Содержание к диссертации
Введение
1. Пути повышения эффективности управленческих решений в современных социально-экономических системах
1.1. Анализ подходов к повышению эффективности бизнес-процессов современных социально-экономических систем на основе стратегического менеджмента
1.2. Этапы и методы принятия управленческих решений в условиях неопределенности
1.3 Подходы к имитационному моделированию и анализу принятия управленческих решений
1.4 Цели и задачи исследования 48
2. Разработка моделей управленческих решений в социально-экономической системе
2.1. Экономико-математические модели в управлении бизнес процессами организации
2.2. Имитационное моделирование процессов выработки управленческих решений социально-экономических систем
2.3 Формирование адаптивных систем поддержки принятия управленческих решений
Выводы второй главы 80
3. Анализ и оптимизация принятия управленческих решений
3.1 Постановка оптимизационной задачи выбора управленческого решения
3.2 Оптимизационная модель реинжиниринга бизнес-процессов для оценки эффективности инновационных решений
Выводы третьей главы 97
4. Реализация имитационных моделей управления реинжинирингом бизнес-процессов
4.1 Представление бизнес-процессов в системах моделирования 98
4.2. Применение имитационно-математического инструментария для моделирования экономических процессов
4.3 Использование имитационной модели в системе поддержки 115
принятия управленческих решений
Выводы четвертой главы 129
Заключение 130
Список литературы 132
Приложения 145
- Этапы и методы принятия управленческих решений в условиях неопределенности
- Имитационное моделирование процессов выработки управленческих решений социально-экономических систем
- Оптимизационная модель реинжиниринга бизнес-процессов для оценки эффективности инновационных решений
- Применение имитационно-математического инструментария для моделирования экономических процессов
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время информационные технологии используются практически во всех сферах деятельности человека, в том числе в обеспечении функционирования бизнес-процессов. Обоснованное применение информационных технологий существенно повышает конкурентоспособность предприятий за счет увеличения экономической эффективности факторов производства и качественных изменений процессов управления.
Получение экономических результатов от использования информационных технологий возможно только после проведения целого ряда подготовительных мероприятий по оптимизации функционирования бизнес-процессов, определения целей и задач внедрения информационных технологий. Только после этого можно непосредственно приступать к самой автоматизации, то есть выбору или разработке программного обеспечения, закупки оборудования, обучению персонала.
В противном случае - автоматизация хаоса может привести только к автоматизированному хаосу, так как ни компьютеры, ни программы ничего не смогут сделать, если пользователи выполняют свои функции в рамках неоптимальных бизнес-процессов, все недостатки которых перейдут в новую систему.
На текущий момент не существует единой методологии и универсального программного обеспечения для решения динамических задач управления. Анализ использования информационных технологий показывает, что для решения подобных задач в рамках корпоративных информационных систем используется комплексный междисциплинарный подход, основанный на применении системного анализа, имитационного моделирования, методов структурной декомпозиции, экспертных оболочек и т.д.
Таким образом, актуальность диссертационного исследования состоит в разработке оптимизационных и имитационных моделей управления бизнес-процессами и реализации программно-алгоритмического комплекса поддержки принятия управленческих решений в рамках рассматриваемых бизнес-процессов современного предприятия.
Основные исследования, получившие отражение в диссертации, выполнялись в рамках основного научного направления Воронежского института высоких технологий - автономной некоммерческой образовательной организации высшего профессионального образования «Фундаментальные и прикладные исследования по разработке и совершенствованию информационных технологий, моделей, методов и средств автоматизации и управления техническими, технологическими, экономическими и социальными процессами и производствами».
