Содержание к диссертации
Введение
1. Результаты анализа цепей поставок промышленных товаров 12
1.1. Содержание и особенности целей и задач управления цепями поставок промышленных товаров
1.2. Существующие информационные системы и управление цепями поставок
1.3. Пути совершенствования процессов планирования и управления цепями поставок для повышения эффективности торговли промышленными товарами
1.4. Методы решения задач планирования и управления в цепях поставок для повышения эффективности торговли промышленными товарами
1.5. Основные принципы и подходы к решению задач планирования и управления ресурсами в цепях поставок для эффективного управления торговлей промышленными товарами
Выводы по первой главе 56
2. Методы и модели эффективного управления цепями поставок 61
2.1. Модель экспертного анализа показателей рынка промышленных товаров
2.2. Модель анализа состояния рынка промышленных товаров 69
2.3. Модель оптимального распределения ресурсов на предприятиях торговли промышленными товарами
2.4.Основные принципы формулирования и решения задач планирования и управления цепями поставок промышленных товаров
2.5. Модель реорганизации цепи поставок промышленных товаров 98
2.6. Модель управления планированием капитальных вложений в цепях поставок промышленных товаров
2.7. Имитационная модель в задачах планирования и управления цепями поставок в торговле промышленными товарами
2.8. Модель планирования инвестиций в реконструкцию объектов торговой фирмы при сдаче их в аренду по различному целевому использованию
Выводы по второй главе 133
3. Методика автоматизированного решения задач планирования и управления цепями поставок для эффективного управления торговлей
3.1. Концептуальная модель создания, применения и развития информационной системы органов управления торговлей промышленными товарами
3.2. Обоснование состава, структуры и требований, предъявляемых к основным элементам интегрированной системы поддержки принятия решений (ИСППР) при синтезе ИС ОУТ
3.3. Структура информационной системы автоматизированного решения задач планирования и управления цепями поставок
Выводы по третьей главе 151
Заключение 154
Список литературы 15 6
- Существующие информационные системы и управление цепями поставок
- Методы решения задач планирования и управления в цепях поставок для повышения эффективности торговли промышленными товарами
- Модель оптимального распределения ресурсов на предприятиях торговли промышленными товарами
- Обоснование состава, структуры и требований, предъявляемых к основным элементам интегрированной системы поддержки принятия решений (ИСППР) при синтезе ИС ОУТ
Введение к работе
Особенностью современного периода является изменение условий хозяйственной деятельности, переход экономики России к рыночным отношениям, быстрая сменяемость экономических условий, непрерывное поступление на рынок новых товаров, в том числе иностранных, повышение качества товаров и услуг. Эти изменения оказывают сильное влияние на финансово-экономическое положение российских предприятий и торговых фирм.
За последние два десятилетия руководители торговых организаций пережили период беспрецедентных перемен, которые происходили в окружающем мире. Эти перемены связаны с небывалыми достижениями в технологиях, глобализацией рынков и стабилизацией политической среды, в которой функционирует экономика. Учитывая значительный рост количества конкурентов мирового уровня (как местных, так и зарубежных), организации, пытаясь поддерживать свою конкурентоспособность, были вынуждены непрерывно и достаточно быстро совершенствовать свои внутренние и внешние процессы управления.
Столкнувшись с проблемами и задачами, порождаемыми нынешней конкурентной средой промышленной торговли, организации неминуемо приходят к выводу, что управлять нужно не только собственным бизнесом, но и цепью поставок. Понимая при этом под цепью поставок - все организации и виды деятельности, связанные с перемещением и преобразованием товаров, начиная со стадии сырья и исходных материалов и заканчивая доставкой готовых продуктов конечному пользователю, а также связанные со всем этим информационные потоки. В соответствии с этим определением цепь поставок включает управление информационными системами, поиск источников закупки, составление календарных планов производства, обработку заказов, управление товарно-материальными запасами, складирование, обслуживание потребителей, а также послепродажную утилизацию упаковки и материалов. Сеть поставщиков включает все организации, которые - непосредственно и косвенно -загружают входную сторону торговой фирмы. Например, сеть поставщиков автомобилестроительной компании включает тысячи фирм, которые поставляют этой компании все необходимое, начиная с сырья и исходных материалов (например, стальной лист и пластмассы) и заканчивая сложными сборочными узлами и прочими комплектующими (например, трансмиссия и тормоза).
