяйства. Это предполагает переход на новый технологический уровень функционирования управляемых экономических систем. Перспективы их развития органически связаны с теоретическим обоснованием, разработкой и внедрением в различные сферы народного хозяйства новых методических инструментов использования информационных технологий, без чего невозможно эффективное управление на макроэкономическом уровне. Последнее, в свою очередь, выступает теоретической базой для управления на микроэкономическом уровне и в рамках отдельных предприятий.
В результате, ощущается необходимость совершенствования методологии управления, прежде всего, на основе развития концепции информационного подхода к реалиям переходной экономики, когда теоретические основы классической рыночной экономики сочетаются с традиционным (в прошлом отечественной экономики) плановым директивным руководством. Возникающий на этой почве конгломерат экономических проблем в народном хозяйстве России требует качественно нового управления экономикой. В силу этого отечественным ученым- экономистам - теоретикам и практикам -приходится искать решение задачи эффективного управления, не имеющее аналогов в мировой экономической науке. Решение, тем более актуальное, что сформулированная на рубеже XXI века концепция национальной безопасности России переносит главные акценты с доктрины внешней угрозы на, во-первых, состояние экономической сферы общественного бытия и, во-вторых, на эффективность системы государственного управления*).
Такое видение перспектив развития научной мысли в предметной области экономического знания вполне подтверждается нарастающим в самое последнее время интенсивным потоком научных публикаций российских ученых в области теории и практики управления экономическими системами различной сложности, размерности и структуры. В частности, большое число публикаций посвящено вопросам управления открытыми системами, активными системами.
Методологической и методической основой решения поставленных задач большинством ученых-экономистов признан системно-информационный подход, позволяющий рассматривать проблемы управления экономическими
''Указ Президента Российской Федерации от 17.12.97 №1300 в редакции Указа Президента Российской Федерации от 10.01.2000 №24 «О концепции национальной безопасности Российской Федерации» (Российская газета от 18.01.2000, стр.3-4).
системами на максимально высоком, на данное время, уровне абстракции. Теоретической базой системно-информационного подхода является общая информационная теория управления и моделирования макроэкономических процессов и систем, становление которой происходит в наше время трудами ученых-экономистов, социологов, философов и др. научных направлений. В рамках этого подхода как в нашей стране, так и за рубежом интенсивно развивается технология создания информационных управляющих систем, позволяющих перевести управление большими экономическими системами на качественной иной уровень функционирования.
Излагаемые в данной работе результаты выполненных теоретических и прикладных исследований полностью соответствуют указанному направлению.
Цель работы. Целью диссертационной работы являются анализ и разработка технологии управления экономическими системами в концептуальных рамках общей теории управления на основе информационных процессов.
^ЗШ!Ш-^&^ШШ^9ШЯ- Исходя из цели исследования, определены следующие основные задачи:
- сформулировать новую концепцию управления большими экономическими
системами;
выявить решающую роль государственного регулирования научно-технического прогресса в совершенствовании технологии управления социальными и экономическими системами;
разработать модульную структуру информационной технологии управления развитием большой экономической системы;
проанализировать факторы роста и источники развития информационных технологий управления большими экономическими системами;
применить информационный подход к описанию процессов управления большими экономическими системами;
с позиций теории информации получить функционалы эффективности системы управления большой экономической системой;
применить системный анализ в изучении ресурсного потенциала большой экономической системы на примере региональной экономической системы Воронежской области;
рассчитать абсолютные и относительные макроэкономические показатели большой экономической системы на примере региональной экономики;
- провести сравнительный анализ динамики развития различных секторов
экономики большой экономической системы;
- оценить вклад различных факторов экономического роста в развитие
большой экономической системы;
провести структурный анализ большой экономической системы на примере Федеральной продовольственной корпорации;
построить макромодели большой экономической системы с использованием модели Форрестера и орграфов;
построить дерево целей большой экономической системы;
разработать методику бизнес-планирования развития большой экономической системы;
разработать модель оценки влияния проекта развития на экономику большой системы на основе модели Леонтьева;
разработать методологию выбора стратегий развития большой экономической системы в рамках CASE-технологий, а также с использованием системы экспертных оценок целей развития и путей их достижения;
построить модель ценности информации в экономической системе;
определить условия обеспечения эффективного управления при различной степени децентрализации управляющей системы;
теоретически обосновать, разработать и произвести отбор существующих моделей и алгоритмов управления большими экономическими системами и применить их при создании экономических информационных систем;
расширить систему информационного описания логических и концептуальных моделей экономических задач на различных уровнях управления;
использовать в информационном моделировании новые инфо-лингвистические примитивы для совершенствования управления большой экономической системой при увеличении ее сложности (размерности);
разработать концепцию формального описания экономико-информационной среды большой экономической системы;
разработать концепцию создания базы данных экономической управляющей информационной системы;
разработать методику интеграции распределенных экономических систем в экономические комплексы большой размерности исходя из концепции построения экономико-информационной среды и управляющей экономической информационной системы;
сформулировать цели создания, принципы построения и общие требования к типовым экономико-информационным управляющим системам;
- реализовать поставленные задачи через разработанные компоненты эконо
мико-информационных управляющих систем.