Цели и задачи исследования. Целью исследования является разработка методов, моделей и алгоритмов для системы поддержки принятия управленческих решений в современной социально-экономической системе на основе имитационного моделирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
провести системный анализ существующих подходов к повышению эффективности бизнес-процессов современных социально-экономических систем в условиях неопределенности и определить возможности организации на этой основе системы поддержки принятия управленческих решений;
описать структурную имитационную модель процессов выработки управленческих решений социально-экономических систем для ее использования в компьютерной системе;
сформировать алгоритмы и описать процедуры имитационного моделирования как основы механизма управления бизнес-процессами в контексте их оптимизации и реинжиниринга;
реализовать методы построения и обновления имитационной модели, основанные на оптимальных процедурах принятия решений;
разработать лингвистические средства поддержки принятия
управленческих решения при реинжиниринге бизнес-процессов на основе имитационного моделирования;
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались основные положения системного анализа, стратегического менеджмента, теории вероятностей и математической статистики, методов имитационного моделирования, теории управления, исследования операций и оптимизации.
Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:
динамические процедуры выработки управленческих решений, учитывающие гибкость и адаптивность за счет рассмотрения временных характеристик функционирования исследуемой системы;
оптимизационная модель реинжиниринга бизнес-процессов, позволяющая оценить эффективность инновационных мероприятий при управлении социально-экономической системой;
имитационная модель многоуровневого бизнес-процесса на основе структурной послойной декомпозиции, позволяющая инвариантное описание изучаемой социально-экономической системы;
структура компьютерной системы моделирования и поддержки принятия решений при управлении бизнес-процессами, отличающаяся возможностью ее адаптации к любым производственным системам за счет открытости программного кода модели.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Предлагаемые в работе' алгоритмы и модели могут являться основой для разного рода задач реинжиниринга бизнес-процессов в современных социально-экономических системах, в оценке эффективности инноваций в управлении предприятием.
Проведено обоснование создания лингвистических средств моделирования, интегрирующих достижения в области создания систем поддержки принятия решений.
Сформирована структура и разработано программно-алгоритмическое обеспечение комплекса поддержки управления современными бизнес-процессами.
Учет динамики контролируемых параметров социально-экономических систем, алгоритмические схемы имитационного моделирования эффективности инновационного менеджмента бизнес-процессов позволяют специалистам выбрать оптимальную схему управления.
Созданный комплекс лингвистических средств поддержки принятия решений апробирован в компании ООО «АЗС ТехЦентр», г.Воронеж.
Теоретические и практические результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры систем автоматизированного проектирования и информационных систем Воронежского государственного технического университета и кафедры информационных систем Воронежского института высоких технологий.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2005-2007), Всероссийской конференции "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах (Воронеж, 2005-2007), межвузовской конференции «Моделирование систем и информационные технологии» (Воронеж, 2006-2007). семинарах кафедры системного анализа и управления в медицинских и педагогических системах Воронежского государственного технического университета (2005-2007).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 9 печатных работах, в том числе по перечню изданий, рекомендованных ВАК РФ, 1 работа. Перечень работ приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, изложенных на 145 страницах машинописного текста, списка литературы (161 наименование), приложения, содержит 24 рисунка, 11 таблиц.
Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цели и задачи работы, методы решения сформулированных задач, отмечены основные результаты исследования, выносимые на защиту, определена их научная новизна и практическая значимость, приведены сведения об апробации и внедрении результатов работы.
Первая глава посвящена системному анализу методологических основ повышения эффективности бизнес-процессов современных социально-экономических систем па основе стратегического менеджмента. Обоснована необходимость создания специализированных методов анализа, к которым относятся имитационные модели. Использование методов имитационного эксперимента объясняется практически отсутствием ограничений в детализации математического описания структуры сложных социально-экономических и производственных систем, возможностью изучения их динамических режимов в многомерном пространстве параметров.
Описывается процесс принятие решений в условиях определенности, риска и неопределенности, рассмотрено применение методов экспертной оценки, бизнес - планирования, методов анализа и проектирования сложных систем в качестве методик поддержки принятия управленческих решений.
Далее изложены основные существующие подходы к решению задачи имитационного моделирования управления бизнес-процессами, рассмотрены предпосылки, сфера применения и ограничения указанной задачи.
Исходя из требований к структуре математического и программно-алгоритмического обеспечения поддержки принятия решений управления бизнес-процессами сформулированы цель и задачи исследования.
