Темы диссертаций по экономике » Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда

Разработка и реализация систем ведения агропромышленного производства на основе новых информационных технологий тема диссертации по экономике, полный текст автореферата



Автореферат



Ученая степень доктор экономических наук
Автор Огнивцев, Сергей Борисович
Место защиты Москва
Год 1996
Шифр ВАК РФ 08.00.05

Автореферат диссертации по теме "Разработка и реализация систем ведения агропромышленного производства на основе новых информационных технологий"

На правах рукописи ОГНИВЦЕВ Сергей Борисович

Г г 1 П

УДК 332.3

2 2 АПР Шз

РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ ВЕДЕНИЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

08.00.05 Ч экономика и управление народным хозяйством (сельское хозяйство), 08.00.13 Ч экономико-магемагическйе методы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук

МОСКВА 1993

Диссертационная работа выпонена во Всероссийском научно-исследовательском институте кибернетики агропромышленного комплекса.

Официальные оппоненты: доктор экономических >наук, профессор А. М. Гагаулин ; доктор экономических наук, профессор В. А. Колемаев ; доктор экономических наук, профессор X. О. Репп .

Ведущая организация Ч Всероссийский научно-исследовательский институт экономики, труда и управления в сельском хозяйстве (ВНИЭТУСХ). Х

Защита диссертации состоится Д. . мая 1996 г.

в Л. . . часов на заседании диссертационного совета Д 120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. - -

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, д. 49.

Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан . / . апреля 1996 г.

Ученый секретарь ^

диссертационного совета^ Я- Коваленко

Актуальность темы.

Система ведения сельского хозяйства и агропромышленного Производства (СВСХ) представляет собой единую концепцию ведения, основанную на совокупности социальных, организационных, экономических, экологических, правовых и технологических зако-' номерностей, принципов, нормативных параметров и целей хозяйствования и управления в АПК.

Разработка СВСХ - сложная и чрезвычайно важная научная проблема, которой занимались и занимаются тысячи специалистов и ученых в различных областях сельскохозяйственной- науки.. За последние десятилетия в основном усилиями региональных сельскохозяйственных институтов были .созданы СВСХ для практически всех областей и краев, важных в агропромышленном плане. Эти системы уже принесли и продожают приносить неоспоримую пользу для производства.

В настоящее время в условиях переходного периода, становления многоукладной экономики, коренного изменения условий хог зяйствования, революционного изменения сельскохозяйственных, агропромышленных, финансовых и информационных технолога"!, острейшего кризиса всей экоьомики страны и, в особенности, экономики АПК Х возникла очевидная и настоятельная необходимость в создании систем ведения агропромышленного производства нового поколения на уровне страны, регионов, районов и хозяйств.

Разработка, экономическое обоснование и реализация гибких, адаптивных к изменяющимся условиям СВСХ нового поколения невозможны без широкого применения новых технологий, использующих методы системного анализа, экономико-математического моделирования и информатизации.

Системно-аналитические, математические ' и прогршшше средства призваны стать важным подспорьем при разработках СВСХ . на уровне регионов и районов, выпоняемых колективом специалистов разного профиля. На уровне хозяйств всех видов собственности эти средства дожны стать инструментом автоматизации проектирования СВСХ. Они дожны стать важнейшим звеном передачи научных и технологических знаний, передовых методик и рекомендаций от ведущих научных центров и ученых непосредственно на производственный уровень.

Система информатизации-электронизации, являясь самостоятельной отраслью агропромышленного производства, призвана обеспечить информационные потребности хозяйственников, своевременность и рациональность принимаемых решений, направленных на реализацию системы ведения агропромышленного производства.

Вышеприведенные положения доказывают актуальность направления, связанного с разработкой, экономическим обоснованием и реализацией нового поколения СВСХ на уровне региона, района и, особенно, хозяйства с , использованием экономико-математического моделирования, экспертных систем и йа базе систем информатизации управления предприятием.

Цель настоящего исследования - создание концепции разработки и реализации систем ведения агропромышленного производства на основе комплексного использования информационных технологий в условиях становления новых производственных отношений.