Объектом_, исследован ия является экономика большой экономической системы. Предметом исследования являются методологические, методические и практические проблемы управления большими экономическими системами.
Методы исследования. Для решения задач в диссертации использовались теоретические подходы, принятые в теории управления, теории информации, методы структурного, объектного и системного анализа, объектно-ориентированного проектирования, методы имитационного и математического моделирования, реляционной алгебры, формальной логики, теории графов. Основные модели и результаты ориентированы на применение их в практике управления большими экономическими системами.
Теоретические и методологические основы исследования. Теоретической
и методологической основой исследования являются труды отечественных и
зарубежных ученых - классиков и современных исследователей в областях:
экономической теории (В.Леонтьев, Н.Д.Кондратьев, Э.Денисон,
К.Р.Макконелл и Др.); теории управления и планирования технико-
экономических систем (С.Т.Бир, Г.Буч, В.П.Воронин, Дж.Р.Эват,
А.В.Карибский и др.); системного анализа и системологии (М.Д.Месарович,
Л.Заде, Н.П.Бусленко и др.); информационной теории экономики (К.Эрроу,
А.И.Демин, Д.В.Соколов); теории информации (Р.Л.Стратонович,
В.Д.Колесник, А.Н.Колмогоров и др.) и ее приложений к управлению сложными системами (И.М.Сыроежин, В.Г.Лисиенко, Д.А.Ловцов, и др.), а также к семантическим аспектам управления (В.Г.Хромых, Н.П.Федоренко, Ю.И.Шемакин, Р.Карнап, П.Чен и др.), к управлению активными системами (Г.В.Веников, Ю.М.Горский, А.И.Демин, В.Н.Бурков и др.); методологии моделирования больших систем (Ф. С. Роберте, К.Петри, А.Д.Цвиркун, С.А.Юдицкий и др.); философского осмысления информации и ее связи с управлением большими системами (А.Мазур, В.С.Жаров, Р.Ф.Абдеев, Д.А.Поспелов и др.).
Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной.
Теоретически проанализированы и обоснованы непосредственные причины,
факторы и механизмы развития информационных технологий управления
большими экономическими системами. Информационная технология одно
значно задается соотношением материи, сознания и информации в соци
ально-экономической системе и является способом организации этих ком
понентов.
Построена и проанализирована динамическая модель развития информа
ционной технологии управления большой экономической системой. Пока
зана определяющая роль государственного регулирования научно-
технического прогресса в развитии технологических укладов экономики. Динамика экономической системы в рамках заданной информационной технологии описана логистической кривой, характер которой соответствует закону убывающей производительности капитала и обоснован с позиций всеобщего закона невозрастающей энтропии замкнутых систем.
Новая концепция управления развитием больших экономических систем строихся на основе привлечения в систему информационного ресурса. Технология работы с ресурсом такова, что позволяет создать типовую структуру локальной системы управления, обеспечивающую выработку управляющего воздействия на экономический объект. Эффективность локальных систем управления определяется ценностью перерабатываемой информации и совершенством алгоритма ее обработки. Получены функционалы целевой и технологической эффективности системы управления.
Проведенный системный анализ ресурсного потенциала экономики Воронежской области показал, что региональная экономическая система находится в состоянии кризиса.
Анализа динамики развития большой системы необходимо проводить с использованием аппарата производственных функций, в т.ч. неклассического вида, потребляющих экстенсивные факторы (капитал и труд) и интенсивный фактор (уровень организации экономической системы). Получены численные оценки влияния каждого из факторов на валовой региональный продукт экономики Воронежской области, которые показали, что в экономике региона основным источником прироста внутреннего валового продукта являются основные фонды, а организация управления региональной экономической системой не эффективна.
Выход из кризиса региональной экономической системы возможен прежде всего при коррекции структурной политики, внедрении новых технологий управления, введении механизма целевого инвестирования, реализации ряда социально-экономических программ и проектов.
Децентрализация управления экономикой страны на федеральном уровне требует совершенствования системы регионального управления на базе современных информационных технологий. Модульная структура информационных технологий управления развитием больших экономических систем включает системно-информационный анализ состояния системы, структурные статические и имитационные модели развития большой экономической системы, синтез сценариев развития системы, систему оценки стратегий, правила коррекции статических и динамических моделей и выбора экономической политики, систему информационного описания состояний и процессов в большой экономической системе.