Во второй главе работы рассмотрены особенности экономико-математического моделирования как метода исследования и разработки
управленческих решении, учитывающих сложность и
многофункциональность систем управления. Указано, что прогнозирование развития организации и разработка альтернативных вариантов решений в условиях неопределенности возможно при использовании аппарата имитационного моделирования. Даны характеристики имитационных моделей, как инструмента для выработки управленческих решений, учитывающих структуру организации, взаимосвязь управляющих параметров, бизнес-процессов и результирующих показателей подсистем. Рассмотрено формирование адаптивных систем управления бизнес-процессами, описаны методики реинжиниринга бизнес процессов.
В третьей главе рассматривается постановка оптимизационной задачи выбора управленческого решения в аспекте реинжиниринга бизнес-процессов, рассмотренного во второй главе данного диссертационного исследования. Предлагаемый подход на основе теории графов и структурных матриц позволяет, таким образом, оценить эффективность функционирования организационной структуры и исследовать альтернативные варианты ее построения.
Далее в главе рассмотрена оптимизационная модель реинжиниринга бизнес-процессов для оценки эффективности инновационных решений. Для ее решения использовался подход алгоритмом «пожирающего» типа. Предлагаемая процедура является двойственной, так как использует исключение наименее выгодных переменных из заведомо неоптимального решения. Описанный метод сравнительно легко реализуем в формате решения задачи о ранце.
Также рассмотрена задача учета динамики предлагаемых инновационных решений в реинжиниринге бизнес-процессов.
Четвертая глава посвящена разработке программного обеспечения комплекса поддержки принятия управленческих решений и имитационного моделирования. На основе структурного анализа многослойных бизнес-процессов разработана и реализована имитационная модель, которая может
12 быть использована в адаптивном управлении и реинжиниринге современных бизнес-процессов.
В главе проанализированы основные технологии представления бизнес-процессов в информационных системах моделирования, показаны особенности применения имитационного моделирования как основного инструмента реализации процедур принятия сложных многоступенчатых управленческих решений.
Результаты моделирования проанализированы на основе многомерных статистических методов. Построена регрессионная зависимость между показателем экономического потенциала и выделенным факторами.
В заключении подведены итоги диссертации в целом, сделаны общие выводы и сформулированы основные результаты работы.
В приложениях приводятся исходный текст имитационной модели; копии актов внедрения
Этапы и методы принятия управленческих решений в условиях неопределенности
Управленческое решение - средство, акт осуществления управляющего воздействия, способ выражения управленческих отношений [109]. Управленческое решение направлено на достижение целей организации и принимается с учетом ограниченности имеющихся ресурсов. Принятие решения представляет собой выбор альтернативы из нескольких, обеспечивающих продвижение к поставленным перед организацией целям, Решения определяют величину управляющего воздействия на объект. Совершенствование управления - это прежде всего повышение качества управленческого решения.
Выбор оптимальной альтернативы из возможных альтернатив осуществляется менеджерами на основе как их собственных знаний и опыта, так и при помощи широко используемых методов науки управления. Чем сложнее объект управления, тем большее количество разнородной информации необходимо учитывать в процессе такого выбора. Наиболее эффективным является тот выбор, который будет реализован и внесет наибольший вклад в достижение конечной цели. Главное в процессе принятия решений - представление основ, позволяющих производить выбор альтернативы с наибольшей эффективностью, определение и учет факторов, способных в каждой конкретной ситуации повлиять на результат принимаемого решения и достижение целей организации.
Каждое организационное решение в процессе его подготовки и реализации подразделяется на шесть частных решений: определение, какие проблемы должны быть решены, - выбор и определение проблем, возникающих в текущем порядке перед организацией; отбор ближайших проблем для решения - определение приоритета проблем по важности и установление очередности их решения; разрешение отобранных проблем - нахождение альтернативных решений, оценка значения каждого из них и выбор наиболее предпочтительных; внедрение решения - принятие решений, необходимых для осуществления избранного варианта; модификация первоначального решения, основанная на изучении результатов, - принятие решения о том, когда какое из первоначальных решений должно быть усовершенствовано после опытных результатов и каким путем; стандартизация решений - принятие решения выбора проблем, которые встречаются довольно часто и могут решаться по имеющимся аналогам[6].
