Методология и инструментарий автоматизированной технологии программного планирования больших технико-экономических систем

Бендиков, Михаил Абрамович

Темы диссертаций по экономике » Математические и инструментальные методы экономики

Методология и инструментарий автоматизированной технологии программного планирования больших технико-экономических систем тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат

Ученая степень	доктор экономических наук
Автор	Бендиков, Михаил Абрамович
Место защиты	Москва
Год	1996
Шифр ВАК РФ	08.00.13

Автореферат диссертации по теме "Методология и инструментарий автоматизированной технологии программного планирования больших технико-экономических систем"

На правах рукописи

2 9 ДПР 15Й8

БЕНДИКОВ МИХАИЛ АБРАМОВИЧ

МЕТОДОЛОГИЯ И ИНСТРУМЕНТАРИЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ БОЛЬШИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

(на примере космического машиностроения)

Специальность 08.00.13 - "экономико-математические методы"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук

Москва-1996

Работа выпонена в Московском экономико-статистическом институте и в организации "Агат" (Центральном институте экономики) Российского космического агентства.

Научный консультант - доктор экономических наук, профессор,

академик Академии организационных наук ЛАГОША Борис Александрович.

Официальные оппоненты - доктор экономических наук, профессор

КОВАЛЬКОВ Юрий Александрович,

- доктор экономических наук, профессор МЕДНИЦКИЙ Владимир Георгиевич,

- доктор экономических наук ХРУСТАЛЕВ Евгений Юрьевич.

Ведущая организация - Центральный научно-исследовательский

институт экономики, информатики и систем управления (ЦНИИ ЗИСУ) Госкомоборонпрома РФ.

Защита состоится 23 мая 1996 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д. 053.19.02 в Московском экономико-статистическом институте по адресу: 119501, Москва, ул. Нежинская,7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " " апреля 1996 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат экономических наук, профессор

В.П.Божко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Экономические преобразования, осуществляемые в России на основе рыночных законов функционирования хозяйственного механизма, вносят коренные изменения в структуру материального производства и в производственные отношения, что неизбежно влечет за собой изменение в методах управления промышленностью. В поной мере это относится и к той ее части, основное назначение которой - выпонение на основе государственного заказа программ разработки и производства приоритетной для государства продукции. Хозяйствующие субъекты, принимая на себя обязательства по участию в программах, независимо от формы собственности, включаются в сферу государственного управления этими программами, содержащую икформацианно-аналитическуо технологию принятия и поддержки программных решений в организации производства и научных исследований, если речь идет о наукоемких отраслях промышленности.

Одной из таких отраслей является космическая промышленность России - научно-испытательная и производственная база ее космической деятельности. Основной формой планирования ее развития, в соответствии с Законами "О космической деятельности" и "О государственном прогнозировании... "п. являются догосрочные программы и годовые планы работ по созданию и использованию космической техники. В настоящее время при формировании этих программ актуализировались экономические и социальные, а не только научно-технические, организационные или политические аспекта их реализации.

Это вызвано реформированием хозяйственного механизма на основе рыночных законов, переориентацией с поной государственной поддержки на коммерциализацию космической деятельности, резким сокращением возможностей госбюджетного финансирования ряда дорогостоящих проектов, структурными изменениями и расширением прав предприятий на базе новых форм собственности, утратой части космического научно-производственного потенциала, оказавшегося за пределами России, и другими причинами.

Следует отметить, что и при административно-распределительных методах управления экономикой оценке экономической эффективности крупных проектов государственного масштаба, сопоставлению экономической реализуемости различных вариантов программ и перспективных планов в космической отрасли уделялось большое внимание. Но при принятии решений на государственном уровне экономические и социальные факторы не всегда довлели над политическими,

11 Законы Российской Федерации: "О космической деятельности" от

20 августа 1993 года N 5663-1, "О государственном прогнозировании и программах социально-экономического развития Российской Федерации4 от 20 июля 1995 года Н 115-ФЗ.

военными и другими, в том числе над фактором "престижа страны" любой ценой.

Догосрочное планирование наукоемкого космического производства, в отличие от других видов производства, обладает специфической особенностью - оно не может игнорировать при принятии программно-плановых решений энтропию, связанную с научно-техническим риском разработки, испытаний и производства продукции с длительным поным жизненным циклом (ЖЦ). Прогнозирование последствий дорогостоящих, а потому стратегических для заказчика проектов осуществляется в рамках программно-целевой методологии, согласно которой целевая эффективность каждого технического проекта и программы в целом достигается путем динамического расписания целереализующих мероприятий (организационных, методических, научно-исследовательских, производственных и других) с указанием объемов финансирования, сроков и испонителей работ проекта.

Множественность факторов и различная степень их влияния на процесс принятия решений и их последующее сопровождение создают предпосыки для вариации путей достижения программных целей, в результате чего возникает необходимость технико-экономического обоснования и выбора "лучших" из некоторого множества альтернативных вариантов реализации программы. Формирование исходного множества вариантов достижения программных целей и собственно выбор, основанный на мере эффективности последних, можно обеспечить средствами компьютерного моделирования процесса формирования и согласования работ программы, оптимизации затрат на ее реализацию и последующим экспериментированием на моделях и расчетно-аналити-ческих процедурах, осуществляемым специалистами-экспертами в рамках программно-целевой методологии и в соответствии с организационно-технической и хозяйственной логикой реализации программы.

Использование экономико-математических методов для целей программного планирования поддерживается системой отработанных нормативов и методик, выявленными закономерностями развития космической техники, положенными в основу современной автоматизированной информационной технологии принятия управленческих решений.

Теоретические аспекты моделирования больших технико-экономических систем на основе описания закономерностей их функционирования в виде оптимизационных, балансовых, имитационных моделей, а также практический опыт их применения при решении широкого круга задач планирования всех уровней управления и отраслей достаточно поно исследованы и отражены в литературе по теории оптимального управления, экономико-математическим методам, математическому программированию. В большинстве своем они решают задачи распреде-

ления "портфеля" заданий (заказов) и ресурсов для экономических объектов, структура которых адекватно описывается нормативными матрицами затрат на производство и различными, иногда сложными, целевыми функциями. Но при моделировании развития космической техники важно учитывать ее специфические свойства, - связанные с длительным циклом выпонения заказов и слабой степенью структуризации отдельных видов работ и мероприятий, включаемых в состав программ.

Следовательно, совершенствование планирования космического машиностроения требует, помимо учета специфических особенностей его функционирования, решения проблемы методологии формирования и оптимизации догосрочных программ развития наукоемких отраслей, поскольку исследования в этой области в основном касаются функций управления научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами (НИОКР) и не учитывает особенности развития техники как объекта программного планирования, а также ее адаптации к условиям стремительно развивающегося информационного пространства на базе компьютеризации управленческих технологий.

Актуальность совершенствования методологии и автоматизированного инструментария программного планирования космической деятельности обусловлена многими причинами:

происходящим в условиях становления рыночных отношений изменением функций государства в области управления экономикой и социальной сферой, их децентрализацией в пользу региональных и самостоятельных экономических структур с одновременным сохранением роли государства при реализации крупномасштабных проектов общенационального значения. Достижение целей в области космоса в силу их специфики дожно осуществляться под управлением государства;

необходимостью принятия наиболее эффективных программно-плановых решений в условиях ограниченных возможностей экономики страны в проведении работ по многим проектам различного назначения и связанным с этим ранжированием целей и приоритетов национальной космической программы;

недопустимостью снижения научно-технического потенциала и задела космических исследований в условиях их высокой эффективности и конкурентоспособности на мировом рынке;

сложностью космической техники, требующей постоянного совершенствования системы планирования и управления разработками;

альтернативностью путей достижения программных целей и соответствующих им плановых решений, вытекающей из этого проблемы выбора путем многовариантных расчетов в режиме реального времени; объективной необходимостью критического осмысления накоплен-

ного опыта и трансформации теоретических основ создания автоматизированной технологии принятия и поддержки программных управленческих решений применительно к структурным преобразованиям космической отрасли и условиям перехода информационного обеспечения в категорию рыночного товара.

Таким образом, недостаточная теоретическая и практическая проработанность методологии формирования, согласования и оптимизации программ развития отрасли космического машиностроения, необходимость повышения их научной обоснованности и целевой эффективности в новых экономических условиях определили выбор темы диссертационной работы. Она-заключается в исследовании закономерностей создания и устойчивого функционирования автоматизированной информационной технологии перспективного программного планирования и управления научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами, производством и ресурсами космической отрасли, обосновании методологии и разработке инструментария технологии программно-плановых решений, основу которых составляют принципы, методы, нормативы и модели согласования работ программы, позволяющие сбалансировать цели развития техники с имеющимися у испонителей ресурсами. Результаты исследования, полученные на основе сочетания методологии программного планирования, теоретического потенциала моделирования, практической работы и профессионального опыта специалистов, повышают уровень адекватности и научную обоснованность программно-плановых решений, их экономическую эффективность и оперативность.

Объектом исследования является процесс формирования реализуемых альтернативных вариантов догосрочных программ развития наукоемкой отрасли космического машиностроения в условиях функционирования автоматизированной модельной технологии принятия и поддержки управленческих программно-плановых решений, а предметом исследования - теоретические, методологические и практические аспекты совершенствования этого процесса.