По результатам обзора современной теории и практики математического и имитационного моделирования структуры, состояний и процессов в экономических системах определены направления в развитии методов, ориентированных на технические и экономические приложения. На примере Федеральной продовольственной корпорации проведено имитационное моделирование большой экономической системы с помощью модели Фор-рестера и орграфов.
Проведен расчет прогнозных значений показателей региональной экономической системы, являющийся основой стратегического планирования. Проведен анализ структурной устойчивости примитивной подмодели налоговой политики большой экономической системы в рамках системы государственного регулирования зернового рынка. Показана правомерность прогрессивного подоходного налога.
Построена модель процесса распределенного управления большой экономической системой. Выявлен сложный стоимостный показатель, определяющий оптимальную степень децентрализации управления большой экономической системой в смысле оперативности и в смысле качества. В решении задачи необходимо учитывать динамику ценности информационного ресурса системы управления. Построена модель ценности информационного ресурса. Предложен общий алгоритм распределенного управления большой экономической системой, позволяющий использовать типовые локальные управляющие структуры.
Проведено моделирование развития экономической системы методами и средствами CASE-технологий. Предложена методика интерактивного проектирования развития большой системы с привлечением системы экспертных оценок целей развития системы. Построено дерево целей Федеральной продовольственной корпорации. Показано, что для объектов социально-экономической природы предпочтительно использовать опыт и интуицию руководителя. Формальной основой такого подхода выбран метод анализа иерархий.
Разработана методика бизнес-планирования развития большой экономической системы. Для оценки эффекта экономической политики использована методика расчета влияния выбранной стратегии развития на изменения валового продукта и элементов добавленной стоимости в системе межотраслевого баланса, построенная на базе модели Леонтьева.
Обоснован выбор объектно-ориентированного подхода к информационному описанию предметной области экономического знания. Система базовых категорий объектно-ориентированного подхода расширена примитивом «возможные связи», что позволило строить экономико-
информационные модели больших систем в соответствии с принципами их открытости и масштабируемости.
Уточнена концепция информатизации большой экономической системы. Базовый формализм объектно-ориентированного подхода реализован в соответствии с CASE-технологией. Проведено комплексное исследование современных CASE-средств обеспечения процессов управления в экономических системах различной сложности и направленности.
Разработана целостная концепция создания базы данных большой экономико-информационной системы. Предлагается методология интеграции экономических систем в единую экономико-информационную среду, позволяющая, в отличие от существующих, решать прикладные задачи управления в сложных распределенных системах с существенным влиянием человеческого фактора на процессы, протекающие в системе. В методологии учтен семантический характер информационного ресурса экономической системы.
Сформулированы цели создания, принципы построения и общие требования к типовым экономико-информационным управляющим системам. Полученные результаты реализованы в компонентах экономико-информационных управляющих систем.
Практическое значение работы определяется тем, что полученные в диссертации научные результаты, методологии, методики открывают новые возможности эффективного управления на основе перспективных информационных технологий и могут быть использованы на высших уровнях управления большими экономическими системами:
для повышения эффективности управления экономическим развитием большой системы в условиях рыночной экономической среды;
- для совершенствования распределенного многоуровневого управления с
учетом обоснованной степени децентрализации руководства системой;
- для совершенствования системы ресурсообеспечения большой экономиче
ской системы с целью выявления резервов производства и повышения соци
ально-
экономической эффективности системы;
при создании единого интегрированного информационного пространства большой экономической системы;
в учебном процессе при подготовке специалистов по управлению, а также при повышении квалификации руководителей высшего звена управления.
Реализациями внедрение результатов работы. Результаты работы использованы при разработке управляющих систем в Управлении Кадрами Администрации г. Воронежа, в Главном управлении сельского хозяйства и
продовольствия Правительства Воронежской области, в Департаменте торговли г. Воронежа, в Воронежском областном территориальном органе Федеральной продовольственной корпорации, в ТОО «Воронежпищепром», в ТОО «Воронежконсервпром», в ЗАО «ПромстройЭКНП», в НПО «АПРОТЕК», что подтверждено соответствующими актами внедрения.
Результаты работы используются также при подготовке специалистов по управлению в Воронежском филиале Московского государственного университета коммерции и в Воронежской государственной архитектурно-строительной академии.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на VII Международной конференции «математика, компьютер, образование», Дубна, 2000; Симпозиуме памяти М.А.Красносельского, Воронеж, 2000; «28-ой научной неделе СПб. Технического университета», СПб., 1999; II международной научно-технической конференции «Высокие технологии в экологии», Воронеж, 1999; Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-98», Воронеж, 1998; Всероссийской научно-практической конференции «Социальная политика в переходной экономике», Воронеж, 1998; Всероссийской научно-практической конференции «Экономическая безопасность внутреннего рынка России», Москва, 1998; Всероссийской научно-технической конференции «Информационная безопасность автоматизированных систем», Воронеж, 1998; Всероссийской научной конференции «Современные методы подготовки специалистов и совершенствование систем и средств наземного обеспечения авиации», Воронеж, 1997; III Международной научно-технической конференции «Вибрационные машины и технологии», Курск, 1997; ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГАСАв 1991-1999гг. и ВФ МГУК в 1996-1999гг.