Принятие отдельных управленческих решений в практике менеджмента может осуществляться на основе интуиции (интуитивное решение), а также на основе знаний, логических суждений и практического опыта (решение, основанное на суждении). Но в ситуациях, которые являются действительно новыми для организации, опыт предыдущих решений не может служить основой для выбора альтернативы. Это касается также выработки стратегических решений: стратегическое управление в целом направлено на формирование будущего организации, и, следовательно, основой для принятия стратегических решений является в значительной степени информация о возможных изменениях, перспективах развития организации и прогнозирование развития ситуации. С этой точки зрения обоснованными следует считать рациональные решения, принимаемые на основе объективного аналитического процесса. Рациональное решение не зависит от прошлого опыта и вероятности повторения ситуации, в которой оно принимается. Выбор альтернативы в данном случае будет зависеть от правильной диагностики проблемы, критериев и ограничений для принимаемого решения, а также количественного обоснования и оценки существующих альтернатив.
Принятие управленческих решений, направленных на реализацию долгосрочной стратегии развития организации, может быть связано также с выбором приоритетов в достижении целей отдельных подразделений. Правильное стратегическое решение для какой-либо организационной единицы (части) обычно не является таковым для фирмы в целом. Выработка и реализация стратегических решений на высшем уровне стратегической пирамиды предполагает увязывание целей связанных групп, в первую очередь - интересов представителей долей общего капитала. При этом акционеры и менеджеры компании по-разному смотрят на одни и те же решения. Возможные противоречия между отдельными решениями, направленными на достижение различных целей (например, повышения текущей прибыльности компании в интересах акционеров или инвестиций в производство, обеспечивающих увеличение прибыли в будущем), возможно при принятии так называемых ограниченно-рациональных или политических решений. Характерными для субъектов стратегического менеджмента являются, таким образом, управленческие решения, учитывающие возможное развитие ситуации и позволяющие менеджерам способствовать формированию благоприятных внешних и внутренних условий функционирования организации.
Одной из важнейших задач теории приня гия решений является четкое определение этапов процесса принятия решений [118]. Содержание каждого этапа зависит от условий, характера и вида решений, а также различных внутренних и внешних факторов, влияющих на принятие решений: знаний и опыта лица, принимающего решения (ЛПР), уровня полномочий ЛИР, наличия и полноты необходимой информации, возможности применения специальных методов и технологий принятия решения, повторяемости ситуации и т.п. Не существует общего мнения о количестве и содержании этапов, из которых в действительности состоит процесс выработки и принятия решений по управлению организацией. Прежде всего это является следствием значительного различия обстоятельств, в которых протекают конкретные процессы и из-за которых различным этапам процесса выработки решений в разных ситуациях придается разное значение. Можно выделить несколько основргых подходов к формализации процесса принятия решений в организации.
Имитационное моделирование процессов выработки управленческих решений социально-экономических систем
Применение информационных технологий способствовало развитию и использованию в практике управления организацией методов имитационного моделирования. Эти методы используются для исследования сложных многофункциональных систем, выработки правил принятия управленческих решений и прогнозирования развития СоЭС в тех ситуациях, которые не поддаются решению аналитическими методами. Метод имитационного моделирования внутренних и внешних условий деятельности организации-субъекта рыночных отношений является одним из методов принятия управленческих решений на этапах выявления проблем, выбора, определения и оценки возможных результатов управленческого воздействия.
Сущность метода состоит в построении имитационной модели исследуемого объекта и в целенаправленном экспериментировании с этой моделью для получения ответов на те или иные вопросы [95]. Метод имитационного моделирования может рассматриваться как экспериментальный метод исследования, однако в качестве объекта исследования выступает реализованная при помощи компьютера имитационная модель.
Имитационная модель позволяет руководителю определить необходимую меру воздействия на реальную систему - управленческое решение, результат которого приведет к повышению эффективности организации при изменении тех или иных релевантных переменных. Экспериментируя на модели системы, можно установить, как она будет реагировать на определенные изменения или события, в то время когда отсутствует возможность наблюдать эту систему в реальности [74].