Для осуществления этой цели решались следующие задачи:

- исследовать цели, критерии и факторы, определяющие СВСХ. а также особенности СВСХ нового поколения в условиях рыночных отношений;

-разработать теоретические и методологические основы проектирования СВСХ на основе исследования и декомпозиции экономико-математической модели СВСХ;

- разработать методические основы построения и исследования комплекса моделей и экспертных систем с целью решения задач анализа, оперативного управления, текущего, годового и перспективного планирования в рамках создания системы ведения агропромышленного производства;,.

- разработать общие принципы, функциональную структуру, информационное, программное и организационное обЬспечение систем информатизации управления, являющихся базовым элементом реализации СВСХ предприятия;

- внедрить на сельскохозяйственных предприятиях Иной Степной зоны системы информатизации, модели, экспертные системы и программные комплексы, созданные для разработки и реализации СВСХ.

Объект исследования. В соответствии с поставленной целью объектами исследования являются экономические и технологические процессы в сфере агропромышленного производства: взаимо-

действие АПК с народохозяйственным комплексом, взаимодействие отраслей АПК между собой, финансовые, производственные, организационно-управленческие и технологические взаимосвязи.

Конкретные экономические процессы исследовались, в основном, в Шпаковском районе Ставрополья, а также в Сальском районе Челябинской области, Переславль-Залесском районе Ярославской области и Красноармейском районе Челябинской области.

Используемые в работе методы. Основной методологической и методической базой работы являются системный анализ в экономике АПК, информатика, теория принятия решений и исследование операций.

Во второй главе используются методы экономико-математического моделирования экономических процессов, методы математического и линейного программирования в экономике, теория управляемых марковских процессов и элементы математической статистики.

В третьей главе - методы представления экономических и технологических знаний (продукционные, на фреймах и т.д.), 'методы теории искусственного интелекта и распознавания образов.

В четвертой главе - методика разработки АСУ в отраслях АПК, методы представления данных, теория баз и банков данных.

Повсеместно в работе используются методы, применяемые в различных отраслях сельскохозяйственной науки для представления знаний и обработки данных.

Апробация работы. В период с 1980 по 1995 год основные положения и результаты исследований неоднократно докладывались и обсуждались на Всесоюзных (Всероссийских), а также международных совещаниях, симпозиумах и научно-практических конференциях, в том числе за рубежом: Праге (Чешская республика), Будапеште (Венгерская республика), Бухаресте (Республика Румыния), ВаршавеХ(Польская республика). Пловдиве (республика Богария), Берлине и Лейпциге (Федеративная республика Германии). За последние два года результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались и обсуждались на Международной конференции "Инфор-(иатизация и системный анализ сельского хозяйства в условиях аграрной :реформы" в г.Переславль-Залесский в 1993 г., на научно-практических конференциях "Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК" в 1993, 1994 г.г., на Международном

конгрессе по информатизации и на научно-практической конференции "Информатизация АПК" в 1994 г., на симпозиумах по математическому моделированию АПК в 1994 г. и по математическим методам разработки систем ведения агропромышленного производства в 1995 г. в г.Москве, а также на совещании-по разработке региональных систем ведения сельского хозяйства в 1995 г. в г.Воронеже.

С 1986 по 1991 год автор был научным руководителем (с советской стороны) работ по эЛектронизации-информатизации Шпа-ковского района Ставропольского края, проводимых в рамках КП НТП стран-членов СЭВ.

Разработанные комплексы моделей.и программные продукты использовались при разработке СВСХ и систем информатизации хозяйств и районов Южной Степной зоны.

За работы по информатизации АПК автор получил в 1990 г. -серебряную, а' в 1991 г. - золотую медаль ВДНХ.

Научная новизна исследований состоит в теоретическом обобщении и решении крупной научной проблемы по созданию концепции разработки и реализации систем ведения агропромышленного производства на основе новых информационных технологий управления АПК в современных условиях.