Вклад автора в диссертации: формирование концепции разработки и использования информационных технологий в управлении большими экономическими системами; научная постановка задач управления на теоретическом и практическом уровне; исследование и анализ имитационных моделей экономических систем; моделирование процесса управления с использованием информационного подхода к задачам управления; синтез систем управления сложными иерархическими системами; разработка основ информационной интеграции экономических систем в экономические комплексы; анализ и обобщение результатов исследований; участие в работах по созданию интегрированных информационных управляющих и справочных систем.
Публикации. Автор имеет 50 научных и учебно-методических печатных работ (в общем объеме которых лично автору принадлежит 52 п.л.). Из них - 16 публикаций (общим объемом 48 п.л., в т.ч. две монографии и учебное
пособие) посвящены экономическим аспектам основных научных положений диссертации, остальные публикации (общим объемом 4 п.л.) - различным аспектам информационных технологий на базе перспективных компьютеров.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка и двух приложений.
В Д"лаве 1 «Место и роль информационных технологий в управлении экономикой» рассматривается предметная область исследования. На позициях материалистического детерминизма формулируется концепция информационной технологии. Анализируются проблемы методологического обоснования непосредственных причин, факторов и механизмов перехода к качественно новому, информационному обществу. Для решения поставленных вопросов используется информационный подход.
Отмечено, что информационная технология управления (ИТУ) представляет собой материальное явление, а именно, - преобразование информационного ресурса в координатном пространстве материи (Л/), сознания (С) и информации (У). В рамках общей теории развития описана динамика ИТУ-процесса, анализ которой показал, что ступенчатый характер расширения функциональной области действия ИТУ обусловлен инновационным привлечением информационного ресурса в структуру ИТУ-процесса. Причем приращение информации ведется по интеллектуально обусловленной, семантической составляющей I. Проведенное пространственно-временное моделирование ИТУ-процесса показало, успешное развитие больших экономических систем в рамках определенной информационной технологии зависит от эффективности системы ресурсообеспечения и эффективности системы управления. Условием генерации новой ИТУ является инновационной привлечение информационного ресурса. На этом этапе важную роль имеет государственное регулирование НТП. Разработанная имитационная модель освоения скачка /-ой ИТУ, позволила провести имитацию развития ИТУ при наличии кризисных ситуаций, в т.ч. увеличении освоения какого-либо ресурса.
Проведен информативный анализ ресурсного потенциала региональной экономической системы Воронежской области. Использован аппарат классических производственных функций. В качестве заданных параметров использовались макропоказатели - труд и капитал, состояние системы оценивалось по региональному валовому продукту. Показано, что экономическая региональная система находится в кризисном состоянии. Получен ряд рекомендаций по выводу региональной экономики из кризисной ситуации. В частности, необходимым является совершенствование управления регионом на ос-
нове информационных технологий. Разработан модульный состав информационных технологий управления.
В Главе 2 «Технологии моделирования больших экономических систем (БЭС)» в широком плане с учетом методологических аспектов представления и анализа больших экономических систем (БЭС) рассматриваются вопросы моделирования больших экономических систем.
Такие системы активно изучаются многими исследователями, тем не менее, на сегодня не существует ни одного подхода к задачам моделирования и анализа таких систем, который был бы удовлетворительным для всех, представляющих интерес в БЭС проблем. Отбор существующих и разработка новых моделей описания экономических систем ориентированы в данной работе на дальнейшее использование этих моделей при синтезе экономико-информационных систем управления БЭС.
Исходя из характерных признаков большой экономической системы -таких, как целевая направленность, логистическая системность, наличие единой СУ, гомеостатический характер управления, внутренняя и внесистемная связность - обосновывается правомерность и важность информационного подхода в адекватном представлении БЭС. Объекты исследования специализируются как дискретно-событийные системы. На основании этого в ряде моделей применен метод декомпозиции сложных систем, опирающийся на идею их агрегативности.
В качестве базовой макромодели представления БЭС выбрана известная модель Форрестера (адаптированная к сложной распределенной многофункциональной иерархической системе регулирования зернового рынка России) - как модель, менее других подверженная различным модификациям при изменении факторов внешней среды и внутрисистемных функций СУ. В дальнейшем изложении результатов диссертационного исследования эта модель послужит семантическим каркасом при концептуальном моделировании БЭС.
На основе модели Форрестера построены графовые модели, результаты имитационного моделирования динамики которых позволили использовать их для точного формулирования проблем управления и стратегического планирования БЭС, а также в решении прогнозных задач управления БЭС. Проведен количественный анализ построенных моделей.