Анализ трудностей, возникших на многих российских торговых предприятиях, показывает, что опыт и интуиция руководителей оказываются не в состоянии обеспечить принятие правильного решения в сложных условиях современной обстановки. С другой стороны, проведенные оценки показывают, что объекты экономической природы могут быть представлены в достаточно строгой математической форме, т.е. формализованы. Это означает, что возникающие в практической деятельности предприятий ситуации могут быть смоделированы, а варианты наиболее целесообразных решений по их управлению могут быть получены из анализа результатов моделирования. В XX в. математические методы анализа экономических систем окончательно утвердились как методология их исследования благодаря трудам Л. Вальраса, В. Парето, ф. Эджуорта, П. Самуэльсона. Переходу на более строгий математический язык процессов моделирования способствовало развитие системного анализа. В России к серьезным достижениям в этой области можно отнести модели поведения потребителя Е. Слуцкого, открытие длинных волн в экономике Н. Кондратьевым, разработку первого баланса народного хозяйства В. Леонтьевым, труды Л. Канторовича, В. Новожилова, В. Немчинова, А. Лурье, Н. Федоренко, С. Шаталина, Л. Лганбегяна, А. Анчишкина, А. Гранберга, В. Макарова, Д. Львова, В. Полтеровича и др.
Анализ известных источников показал, что только в [109] впервые рассмотрены вопросы управления цепями поставок промышленных товаров, где определены принципы, цели и задачи планирования и управления, рассмотрены органы управления торговлей промышленными товарами и основные подходы к информатизации процессов управления цепями поставок. Однако, в [109], как и в других известных источниках, отсутствует математическая постановка решения задач планирования и управления цепями поставок, не разработаны модели и алгоритмы автоматизированного решения задач планирования и управления цепями поставок, не рассмотрены вопросы реструктуризации и имитационного моделирования при автоматизированном решении задач планирования и управления цепями поставок промышленных товаров, не разработана методика автоматизированного решения указанных задач. Поэтому целью данной работы является разработка моделей и методики автоматизированного решения задач планирования и управления цепями поставок для эффективного управления торговлей промышленными товарами.
В соответствии с этой целью объектом исследования являются цепи поставок промышленных товаров, а предметом исследования является задача управления цепями поставок и выработка решений по эффективному управлению торговлей промышленными товарами.
Достижение поставленной в диссертации цели предопределило постановку и решение следующих основных задач исследований:
1. Анализ существующих особенностей решения задач планирования и управления торговлей промышленными товарами.
2. Разработка моделей эффективного решения задач планирования и управления торговлей промышленными товарами.
3. Разработка методики применения разработанных моделей в цепях поставок для эффективного управления торговлей промышленными товарами.
4. Оценка эффективности применения разработанной методики в органах управления торговлей промышленными товарами.
s
Решение этих задач в процессе диссертационных исследований позволило разработать и доказать ряд положений, которые выносятся на защиту. К ним относятся следующие положения:
1. Модели эффективного решения задач планирования и управления цепями поставок промышленных товаров.
2. Методика автоматизированного решения задач планирования и управления цепями поставок для эффективного управления торговлей промышленными товарами в ИС ОУТ.
Научная новизна полученных результатов.
1. Определен и обоснован базовый состав моделей эффективного решения задач планирования и управления цепями поставок в органах торговлей промышленными товарами. В отличие от существующих моделей, предлагаемые модели отличаются специальными процедурами адаптации к внешним воздействиям и обеспечивают реструктуризацию структур в органах управления торговлей промышленными товарами. С этой целью в работе разработаны следующие модели:
концептуальная модель создания, применения и развития информационной системы органа управления торговлей промышленными товарами;
модель экспертного анализа показателей рынка промышленных товаров;
- модель анализа состояния рынка промышленных товаров;
- модель оптимального распределения ресурсов на предприятиях торговли промышленными товарами;
- модель управления планированием капитальных вложений в цепях поставок промышленных товаров; - имитационная модель в задачах планирования и управления цепями поставок в торговле промышленными товарами;
- модель планирования инвестиций в реконструкцию объектов торговой фирмы при сдаче их в аренду по различному целевому использованию.