В результате исследований:

- разработан концептуальный подход к построению, экономическому обоснованию и реализации систем ведения агропромышленного производства , основанный на широком применении экономико-математического моделирования, экспертных систем и на базе

..систем информатизации; /

-дана строгая математическая постановка задачи разработки и реализации СВАП с учетом динамики, многокритериальноеЩ, наличия неконтролируемых факторов и экономически независимых подсистем со своими интересами, функций технологического, отраслевого и территориального управлений и их взаимосвязей, различных по времени и цене возможностей получения информации для наблюдения за экономическими системами и принятия управленческих решений;

- на основе декомпозиции задачи построения -СВСХ даны классификационные принципы для задач, моделей. программных продуктов и экспертных систем, входящих в математическое

обеспечение экономических задач;

- спроектирована общая схема разработки СВСХ. а также соответствующая ей система экономико-математических моделей и экспертных систем, входящая в математическое обеспечение решения задачи;

- разработана агрегированная модель функционирования агропромышленного производства во взаимодействии с другими отраслями народного хозяйства, позволяющая выявить и обосновать роль сельского хозяйства, как ключевого звена народохозяйс-твенного комплекса, дающего наибольший, по сравнению с другими отраслями, народохозяйственный эффект при государственных вложениях в отрасль, дать количественные оценки-ущерба сельского хозяйства и прибыли других отраслей от диспаритета цен, ведущего к неизбежной при существующих ценах убыточности отрасли;

- разработаны новые методические положения по исследованию линейных моделей, базирующихся на использовании Генератора Агромоделей и Банка Агромоделей с привлечением аппарата множеств достижимости, методов многокритериальной оптимизации и учета неконтролируемых (погодных) факторов:

- предложена модель севооборотов,. изложенная на языке управляемых марковских процессов, позволяющая с математической точки зрения доказать необходимость севооборотов и разрабатывать новые экономически эффективные и экологически обоснованные севообороты;

- разработана модель . перспективного развития скотоводства, позволяющая оценить результаты внедрения в производство новых энергосберегающих и адаптивных технологий;

- разработана теоретико-игровая модель взаимодействия участников технологической цепи по производству свинины, на базе которой предложена новая организационная форма, - свиноводческий союз, - обеспечивающая рентабельную работу предприятий промышленного свиноводства.

- разработаны модель, экспертные системы и программный комплекс для планирования и оперативного управления финансовой деятельностью предприятия;

- создан программный продукт для реализации классификационных экспертных систем и методики его использования в различных областях сельского хозяйства;

- разработана методика создания экспертных систем для продукционных и технологических процессов производства важнейших сельскохозяйственных культур, создано необходимое программное обеспечение, методика и программный продукт прошли практическую апробацию на примере возделывания томатов, кукурузы и озимой пшеницы в Южной Степной Зоне:

- разработана методика и программное обеспечение систем информатизации-электронизации управления, сельскохозяйственным производством; *- Х

- спроектирована и внедрена система электронизации управления в эталонном объекте электронизации - Шпаковском районе Ставропольского края.

Практическая ценность работы. Работа выпонялась в соответствии с планами Россельхозакадемии, Комплексной программой научно-технического прогресса стран-членов СЭВ п.1.2.6 "Элект- . ронизация сельского хозяйства" и Международным проектом "Arpo- эталон".

Соискатель является соавтором 20 программных комплексов и подсистем, прошедших государственную регистрацию и пригодных для тиражирования.

В 1990 году Государственная комиссия приняла Первую, очередь АСУ район-хозяйство Шпаковского района Ставропольского края с годовым экономическим эффектом 3.5 мн. Х руб..В 1992,1993 гг. сданы в эксплуатацию компьютерные и экспертные системы с общим экономическим эффектом 2.9 мн.руб. в ценах 1991 г. (Соискатель являся научным руководителем разработки _АСУ и компьютерных систем,математическое обеспечение которых базируется на результатах,приведенных в диссертации.).

Системы признаны пригодными для использования в хозяйствах Южной Степной зоны.

Материалы диссертации использовались при подготовке работ: "Методические положения по моделированию систем ведения сельского хозяйства","Методические положения по моделированию перспективного развития скотоводства", "Методические положения по разработке систем электронизации управления сельхозпредприятием" и "Методические рекомендации по использованию.математических методов и новых информатизационных технологий при разработке региональных систем ведения хозяйства в Агро'промышлен-

ном комплексе".