Проведен анализ динамики развития Воронежской региональной экономической системы. В диагностическом анализе экономики Воронежского региона использованы функции неклассического вида, где помимо экстенсивных производственных факторов (труд и капитал) используется и интенсивный (уровень организации экономической системы). Получены численные
оценки влияния факторов экономического роста на прирост валового регионального продукта.
Информационный подход к исследованию ресурсного потенциала большой экономической системы
Проблема совершенствования управления экономическими системами связана как совершенствованием экономических механизмов развития общества, так и с совершенствованием технических и технологических средств обеспечения процессов управления. В качестве материальной основы этих процессов выступают информационная среда и информация. В свою очередь, задача материалистического объяснения сущности, роли и места информации в процессе управления не является новой, но вместе с тем не является и решенной [24, 83, 160, 203]. Об этом, в частности, свидетельствуют две выделяющиеся и противостоящие друг другу концепции - атрибутивная, в которой информация квалифицируется как свойство экономических систем, и функциональная, в которой информация ассоциируется только с управлением как с внешним воздействием на управляемую систему. Таким образом, «основным вопросом» информатики применительно к экономическим системам является вопрос об отношении материи, сознания и информации. Этот вопрос решается в рамках материалистической общей теории развития (ОТР) и предполагает определения материальной струк туры и материальных факторов состояния и развития экономики. При этом ОТР должна представлять собой хорошо структурированную концептуально-теоретическую систему, в качестве базовых элементов которой должны найти отражение: - принцип глобальности экономического пространства, опирающийся на осознание единственности материального мира; - принцип структурного развития экономического пространства, подразумевающий региональную структурную неоднородность экономических систем при условии непрерывности их взаимодействия; - теория материального основания процессов управления экономикой; - теория единого энергетического пространства; - теория материальной детерминации экономического развития, базирующаяся на принципе полной детерминированности экономических явлений (принцип причинности), и на принципе однозначной детерминированности явлений (единственности реакции управляемой системы на управляющее воздействие); - теория материальной интеграции региональных экономических систем в рамках единого материального мира и др.
Состав и значение исходных принципов детерминизма в информатике следующий.
Р1. Принцип материальности означает, что любое информационное явление представляет собой материальное явление атрибутивно непременно относящееся к экономическим аспектам жизнедеятельности человека и общества. Р2. Принцип интеллектуальности - определяет интеллектуальную обусловленность информации, вытекающую из того, что отношение между носителем информации и содержанием (предметом информации) осуществляется только интеллектом на базе определенной концептуальной системы, т.е. системы представлений, знаний, мнений и т.д. и с целью решения какой-либо экономической задачи.
РЗ. Принцип субъективности - подчеркивает то, что интеллект всегда материализован в субъекте (индивиде, коллективе, системе искусственного интеллекта и пр.), т.е. в некоторой интеллектуальной системе, обладающей определенными пространственно-временными и структурными ограничениями, направленной на достижение частных, в общем случае конкурирующих с другими, целей экономического развития социума субъекта.
Р4. Принцип деятельности - информационные процессы, связанные с определенным субъектом, обусловлены в каждый момент времени его текущими пред ставленнями о целесообразности экономического развития, обусловленного его потребностями, целями, условиями жизнедеятельности.
Р5. Принцип способа деятельности, означающий, что потребности, цели и возможности как физической, так и интеллектуальной деятельности субъекта полностью зависят от способа (общей структуры, организации, общего закона) этой деятельности и определяются возможностями, предоставляемыми субъекту экономической системой (технологическим укладом) реализуемой в общественной жизни.
Перечисленные принципы вполне однозначно решают сформулированный выше «основной закон информатики», определяя информацию как производный элемент интеллектуальной деятельности того или иного субъекта. При этом интеллект и технология воспринимаются как неразрывные, фундаментальные и всеобщие атрибуты человеческого способа деятельности в любой сфере. Этим и определяется фундаментальность их влияния на общественные процессы и явления. Так как технология может быть определена как осознанная организация процессов любой природы, следовательно, под информационными технологиями понимаются сознательно организованные процессы, имеющие четко выраженную информационную составляющую.
Исторически первым типом технологий, уходящих корнями к истокам человеческой истории, можно считать интеллектуальные технологии, непосредственными носителями которых были сами люди и которые воплотились в различных формах индивидуального и коллективного труда. Только на основе организации своей собственной деятельности и первоначально только для удовлетворения своих жизненных потребностей люди могли развивать все остальные типы технологий. Ограниченность индивидуальных возможностей человека фактически предопределила три направления развития технологических процессов: 1) создание материальных технологий, т.е. организация естественный природных процессов - физических, биологических и т.д.; 2) создание социальных технологий, т.е. организация групповых, коллективных и более сложных социальных процессов; 3) создание социально-экономических технологий управления, т.е. организация высокотехнологичных материальных процессов посредством использования социальных технологий.