На конкретных примерах показана применимость предложенных и обоснованных моделей. Приведенные примеры позволяют сделать вывод о практической реализуемости разработанных моделей в проектируемых ИС ОУТ.
2. Разработана методика автоматизированного решения задач планирования и управления цепями поставок для эффективного управления торговлей промышленными товарами в ИС ОУТ. В отличие от существующих, рассчитанных на жесткую структуру исходных данных, в предлагаемой методике решение задач планирования и управления осуществляется с учетом изменения внешних воздействий; производится имитация условий реализации плана с учетом различных вариантов организации управления элементами и подсистемами органов управления торговлей промышленными товарами в ИС ОУТ при действиях возможных возмущений, осуществляется адаптация планов к возможным вариантам воздействия внешней среды на этапе реализации планов.
3. В работе произведена проектная оценка экономической
эффективности применения разработанной методики, которая отражает
основные преимущества автоматизированного решения задач сбора,
хранения, обработки и выдачи информации и информационной поддержки принятия решения ЛПР по сравнению с ручным способом и основывается на появлении новых возможностей, ориентированных ИС ОУТ на конечного пользователя, доступности, персональности и относительно низкой стоимости машино-часа работы. В результате экономическая эффективность ИС ОУТ складывается не только за счет сокращения временных затрат на решение задач управления, но и в результате реального улучшения деятельности персонала, задействованного в процессе решения задач планирования и управления на всех стадиях прохождения информации в ИС ОУТ.
Практическая значимость результатов исследований состоит в следующем:
1. Проведен системный анализ задач планирования и управления цепями поставок для эффективного управления торговлей промышленными товарами в условиях изменения внешних экономических ситуаций.
2. Проведено обобщенное теоретико-множественное описание моделей функционирования органов управления торговлей промышленными товарами при решении задач планирования и управления цепями поставок, которое позволило с единых позиций подойти к анализу и выбору путей автоматизированного решения задач планирования и управления цепями поставок в органах управления торговлей промышленными товарами.
3. Обоснованы состав, структура и требования, предъявляемые к основным элементам и подсистемам информационной системы органов управления торговлей промышленными товарами (ИС ОУТ) при автоматизированном решении задач планирования и управления цепями поставок для эффективного управления торговлей промышленными товарами при изменяющихся условиях.
4. Выбраны и обоснованы аналитические модели автоматизированного решения задач планирования, управления и реструктуризации при изменяющихся условиях.
5. Разработанные методики, модели и алгоритмы позволяют обеспечить решение практических задач планирования и управления цепями поставок для эффективного управления торговлей промышленными товарами в условиях изменения экономических ситуаций.
6. Практическая значимость полученных результатов определяется возможностью их использования органами управления торговли в Российской Федерации при организации управления торговлей.
и
Апробация материалов диссертации проводилась в виде докладов на международной конференции в июле 2003 года, на региональной конференции участников Северо-Западной экономической зоны в августе 2002 года, на городских конференциях по вопросам управления торговлей, на научно-технических семинарах и симпозиумах. Материалы диссертации опубликованы в пяти научных трудах. Результаты диссертации реализованы при разработке методик управления объектами торговли, при разработке Положения по регулированию торговли в Санкт-Петербурге.
Диссертационная работа включает введение, три главы, заключение, список литературы. Объем диссертации 164 страниц, из них 34 рисунков и таблиц.
Существующие информационные системы и управление цепями поставок
На ранних стадиях связывания между собой организаций — участников цепи поставок, многие использовали так называемый "электронный обмен данными" (Electronic Data Interchange - EDI). Однако е.му присущи два недостатка [107,109]. 1. Традиционный EDI, как правило, включает много разных стандартов, что зачастую ведет к дорогостоящей "жестко закодированной" (или, как ее называют по-другому, "запаянной") технологии, и потому не все партнеры могут или желают участвовать в таком обмене. 2. Процесс EDI достаточно надежен, но использование разных версий компьютерных программ может приводить к появлению ошибок при передаче данных из одной организации в другую.
Причиной этих несоответствий явилось то, что пакеты данных обрабатывались разными версиями компьютерных программ. Результатом этого были неточные заказы, поставки неправильных объемов продукции и всеобщая путаница. В конечном счете, все были вынуждены вернуться к передаче заказов по факсу, а средства, вложенные в разработку EDI, по сути, были безвозвратно потеряны.