Теоретической и методологической основой диссертационной работы явились труды отечественных и зарубежных ученых и специалистов по проблемам догосрочного программно-целевого планирования больших технико-экономических систем, оптимального управления, прогнозирования и экономической статистики, экономико-математического моделирования, интелектуальных информационных технологий, а также теории и практики системной разработки программно-математического обеспечения и баз данных автоматизированного управления.

Основной целью работы является обоснование методологии и

исследование закономерностей создания автоматизированной, интелектуально насыщенной модельной технологии перспективного программного планирования (АМТП) большой технико-экономической системы - космической отрасли, повышающей эффективность .программных решений и позволяющей, используя методы экономико-математического моделирования и анализа результатов, формировать на основе поных жизненных циклов космических систем взаимосогласованную и сбалансированную по ресурсам и инвестициям космическую программу по разделам научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ, производства, снижая при этом трудоемкость программных исследований.

В соответствии.с намеченной целью потребовалось теоретически обосновать и разработать практически:

структуру и концептуальную основу (принципы) функционирования системы информационно-аналитического обеспечения программного планирования космической деятельности;

направления совершенствования перспективного программного планирования развития отрасли на основе системного подхода и анализа специфических особенностей космической деятельности, имея в виду, в первую очередь, повышение научного уровня и целевой эффективности планирования;

экономико-математический инструментарий планирования развития отрасли (модели и агоритмы оптимизации и согласования программно-плановых решений, имитационные модели функционирования предприятий и отрасли в целом, реализации технических комплексов);

методику реализации АМТП на основе диалоговых процедур, обеспечивающих интерактивное взаимодействие ПР с моделями, агоритмами и базами данных программного планирования;

методологические подходы к автоматизации средств проектирования АМТП на основе системного моделирования и комплекса вычислительных средств ЭВМ ЕС - ПЭВМ;

структуру, информационную и техническую базу АМТП; агоритмы и программно-математическое обеспечение АМТП развития отрасли для ПЭВМ;

методику использования АМТП для решения конкретных задач формирования догосрочной программы.

Оснащение перечисленными инструментальными средствами непосредственных пользователей и эксплуатантов технологии обеспечивает ориентацию исследования на следующие конечные цели:

- улучшение состояния экономики отрасли и ее технико-экономических показателей;

- максимальное удовлетворение потребностей общества в произ-

водимой технике и услугах отрасли;

- увеличение использования научно-производственного потенциала отрасли и улучшение технико-экономических показателей субъектов рынка космической техники и услуг;

- повышение уровня интелектуальной поддержки программно-плановых решений и технико-экономических обоснований и др.

Конечные цели исследования прямо или косвенно имеют реальный экономический аспект.

Научная новизна и значимость работы заключаются в теоретическом обобщении и решении научной проблемы в области создания и применения автоматизированных информационных технологий в управлении отраслями наукоемкого машиностроения, основополагающихся на программно-целевой методологии догосрочного планирования и экономико-математическом моделировании функционирования и развития больших технико-экономических систем. Впервые выпонено системное исследование процесса формирования, обоснования и оптимизации программ развития специфической космической отрасли промышленности в условиях созданного для этих целей интелектуального инструментария автоматизированной модельной технологии принятия и поддержки программно-плановых решений, последовательное внедрение которой вносит значительный вклад в повышение эффективности управления программами и отрасли в целом.

Основные научные результаты, полученные лично автором. Диссертация отражает результаты нескольких крупных государственных фундаментальных НИР организации "Агат" по созданию в космической отрасли автоматизированной модельной технологии догосрочного программного планирования. Эти работы выпонялись группой сотрудников, в состав которой автор входил как ответственный испонитель по ряду направлений исследований, разработки инструктивно-методических документов, программно-математического обеспечения.

Личный вклад автора в рамках указанной проблемы и полученные им результаты, которые представлены в опубликованных работах, научно-технических отчетах по государственным НИР, диссертации и выносятся на защиту, заключаются в следующем:

выявлены основные экономические, информационные, организационные и системотехнические закономерности процесса проведения программно-плановых исследований при формировании, согласовании и технико-экономическом обосновании перспективных программ развития крупных научно-производственных комплексов отраслевого уровня;

разработана концептуальная основа комплексного моделирования процесса формирования догосрочной программы функционирования и развития большой технико-экономической системы, содержащая иссле-

дование и описание структуры математического, информационного, программного и организационного обеспечения, а также технической базы АМТП;

структурирован и формализован процесс формирования программы развития космической отрасли, расширены его функции, обеспечивающие детальную качественную и количественную проработку вариантов программы с использованием актуальных моделей для каждого конкретного вида расчетов и обоснований;

разработаны затратные модели поных жизненных циклов технических комплексов, имитационные динамические модели функционирования предприятий при различных стратегиях их развития, модели и конечные агоритмы ресурсного сбалансирования и оптимального согласования работ программы, позволяющие оперативно выпонять с приемлемой достоверностью прогнозные оценки потребности в ресурсах, реализуемых сроков, объемов и темпов работ по космическим системам и испонителям работ;

исследованы и определены структура, принципы организации и детальный состав информационного обеспечения АМТП для конкретных работ по формированию программы - от укрупненных прогнозных оценок реализуемости до составления расписания выпонения отдельных проектов программы;

. разработана методология реализации АМТП на уровне отрасли, основывающаяся на системе диалоговых процедур в зависимости от конкретного этапа планирования и потребностей ПР;

реализованы для ПЭВМ агоритмы и программное обеспечение для системы экономико-математических моделей, диалоговых и сервисных процедур АМТП, дающих пользователю интерактивный доступ к моделям и базам данных для различных структур- технологии и видов вычислительной техники;

осуществлена практическая апробация и перманентная эксплуатация АМТП, подтвержденная соответствующими документами.

Практическая значимость исследования определяется прикладным его характером, комплексностью решения задач планирования разработки и производства космической техники. Последовательное расширение сферы применения автоматизированной модельной технологии планирования в практике формирования догосрочных программ позволяет ПР воспринимать отрасль целостно, в виде функционирующей и динамично развивающейсясистемы, предоставляет ПР возможности многовариантного и многофакторного исследования экономической и целевой эффективности разработок, производства и инвестиций, обеспечивает причинно-обусловленным обоснованием качественных и количественных показателей программ, повышает интелектуальную

поддержку устойчивых технико-экономических решений, многосторонний анализ их последствий в программном периоде.

Связь с плановыми работами. Диссертационная работа выпонена в рамках плановых фундаментальных НИР организации "Агат": "Этюд-М" - "Исследование и разработка комплексных задач расчета оптимальных перспективных планов развития отрасли", "Этюд-2" -"Развитие комплекса агоритмов согласования перспективных планов НИОКР и планов производства с учетом развития мощностей предприятий и организаций отрасли (в обеспечение развития ОАСУ)", "Бисер-МО" -"Исследование экономических аспектов реализации космических программ Российской Федерации в условиях конверсии военного производства, формирования в народном хозяйстве рыночных отношений" и других.

Практическое использование результатов работы. Результаты диссертации использовались ГВЦ Минобщемаша СССР в составе задач подсистемы "Перспективное планирование НИОКР" ОАСУ, Главным научно-техническим управлением Минобщемаша СССР, в плановой работе отдела методологии и формирования догосрочных программ организации "Агат" Российского космического агентства. Внедрение результатов диссертационной работы документально подтверждено соответствующими актами, прилагаемыми к диссертации.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации вошли в научно-технические отчеты по фундаментальным и прикладным НИР "Этюд-М", "Этюд-2", "Бисер-МО" и другим, инструктивные документы по эксплуатации АМТП, а также использовались при разработке трех руководящих методических материалов по программно-целевому и перспективному отраслевому планированию. Основные положения диссертации изложены автором в более чем 20 научно-технических и ан-нотационных отчетах, методических документах организации "Агат" общим объемом 70 печатных листов, в десяти статьях (7 печатных листов), в монографии "Программное планирование космической деятельности: экономико-математический подход" (10 печатных листов).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Ее содержание изложено на 294 стр. основного текста, включая 29 рисунков, 6 таблиц. Каждая глава сопровождается выводами. В списке литературы 234 библиографических наименования, в приложении на 48 стр. приводятся документы о внедрении результатов исследования в практику отраслевого планирования, распечатки фрагментов программно-плановых документов и аналитических таблиц, структура и состав информационного обеспечения АМТП. Всего - 342 стр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены объект и предмет исследования, сформулированы его цель и задачи. Дана характеристика научной новизны и значимости работы, основных научных результатов, полученных лично автором, а также практической значимости, области внедрения и использования результатов.'

В первой главе "Космическая деятельность Российской Федерации в условиях экономической реформы" дается характеристика предметной области космической деятельности России и ее особенностей, роли государства в реализации крупномасштабных космических программ в условиях становления рыночных отношений.

Переходные процессы в экономике и, как следствие, снижение эффективности космических исследований и разработок в различных сферах проявились, прежде всего, в сокращении средств, выделяемых государством на реализацию космических программ и поддержание научно-технического и производственного потенциала космической промышленности, в необходимости поиска допонительных (внебюджетных) источников финансирования космической деятельности, продажи космической техники и услуг на внешнем и внутреннем рынках.