Математическое моделирование в управлении БЭС. Макромодели БЭС
Характерной тенденцией развития социально-экономических отношений является появление значительного числа больших экономических систем (БЭС), создаваемых благодаря успехам мировой науки и практики в области информационных технологий (ИТ) управления на базе достижений фундаментальных наук. В качестве примера экономических больших систем можно привести региональные экономические системы, системы управления крупными энергетическими структурами, единые банковские системы, системы управления крупными рассредоточенными акционерными компаниями, системы управления технико-экономическими комплексами.
Важнейшей задачей при создании сложной экономической системы является разработка системы управления, обеспечивающей эффективное функционирование всей БЭС [30, 39, 40, 64, 169]. Для каждой конкретной экономической системы ее решение представляет серьезную проблему. К фундаментальным направлениям последней относятся обоснование и организация рационального соотношения методов централизованного и децентрализованного управления [32, 35, 175]. «Этими вопросами ученые и практики занимались много, однако стройной системы теоретических положений, которая служила бы необходимой научной базой, еще не создано. Не разработана также единая теория оценки эффективности управления большими экономическими системами, что затрудняет решение многих частных задач.
Укажем основные признаки (свойства) больших экономических систем, которые определяют характер функционирования и требования к организации управления ими.
Важнейшим признаком таких систем является их целевая направленность. Это означает, что процесс функционирования всех компонентов БЭС должен быть подчинен достижению вполне определенных, заранее установленных целей, общих (глобальных) для всей системы. Для их достижения и выполнения задач, соответствующих этим целям, в рамках БЭС формируются частные системы и подсистемы.
Одним из непременных и центральных свойств БЭС является иерархичность, которую с самых общих организационных позиций [126, 161] понимают как единство дифференциации и сосредоточения функций системы, т.е. когда для получения высокого качества функции требуется согласованное выполнение ряда более простых, но различающихся друг от друга функций. Причем функции рассматриваются как на уровне материально-энергетической сущности, так и на уровне информационных процессов. Отсюда следует, что принцип иерархичности приложим не только к системам управления, но и к самому управляемому объекту, где выполнение более простых функций в результате сосредоточения оказывается подчинено выполнению функций более высокого уровня. Такой подход к понятию иерархичности в определенной степени обосновывается М.Д.Месаровичем и его соавторами [120].
Второй существенный признак БЭС - особенность их структуры, заключающаяся в том, что большая экономическая система всегда представляет собой совокупность относительно самостоятельно функционирующих экономических подсистем, взаимосвязанных по своим частным целям и задачам. Формирование подсистемы осуществляется исходя из предварительной структуризации целей.
Теоретическим обоснованием такого процесса служит принцип функционального разделения БЭС на самостоятельно функционирующие подсистемы. В соответствии с этим принципом каждая из экономических подсистем имеет верхнюю и нижнюю границы своего самостоятельного функционирования. Верхняя граница определяет порядок получения от вышестоящей инстанции указаний по решению данной подсистемой каких-либо конкретных задач, а нижняя характеризует рубеж и факт их выполнения. При этом подсистемы, как правило, имеют свои частные цели, организованные «деревом целей», часть из которых может противоречить глобальной цели. Поэтому при структуризации целей - начиная от главных и заканчивая целями компонентов самого нижнего уровня, на котором решаются задачи получения конечного продукта системы, - необходимо провести их качественную и по возможности количественную оценку. Соответствующие характеристики могут носить информационный характер, т.к. по сути деревья целей в экономических системах определяют структуру информационной среды БЭС , однозначно задавая каналы передачи, очередность поступления, объемы и алгоритмы переработки информационных потоков, сопровождающих как процесс принятия решения, так и контроль за его исполнением. Поэтому показатели эффективности функционирования конкретных подсистем и БЭС вполне могут быть информационными.
Структурное представление БЭС является также основой разработки двух важных схем, необходимых для исследования и синтеза систем управления, а именно : логической схемы управления процессом совместного функционирования подсистем большой системы и принципиальной схемы распределения информационных потоков, обеспечивающих их деятельность.
Следующим признаком большой системы является наличие единой системы управления, охватывающей своей организационной структурой все компоненты БЭС и предназначенной для обеспечения руководства их деятельностью в интересах единства действий по достижению главных целей. Такая структура в принципе адекватна структуре самой БЭС , а именно-, каждая подсистема имеет свои органы (узлы) управления, связанные информационно-управленческой сетью как по вертикальным линиям иерархии решаемых задач, так и по горизонтальным построениям обеспечивающих подсистем на соответствующих уровнях общей структуры.