Публикации. По теме диссертации выпонено 98 печатных научных 'и проектных работ, включая монографию, и 20 программных комплексов, с соответствующей документацией, прошедших Государственную регистрацию.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 392 страницах машинописного текста. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы, включающего 193 наименования, в том числе 37, изданных за рубежом.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Теоретические и методологические основы комплексного использования инновационных технологий -экономико-математических моделей, экспертных систем и средств информатизации-для разработки и реализации систем ведения сельского хозяйства и агропромышленного производства рассмотрены в первой главе.

Система ведения сельского хозяйства и агропромышленного производства (СВСХ) представляет собой единую концепцию ведения, основанную на совокупности социальных, организационных, экономических, экологических, правовых и технологических закономерностей, принципов, нормативных параметров и целей хозяйствования и управления в АПК.

Исследования позволяют сделать вывод, что формы собствен-' ности не являются определяющим фактором эффективности произ- Х водства ,и они. как и тот или иной уклад хозяйствования, дожны быть выбраны, исходя из соображений целесообразности и эффективности управления хозяйством в конкретных природно-климатических и производственных условиях.

Общие закономерности организации и управления производством первичны по отношению к формам организации и формам собственности. поэтому при разработке СВСХ целесообразно ориентироваться на инвариантные; базовые составляющие системы ведения. связанные прежде всего управлением продукционными и технологическими процессами' в агроэкосистемах.

В начале 90-х годов произошли кардинальные изменения всех основных факторов, определяющих систему ведения агропромышленного производства. Эти изменения, обычно именуемые у нас в стране реформами,- привели к катастрофическим последствиям для всего народного хозяйства и, конечно, для Агропромышленного комплекса. . '

Необходимость разработки систем ведения агропромышленного производства нового поколения обусловлена:

- прежде всего, коренным изменением социально-экономических условий хозяйствования, его правовой базы, изменением форм собственности;

- изменением политического и экономического положения

России в целом и статуса его регионов как субъектов Федерации;

- изменением в системе целей общества и нравственных установок населения;

- революционными изменениями в сельскохозяйственных, перерабатывающих, финансовых и информационных технологиях;

- значительным усилением неравноправия Х в экономических отношениях АПК с другими отраслями народного хозяйства и сельского хозяйства с другими отраслями АПК;

- развалом существовавшей технологической и ресурсной базы сельскохозяйственного производства стихийным появлением "извращенных" форм хозяйствования как способа адаптировать их к новым условиям.

Основной целью, которую дожна обеспечить система ведения агропромышленного производства, является продовольственная безопасность России. Россия дожна быть способна поностью обеспечить минимальные потребности своего населения продовольствием только за счет собственных ресурсов при прекращении в любой момент времени импорта продовольствия на неограниченный срок.

Выпонение этой цели определяет СВСХ, начиная от Федерального уровня до уровня предприятия. Эта цель доминирует над всеми другими, включая локальную экономическую эффективность.

Второй по важности целью является сохранение и увеличение социально-экономического и технологического потенциала территорий. Эта цель имеет в основном региональный характер. В соответствии с этой целевой установкой сельское хозяйство дожно вестись так, чтобы сохранять или увеличивать экологическую тех-ноемкость территории, ее предельно допустимые технологические нагрузки, плодородие почв и уровень качества жизни населения. Кроме того, считается недопустимым ухудшение половозрастной структуры сельского населения территории и инфраструктуры, обеспечивающей жизнь крестьян, уменьшающее ниже некоторого уровня производственные возможности сельского хозяйства территории региона.

Третья цель - экономическая эффективность производства.

Эта цель дохна выпоняться для всех предприятий, входящих в систему, при выпонении первых двух целей.

Для того, чтобы войти в сложную и быстроменяющуюся рыноч-

ную среду, CBGX нового поколения дожны быть динамическими (позволяющими описывать эволюцию во времени существующей системы к желаемой, перспективной), многовариантными (дающими различные перспективы при различных альтернативных стратегиях, целевых установках и предположениях об изменениях во внешней среде) и адаптивными (способными продуцировать необходимые рекомендации и оперативные мероприятия как ответ на изменения внутри и вовне системы)..

Разработка СВСХ, удовлетворяющая этим требованиям.невозможна без использования на каждом этапе проектирования и pea-, лизации СВСХ инновационных технологий, базирующихся на экономико-математическом моделировании, использовании математических методов и средств информатизации.