Экономические преобразования, сокращение заказов на космическую технику и конверсия производства, объективная потребность коммерциализации космической деятельности в целях поддержания ее уровня и как способа экономического выживания в рыночных условиях предприятий отрасли обусловили необходимость, во-первых, переоценки системы критериев эффективности космических программ на государственном, отраслевом и региональном уровнях, во-вторых, разработки и проведения государственной политики в космической деятельности, которая являлась бы составной частью общегосударственной промышленной политики России, и, в-третьих, приведения хозяйственного механизма и структуры отрасли в соответствие с новыми условиями ее функционирования.

Государственная политика в космической отрасли проявляется прежде всего в обеспечении устойчивого удовлетворения потребностей народного хозяйства в космической технике; сохранении и развитии высокого научно-технического, промышленного и кадрового потенциала как базы научно-технического прогресса для других отраслей народного хозяйства; поддержании конкурентоспособности на внешнем рынке высокотехнологичной космической техники и научных разработок; контроле за использованием космической техники, ее качеством, безопасностью производства, обеспечением сохранности коммерческой и государственной тайны и т. д.

Существенное влияние на эффективность функционирования отрасли в ходе осуществления экономической реформы оказывают новые условия хозяйствования:

существовавшая до реформы система ценообразования на космическую технику приводила к установлению цен, которые обеспечивали лишь минимальную (на уровне ~ 15%) рентабельность производства техники, расширенное же воспроизводство осуществлялось за счет целевых госбюджетных ассигнований "по потребности". В новых условиях низкая рентабельность научно-технической продукции исключает возможность рыночного запуска хозяйственного механизма;

сложность производимой космической техники и. степень ее обновляемоеЩ породили многочисленные внутри- и межотраслевые связи. которые ранее хотя и осложнялись требованиями особого информационного режима, но не ограничивали обмен экономической и научно-технической информацией. В настоящее время эти связи нарушаются или разрушаются в силу коммерциализации информационного продукта;

резкое сокращение военных расходов, необходимость осуществления поной или частичной конверсии на ряде предприятий отрасли ведут к сокращению рабочих мест и непоному использованию некон-версируемых основных фондов. В этих условиях эффективность космической деятельности проявляется в более интенсивном использовании технологий двойного применения;

стабильная ранее система и источники государственного финансирования изменяются в сторону их многообразия и усложнения в процессе коммерциализации космической деятельности. То же относится и к системе формирования "портфеля" заказов и их распределения - в практику вводится лицензирование технических проектов, в процессе которого осуществляется конкурсный отбор;

изменяется и совершенствуется система планирования космической деятельности, что требует создания адекватной информационной технологии формирования космических программ, её научно-методического, технического и организационного обеспечения для приведения в соответствие с новой системой управления отраслью и рыночным механизмом хозяйствования субъектов космической деятельности.

Таким образом, адаптация отрасли к условиям экономической реформы требует целенаправленной, эффективной государственной поддержки за счет финансовых ресурсов и регулирования с помощью законодательных, нормативных, налоговых, кредитных стимулов, а также всемерной коммерциализации космической деятельности. При этом космические программы России и комплекс мер по их реализации, как элемент механизма государственного регулирования науч-

но-технического прогресса, становятся важнейшим фактором сохранения и развития космического потенциала и экономики страны в целом. Замыкание жизненного цикла "исследования-производство" требует инициативы и широкого участия государства, в том числе в лице наукоемкой космической отрасли, в процессах доведения результатов фундаментальных и прикладных исследований до законченных научно-технических новшеств и их повсеместного распространения.

Во второй главе "Специфика разработки и производства наукоемкой продукции и особенности ее планирования" исследуются особенности функционирования и обусловленные ими задачи формирования догосрочных программ развития космической отрасли. Проведено обоснование необходимости совершенствования технологии планирования на основе системного моделирования и комплексной автоматизации. определены основные требования к автоматизированной модельной технологии программного планирования.

Функционирование отрасли характеризуется целевой направленностью разработок и производства продукции высокого научно-технического уровня, комплексным развитием научно-экспериментального и производственного потенциала, разветвленной кооперацией. полный жизненный цикл наукоемкой продукции достигает 10-20 и более лет, что усложняет управление отраслью из-за запаздывания во времени эффекта управляющих воздействий и высокой степени научно-технического риска от использования при принятии проектных решений прогнозных оценок технологий будущего. Это с необходимостью влечет за собой поиск альтернативных технологий с соответствующим ресурсным обеспечением.

Важнейшим фактором достижения целей исследований и разработок высокого научно-технического уровня является инвестиционный процесс. Проблемы моделирования капитальных вложений на макроэкономическом и отраслевом уровнях, в основном, связаны со способами учета лага, приведения затрат и дисконтирования. Оценка потребности в инвестициях, как правиле, осуществляется на основе обобщенных нормативов затрат капитальных вложений на единицу прироста продукции. Но в космическом машиностроении, наряду с общими оценками потребности в инвестициях, требуются более детальные исследования, поскольку объекты капитального строительства являются элементами жизненных циклов производимой техники. Сроки строительства и ввода в действие таких объектов дожны быть увязаны не только с мощностями строительно-монтажных организаций и возможностями финансирования, но и со сроками разработки других элементов структуры жизненного цикла, для создания или отработки которых объект строится или модернизируется.

Комплексный характер отрасли требует соблюдения определенных пропорций в ее развитии, поскольку одним из критериев эффективности отрасли является согласованное функционирование и развитие входящих в нее структур. Возможность реализации такого подхода к оценке эффективности развития космической отрасли весьма актуальна, поскольку пропорциональность и равноэффективность в ней имеют несколько аспектов: это сбалансированное развитие производственного и научно-экспериментального потенциала, технологические пропорции в комплектности выпуска составных частей финальных технических комплексов (ГК), выравнивание экономических условий функционирования отдельных предприятий.

Сложность взаимодействия и взаимозависимость различных факторов и процессов (общих и специфических), масштаб целевых задач характеризуют космическое машиностроение как сложную динамическую систему, обладающую диалектическим единством различных структур и процессов: научных, технических, производственных, организационных, экономических, информационных, социальных. исследование функционирования которых требует использования системного подхода при оценке состояния и перспектив согласованного развития техники, элементов отраслевой структуры, ресурсного обеспечения разработок. Системный подход к оценке состояния и перспектив развития космического машиностроения позволяет избежать ошибок фрагментарного исследования отдельных его структур и процессов вне связи с другими. В качестве инструмента таких исследований используются методы математического моделирования объекта и процесса планирования в сочетании с экспертными оценками, знаниями и опытом специалистов, возможностями ЭВМ в области информационных технологий.

Учесть при формировании программы перечисленные специфические особенности позволяет расписание жизненного цикла технического комплекса (ЖЦТК) или темы, которое предусматривает планомерное осуществление приуроченных к определенному сроку целереализующих мероприятий с указанием используемых ресурсов и испонителей.

Радикальные изменения в экономике отрасли - становление рыночных отношений и диверсификация разработок и производства, ослабление государственной поддержки и коммерциализация космической деятельности, появление новых форм хозяйствования на основе структурных преобразований и негосударственных форм собственности предприятий - объективно ведут к ослаблению монополизма централизованного планирования продукции, услуг и тотального распределения финансовых и материальных ресурсов. При этом естественны изменения в методах планирования: превалирующие в централизованной экономике командно-распределительные методы управления трансфор-

мируются в экономическое регулирование по законам рынка взаимоотношений и согласование интересов заказчиков техники и услуг с предприятиями, объединениями, другими новыми формами организации производственной и финансовой кооперации, что позволяет повышать прежде всего ответственность хозяйственных субъектов и их оперативность в принятии программно-плановых решений, открывает путь ускорению научно-технического прогресса посредством государственной поддержки наиболее приоритетных отраслей и отдельных крупномасштабных проектов.

Методологические принципы (необходимость согласования целевых установок программы со средствами их достижения; выделение народнохозяйственных и научно-технических приоритетов; согласованность развития опытно-экспериментальной и производственной базы отрасли; концентрация финансовых и материальных ресурсов на важнейших направлениях научно-технического прогресса и другие) определяют основное содержание процесса перспективного планирования развития отрасли и выделения ресурсов: формирование концепции и основных направлений развития космической техники на длительную перспективу, определение оптимального состава космических систем, оценка потребности в ресурсах, реализуемости заказов, составление расписания работ во времени и по испонителям, достижение сбалансированности программных целей и ресурсных возможностей отрасли.

В сфере научных исследований и разработок изменение содержания планирования выражается прежде всего в усилении координирующих начал центров управления программами и отдельными крупномасштабными проектами через систему экономического стимулирования наиболее эффективных из них путем принятия контрактных (договорных) обязательств и поной ответственности испонителя работ. Основными причинами, которые вынуждают правительственные органы государств с рыночной экономикой более активно вмешиваться в наукоемкие технологии и фундаментальные исследования и принимать на себя большую ответственность за общую стратегию, являются, во-первых, очень высокие издержки некоторых прогрессивных исследований и разработок по отношению к национальным ресурсам, во-вторых, отношение некоторых военных исследований к гражданской экономике и. в-третьих, различные недостатки рыночной системы в решении фундаментальных, догосрочных проблем.