"Новый" EDI осуществляется по так называемым "виртуальным частным сетям" (Virtual Private Networks - VPN) через Internet. Эта форма EDI, как правило, гораздо дешевле своего предшественника, порождает меньше проблем со стандартами и обычно требует использования одинаковой платформы на обоих концах. Тем не менее, для решения вопросов безопасности в этом "новом" EDI должны использоваться протоколы туннелирования.
С появлением персонального компьютера, распространением волоконно-оптических сетей передачи данных и особенно в результате бурного развития Internet ( World Wide Web) низкая себестоимость и доступность информационных ресурсов существенно облегчают реализацию связей и резко сокращают временные задержки, вызванные передачей информации, в любой сети цепи поставок. Это означает, что организации движутся в направлении практического воплощения концепции, известной под названием электронной торговли (E-commerce), при которой любые транзакции выполняются широким набором электронных средств. Электронная торговля — это не только Internet: на практике широкий спектр электронных средств используется для обмена информацией между компаниями, включая EDI, систему электронных платежей (Electronic Funds Transfer - EFT), штрих-коды, факс, автоматизированную голосовую почту, каталоги компьютерных компакт-дисков и Web-порталы. Самым современным организациям уже не требуются бумажные закупочные предписания, заказы на поставку, счета-фактуры, формы приемки или ручной процесс "приведения в соответствие" счетов к оплате. Вся необходимая информация фиксируется в электронном виде, а соответствующие транзакции выполняются при минимальном вмешательстве со стороны человека. Последние достижения в разработке приложений баз данных позволяют накапливать, кодировать и сохранять в базах данных, а затем и заказывать электронным способом номера деталей, узлов и т.п. Это означает, что в результате применения соответствующих информационных систем вскоре отпадет необходимость в постоянном мониторинге уровней товарно-материальных запасов, размещении заказов и отслеживании их исполнения. Уже сейчас существуют инструменты, способные сделать все это реальностью. Однако организации должны уяснить влияние, которое эти инструменты будут оказывать на бизнес. И в связи с этим они также должны приготовиться соответствующим образом перестроить свои бизнес-процессы.
Широкое распространение новых телекоммуникационных и компьютерных технологий также сделало практически осуществимой связь в реальном времени (в режиме "он-лайн") по всей цепи поставок. В настоящее время подобные системы связывают между собой поставщиков, производителей, дистрибьюторов, пункты розничной торговли, и в конечном счете — потребителей, независимо от их местоположения. Подобные технологии "стимулируют" цепи поставок. В случае надлежащей реализации этих технологий они позволяют существенно сократить обмен бумажными документами, улучшить взаимодействие всех звеньев цепи поставок, а также сократить время исполнения заказов и избавиться от тех видов деятельности, которые не добавляют стоимость.
Менеджеры, принимающие участие в разработке информационных систем, не должны представлять информацию лишь как совокупность повторяющихся транзакций между такими объектами, как покупатели и поставщики или дистрибьюторы и розничные торговцы. Напротив, идеальная система должна охватывать все функции и организации, входящие в цепь поставок.
Идеальная информационная система цепи поставок показана на рис. 1.1 (информационные потоки между организациями показаны пунктирными линиями со стрелками). В такой системе информация доступна любому участнику цепи поставок. Данные с мест продажи немедленно передаются по цепи поставок, что дает возможность менеджерам улавливать тенденции, планировать потребности в производственных мощностях, распределять материалы и своевременно уведомлять поставщиков по всей цепи поставок. Информационные потоки также допускают выполнение межорганизационных платежей за товары и услуги с помощью системы электронных платежей, которая обеспечивает быстрые расчеты между участниками цепи поставок. При использовании перечисленных выше элементов участники цепи поставок получают возможность доступа ко всей необходимой информации в те моменты, когда эта информация им требуется, что позволяет повысить эффективность процесса принятия решений и своевременно выполнять нужные действия. Хотя кое-кто и уверяет, что такое будущее уже не за горами, на практике изменения происходят довольно медленно. Одно из реальных преимуществ Internet заключалось в том, что Internet избавляет нас от многих трудностей, связанных с традиционными транзакциями типа потребитель-поставщик (В2В). Ранние применения Internet в электронной торговле типа В2В включали разработку VPN. В наши дни Internet используется в основном для просмотра и ввода информации. Однако та совокупность приложений, которая ждет нас в будущем, выходит далеко за рамки этого подхода. Internet становится все более интерактивным инструментом, который дает возможность приложениям не только просматривать данные, но и активно их использовать. Когда такое преобразование произойдет окончательно, бизнес-системы превратятся из систем, центральной фигурой которых является поставщик, в системы, центральной фигурой которых будет клиент.