Система моделей является наиболее адекватным способом представления СВСХ, позволяющим продуцировать конкретные мероприятия по управлению объектом в зависимости от изменений его внутреннего состояния и внешних условий.

В соответствии с поставленными целями в работе впервые дана строгая математическая постановка задачи разработки и реализации СВАЦ с учетом динамики, многокритериальности, наличия неконтролируемых факторов и экономически независимых подсистем со своими интересами, технологического, отраслевого и территориального управлений и их взаимосвязей, различных по времени и цене возможностей получения информации для наблюдения за системой и принятия решений. -

В математической постановке задачи разработки и реализации СВСХ фазовыми координатами Достояния системы являются характеристики почвы- s(t), растений и животных- x(t), входящих в управляемую агроэкосистему.Изменения этих характеристик во Х времени можно выразить следующими функциональными зависимостями:

x(t)=Ft (xltg; t), u[tД, t), s[t0, t) Д(t), t)).

5(t)=F2 (xte, t). uEtn. t),s[t0>t)>^tt0> t)),

где t0- начальный момент времени, a tД-момент, начиная с которого имеется информация о развитии агроэкосистемы;

u(t) - характеристика управляющих воздействий на процесс производства в момент t (внесение удобрений, полив, вспашка, кормление животных и т.д.);

Ш)- вектор, характеризующий состояние погоды в момент t (температура, осадки, влажность и т.д.).

Считается,что исследуемая система может быть разделена на подсистемы по функционально-отраслевому (растениеводство,животноводство и т.д.) и территориальному признакам..

При этом фазовые координаты, информация о них и управления разбиваются на Функциональные и территориальные компоненты.

В каждый момент времени управление может- принимать значение из множества U, определяемого ограничениями технологического характера, ресурсными ограничениями и балансовыми соотношениями (например, балансом кормов).

В действительности управление u(t) выбирается из множества U на основании поступившей информации о состоянии системы на основе механизма принятия технологических решений, выраженного оператором ip,.

Для целостности функционирования, производственной единицы необходимы функционально-организационное и территориально-организационное управления, описываемые векторами v(t)и w(t) с

механизмами выработки этих решений, задаваемых операторами <р2 неочевидно, сбор, переработка и хранение информации, а также выработка решений требуют определенных усилий и затрат. Операторы <pt,<p2,(p3 характеризуют систему сбора,переработки и хранения информации,а также процедуры принятия технологических и организационных решений.

Для оценки качества системы управления полезно ввести цену информации- Ц.

Производственные единицы и функциональные подсистемы могут иметь свои собственные цели, выраженные векторными критериями Ф^.Фг1 соответственно для f-й функциональной подсистемы и 1-й территориально-производственной единицы.

Тогда наша задача будет выглядеть следующим образом: Определить управления u. v.w. а также операторы 4>i Х Рг. Фз Х дающие в-некотором смысле согласованное решение задач

векторной оптимизации:

{Ф(.).-Ц(.) }-р->тах

Ф/ (. )-Р->тах,Ф21 (. )-р->гаах,

где -вектор критериев экономической, экологической и социальной эффективности функционирования- системы в целом, а точка в скобках для краткости заменяет соответствующий набор аргументов.

Теперь, чтобы получить поную формальную постановку задачи, нужно определить-принципы согласования различных критериев, уточнить смысл векторной оптимизации в приведенных формулах, определить гипотезы об информированности и правила работы с неконтролируемыми факторами (использование принципа наилучшего гарантированного результата, моментов случайной величины и т.п.), без чего все формулы, в которые входит не имеют четкого математического содержания.

Ответ на' эти вопросы дожен быть получен из. общей концеп- ции хозяйствования, которая, собственно, и составляет СВСХ.

Следовательно, дальнейшее уточнение формально-математической постановки задачи может быть проведено только в рамках работы над. конкретной СВСХ и дожно быть определено разработчиками системы.

Решение полученной в результате этих уточнений задачи неизбежно будет связано с широким использованием эвристических приемов и человеко-машинных процедур разбиения этой задачи на ряд более простых и согласования, полученных частных решений.

В работе предложена схема декомпозиционного решения поставленной задачи. Следуя этой срме, можно осуществить некоторый рациональный выбор управляемых параметров. Заметим, что предлагаемая схема в принципе.сходна с традиционным методом принятия решений и выработки планов, который доказал свою пригодность на практике.