В этих условиях технология программного планирования резко усложняется, поскольку она дожна, сохраняя детерминированную логику и творческую сущность, предусматривать возможность и необходимость повторения отдельных этапов планирования, возврата к исходным моментам программы и повторения всей процедуры с учетом

новых целей или условий, то есть быть максимально гибкой, адаптивной к меняющимся внешним условиям и целевым установкам хозяйствования и развития техники.

В свою очередь, эффективность программного планирования, его совершенствование в значительной мере зависят от используемой базы знаний - интелектуального инструментария принятия и поддержки управленческих решений, уровня его автоматизации, которые и составляют основу современной информационной технологии планирования. В качестве инструментария выступают экономико-математические методы, модели, правила поведения, СУБД.

Автоматизированная модельная технология планирования предоставляет специалисту реальную возможность, манипулируя моделями, другими средствами исследования, создавать математический образ технико-экономической системы и процесса принятия решения, на этой основе формировать альтернативные варианты программно-плановых решений, оценивать параметры и осуществлять выбор наиболее эффективных вариантов.

Требования к АМТП включают обеспечение комплексности решения проблем планирования разработок и производства; высокий уровень оперативности и надежности, удобство взаимодействия с диалоговым процессором, простота освоения для специалистов, обеспечение ПР различного вида помощью в ходе решения управленческих задач; возможность повторения отдельных или всех этапов программно-плановых расчетов и обработки информации; возможность корректировки специалистами результатов автоматизированного решения; удобство восприятия и максимальная доходчивость выходной информации, использование экранных форм, машинной графики; открытость для дальнейшего развития, гибкость программного и методического обеспечения.

Таким образом, с помощью АМТП можно исследовать вероятностное поведение реального машиностроительного комплекса (отрасли, подотрасли и т.п.) в условиях принятой структуры и политики управления. Интерактивный режим работы в среде модельной технологии формирования проектов программ предоставляет ПР возможность оперативной интерпретации промежуточных результатов расчетов и более осознанного учета неформализованных факторов, привлечения допонительной информации и выбора более рациональной логики или агоритмов расчета. ПР может, управляя параметрами и структурой модели, приспособить ее к своим задачам, к изменяющимся условиям их решения и последовательно прорабатывать альтернативы различных ситуаций, находить если не оптимальные, то достаточно рациональные с его точки зрения решения.

Третья глава "Моделирование перспективного программного пла-

нирования развития космического машиностроения" посвящена системному моделированию программного планирования на основе построения эконометрических моделей жизненных циклов технических комплексов, имитационных динамических моделей функционирования промышленных предприятий, моделей формирования и оптимизации программы и ее составной части - прогноза развития производства отрасли. Рассматриваются эвристические агоритмы согласования программы в части НИОКР и в части плана-заказа производства, составляющие вместе с названными моделями формализованную основу инструментария планирования. Анализируется структура и содержание программно-плановых задач, которые необходимо решать ПР в процессе формирования программных проектов, их аналитической проработки и определения эффективных на основе системы критериев оптимизационных моделей и экспертных оценок, выпонена структуризация задач, позволившая скомпоновать их в четыре функциональных блока (рис.1).

Решение перечисленных задач дожно осуществляться на всех этапах разработки программы (предплановых расчетов на этапе формирования "портфеля" заказов, на этапе определения потребности в финансировании, на этапе разработки основных направлений развития техники и формирования программы, на этапе доведения заказов до предприятий, КБ, НИИ), а также для анализа выпонения программы и принятия необходимых решений по её уточнению.

Программный (тематический) подход означает, что создание техники планируется в виде отдельных целевых комплексных программ или тем, объединенных концепцией использования космоса в программу страны. Тематическое планирование актуально именно для наукоемкого машиностроения, специфика которого проявляется прежде всего в большом удельном весе НИОКР. "Портфель" заказов в таких отраслях, как правило, заранее известен, но способы их реализации могут быть различными. Перед исследователем возникает задача выбора способов реализации: 1) обеспечить поное достижения целей программы при минимальном уровне потребления ресурсов или 2) при фиксированных объемах ресурсов реализовать наибольшее число тем, то есть осуществить достижение программных целей в максимальной степени.

Для решения задачи необходимо иметь модели реализации темы с набором управляющих параметров, то есть генератор вариантов реализации темы.

Структура темы, распределение затрат по жизненному циклу темы (ЖЦТ) определяются экспертно, линейной деформацией темы-аналога, динамическим моделированием траекторий распределения ресурсов по ЖЦТ, нормативно-аналитически - для ТК с устойчивой связью эко-

1. БЛОК ЗАДАЧ "ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ: ПЕРСПЕКТИВНАЯ ПРОГРАММА РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ,

ОЦЕНКА ПОТРЕБНОСТИ В ИНАНСИРО-ВАНИИ И ИНВЕСТИЦИЯХ.

ЗАДАЧИ:

2. БЛОК ЗАДАЧ "НИОКР"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ: | УТОЧНЕННАЯ ПРОГРАММА. |

УТОЧНЕННАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В СИНАНСИ-| РОВАНИИ И ИНВЕСТИЦИЯХ НИИ И КБ | ОТРАСЛИ. |

ЗАДАЧИ: |

3. БЛОК ЗАДАЧ "ПРОИЗВОДСТВО"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ:

A) ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЧАСТЬ ПРОГРАММЫ,

B) ОЦЕНКА ПОТРЕБНОСТИ В ИНАНСИРОВАНИИ И ИНВЕСТИЦИЯХ ПРЕДПРИЯТИЙ.

ЗАДАЧИ:

а.1. 2.2. Г 3. 1. 3. 2. 3. 3. 3. 4. 3.5

Р МИНИМУМ НАИЛУЧШЕЕ | ОЦЕНКА БАЛАНС МОЩНОСТЬ МИНИМУМ НАИЛУЧШЕЕ

|| ИНВЕСТИЦИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ | ВАРИАНТОВ ПРОИЗ- ПРОИЗ- ИНВЕСТИ- ИСПОЛЬЗО-

| НИИ и кв РЕСУРСОВ НИИ И КБ || ГОСЗАКАЗА ВОДСТВА ВОДСТВА ЦИЙ в ВАНИЕ РЕ-

| ПРЕДПРИЯ- ПРОИЗВО- СУРСОВ

| ТИЙ ДСТВО ПРОИЗ-ВА

4. БЛОК СОГЛАСОВАНИЯ РЕШЕНИЙ |ЗАДАЧ "ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ", "НИОКР", "ПРОИЗВОДСТВО-

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ: ВЗАИМОУВЯЗАННАЯ ПО СРОКАМ. ИСПОНИТЕЛЯМ. ОБЪЕМАМ СИНАНСИРОВАНИЯ И ИНВЕСТИЦИЙ ПРОГРАММА,

ОЦЕНКА ПОТРЕБНОСТИ ПРОГРАММЫ В (ИНАНСИРОВАНИИ И ИНВЕСТИЦИЯХ.

ЗАДАЧИ:

АРМИРОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНОЙ ПРОГРАММЫ ПРИ ЗАДАННЫХ ОБЪЕМАХ ФИНАНСИРОВАНИЯ И ИНВЕСТИЦИЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО ОБЪЕМА ИНВЕСТИЦИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ (ТЕМ С ЗАДАННЫМ ПРИОРИТЕТОМ)

РИС. 1. СТРУКТУРА И РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММ ОТРАСЛИ.

номических и конструктивно-технологических параметров.

Моделирование 5КЦТ основывается на статистическом исследовании технико-экономических параметров выпоненных тем по различным направлениям техники, их аналоговых обобщениях, нормативах стоимости, продожительности и интенсивности работ. Процедура формирования ЖЦТ включает несколько этапов: исследование структуры ЖЦ и прогнозирование предполагаемой динамики затрат по основным работам; предварительное построение или выбор прогнозной модели (функции) распределения ресурсов в соответствии с характером разработки; определение параметров модели; оценку, в том числе экспертную, адекватности выбранной модели; непосредственно формирование ЖЦТ по выбранной модели с последующей дифференциацией затрат по этапам, испонителям (рис.2).

БАЗА ДАННЫХ

Описание жизненных циклов тем-аналогов Экономические нормативы: стоимости, продожительности, интенсивности. Экспертные оценки. Конструктивно-технологические характеристики технических комплексов

БАЗА ЗНАЦ ИГ Модели формирования показателей ЖЦТ на основе статистических зависимостей, экономических нормативов, сопоставления с темами-аналогами, экспертных оценок и конструктивно-технологических _характеристик ТК_

Рис.2. Схема формирования варианта ЖЦТ Наиболее адекватны динамике распределения ресурсов по ЖЦТ непрерывные и кусочно-непрерывные функции. В плановой практике наиболее часто принимаются в расчет следующие варианты.

1). Динамика потребления ресурсов с постоянным абсолютным приростом описывается линейной функцией ДО()=а-нМ;, I ([0,Т], где а - планируемый (или фактический) уровень затрат на тему в начальном или базисном году разработки; а - постоянный ежегодный абсолютный прирост (а=аш1;).