Имитационное моделирование рыночных процессов позволяет вводить в компьютерный эксперимент факторы риска и неопределенности. Управление организацией - субъектом рынка в таких условиях предполагает прогнозирование развития конкурентной ситуации. Формализация условий функционирования организации требует структурирования и анализа данных о рынке, построения системы экономической информации, которая в комплексе с данными о внутренней среде организации служит основой для стратегического планирования и принятия решений.
Применение метода имитационного моделирования в исследовании функционирования социально-экономического объекта включает два основных этапа: 1. построение имитационной модели объекта; 2. целенаправленное экспериментирование с имитационной моделью.
От качества имитационной модели и ее адекватности исследуемому объекту в значительной степени зависит эффективность решения поставленной задачи. Имитационная модель должна отражать объект и процесс его функционирования именно с тех сторон, которые представляют наибольшую ценность с точки зрения исследователя. Функционирование любого объекта сопровождается дискретным или непрерывным изменением большого числа показателей. Выбор показателей, характеризующих особенности функционирования объекта, определение границ и закономерностей их изменения производятся на этапе построения имитационной модели. Функционирование исследуемого социально-экономического объекта связано, как правило, с изменением очень большого количества характеризующих его показателей (многокритериальность задачи). Ряд этих показателей не поддается формализации в процессе построения модели, отдельные показатели могут быть исключены из рассмотрения в рамках данной модели, так как не представляют интереса с точки зрения целей исследования. В зависимости от целого ряда факторов отдельные показатели, изменяющиеся в реальной экономической системе, могут быть представлены в имитационной модели условными величинами (коэффициентами), значения которых определяются эмпирическим путем для определенного условиями исследования состояния объекта. Эти показатели (характеристики) являются, тем не менее, взаимосвязанными и играют значительную роль в процессе имитации функционирования объекта. Показатели, изменение которых носит в действительности непрерывный характер, могут быть заменены в имитационной модели дискретно изменяющимися величинами (параметрами), значения и соотношения которых в каждый момент времени определяют состояние исследуемого объекта.
Таким образом, при построении имитационной модели производится необходимая для математического описания объекта формализация происходящих процессов. Формализованное представление объекта исследования заменяет сам исследуемый объект и носит название системы. Функционирование данного объекта характеризуется изменением значений взаимозависимых показателей (параметров). Каждое сочетание мгновенных значений параметров системы соответствует мгновенному состоянию системы. Процесс функционирования системы, заменившей экономический объект, представляет собой, таким образом, процесс изменения ее состояния во времени. Заключительным шагом этапа формализации процесса функционирования объекта является математическое описание взаимосвязей между характеристиками состояния системы, соответствующей этому объекту, с учетом параметров системы и коэффициентов, характеризующих внешние воздействия [79].
Построение абстрактной системы, заменяющей экономический объект исследования, существенно затруднено из-за сложности формализации и математического описания такого объекта. Выбор показателей, характеризующих состояние объекта, опирается в этом случае на опыт и суждение экспертов, а также данные экономической статистики. Результаты исследования экономического объекта при помощи имитационной модели для их дальнейшего практического использования должны быть представлены в виде показателей, поддающихся учету и анализу в реальных социально-экономических системах [112].
Оптимизационная модель реинжиниринга бизнес-процессов для оценки эффективности инновационных решений
Инновации следует рассматривать в качестве наиболее очевидной и важной тенденции современного развития рынков [33, 37, 49, 67]. За последние 15-—20 лет инновационные процессы ускорились благодаря интернационализации и глобализации деятельности. Поиск и внедрение инновационных инструментов связан с изменениями в макросреде, рыночной конъюнктуре, с достижениями научно-технического прогресса.
Формирование и использование инноваций является одной из важнейших составляющих общей стратегии реинжиниринга бизнес-процессов. При этом сами инновации выступают в качестве инструментов, рычагов, посредством которых фирма продвигается к намеченным стратегическим рубежам.