Поставленная задача - декомпозируется в подзадачи- учета и' анализу.оперативного управления.оценки перспектив развития хозяйства и определения стратегий развития во времени.

Каждаяподзадача представлена в математической форме, для нее определены свои управления, приведены процедуры нахождения этих управлений и способы получения согласованного решения общей задачи.

Эти подзадачи также можно представить как комплексы составляющих их задач.

Разбиение проблемы на задачи, их четкая классификация, оп-' ределение места каждой задачи в общей разработке во многом определяют распределение сил разработчиков, дают возможность не дублировать разработки различных колективов, определяют последовательность решения задач, координацию испонителей, служат основой создания информационной модели данных, позволяют избежать терминологических неточностей и ошибок.

На основе полученной декомпозиции поставленной задачи можно провести классификацию задач разработки СВСХ и- управления агропромышленным производством, а также спроектировать структуру математического обеспечения решения данной задачи.

Предлагаются следующие принципы классификации'задач разработки и реализации СВСХ и организационного управления агроп7 ромышленным производством:

-объектный: в качестве признака классификации берется наименование объекта, подсистемы или процесса, которым необходимо управлять;

- территориальный: вторым признаком является тот иерархический территориальный уровень, на котором ставится задача (страна, хозяйство, бригада и т. д.);

- временной: за характеристику задачи принимается характерное для управляемого процесса и для соответствующей цели управления время обратной связи. Можно отождествить эту характеристику с соответствующим временный контуром управления (оперативное, текущее, годовое, догосрочное, перспективное управление), то есть задачу характеризует тот контур управления, в котором она содержится.

Наконец, задача определяется функциональным назначением в самом контуре управления (учет, анализ, прогнозирование, планирование). По нашему мнению четыре вышеприведенные характеристики определяют задачу поностью.

Исследователь, перед которым стоит некоторая задача, создает прежде всего модель задачи, в которой он конкретизирует нечеткие моменты в постановке задачи, выбирает способ-агоритм ее решения и необходимую информационную базу.

По модели задачи создается программный продукт, характе-

ризующийся моделью, на основе которой он сделан, программной средой , в которой он изготовлен, и техническими средствами , для которых он предназначен.

Система моделей и агоритмов, представленных в форме определенным образом организованного комплекса программных средств, составляет математическое обеспечение разработки и реализации СБСХ.

Принципиальная блок-схема решения .поставленной задачи. и общая структура необходимого'-для этого математического обеспечения показана на рис.1.

Центральным моментом, обеспечивающим работу 'системы моделей. является информационная база. Она создается на основе' следующих основных информационных потоков: информации ЦСУ. внутриотраслевой информации, метеоинформации и информации, полученной в результате научно-производственных исследований.

После накопления информационной базы проектируется и создается база данных для ЭВМ. Количество информации в ней может быть значительно меньшим, чем в информационной базе. База данных снабжается специализированными системами управления базами данных (СУБД) и информационно-поисковыми системами (ИПС) для научных рекомендаций и другой текстовой информации.

Основная часть информации собирается, накапливается и обрабатывается в блоке учета-анализа. Основными функциями блока являются:

- сбор информации, занесение- и хранение ее в распределенных базах данных;

- свод информации и представление ее в форме, удобной для Ханализа; /

- получение статистических зависимостей производственных показателей от затрат и ресурсов (производственные функции и нормативы ) на основе предыдущего Х опыта и имеющихся тенденций.,

Х Оценка перспектив и определение путей развития предприятия проводятся с использованием моделей и модулей блока оценки перспектив во взаимодействии с блоком оценки инвестиционных проектов, динамики и годового планирования.

В блок оценки перспектив развития хозяйства -(рис.2) поступает информация из базы данных и блока учета-анализа о внутреннем состоянии и возможностях предприятия, а также из блока

Рис. 1.

Общая схема математического обеспечения для разработки и реализации СВСХ.

внешних связей о взаимоотношениях с внешнеэкономическими системами (договоры о поставках.рыночные цены, банковские проценты, дотации, налоги и т.д.).