Методы решения задач планирования и управления в цепях поставок для повышения эффективности торговли промышленными товарами
Как уже было отмечено выше, задачи планирования и управления в цепях поставок определяются во многом степенью изученности рынка товаров и услуг. Ситуация на рынке товаров и услуг представляет собой фактор экономической конъюнктуры в целом. В свою очередь, ситуация, сложившаяся на других рынках, оказывает определенное влияние на конъюнктуру рынка товаров и услуг.
Цели конъюнктурного анализа, вытекающие из общей концепции статистики рынка, требуют выявления и моделирования закономерностей действия рыночного механизма. Это необходимо для обеспечения предсказуемости развития рынка и обоснования применения социально-экономических рычагов регулирования рыночных процессов. Оперативно-функциональные задачи оценки и анализа сложившейся ситуации ориентированы на удовлетворение потребностей маркетингового менеджмента. Сочетание этих стратегических и оперативных целей позволило выделить следующие задачи, освещающие различные стороны и элементы рыночной ситуации [17]: сбор и обработка конъюнктурной информации; интегральные и дифференцированные оценки состояния рынка, типология рыночной ситуации, качественная и атрибутивная градация состояния рынка; характеристика масштаба (объема) рынка; оценки и анализ основных пропорций рынка; выявление, анализ и прогнозирование тенденций развития рынка и его динамической устойчивости; оценки и анализ колеблемости, сезонности и цикличности развития рынка; оценка и анализ региональных различий рынка; оценки и анализ деловой активности; оценки коммерческого (рыночного) риска; характеристика степени монополизации рынка и интенсивности конкуренции. Поставленные задачи ориентированы на всестороннюю, взаимосвязанную характеристику состояния рынка в целом и в разрезе отдельных его элементов и составных частей.
Можно выделить два этапа или уровня реализации этих задач. На первом — оценочном осуществляется анализ рыночной конъюнктуры, который должен охарактеризовать масштабы и типологию рынка, его главные пропорции, вектор и скорость изменения основных параметров, уровень устойчивости развития. Второй, более высокий уровень анализа имеет целью выявление причинно-следственных связей, условий, определяющих рыночную ситуацию, на этой основе прогнозирование рыночной конъюнктуры и выводы о перспективности развития рынка с позиций маркетинга фирм.
Для реализации поставленных задач строится соответствующая система показателей, объединяющая в себя достаточно большое число таких показателей. При определении наиболее важных (значимых) показателей (факторов) достаточно часто используются широко известные методы экспертного и факторного анализа. Характеристики рынка формируются как условиями его функционирования (открытый — закрытый, организованный— стихийный и пр.), так и объектами совершаемых на нем сделок (недвижимость, услуги, патенты, облигации и пр.). Совокупность нескольких характеристик рынка образует его структуру, или тип. Путем сочетания различных свойств рынка можно составить большое число рыночных структур, но наиболее распространенными из них на рынке благ являются совершенная конкуренция, монополия, монополистическая конкуренция и олигополия [17].
Условия функционирования рынка совершенной конкуренции приводят к тому, что при заданных предпочтениях потребителей и технологии производства для всех покупателей и продавцов устанавливается единая цена, которая в длинном периоде равна минимальным средним издержкам. При изменении спроса или предложения цена в коротком периоде становится выше или ниже минимальных средних затрат, стимулируя соответственно расширение или сокращение выпуска за счет межотраслевого перераспределения факторов производства. После восстановления отраслевого равновесия цена снова будет равна минимальным средним издержкам длинного периода. Окажется ли она выше, ниже или равной исходному уровню, зависит от того, растут, снижаются или остаются постоянными цены на факторы при расширении выпуска. Из условий функционирования рынка совершенной конкуренции следует также, что в длинном периоде у всех фирм, работающих в отрасли, средние экономические затраты производства оказываются одинаковыми. Число фирм, работающих в конкурентной отрасли в длинном периоде, зависит от характера изменения отдачи от масштаба. Рост отдачи от масштаба сокращает число конкурентных фирм, способствуя монополизации отраслевого предложения.