2). Динамика потребления ресурсов с изменением знака постоянного абсолютного прироста описывается кусочно-линейной функцией:

а + а-г для а > 0, 0 < Ъ < Ъ" ;

а + а-Г для г< г < ;

а + а-Г а + а- X'

Т---X для Г< I < Т .

Т-Г Т-Г

3). Динамика потребления ресурсов с качественным изменением характеристик - меняющимися тенденциями в динамике затрат по теме. Наиболее типичной и адекватной является Б-образная логистическая зависимость распределения стоимости затрат по ЖЦТ:

I 1-ит а _

ИСО = БСТ) Х (--е ) . 1=1. Т ,

которая имеет наименьшую среднеквадратическую погрешность по отношению к фактической стоимости затрат при относительной простоте оценки параметров и интерпретации результатов. Здесь ЮЦ) - нарастающий итог стоимости затрат по теме в 1;-ом году, т - длительность ЖЦТ, Б(Т) - стоимость затрат по теме в целом, а - нормативный коэффициент, характеризующий сложившуюся организацию работы каждого головного испонителя темы. Последующее распределение затрат ресурсов по стадиям осуществляется на основании статистических исследований и по отраслевым нормативам, а внутри стадий по годам их выпонения - по агоритмам, основанным на гипотезе сохранения характера распределения затрат по теме при распределении затрат внутри стадий.

Предлагаемый подход позволяет ПР строить обоснованные гипотезы об интегральных оценках потребности в ресурсах по отдельным направлениям техники и программе в целом, а также рационально их распределять.

Учет реального состояния выпонения разработок и распределение объемов работ на программный период приводят к тому, что сводные показатели по отрасли и по отдельным предприятиям могут приходить в противоречие с имеющимися у отрасли и выделяемыми централизованно объемами финансирования и производственными возможностями испонителей работ (превышают их). Перед ПР возникает задача эффективного использования ресурсов отрасли для достижения программных целей или максимального продвижения к ним. которую можно сформулировать следующим образом.

Пусть Б - некая совокупность предприятий и организаций, участвующих в разработке набора технических комплексов (тем) V, а

Рк - система обобщенных показателей целевой эффективности программы. которые могут быть определены количественно. к=Т7к. Сюда

можно отнести, например, степень мониторинга Земной поверхности, охвата населения видами связи, программами радио и телевидения, вес полезной нагрузки, выводимой в космос, и материалов, получаемых в космосе, и т.д., то есть те показатели, которые характеризуют целевую направленность программы и ее конечные результаты. Обозначим: 1 - допустимый вариант ЖЦ (реализации) темы V (V,

1=1, ЬД; 1 - испонитель темы у, 1 Б; - комплекс работ 1-го испонителя по теме у; г1У - индекс работы 1-го испонителя по теме V, г1у=17Ё1Т: с1у ~ стоимость поных затрат на реализацию

у-той темы по 1-му варианту, е^,, - норма (экспертная оценка) эффективности вклада 1-го варианта реализации у-той темы в достижение к-той цели программы, которая отражает полезность для общества работ этой темы; а[1у - стоимость затрат 1-го испонителя г-той работы по 1-му варианту реализации темы у; gJ11v - норма расхода (экспертная оценка) ресурса 3-го вида (3=Т73:), необходимая для выпонения г-той работы 1-тым испонителем, приходящаяся на единицу стоимости ( допустим, 1 мн.руб.) работы или на единицу продукции. Л - число лимитированных ресурсов, необходимых для выпонения набора тем V; киД - удельные капвложения на 1 мн.руб. собственных работ или на 1 мн.руб. прироста собственных работ у 1-го испонителя; - объем капитальных вложений на

строительство |х-го объекта на 1-том предприятии при 1-ом варианте реализации темы у; - количество реконструируемых или вновь

строящихся объектов на 1-ом предприятии (/1=171!); Ип - объем

капвложений по п-му спецобъекту, ^ - количество спецобъектов у

1-го испонителя темы у; впД - объем работ 1-го испонителя при

1-ом варианте реализации темы у; а, - приоритет темы у, а,=Т7А -

целые; х1у - интенсивность включения 1-го варианта реализации темы у в программу (0 < х1У < 1).

Тогда цель решения задачи можно сформулировать как определение такого набора вариантов реализации тем (разработок) с учетом их приоритетов, который обеспечивает достижение общепрограммных целей при минимальном уровне затрат на реализацию всей программы

I I clv-xlv -> min (1)

v=l 1=1

при ограничениях:

- по безусловному достижению целевых установок программы

V Lv _

I I eKlv-xlv > Pk , k = 1,K ; (2)

v=l 1=1

- по финансовым возможностям испонителей реализации вариантов тем программы

III allv -xlv < j , 1(S ; (3)

v=l 1=1 r(Rlv

- по лимитированным материальным ресурсам испонителей программы

III gmv -xlv < Gjj, 3 = l.J . US ; (4)

v=l 1=1 r№lv J 3

- по капитальным вложениям на строительство спецобъектов и проведение организационно-технических мероприятий (ОТМ) по техническому перевооружению испонителей программы

v lv ni mt

I 1(1 \ + Bllv-llv + I 0/IIv)-X1v < Di . 1(S : (5) V=1 1=1 n=l /1=1

- по обязательному включению в программу одного из вариантов поной реализации темы

2 I xlv = 1 для а, > А' ; (6)

v=l 1=1

- по необязательному включению в программу одного из вариантов, в том числе и непоной реализации темы

I I Xlv < 1 ДЛЯ Oy < У . (7)

V=1 1=1

Здесь: А' - барьерный управляющий параметр, задаваемый ПР, А'Ш.А]; =IQi. - проектируемый объем финансирования программы; D=2Dt - объем инвестиций в реализацию программы; Gn - предполагаемые объемы потребных ресурсов j-ro вида у 1-го испонителя.

Задача всегда имеет допустимое решение, если предприятия располагают гипотетической возможностью за счет инвестиций расшить "узкие" места в разработке и производстве ТК, то есть вое-

понить дефицит финансовых и ресурсно-производственных возможностей испонителей программы.

Если же увеличение возможностей в той пропорции, которая требуется для выпонения поного набора нормативных ЖЦТК, ПР исключается, то, чтобы определить вариант решения для формирования программы, нужно решать задачу минимизации инвестиций для реализации набора ЖЦТК с заданным приоритетом. При этом ПР, решая задачу формирования программы, заинтересован в учете двух определяющих факторов: с одной стороны величина А' в условиях (6)-(7) дожна быть как можно меньше и, с другой стороны, выпонялось бы условие: чем выше приоритет с^ разработки, тем в более благоприятных условиях, с точки зрения распределения ресурсов, она реализуется.

Формирование программы завершается либо решением задачи минимизации поных затрат на реализацию всех заявленных тем программы, либо решением задачи определения максимального уровня реализации программы при заданных объемах инвестиций на ее реализацию. В результате находится вариант программы, который определяет набор тем. удовлетворяющий ограничениям (2)-(7), и в котором величина А' принимает минимально возможное значение.

Искомыми неизвестными в модели являются варианты реализации тем (технических комплексов). Метод решения задачи направлен на определение наиболее эффективной комбинации этих вариантов, уровень которой определяется качеством и составом множества исходных вариантов жизненных циклов тем. По условиям формирования ЖЦТ (дожны быть выдержаны научно обоснованные, многократно проверенные практикой нормативы стоимости, продожительности и интенсивности работ) каждый из вариантов является допустимым и реализуемым. Эта часть плановой работы в большей степени зависит от квалификации специалистов, их знаний и опыта, организационных возможностей, интересов испонителей работ.

Таким образом, количественный и качественный состав вариантов жизненных циклов тем определен априори и не зависит от математического метода решения задачи программного планирования. Улучшение программы, согласованности ее работ с ресурсным обеспечением в первую очередь зависит от улучшения качества и состава формируемых исходных вариантов жизненных циклов тем, которые в совокупности составляют пространство допустимых программных альтернатив.

Подход к согласованию программно-планового решения в рамках модели (1)-(7) имеет существенный с точки зрения ПР недостаток: варианты реализации тем, вошедшие в решение в соответствии с приоритетами тем и оптимальным потреблением ресурсов, не всегда строго взаимоувязаны по календарным срокам начал и окончаний одних тем относительно других, то есть не формализована последовательность выпонения тем во времени.

Введение детерминированных связей по всем темам, которых в программе может быть до 1000, существенно усложняет модель, увеличивает размерность и трудоемкость построения матрицы ее ограничений и, следовательно, возможность оперативного получения оптимального решения.

Поэтому способ получения решения только методами математического программирования для реальной технологии планирования недостаточен. поскольку за рамками этого решения остаются некоторые существенные вопросы согласования программы, которые прорабатываются ПР главным образом в исходных вариантах ЖЦТ. Ведь согласование программы по сути есть процесс согласования локальных работ каждого ЖЦТ с глобальной целевой эффективностью программы в целом. Но ее решение затруднено из-за того, что точные методы оптимизации решения технико-экономической задачи по качественным факторам разработаны меньше, чем точные методы оптимизации по количественным факторам.