Сформулируем общие цели инновационной стратегии фирмы: поддержание непрерывности инновационного процесса; согласование текущих и перспективных задач инновационной стратегии с ориентирами общей стратегии реинжиниринга бизнес-процессов; максимальный охват всех сфер деятельности фирмы инновациями; эффективное влияние инновационной стратегии на конкурентоспособность продуктов или услуг; анализ и контроль состояния и изменения рынка инноваций. Инновационный менеджмент- предполагает использование управленческих функций и приемов применительно к этапам инновационного процесса, охватывающего весь период времени от появления новой идеи до момента регистрации конкретного эффекта от ее внедрения [100, 104, 115]. Инновационный менеджмент направлен на решение следующих основных задач: диагностика коллективов специалистов (ученых-исследователей, экспертов) с точки зрения достаточности их интеллектуального и творческого потенциала, психологической совместимости, сосредоточенности на единой цели; мониторинг рыночного поведения и спроса потребителей на продукты или услуги, характеризующиеся высокой степенью инновационности; максимальное сокращение временного периода «научная идея — практическое внедрение — финансовый результат»; постоянное наблюдение за инновациями на мировых рынках; обеспечение условий для рационального и эффективного продвижения инноващш и включения их в оперативную деятельность фирмы при разработке ее стратегии; квалификационная оценка финансового, функционального, текущего и стратегического аспектов эффективности внедренных инноваций.
Исходя из сформулированных задач инновационного менеджмента, наибольшего внимания, на наш взгляд, заслуживает использование концепции стратегической социально-экономической единицы (ССЕ). ССЕ включает направление или группу направлений социально-экономической деятельности с четко выраженной специализацией, своими конкурентами, рынками и так далее. Каждая ССЕ должна иметь собственную генеральную цель, отличную от целей других ССЕ, а также может представлять собой отделение, филиал, группу цехов или отдельный цех, т.е. находиться на любом уровне иерархической структуры, причем отдельные производственные и функциональные подразделения получают статус центров прибыли.
Ответственность за результаты деятельности ССЕ как в краткосрочном периоде, так и в долгосрочной перспективе возлагается на одного менеджера. Концепция ССЕ позволяет наиболее полно реализовать следующие принципы, имеющие большое значение для реинжиниринга бизнес-процессов: централизации разработки стратегии; децентрализации процесса ее реализации; обеспечение гибкости управления; обеспечение адаптивности управления; вовлечение в процесс управления менеджеров всех уровней.
Рассмотрим принципиальную схему организационной структуры управления с использованием концепции ССЕ. В основу организационной структуры управления положена модель диверсифицированной организации, ориентированной на стратегическое управление. В рассматриваемой модели организационной структуры управления ССЕ занимают средний уровень власти, через который реализуется стратегическое управление. На нижнем этаже управления находятся центры прибыли (ЦП), создаваемые на базе производственных и функциональных подразделений организации; и через них реализуется оперативное управление производством. ЦП, включенные в состав ССЕ, как правило, должны представлять собой структурные производственные подразделения по переделам (цехи, участки, функциональные службы), тзсно связанные в технологические цепочки по одному из основных направлений деятельности. Эти ЦП функционируют на условиях коммерческого расчета различной степени самостоятельности в составе ССЕ. ЦП, не вошедшие ССЕ, также можно разделить на 2 группы: дочерние фирмы различных организационно-правовых форм, обладающие юридической самостоятельностью; подразделения, непосредственно подчиненные руководству организации, действующие на условиях коммерческого расчета. На инновационную стратегию фирмы все большее влияние оказывают возможности идентифицировать и развивать знания, создавать на их базе ключевые компетенции, превращая их, в конечном счете, в инновации. Стратегия компаний становится эффективной в случае комбинирования знаний (компетенций) с другими ресурсами. В теории менеджмента источники инновационной активности, в том числе знания, оцениваются как наиболее сложные для управления. Однако они позволят фирме не только обойти конкурентов на уже освоенных рынках, но и проникнуть на новые. Внедрение инноваций является затратным процессом, и, как правило, вызывает временное ухудшение показателей оценки деятельности. Это связано с изменением структуры затрат и производительности процессов -объектов инноваций. С позиции реинжиниринга инновация означает отказ от старого способа протекания процесса. Решение об использовании инноваций принимается на основе сопоставлений ожидаемого эффекта с затратами на инновация. Математическое моделирование процесса внедрения инноваций можно проводить на макроуровне и на микроуровне. Мы построим такую модель для организации, состоящей из некоторого числа ССЕ, для каждого из которых задан список инноваций. Инновации обладают свойством независимости, т.е. каждое. из них может либо не внедряться, либо внедряться. Для каждой пары «ССЕ - инновация» заданы затраты и ожидаемая эффективность. Затраты (вложения) формируются за счет двух источников: собственные средства ССЕ и средства организации. Средства организации распределяются между ССЕ, поэтому нужно составить план внедрения инноваций и распределения средств организации между ними.