Особенности ценообразования на монополизированном рынке вытекают из возможностей монополии, во-первых, определять не только объем выпуска, но и цену блага и, во-вторых, ориентировать хозяйственную деятельность не только на максимизацию прибыли, но и на достижение других целей.
Поскольку условием максимизации прибыли монополии является равенство предельных затрат предельной выручке, а предельная выручка при нормальной, убывающей функции рыночного спроса всегда меньше цены спроса, то стремящаяся к максимуму прибыли монополия не доводит выпуск до оптимального с позиций общества объема. Потери общества от монополизации производства возрастают по мере ее распространения по вертикали общественного разделения труда. Из специфического условия максимизации монопольной прибыли вытекают также такие особенности монополизированного рынка, как отсутствие функции предложения и своеобразные последствия введения налогов, дотаций и директивных цен.
Изменение цели хозяйственной деятельности монополии сопровождается изменением равновесной комбинации цена - количество. На монополизированном рынке цена снижается, а объем реализации растет по мере перехода от максимизации нормы прибыли к максимизации прибыли и от максимизации прибыли к максимизации выручки. Многообразие монопольных цен при заданном рыночном спросе значительно возрастает в связи с возможностью монополии проводить ценовую дискриминацию. Продажа гомогенного блага различным покупателям по разным ценам увеличивает как объем предложения монополии за счет расширения контингента покупателей, так и ее прибыль за счет сокращения потребительского излишка [48].
Модель оптимального распределения ресурсов на предприятиях торговли промышленными товарами
Предположим, что предприятие торговли производит сложную продукцию различных видов для последующей ее продажи. Для ее производства требуется m различных видов ресурсов. Эти ресурсы ограничены, и их объемы составляют соответственно bj, hi, ..., bm условных единиц.
Технология изготовления каждого вида продукции задается коэффициентами прямых материальных затрат ал, которые указывают сколько единиц j-ro ресурса требуется для производства единицы изделия і-го вида (У = \,m,.i = 1, л).
Пусть прибыль, получаемая предприятием при реализации единицы изделия і-го вида, равна г,. Требуется определить такой выпуск продукции, чтобы общая прибыль была максимальной в предположении, что все показатели а,„ г, и Ь, - постоянные величины.
Если фирма (предприятие торговли) занимается производством и реализацией четырех видов изделий Ai - бензиновых пил, А2 -аккумуляторных изделий, А3 - пиломатериалов, А4 -металлоинструментов, то это предприятие должно использовать три вида ресурсов Pi - финансовые, Р2 - трудовые и Р3 - сырьевые. Предполагается, что ресурсы других видов имеются в количествах, достаточных для оптимального выпуска изделий.
Для аналитического решения задач линейного программирования разработан специальный алгоритм направленного перебора вершин. Этот алгоритм обеспечивает переход от одной вершины к другой в таком направлении, при котором значение целевой функции от вершины к вершине улучшается.
В геометрии есть такое понятие «симплекс». Симплексом тела в к-мерном пространстве называют совокупность к+1 его вершин. Так, для плоскости при к=2 симплексом будут три вершины треугольника, при к=3 - четыре вершины четырехгранника и т.д. С учетом этого понятия аналитический метод решения задачи линейного программирования называют симплекс-методом. Вычисления, обеспечивающие определение значения целевой функции и переменных в одной вершине, называются итерацией.
Для решения рассматриваемой задачи вернемся к теории[44,83,85]. Наиболее распространенным универсальным методом решения задач линейного программирования является симплексный метод. Однако существуют в линейном программировании и специальные методы, которые учитывают особенности математической модели задачи, например распределительный метод решения транспортной задачи линейного программирования.
С помощью симплексного метода можно решить любую задачу линейного программирования. Он был разработан и впервые применен для решения задач американским математиком Дж. Данцигом в 1947 г.