Информационные модели систем управления
Проведем описание, анализ и прогнозирование состояния больших экономических систем с использованием производственных функций (ПФ) и в условиях различных стадий развития информационных технологий управления. Суть ПФ состоит в установлении закономерностей относительно устойчивой количественной связи между объемом и динамикой результативного показателя и объемом и динамикой производственных факторов [35, 91]. Анализ взаимосвязи темпов экономического роста с каждым из факторов проводится при допущении о неизменности другого фактора. Как указывалось выше возможны два базовых варианта динамики экономических систем по отношению к внедряемым на основе НТП формам управления в них: - экстенсивное расширение производства, характеризующееся количественным ростом ресурсозатрат в процессе производства; - интенсивное развитие экономической системы, характеризующееся качественными изменениями производственных ресурсов на основе последовательной реализации трудо-, фондо- и материалосберегающей формы НТП [173, 193, 203].
Многие ученые уделяют внимание связи НТП с концепцией производственной функции. В частности, по расчетам Э.Денисона реальный вклад в прирост валового внутреннего продукта, вносимый НТП, при интенсивном экономическом развитии оценивается как 28% [78]. Отмечено, что при более быстрых темпах роста производительности труда по сравнению с фондовооруженностью преобладает фондосберегающая форма НТП. Если же производительность труда растет медленнее, чем фондовооруженность, то преобладает фондоемкая его форма.
Таким образом, влияние НТП на экономику носит различный характер [173]: - автономный экзогенный НТП - обеспечивает возможность уведличения выпуска без привлечения дополнительных ресурсов; - эндогенный НТП - связывает темпы роста НТП с теми или иными социально-экономическими факторами;
Кроме того выделяют [151] нейтральный НТП, который изменяет ПФ не влияя при этом на предельную норму замещения рабочей силы фондами; и ненейтральный НТП, который влияет именно на предельную норму замещения рабочей силы фондами при любой комбинации факторов производства.
С учетом приведенных форм проявления НТП воспользуемся следующими видами ПФ, содержащими параметр НТП [35]:
1) функция Кобба-Дугласа (КД) ym = a.La.Kp-emt , где у - объем производства, L - численность занятых, К - объем капитала, а - 0,72, Р = 0,28 - степенные коэффициенты, а = 1,01 - коэффициент пропорциональности (расчетные данные из [133]), т - среднегодовой темп прироста объема производства в результате воздействия фактора НТП;
2) функция с постоянной эластичностью взаимозаменяемости (ПЭВ): yn3B = a-{d-L-c+(l-d)-c -К}-п/с е mt , где d - параметр, выражающий соотношение участия двух факторов (труда и капитала) в увеличении объема производства, с - параметр взаимозаменяемости, зависящий от эластичности замещения, п - общий доход факторов производства. Для характеристики влияния НТП на экономическое развитие большой системы наибольшее значение имеют следующие свойства выбранных фукнкций: 1) у кд и У пэв зависят от двух переменных (труда и основных фондов) и содержат параметр НТП; 2) существуют такие варианты этих функций, для которых сумма участия факторов в увеличении производства постоянна и равна единице; 3) существуют такие варианты этих функций, для которых сумма участия факторов в увеличении производства постоянна и не равна единице; 4) взаимозаменяемость факторов имеет место до тех пор, пока один из них не обратится в ноль; при этом эластичность взаимозаменяемости факторов для v щ постоянна и равна 1, для у пэв - постоянна и не равна 1; 5) эластичность производства относительно затрат факторов для у щ постоянна, а для у пэв - на постоянна. .- Произведем оценку влияния НТП на развитие большой экономической системы на основании ПФ Кобба-Дугласа, предпочтение которой обусловлено меньшим числом параметров, требуемых для ее определения. В таблице 2.2 приведены расчетные данные для определения среднегодовых темпов прироста объемов производства в промышленности, агропромышленном комплексе (АПК) и в сфере услуг в результате воздействия фактора НТП.
Оценка потенциального эффекта экономической стратегии
Функционирование и развитие СУ больших экономических систем (БЭС ) являются целевыми, поэтому в задачах управления наиболее важны качественные характеристики информации. Методы статистической теории информации [79, 88, 90, 198] базирующиеся на количественных параметрах информационных массивов (сообщений), не отражают связи с достижением цели управления, эффективностью (полезностью) и др. и поэтому малопригодны для анализа процессов управления БЭС . С другой стороны, методы классической теории управления, использующие формально-математический аппарат, также малоэффективны в решении значительной части задач управления БЭС , представляющей по сути целенаправленную большую иерархическую систему с вложениями. Подсистемами в ней являются, например, многокритериальные оптимизационные задачи координационного иерархического выбора в условиях: - неопределенности параметров модели управляемой БЭС, - нештатных изменений внешних условий ее функционирования, в т.ч. непрогнозируемого изменения рыночной среды и конъюнктуры, - изменения ресурсов и др.; - а также, неопределенности целевых функций выбора решения (вследствие мно-гокритериальности задач), для которых невозможно [46, 93, 152] получить явные аналитические выражения, что особенно характерно для процессов организационного управления, где цели не полностью структурируются.