Тем не менее, необходимость в получении и анализе решений задачи (1)-(7), по нашему мнению, есть. Эти решения позволяют ПР достаточно быстро получить укрупненную оценку реализуемости работ и мероприятий программы в зависимости от назначаемых ПР приоритетов, а также прогнозировать соответствующее ресурсное обеспечение.

Модель (1)-(7) является линейной частично с целочисленными булевыми и с непрерывными переменными. Эффективность программ для ПЭВМ решения таких задач с размерностью матрицы ограничений, отвечающей требованиям практики планирования, проявилась только с распространением процессоров типа Pentium 90МН и выше и потому они еще не получили широкого применения. Так, например, пакет LP32 (ЦЭМИ РАН), реализующий метод ветвей и границ, позволяет решать и смешанные задачи целочисленного и непрерывного линейного программирования, причем количество булевых переменных достигает 1000, а скорость счета отвечает требованиям интерактивной техно-

Метода решения при отсутствии ограничений на целочисленность переменных достаточно хорошо разработаны и проверены на практике, реализованы в пакетах прикладных программ. Доведение решения до целочисленного в окрестностях найденного экстремума осуществляет ПР и адаптированное решение повторно просчитывается на соответствие ресурсам. Но можно использовать метод локального перебора (случайного или направленного) доведения решения до целочисленного. который показал свою эффективность при решении автором задачи размещения и специализации производства отрасли2', другие приближенные агоритмы, основанные на решении непрерывных задач линейного программирования и эвристическом доведении решений до целочисленных. комбинаторные методы, методы отсечений и их модификации., частичный перебор допустимых вариантов. Из наиболее эффективных и универсальных численных методов можно выделить метод внутренних точек И. И. Дикина3', позволяющий решать задачи и нелинейного программирования.

В автоматизированной технологии реализованы альтернативные математическому программированию методы поиска эффективных решений. К ним относится агоритм сбалансирования затрат на заявленные разработки с проектными показателями объемов ресурсов. При этом под сбалансированностью понимается соответствие плана ресурсам. Агоритм основан на использовании ранжирующих коэффициентов, послойном включении одноранговых работ в программу и сдвиг работ при дефиците ресурсов.

Стадии опытной отработки и серийного производства технических комплексов планируются к реализации промышленными предприятиями отрасли. С этой целью построены эконометрические модели развития данных производственных объектов.

Многообразие путей развития элементов производственной структуры для достижения программных целей осуществляется на базе альтернативных стратегий. В одних предусмотрено наращивание производственных возможностей заводов за счет организационно-технических мероприятий по техническому перевооружению различной ин-

2) Бендиков М. А., Кобин В. В., Лагоша Б. А., Танцман Э.Ф. Особенности моделирования текущего планирования мекосерийного и индивидуального производства. - В кн.: Системный анализ в ОАСУ. М.: ЦЭМИ АН СССР, 1975, с. 105-120.

35 Дикин И.И. Итеративное решение задач линейного и квадратичного программирования // ДАН СССР, 1967, т.174.

тенсивности, другие, если цели не достижимы при названных стратегиях, подразумевают реконструкцию действующих мощностей или их новое строительство.

Модель предназначена для расчета траектории устойчивого развития предприятия в течение периода планирования. Состояние предприятия.в каждом году характеризуется системой технико-экономических показателей, а траектория - перечислением значений этих показателей по годам периода. На основе показателей производится анализ как развития предприятия, задаваемого траекторией, так и сравнение траекторий. Таким образом, каждая траектория представляет альтернативный вариант развития предприятия, под которым понимается последовательность его состояний по всему периоду планирования с определенным периодом квантования.

При разработке модели развития предприятия достаточно поно выявлены факторы, определяющие рост производственных возможностей. Одними из главных факторов являются капитальные вложения, воспроизводственная структура которых включает техническое перевооружение, реконструкцию или расширение предприятия и повышение производительности труда вследствие ОТМ.

Для расчета допустимого варианта развития предприятия определено несколько групп данных: о базовом состоянии предприятия; экономические нормативы, обеспечивающие требования интенсивного, экономного ведения хозяйства; показатели, выражающие цель развития предприятия; данные о проектах и гипотетически возможных способах развития предприятия.

Наиболее поно условия функционирования предприятия отражают имитационные модели, позволяя представить динамический процесс развития предприятия в виде детального и последовательного описания его экономико-организационного состояния по всему периоду планирования и при различных стратегиях развития. Эти модели естественным образом учитывают нелинейность ряда технико-экономических показателей деятельности предприятия, которая диктуется прежде всего дискретным характером ввода в действие новых мощностей, постепенностью их освоения в течение нормативного срока, разновременностью затрат на прирост мощностей и развитие инфраструктуры, другими индивидуальными особенностями предприятия.

Планирование развития производства отрасли включает экономические расчеты подмножества вариантов развития отдельных предприятий, в совокупности составляющих множество вариантов развития

всех предприятий отрасли, предварительный анализ производственных возможностей каждого предприятия и непосредственно формирование производственной части программы как совокупности заказов предприятий, основной целью которого может быть максимальное удовлетворение заказов на продукцию при ограничениях на ресурсы или минимизация суммарных затрат общеотраслевых ресурсов при заданной степени удовлетворения заявки на продукцию и локальных ограничениях предприятий.

Формирование этой части программы осуществляется с учетом равноэффективности всех взаимодействующих экономических субъектов программы и взаимовыгодности для партнеров по совместной деятельности. Эти требования соответствуют рыночным условиям хозяйствования и дожны учитываться в моделях для согласования экономических интересов производителей и органов управления программой. Моделью такого расчета служит линейная целочисленная модель, в которой роль булевых переменных выпоняют варианты развития предприятий. В качестве математического инструментария для такой модели используются декомпозиционные и синтетические методы.

Кроме того, в развитии наукоемкого машиностроения дожны соблюдаться общеотраслевые пропорции, и одним из критериев оценки реализуемости программы может являться минимизация отклонений от этих пропорций, то есть одним из критериев эффективности функционирования отрасли может быть оптимальное пропорциональное развитие ее структурных элементов.

Наиболее подходящим измерителем для этого критерия служит показатель степени реализуемости заказов на производство продукции заводами, связанными внутриотраслевой кооперацией. Равноэф-фективность программы для ее испонителей по критерию максимизации степени реализуемости заказов отдельными заводами в наибольшей мере соответствует сути программно-целевого подхода, поскольку особенно важно при выпуске продукции соблюдать нормы ее комплектации.

Использование такого критерия позволяет определять среди элементов производственной структуры отрасли те, которые имеют наименьшую пропускную способность (то есть локальный минимум степени реализуемости заказов) и, таким образом, сдерживают уровень реализуемости программы в целом, а перераспределение общеотраслевых ресурсов и заказов путем итерационного процесса согласования технико-экономических решений позволяет поднять уровень локальных

оптимумов (в данном случае - минимумов), добиться наиболее эффективного использования ресурсов.

Как известно, основой рыночной экономики являются независимые (частично или поностью) субъекты хозяйствования, которые вступают в разнообразные экономические взаимоотношения, обеспечивающие общее поступательное развитие. Моделирование производства в этих условиях дожно идти по пути создания моделей функционирования (поведения) отдельных предприятий и воспроизведения процесса их взаимоотношений (информационного обмена). Это направление моделирования получило название теории согласования экономических решений. Основы математической теории согласования оптимальных экономических решений заложены в работах Л.В.Канторовича, Дж.Данцига, В. Вуфа, Я. Корнай, Т.Липтака, Дж.Неймана, С.Карлина, К. А. Багриновского. В.Л.Макарова, В.Д.Маршака, В. Г. Медницкого, Г.С.Поспелова и др.

Применение моделей согласования экономических решений для целей перспективного планирования предпочтительнее по сравнению с моделями прямой оптимизации в силу их подражательности, имитационных свойств, возможности практического использования промежуточного (приближенного к оптимальному) решения.

Задачу согласования программы, то есть координации расписания конкретных работ по испонителям можно определить как задачу нахождения оптимальных равноэффективных планов-заказов каждого предприятия отрасли, взяв за основу модель процесса построения системных планов и метод решения, предложенные д.э.н. В.Д. Маршаком41. -

Решение задачи только распределения программных заказов по предприятиям с учетом глобальных (отраслевых) и локальных ресурсов предприятий для органа управления программой недостаточно, поскольку при этом задействуется только распределительный механизм заказов и отсутствует процесс согласования технико-экономических решений.

Для согласования технико-экономических решений по программе распределение заказов по предприятиям необходимо осуществлять с учетом требований целевой эффективности производства, то есть, во-первых, комплектности продукции, во-вторых, равновыгодности

4) Маршак В. Д. Модели процессов построения отраслевых планов // Оптимальное перспективное планирование в отраслях промышленного производства. Ч. 2. - Новосибирск: ИЭиОПП СО АН СССР, 1974.

заказов для всех производителей техники и. в-третьих, безусловного достижения конечных целей программы.

Теоретические и прикладные исследования в области моделирования согласования глобальных и локальных решений получили наибольшее распространение в иерархических системах народного хозяйства. При этом описываются только производственные взаимосвязи элементов иерархических систем, направленные на решение задач максимизации выпуска продукции.