Дадим формальную постановку задачи. Пусть N- множество ССЕ, \N\ = п. Входящие в организацию ССЕ, будем обозначать индексом J. Пусть Mt -множество инноваций / которые могут внедряться в организации в течение планового периода. Будем считать, что для каждого ССЕ j задан список инноваций Mj. Разумеется, списки инноваций могут содержать одинаковые элементы, а соответствующие множества иметь непустые пересечения. Предположим, что внедрение инновации / на ССЕ j даст экономический эффект Су. Предположим также, что вложения собственных и корпоративных ресурсов [115] измеряются в денежном выражении, но не являются взаимозаменяемыми. Пусть внедрение инновации / на ССЕ j требует яу единиц собственных ресурсов и Aij единиц корпоративных. Собственные средства ограничены величинами к, объем корпоративного фонда равен В. В силу отмеченных особенностей порядка внедрения инноваций, введем булевы переменные x,j е {0,1}, где ху = 1, если инновация / є Mj внедряется в организации/ є N и хи- = 0, в противном случае.
Применение имитационно-математического инструментария для моделирования экономических процессов
Рассмотрим структуру и особенности разработки имитационных моделей с использованием системы имитационного моделирования Pilgrim, являющейся основным инструментальным средством диссертационного исследования.
Взаимодействия дискретных и непрерывных компонентов представляются графом стохастической сети. Каждый узел сети представляет независимый процесс в имитационной модели. Причем каждый элементарный процесс модели является параллельным вычислительным процессом в ЭВМ, выполняемым в едином модельном времени с учетом временной, пространственной и финансовой динамики.
Внутренняя реализация модели использует объектно-ориентированный способ представления экономических процессов [89, 90]. Рассмотрим основные объекты динамической системы: транзакты, узлы, события и ресурсы.
В экономических процессах задействованы материальные, финансовые и информационные потоки, которые порождаются и взаимодействуют с объектами модели. В общем случае будем называть динамический объект, являющийся элементом представленных потоков, транзактом. Он
107 представляет собой формальный запрос на обслуживание, и обладает набором динамически изменяющихся свойств и параметров. Пути миграции транзактов по графу стохастической сети определяются логикой функционирования компонентов модели.
Узлы модели представляют собой средства обслуживания транзактов, посредством которых транзакты могут задерживаться, обслуживаться, порождать семейства новых транзактов, уничтожать другие транзакты. Вид обслуживания транзакта определяется типом узла. Полный перечень типов узлов, которые можно использовать при создании модели приведен в таблице 4.1.
Одним из базовых понятий имитационного моделирования является событие, определяемое как изменение состояния системы. Моделирование системы на Pilgrim, по существу, представляет собой имитацию последовательности переходов системы из одного состояния в другое в некоторые моменты времени, поэтому важнейшим является организация единого модельного времени. В общем случае событием называется факт выхода из узла одного транзакта. Управление событиями осуществляет координатор network, который определяет правила движения транзактов и координацию взаимодействующих процессов. Время в модели отображается в условных единицах, масштаб которых устанавливается исследователем. При этом моделирование, в зависимости от поставленных целей, может осуществляться в реальном, ускоренном или замедленном времени.
Описание модели представляет собой последовательность блоков, каждый из которых соответствует некоторому оператору (подпрограмме). Процесс моделирования состоит в порождении, удалении из модели и в продвижении от блока к блоку модели по определенным правилам транзактов, представляющих совокупность ряда числовых и/или логических характеристик.