Неопределенность, т.о., является естественным свойством развития социально-экономических процессов [136]. Основные факторы, порождающие неопределенность в поведении экономической системы могут быть отнесены к следующим четырем группам.
1. Социально-экономические факторы присущи БЭС с одной стороны как распределенной системе - тогда причиной неопределенности являются запаздывания в каналах управления и обратных связях; а с другой стороны неопределенность в БЭС генерирует человеческий фактор, проявляющийся в виде возможной противоречивости глобальных и частных целей БЭС , контроля над каналами передачи и содержанием информации, а также при принятии решений.
2. Технико-экономические факторы обусловлены инвестиционными процессами и научно-техническим прогрессом. Учет этих факторов носит прогнозный характер и, соответственно, допускает некоторую долю неопределенности.
3. Погодно-югиматические факторы вносят существенную неопределенность в процессы развития таких отраслей, как сельское хозяйство, гидроэнергетика, водный транспорт и др. и во взаимодействии со смежными отраслями формируют стохастическую компоненту состояния БЭС .
4. Факторы, связанные с реформированием экономической системы. Учет этих факторов невозможен в рамках закономерностей классической рыночной экономики (смитовской, марксовской, кейнсианской, фридмановской и любой другой), т.к. текущее состояние экономики является переходным, еще не систематизированным современной экономической теорией, и более того, кризисным (с признаками катастрофических тенденций развития ряда отраслей).
Выходом из сложившейся ситуации является рассмотрение системы управления на более высоком уровне абстракции. Такую возможность дает информационный подход к задачам управления. В этом аспекте процесс управления представляет собой технологический процесс переработки информации (ТППИ) [54, 121]. Более того, на таком уровне абстракции возможен учет различного рода неопределенностей о которых говорилось выше.
Разработка технологического алгоритма переработки информации в СУ БЭС требует представления процессов функционирования БЭС в информационном поле на основе информационной модели.
Нами разработана структура системы управления, графическое представление которой без конкретизации логистических составляющих может быть выражено блок-схемой рис. 3.7.
Информация проявляется в большой экономической системе в различных видах и формах (см.3.8). Определение качественно различных форм проявления информации возможно на основе моделирования СУ иерархической структурой по отношению к потокам циркулирующих в ней информационных массивов. Информация (сообщение) 10 , поступающая в СУ из объекта управления (ОУ), представляет собой совокупность сведений о состоянии ОУ. Информация 10 носит характер осведомляющей информации для СУ и содержит сведения о состоянии ОУ y(t) - как реакции управляемого объекта на внешние управляющие x(t) и возмущающие f(t) воздействия. При этом передача сообщения в СУ имеет смысл только когда состояние ОУ заранее неизвестно, случайно. Таким образом, на входе СУ должна быть подсистема, отбирающая (и преобразующая) из всей поступающей из ОУ информации 10 полезную с точки зрения целей управления информацию (подсистема восприятия S\). Информация восприятия представляет собой характеристику отражения в элементах преобразующей подсистемы восприятия S/ полезных с точки зрения решаемой задачи свойств осведомляющей информации. Переработанная (преобразованная) информация 1„р і поступает затем в подсистему, отвечающую за распознавание ситуаций, относящих к классу эталонных ситуаций (подсистема наблюдения S2 ). В подсистеме Sj (подсистема идентификации) производится предсказание вероятного состояния ОУ в результате реализации исполнительной подсистемой принятого решения 1„р 4 , выработанного в подсистеме принятия решения S4 на основании информации о типовом управлении в стандартной ситуации (информация распознавания 1„р 2 ) Предсказание должно компенсировать запаздывания в каналах передачи информации или запаздывание в реализации принятого решения в исполнительных органах. Информация распознавания представляет собой характеристику отражения ситуаций, определяемых осведомляющей информацией на конечном множестве эталонных ситуаций (информация 1„2 о которых содержится в информационной базе подсистемы распознавания S2). Процесс выработки решения в подсистеме S4 отражает цели (текущие и предсказываемые, содержащиеся в информации предсказания 1пр 3 ) функционирования ОУ S0 . Все информационные потоки распространяются в информационной среде СУ, являющейся подсистемой информационного обмена St. Информация связи Inp 6 характеризует взаимодействие подсистем S] +S5 и объекта управления S0 . Ввод информации о главной цели управления объектом производится с помощью подсистемы централизованной координации и организационного управления S3 Функцией подсистемы Sj является отражение внешних целей управления БЭС (содержащихся во внешней управляющей информации x(t), получаемой из над-системы перед началом реализации процедуры управления) в задающих целях для каждой подсистемы S/+Sj, содержащихся в информационных потоках 1у1 +1У4, и для контура управления ОУ в целом.