В наукоемких отраслях, наряду с подобными задачами, очень важной является проблема пропорционального, согласованного развития элементов производственной и научно-экспериментальной базы. Построение глобальной модели, позволяющей точным методом решить проблему координации их сопряженного развития, не представляется возможным. Результаты, которые могут быть получены с использованием такой модели, даже если приложить усилия к ее построению, не будут адекватны гипотетически возможным проектным решениям.

Поэтому в п.3.4 рассматривается логическая схема распределения централизованных ресурсов отрасли между элементами ее структуры путем интерактивного взаимодействия ПР с системой моделей тематического и производственного планирования, описание которых приведено в пп. 3.2 и 3.3. На этапе предплановых исследований эту же схему предлагается использовать для определения потребности в ресурсах для реализации заявленных тем.

В четвертой главе исследуются методологические подходы к разработке и практическому применению автоматизированной модельной технологии планирования наукоемкого машиностроения, анализируются различные структуры технологии, рассматриваются принципы организации информационного и программного обеспечения. Особое внимание уделено проблеме необходимости и эффективности реализации технологии программного планирования на ЭВМ колективного пользования типа ЭВМ ЕС и персональных ЭВМ типа IBM PC.

Основным критерием прагматичности АМТП определена гарантированная возможность получения приемлемого программного решения за регламентированное время. Анализ путей достижения этого критерия позволил сформулировать основные методологические требования к проектированию АМТП: надежность, многофункциональная завершенность и удобство эксплуатации интелектуального интерфейса ЭВМ; наличие диалогового процессора, обеспечивающего многообразие стратегий проведения расчетов путем прямого доступа ПР к моделям

и СУБД; относительная операционная независимость из-за длительности срока разработки и эксплуатации больших проблемно-ориентированных систем; модульность и возможность функциональной изменчивости; документирование нештатных ситуаций с системой реагирования на них ПР; манипулирование и контроль информации, ее защиту; сохранение промежуточных результатов и продожение работы по необходимой ПР схеме.

Интерактивный доступ ПР к модельно-расчетному инструментарию и СУБД АМТП наиболее эффективен в условиях непоной определенности постановки задачи, многозначности решений на промежуточных этапах, требующих неформальных действий и управления процессом решения. Диалоговый процессор позволяет адаптировать модели к реальным условиям планирования, учесть неформализованные в моделях факторы.

Качественный уровень диалогового процессора определяется возможностями ПР активно управлять логикой расчетов, анализом их результатов, информационным поиском и документированием проектных решений. Центральное место в диалоговом процессоре занимает блок реализации модели и принятия решения, а все остальные элементы обеспечивают активное взаимодействие ПР с ЭВМ. Для этого диалоговый процессор обеспечен языками диалога, ориентированными на ПР; системой программ, реагирующих на его действия; сценариями, по которым проводятся расчеты; инструктивно-методической документацией. Таким образом, диалоговый процессор позволяет "встроить" ПР в коммуникационные отношения АМТП.

Структура программного обеспечения АМТП определена в соответствии со структурой задач, решаемых ПР на различных этапах планирования. Наиболее трудоемкая часть технологии реализована на ЭВМ типа ЕС-1046. Та часть плановой работы, которая связана с выпонением рутинных операций, - подготовкой и переработкой больших массивов информации, вычислительными процедурами прямого счета, оптимизацией и согласованием работ, оформлением промежуточных и окончательных вариантов детализированных программно-плановых документов, - выпоняется ЭВМ с высокопроизводительной периферией ввода-вывода.

На ранних стадиях планирования, в условиях высокой степени неопределенности перспективных целевых установок развития отраслевой техники, их альтернативности и необходимости выбора, неустойчивых исходных данных для ПР более эффективен модельно-рас-

четный инструментарий прямого доступа, использующий агрегированную исходную информацию, которую ПР может поддерживать в актуальном состоянии, используя ПЭВМ.

Формы участия ПР в автоматизированном процессе различны для ЕС ЭВМ и ПЭВМ. Для ЭВМ типа ЕС-1046 реализовано функционирование АМТП под управлением системного диспетчера. Диалог с ним ведет посредник-программист по соответствующему сценарию. Этот подход к функционированию АМТП реализован для ЕС ЭВМ в среде диалоговой дисплейной системы SVM.

Стремительная компьютеризация управленческой деятельности на базе ПЭВМ, обладающих достаточным для задач перспективного планирования ресурсами, позволяет реализовать постепенный переход к двухуровневой АМТП ЕС-ЭВМ - ПЭВМ без потери эксплуатационной готовности решения задач.

Для реализации АМТП на ПЭВМ в качестве инструментального средства организации и ведения информационной базы рекомендуется СУБД типа FOXPRO, а в качестве средств реализации диалогового монитора и программного обеспечения математических моделей на ПЭВМ выбраны средства СУБД FOXPRO и язык программирования системы ТУРБО-ПАСКАЛЬ - для создания графических средств АМТП.

При инсталяции АМТП на ПЭВМ наиболее рациональной является схема ее работы в локальной сети (сервер плюс несколько рабочих мест специалистов, оборудованных ПЭВМ). Тогда специалисты одновременно могут работать с различными разделами программы.

В пятой главе представлена содержательная интерпретация АМТП, проведен анализ основных результатов практического применения и эксплуатации АМТП на примере формирования и согласования одного из вариантов догосрочной космической программы России на 1991-2000 годы. При этом были реализованы все возможности разработанного инструментария: создание БД и манипулирование информацией; формирование альтернативных вариантов ЖЦТК; многовариантные балансировочные и оптимизационные расчеты по согласованию работ Программы в увязке с капитальными вложениями отрасли; распределение общеотраслевых заказов и ресурсов между испонителями работ -КБ, НИИ, предприятиями. АМТП обеспечила преемственность, взаимосвязанность, ресурсную сбалансированность и максимальную целевую эффективность Программы-2000.

На примере формирования Программы развития космической техники на период 1991-2000 гг. практически отработаны этапность.

информационная и технологическая схема формирования догосрочной программы с использованием АМТП, а также получены результаты перспективной оценки ее потребностей в ресурсах финансирования.

Выделены основные направления использования АМТП для формирования тематического "портфеля" заказов, прогнозирование ресурсной потребности для их выпонения и балансировочных расчетов для приведения потребностей заказчиков в соответствие с производственными возможностями отрасли при условии максимальной целевой эффективности Программы-2000.

Выпонение расчетно-аналитических работ при формировании программы без использования АМТП позволяет специалистам сформировать единственный вариант проектного решения. Наличие у ПР экономико-математического инструментария АМТП практически отсекает такой лимитиррщий фактор, как необходимость выпонения больших объемов рутинных вычислительных операций вручную, открывает возможности альтернативных многовариантных расчетов с оптимизацией локальных и глобальных (отраслевых) программно-плановых решений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Программное управление созданием наукоемкой космической техники требует систематического анализа и комплексного подхода к оценке потребностей заказчиков техники и услуг, состояния отрасли и ее развития, прогнозирования перспективной потребности и эффективного распределения лимитированных централизованных и отраслевых ресурсов.

2. Динамическое взаимодействие и взаимозависимость идентифицируемых факторов и процессов, определяющих условия функционирования и перспективного развития отрасли космического машиностроения, создают предпосыки для вариации способов достижения ее главных целей в конкретном плановом периоде.

3. Многовариантность способов перспективного развития отрасли в сочетании с требованием их максимальной целевой эффективности определяют необходимость обеспечения ПР современной информационной технологией управления, оснащенной развитым интелектуальным расчетно-аналитическим инструментарием догосрочного планирования, который реализуется методами комплексного моделирования объекта и процесса планирования в сочетании с опытом, знаниями и творческими способностями ПР, возможностями программных

средств ЭВМ и СУБД.

4. В результате исследования процесса догосрочного программного планирования космической отрасли обоснована необходимость создания автоматизированной модельной технологии, разработана ее методологическая основа, определены структура и функции, а также комплекс требований к организационно-методическому, модельному, информационному, программно-математическому, техническому обеспечению технологии.

5. Формирование и согласование догосрочных программ развития наукоемкой космической отрасли предлагается осуществлять на основе моделей, реализующих программно-целевой и нормативный методы планирования больших технико-экономических систем. Методы согласования программно-плановых решений основаны на синтетическом подходе, отражающем формирующиеся в настоящее время рыночные отношения между экономическими субъектами космической деятельности.

6. Разработан экономико-математический инструментарий АМТП, включающий модели формирования альтернативных вариантов развития отдельных элементов структуры отраслевой экономической системы (модели ЖЦТК, развития и функционирования предприятий), согласования и оптимизации программы и планов развития производства отрасли с учетом распределения общеотраслевых ресурсов, ресурсного сбалансирования догосрочной космической программы в зависимости от приоритетов тем и контролируемых событий выпонения их отдельных стадий. Инструментарий АМТП реализует концепцию непрерывности научно-технического и производственно-экономического программного планирования на основе взаимного согласования НИОКР и производства новых видов космической техники, новых технологий, капитального строительства объектов научно-производственной базы и инфраструктуры.