В этом блоке, в основном, формируется система ведения сельского хозяйства и АПК с учетом природно-климатических и внутрихозяйственных возможностей,а также условий внешней средн.

Основой экономического потенциала .сельскохозяйственного предприятия является земля. *-

ХВ подблок земельных ресурсов и экологии входит модель-почвы, водной и ветровой эрозии. Имитационные модели эрозии служат для определения выбытия земель из хозяйственного использования и уменьшения питательного . слоя почвы. В модели почвы рассматриваются динамика основных питательных веществ в почвенном слое и изменение ее физических свойств.

По состоянию почвы, погодным условиям и технологии возделывания определяются возможности производства для всех основных сельскохозяйственных культур. Для этой цели служат модели и экспертные системы растениеводства и кормопроизводства. Различные технологии возделывания поступают- в агроэксперт-ные модели из специального модуля генератора технологий, в котором варианты технологий синтезируются из отдельных операций по определенным правилам.

Для того, чтобы спланировать набор рациональных севооборотов, служит специальная модель, в"которой агротехника, рост растений и изменение почвы рассматриваются с позиций управления марковскими процессами. Каждый полученный в этой модели новый севооборот затем испытывается при различных погодных условиях в имитационном режиме с использованием агроэкспертных моделей,вошедших в севооборот культур, и модели погоды.

Модели животноводства представляют собой динамические модели стада для каждого типа сельскохозяйственных животных (крупный рогатый скот, свиньи, овцы, птица) и направления специализации (молочное, мясное, шерстное). Эти модели связаны с моделями кормопроизводства через модели оптимизации рационов кормления животных.

Технологии возделывания с.-х. культур и получения продукции животноводства являются основой' для модели оптимизации от-

- 17 -Блок внешних связей

Рис. 2. Блок оценки перспектив развития

раслевого состава сельскохозяйственного производства и распределения ресурсов.

С использованием этой модели мы намечаем перспективы развития сельскохозяйственного производства без допонительных инвестиций.

Инвестиционные проекты, относящиеся к самому сельскому хозяйству, хранению и переработке, прежде всего оцениваются в модуле оценки эффективности инвестиций.

Получившие удовлетворительную оценку проекты составляют инвестиционные программы развития. Однако, далеко не все эти' программы могут быть реализованы из-за отсутствия достаточных средств в нужное время.

Для проверки осуществимости программы в плане обеспечения ее затратной части используется модель блока динамики.

Для динамической модели в пространстве фазовых координат, которыми являются мощности основных отраслей, дающих ресурсы, строятся множества достижимости по годам развития .Далее пос--ледовательности векторов затрат ресурсов по годам для проверяемой инвестиционной программы накладываются на построенные нами множества достижимости, и в случае, если для некоторого года вектор соответствующих затрат по программе не входит в множество достижимости для этого года,программа считается ресурсно необеспеченной и отклоняется или отправляется на доработку.

После этого избранные программы (программа),как уже входная информация, попадают в модель оптимизации отраслевой структуры АПК, и полученный вариант перспективы развития хозяйства проверяется с использованием моделей погоды и климата на устойчивость. ^

В результате мы формируем перспективный вариант развития сельского хозяйства и АПК, а также стратегию достижения намеченного варианта по годам с использованием модели годового, планирования АПК. Окончательный выбор перспективного варианта и пути его достижения остается за экспертами и лицами, принимающими решения.

С блоком динамики развития связан блок оперативного управления. который работает с шагом от одного месяца до дня, в зависимости от периодичности принятия решений.

Оперативная информация о ходе производственных процессов

собирается и анализируется в модуле оперативного учета, контроля и анализа. Затем она селектируется, систематизируется и заносится в соответствующие разделы базы данных.

В блоке функционируют модель переразмещения с. -х. производства и перераспределения ресурсов, экспертные системы определения и оценки возможностей развития болезней и вредителей с.-х. растений и эпизоотии животных,агроэкспертные модели растениеводства, кормопроизводства и модели животноводства, модели сетевого планирования и ключевых технологических процессов (уборка, сев и т.п.).

Информационная база и все блоки системы связаны с блоком принятия решений, снабженного специальным модулем визуализации, необходимым для представления информации в удобной для ПР форме.