Симплексный метод программирования, как и любой другой, это метод перебора решений. Он вносит определенный порядок в процесс перебора при нахождении первого (исходного) решения и при переходе к другим решениям.
Для того чтобы охарактеризовать в целом симплексный метод, или, как еще говорят, симплекс-метод, напомним: а) вектор х, удовлетворяющий ограничениям (Ах Ь), называется решением; б) вектор х, удовлетворяющий ограничениям (2.3.4), называется допустимым решением.
Допустимые решения распадаются на две группы — базисные и небазисные. Базисные решения могут быть вырожденными и невырожденными. Симплекс-метод реализует целенаправленный перебор только базисных решений. Его идея состоит в следующем.
Имея систему ограничений, приведенную к общему виду, т. е. к системе m линейных уравнений с m+n переменными, находят любое базисное решение этой системы, заботясь только о том, чтобы найти его как можно проще.
Если первое же найденное базисное решение оказалось допустимым, его проверяют на оптимальность. Если оно не оптимально, то переходят к другому, обязательно допустимому базисному решению. Симплексный метод гарантирует, что при этом новом решении целевая функция если и не достигнет оптимума, то приблизится к нему. В случае перехода к вырожденному базисному решению значение целевой функции не изменится.
С новым допустимым базисным решением поступают так же, пока не находят решение, которое является оптимальным.
Если первое найденное базисное решение окажется недопустимым, то с помощью симплекс-метода осуществляется переход к другим базисным решениям, которые приближают нас к области допустимых решений, пока на каком-то шаге перебора, либо базисное решение окажется допустимым и к нему применяют алгоритм симплекс-метода, либо мы убеждаемся в противоречивости системы ограничений.
Таким образом, в симплекс-методе сначала находят допустимое базисное решение системы ограничений или устанавливают факт ее совместимости; затем находят оптимальное решение.
Обоснование состава, структуры и требований, предъявляемых к основным элементам интегрированной системы поддержки принятия решений (ИСППР) при синтезе ИС ОУТ
Системный анализ различных этапов жизненного цикла ИС ОУТ показывает, что в отличии от других искусственных систем, созданных человеком (машин, механизмов, зданий, сооружений и т.п.), данные системы и комплексы должны быть постоянно ориентированы на управляемое развитие (изменение, расширение, реконструкцию) в условиях нестационарного и нерегулярного изменения как объектов и субъектов управления, так и той внешней среды, в которой они функционируют. В противном случае ИС ОУТ превратятся из прогрессивного в консервативный фактор, сдерживающий совершенствование соответствующих процессов управления. Центральную роль в обеспечении необходимого качества управления жизненным циклом ИС ОУТ принадлежит, как уже указывалось ранее 3.1 ИСППР и ее ядру - специальному математическому обеспечению поддержки принятия решений (СМО ППР) [6,57,81,100].
В связи со сложностью и многовариантностью постановки проблемы синтеза и управления развитием ИС ОУН и разработки соответствующей ИСППР необходимо, прежде всего, выработать и обосновать требования, предъявляемые как к ИСППР в целом, так и к ее основным элементам и подсистемам, исходя из специфики тех задач, которые будут решаться в процессе управления жизненным циклом рассматриваемой ИС.
Данные требования можно условно разбить на две большие группы: общие требования, предъявляемые к ИСППР и определяющие ее приспособленность к решению различных классов существующих и перспективных задач проектирования, создания, эксплуатации и совершенствования ИС ОУТ, и, частные требования, предъявляемые к отдельным элементам и подсистемам ИСППР и связанные, в первую очередь, с процессами их построения и применения.