7. Система моделей используется как для прогнозирования потребности в ресурсах под заявленные заказы (темы) на длительную перспективу, так и для целевого распределения имеющихся в распоряжении или выделяемых отрасли ресурсов. Для формирования и последующей оптимизации проектных решений предложены адекватные методы формирования жизненных циклов создания технических комплексов на основе научно и статистически обоснованных нормативов стоимости, продожительности и интенсивности выпонения НИОКР. а также разработок-аналогов, выпоненных ранее.

8. Адекватность моделей формирования жизненных циклов технических комплексов, являющихся интегрирующими моделями АМТП, проверена длительной практикой отраслевого программного планирования, основана на нормативах затрат, сроков и интенсивности выпонения разработок, которые обеспечивают высокую точность прогнозной оценки выпонения отдельных этапов и разработки в целом.

9. Разработанная методология АМТП реализована в виде описания сценариев расчетов, объединяющих диалоговые процедуры для формирования ПР проектных программно-плановых решений в зависимости от его потребностей (целей и задач, решаемых в процессе формирования программы). Последовательное расширение сферы использования АМТП в практике формирования догосрочных космических программ позволяет ПР при проведении работ видеть отрасль как целостно функционирующую и развивающуюся систему, предоставляет ему возможность многовариантного и многофакторного исследования экономической и целевой эффективности разработок, производства и инвестиционной политики в области космической деятельности, обеспечивает научным обоснованием качественных показателей догосрочных космических программ, повышает интелектуальную поддержку технико-экономических решений, всесторонний анализ их последствий в программном периоде.

10. Практическая значимость исследования и разработки методологии автоматизированной технологии программного планирования в целях совершенствования управления космической отраслью промышленности подтверждена документально.

Автоматизированная модельная технология программного планирования является оригинальной разработкой, выпоненной с учетом результатов государственных НИР, проведенных в РКА (а ранее в Ми-нобщемаше СССР) и других отраслях промышленности, и как рабочий инструмент планирования адаптирован к экономическим процессам и требованиям экономической реформы в промышленности, позволяет решать актуальные текущие задачи на всех стадиях организационно-технологического цикла формирования и согласования догосрочных программ развития наукоемкой космической техники.

АМТП или отдельные ее элементы (блоки) могут быть рекомендованы для эксплуатации в других отраслях машиностроения. Модульный принцип построения структуры и функциональные возможности АМТП позволяют адаптировать ее к специфике соответствующей отрасли.

Основные авторские публикация по теме диссертации:

1. Программное планирование космической деятельности: экономико-математический подход // М.: РКА, 1995, 10 п.л.

2. Особенности моделирования текущего планирования мекосерийного и индивидуального производства // Системный анализ в ОАСУ. -М.: ЦЭМИ АН СССР, 1975, - с. 105-120 (в соавторстве).

3. Исследование и разработка комплексных задач расчетов перспективных планов развития отрасли // Управление, планирование, экономика: научно-технический сборник. - М.: ЦНТИ "Поиск", 1986, серия УН, вып. 4, с. 13-16 (в соавторстве).

4. Автоматизированный моделирующий комплекс для решения задач перспективного планирования и управления созданием отраслевой техники // Управление, планирование, экономика: научно-технический сборник. - М-: ЦНТИ "Поиск", 1987, серия П1, вып. 4, с.3-24 (в соавторстве).

5. Динамическое моделирование развития производственного объединения (предприятия) // Управление, планирование, экономика: научно-технический сборник. - И.: ЦНТИ "Поиск", 1988, серия УН, вып. 2, с. 3-23 (в соавторстве).

6. Практическая реализация автоматизированных средств экономико-математического моделирования для решения задач перспективного планирования развития новой техники // Труды XIII научных чтений по космонавтике (Москва, 24-27 января 1989 г.). / - Социально-экономическая эффективность ракетно-космической техники и коммерциализация космической деятельности.- М.: ИИЕТ АН СССР, 1989, - с. 17-27 (в соавторстве).

7. Планирование разработок новой техники: проблемы моделирования и автоматизации на базе ПЭВМ // Моделирование и прогнозирование технико-экономических процессов.- Сборник научных трудов.-М.: МЭСИ, 1991, - С.136-147.

8. Основные проблемы разработки и внедрения автоматизированной информационной технологии программного планирования и управления в космическом машиностроении // В сб.: Техника, экономика. Сер. АСУ / м.: ВИМИ, 1994. N1-2. С. 5-12.

9. Методологические подходы к разработке и использованию автоматизированной модельной технологии перспективного программного планирования наукоемкого машиностроения // В сб.: Техника, экономика. Сер. АСУ / М.: ВИМИ, 1994. N 1-2, С.12-21.

10. Экономико-математический подход к вопросу согласования и оптимизации догосрочных программ развития техники// Управление, планирование, экономика: Науч.- техн.сборник.- М.: ЦНТИ "Поиск", 1994, сер.УН, вып.2. С.3-26.

11. Моделирование жизненного цикла наукоемкой продукции // В сб.: Техника, экономика. Сер. АСУ / М.: БИМИ, 1994. N 1-2. С. 57-64 (в соавторстве).

12. Динамическое моделирование развития наукоемкого отраслевого производства при перспективном и программном планировании (на примере космического машиностроения) // Автореферат на соискание ученой степени канд. экон. наук. М.: МЭСИ, 1992, 1 п.л.

13. Отраслевая методика расчета произвостственной мощности и возможности опытных производств НИИ, КБ и НПО отрасли. Ч. 1 и 2. // М.: орг."Агат", 1976, инв. N21-115, 79 с. (в соавторстве).

14. отраслевая методика расчета производственной мощности предприятий // М.: орг."Агат", 1977, инв. N21-7/1933, 200 с. (в соавторстве).

15. Исследование и разработка комплексных задач расчета оптимальных перспективных планов развития отрасли // Итоговый НТО по ФНИР "Перспектива-М" // М.: орг."Агат", 1982, hhb.N 1-104, 98 с. (в соавторстве).

16. Методика расчета технико-экономических показателей производственных корпусов (строительных модулей) // М.: орг. "Агат", 1983, инв. N 021-137, 24 С. (в соавторстве).

17. Методические рекомендации по технико-экономическому обоснованию отраслевых целевых комплексных программ технического перевооружения // М.: орг."Агат", 1984, инв.Ы 021-11, 32 с. (в соавторстве ).

18. Исследование и разработка комплексных задач расчета оптимальных перспективных планов развития отрасли // Итоговый НТО по ФНИР "Этюд-М" // М.: орг. "Агат", 1985, инв. N 011-17, 305 с. (в соавторстве).

19. Отраслевые формы и показатели, по которым предприятия и организации разрабатывают и представляют в Министерство общего машиностроения СССР проект пятилетнего плана // М.: Минобщемаш СССР, 1985, инв.N П-268/347, 150 с. (В соавторстве).

20. Отраслевые методические рекомендации, показатели и формы для разработки производственными объединениями (предприятиями) пятилетнего плана экономического и социального развития // М.: Минобщемаш СССР, 1986, инв.И П-268/299, 207 с. (в соавторстве).

21. Агоритмы расчета технико-экономических показателей варианта плана предприятия и выходные формы // НТО по ФНИР "Этюд-2"// М.: орг."Агат", 1986, инв. N 026-160, 84 с. (в соавторстве).

22. Развитие комплекса агоритмов согласования перспективных планов НИОКР и планов производства с учетом развития мощностей предприятий и организаций отрасли (в обеспечение ОАСУ) // Итоговый НТО по ФНИР "Этюд-2" за 1936-1987 гг. // М.: орг. "Агат", 1987, инв. N 011-24, 285 с. (в соавторстве).

23. Исследование и разработка методических рекомендаций и обоснование направлений технико-экономического анализа, проводимого при реализации конверсии головного НПО // НТО // М.: орг. "Агат",

1989, инв. N 111-20, 130 с. (в соавторстве).

24. Методика укрупненных расчетов в обоснование сбалансированного развития отрасли (подотрасли) промышленности с учетом потребностей заказчика и других потребителей техники (для ПЭВМ) // М.: орг"Агат", 1990, инв. Н 20558, 91 с. (в соавторстве).

25. Развитие комплекса агоритмов согласования перспективных планов НИОКР и планов производства с учетом развития мощностей предприятий и организаций отрасли (в обеспечение ОАСУ) // Итоговый НТО по ФНИР "Этюд-2" за 1986-1990 гг. // М.: орг."Агат",

1990, инв. Н 20204, 103 с. (в соавторстве).

26. Структуризация и выработка новых подходов к решению комплекса задач догосрочного планирования космических программ СССР в условиях вхождения космической отрасли в рыночные отношения и конверсии военного производства // НТО по ФНИР "Бисер-МОМ" // М.: орг. "Агат", 1991, инв. N 111-10, 150 с. (в соавторстве).

27. Исследование экономических аспектов реализации космических программ РФ в условиях конверсии военного производства, формирования в народном хозяйстве рыночных отношений // Итоговый НТО по ФНИР "Бисер-МО" // М.: орг. "Агат", 1994, инв. N111-24, 198 с. (в соавторстве).

Blog

Автореферат

Автореферат диссертации по теме "Методология и инструментарий автоматизированной технологии программного планирования больших технико-экономических систем"

Похожие диссертации