В процессе моделирования может быть образовано несколько списков: список текущих событий содержит транзакты, которые должны перемещаться в текущий момент модельного времени; все они имеют одинаковое время, равное текущему, и если их приоритеты совпадают, то очередной транзакт для перемещения выбирается по правилу FIFO; список будущих событий содержит транзакты, которые будут перемещаться по модели в будущие моменты времени; в этот список попадают транзакты, вошедшие в блоки имитации задержки или заблокированные по каким-либо условиям; списки прерываний, синхронизации и пользователя содержат транзакты, обслуживание которых прервано по некоторым условиям, задаваемым блоками прерывания, синхронизации или находящимся под управлением пользователя.
Алгоритм событийного моделирования состоит в формировании, просмотре и изменении этих списков, в перемещении транзактов из одного списка в другой и в продвижении одного из транзактов (активного, находящегося на вершине списка текущих событий) по блокам модели.
Продвижение текущего транзакта продолжается по блокам модели до тех пор, пока не произойдет одно из следующих событий: транзакт входит в блок задержки, в котором время транзакта увеличивается на значение, определяемое параметрами узла, и транзакт переходит в список будущих событий; транзакг входит в один из блоков проверки условий, и условие не позволяет транзакту перемещаться дальше (наступает условие блокировки), тогда транзакт переводится в список будущих событий; транзакт входит в блок удаления TERMINATE.
Затем выбирается из списка текущих событий следующий транзакт и начинается его продвижение по модели. Если становится невозможным продвижение всех транзактов из списка текущих событий, то изменяется текущий момент времени (т. е. наступает время следующего события или группы событий) и все сказанное выше повторяется.
При решении задач динамического управления ресурсами в системе имитационного моделирования Pilgrim выделяют три основные типа ресурсов [24], каждому из которых соответствует свой прием моделирования: базируемые, мобильные и денежные.
При работе с базируемыми ресурсами поток транзактов поступает в очередь к такому ресурсу, представляющему собой базу, к которой приписаны какие-то единицы ресурса, которые можно использовать только на данной базе. Реально базируемый ресурс имитируется в виде многоканального обслуживающего прибора, описываемого узлом типа SERV. Каждой единице базируемого ресурса соответствует один канал обслуживания. Канал захватывается транзактом на время, которое может зависеть от атрибутов узла, транзакта и других параметров.
В модели автоматически определяется задержка в очереди, описываемой в виде узла QUEUE, и загрузка базируемого ресурса. Существует возможность работы с приоритетами. По истечении времени обслуживания канал-владелец ресурса освобождается, а транзакт переходит в следующий узел. При этом каналы могут работать в режиме прерывания обслуживания менее приоритетных транзактов более приоритетными. Число свободных каналов в SERV - это остаток ресурса, а количество транзактов в очереди QUEUE - это дефицит ресурса. Мощность базируемого ресурса представляет собой постоянную величину.
Мобильный ресурс представляет собой своеобразный "склад" единиц ресурса. Транзакт попадает к нему в очередь и требует выделения определенного количества единиц ресурса. Склад ресурсов описывается в имитационной модели в виде узла ATTACH. Обслуживанием транзактов занимается узел типа MANAGE, который и выделяет транзакту требуемое число единиц ресурса. Узел в состоянии обслуживать любой склад. Обслуженный транзакт проходит узел MANAGE и продолжает движение по графу модели с захваченными единицами ресурса до тех пор, пока в соответствии с какими-то условиями он не вернет все или часть единиц ресурса с помощью функции (узла) DETACH. Транзакт может несколько раз становиться в очередь к одному и тому же ресурсу, получая его дополнительные единицы.
При работе с мобильными ресурсами транзакт может отдать какие-то единицы ресурса не только на тот склад, где он их получил, но и на любой другой. Данная особенность реализуется с помощью функции (узла) CARRYOFF. В модели автоматически определяется задержка в очереди ATTACH, загрузка ресурса, остаток и дефицит, при этом начальная мощность задается функцией SUPPLY при инициализации модели.