При формулировке и обосновании указанных требований будем, прежде всего, руководствоваться теми положениями и выводами, которые были сформулированы ранее в работах [6,44,81,88]. К числу общих требований, предъявляемых к ИСППР отнесем следующие требования:
1) Обоснованность принимаехмых с использованием ИСППР решений на различных этапах жизненного цикла ИС ОУТ. При этом обоснованность принимаемых решений может быть повышена, во-первых, за счет использования более совершенных (точных, оперативных) методов и алгоритмов обработки информации и оптимального выбора, с использованием которых может быть обработан объем информации значительно превышающей тот объем информации, перерабатываемый соответствующими органами управления без математических моделей. И, во-вторых, обоснованность принимаемых решений может повысится также на основе широкого использования различных классов математических моделей для проведения многократных просчетов, позволяющих количественно оценивать альтернативные варианты действий ЛПР;
2) Обеспечение гармоничного взаимодействия ЛПР с вычислительной средой (создание интеллектуального интерфейса). Опыт эксплуатации различных классов СППР показывает, что формализованные модели (прежде всего математические модели) не позволяют в полной мере учесть все многообразие реального процесса управления ОУТ. Поэтому особую актуальность начинает приобретать вопрос объединения формализованных процедур анализа и выбора, реализованных в рамках СМО, и творческих возможностей ЛПР:
3) Обеспечение открытости СППР и ее способность к адаптации, самоорганизации и развитию. Анализ процессов создания, эксплуатации и совершенствования ИС ОУТ - показывает, что "внешняя среда", с которой взаимодействует как ОУТ, так и собственно ИС постоянно изменяется, это, в свою очередь приводит к изменению параметров и структур указанных объектов. В этих условиях, разработанные на различных этапах с различными целями модели, методы и алгоритмы, входящие в состав СПМО СППР могут лишь приближенно отражать необходимые свойства моделируемых элементов и подсистем ИС ОУТ. Создание универсальных моделей и алгоритмов, реализующих все основные функции автоматизированного управления применительно к рассматриваемым предметным областям, также затруднено [88]. Поэтому реально на практике в зависимости от складывающейся обстановки должен конструироваться или выбираться наиболее пригодный в силу своих свойств тип модели (входящий в состав СППР) и соответствующий ему алгоритм решения той или иной задачи автоматизированного управления.
ИС ОУТ и ее СПМО, находящееся в условиях воздействия нестационарной внешней среды, только тогда будут способны обеспечивать выработку эффективных плановых и регулирующих воздействий, когда будут наделены особыми механизмами (процедурами) адаптации и, в перспективе, самоорганизации, обеспечивающими целенаправленное изменение параметров моделей и самих моделей и алгоритмов СППР с учетом возможных вариантов выдачи управляющих воздействий в будущем, что позволяет, в конечном счете, осуществлять приспособление ИС ОУТ к будущему развитию, как объектов управления, так и внешней среды. Конструирование или выбор типа модели и алгоритма СППР конкретного типа должны явиться функцией специально выделенной подсистемы (адаптера), входящей в состав ИСППР. С помощью данного адаптера путем проведения параметрической и структурной адаптации (а в перспективе и самоорганизации) соответствующих компонент СПМО обеспечивается согласование свойств ОУН, ИС ОУТ со средой, что позволяет сократить до минимума число ситуаций, при которых ИСППР не сможет выдать ЛПР рекомендации по управлению ОУТ, ИС ОУТ на различных этапах их жизненного цикла.
Адаптация рассматриваемых ИС ОУТ, ИСППР предполагает [7,58]: адаптацию к "прошлому" и к "будущему". Для реализации указанных механизмов адаптации необходимо, чтобы в составе ИСППР имелись такие процедуры, которые обеспечивали накопление и сохранение уникального опыта работы органов управления, выявления закономерностей течения процессов управления [8,111], фиксации этого опыта в формализованном виде: в форме алгоритмов переработки информации о компонентах вектора состояния ИС ОУТ в параметры законов управления, в форме решающих правил (алгоритмов) принятия рациональных решений, в форме записей в базе данных или базе знаний;
4) Важнейшим требованием, предъявляемым к ИСППР (особенно на этапе применения ИС ОУТ по своему целевому назначению) является требование своевременности выработки управляющих воздействий. Это связано с тем, что реализация на ЭВМ методов, алгоритмов и программ, входящих в состав ИСППР всегда связана с определенными временными и вычислительными затратами, которые необходимы для обеспечения полноты и качества обработки информации, обоснованности принимаемых решений. В том случае, если обработка информации и выработка управляющих воздействий заканчиваются позже директивного времени, определяемого спецификой функционирования ОУТ в реальном масштабе времени, необходима переработка соответствующих моделей, методов, алгоритмов ИСППР, увеличение мощности и других технических характеристик ИВС, оконечной аппаратуры ИС ОУТ.