Система функционирует практически постоянно. Оценка перспектив развития региона обычно пересматривается и уточняется ежегодно. Модели блока оперативного управления и модули блока анализа работают практически ежедневно, так же, как каждый день попоняется информационная база и банк данных системы.

Система может использоваться на _всех' уровнях управления АПК, но методика ее использования различна. На уровне страны и региона особое значение имеют блоки оценки перспектив развития, динамики и годового планирования. С их помощью разработку СВСХ страны и региона ведут МСХП, департаменты сельского хозяйства субъектов Федерации и, естественно, соответствующие научные организации. На уровне района и хозяйства больше используются блоки учета-анализа и оперативного управления, решаются задачи текущего и годового планирования. На этих уровнях разработка и реализация СВСХ ведется работниками АПО и руководством хозяйств с использованием программных средств и методик проектирования СВСХ, средств и методик разработки систем информатизации управления с возможным привлечением на договорной основе научных организаций и необходимых специалистов.

Важнейшим инструментом при разработке СВСХ являются экономико-математические модели. Описанию используемых моделей, методик их применения и созданных на их базе программных продуктов посвящена вторая глава.

При рассмотрении методологических вопросов экономико-ма-

тематического моделирования выделены следующие основные функции моделей:.

- систематизация и структуризация данных, информации и знаний об объекте моделирования;

- обучение методам принятия решений в- режиме имитации и форме деловых игр;

- использование в качестве инструмента доказательства теорий, гипотез, возникающих в различных предметных областях (экономике, агрономии-и т.п.)-и технико-экономического обоснования проектов;

- получение новых знаний'(эвристическая функция).

Обсуждаются требования, предъявляемые к отдельным моделям

и программным модулям, и альтернативные пути построения системы моделей для разработки СВСХ.

Отмечается, что одна и, .та же по математической структуре и типу модель может применяться для решения задач для разных Х контуров управления, иерархических уровней и функциональных подсистем при различных методиках ее использования.

Эта особенность позволяет создать некоторое стандартное обеспечение для решения разнородных по постановке задач.

В связи с этим важным обстоятельством во второй и третьей главе мы сначала описываем .основные структурно-функциональные черты моделей и экспертных систем ,-а затем возможности и методики их применения в различных блоках системы математического обеспечения.

Для описания взаимодействия АПК с другими отраслями и .внешнеэкономическими системами,/ оценки отклика АПК на различные стратегии государственного''регулирования, а также баланса спроса населения с предложением в системе моделей необходимо иметь специализированную модель, входящую в блок внешних связей.

Эта модель включает блоки межотраслевого баланса, населения, агрегированную модель функционирования АПК и модель взаимодействия с внешнеэкономическими системами (для РФ внешнеэкономические системы - это другие государства, для регионов -это еще и другие субъекты федерации и т.д.).

Исследование межотраслевых балансов страны за 1987-1989 годы показали, что коэффициенты матрицы прямых и поных затрат

в отнормированном виде остаются практически (до 1-2%) постоянными по годам, хотя валовое производство и конечное потребление претерпевают значительные изменения.-

Используя вычисленные матрицы, можно показать, что вложение средств в АПК дает значительный мультипликативный эффект для всего народного хозяйства. Например, в современных условиях единица вложенных в АПК государством средств в форме субсидий, компенсаций и т.п. стимулирует увеличение производства в народном хозяйстве примерно на десять единиц.

Столь большое значение мультипликатора вызвано резким ростом диспаритета с 1991 года. Модель дает возможность количественно оценить ущерб сельского хозяйства от диспаритета цен с другими отраслями и распределение суммы ущерба, как допонительной прибыли других отраслей.

Агрегированная модель АПК состоит из блоков: земли, растениеводства, агрохимии, животноводства, кормов, масло-жировой, сахарной, молочной, комбикормовой и мукомольно-крупяной, консервной, мясной промышленности, материально-технического снабжения. Она позволяет проанализировать материальные и финансовые потоки между отдельными отраслями комплекса, а также продуктовые балансы с другими экономическими системами (экспорт-импорт) и населением.

В погодно-климатическом блоке содержатся модельные представления о климате, модель погодных ситуаций для оценки перспектив развития и модель погоды для целей оперативного управления. Под моделью климата мы подразумеваем описание ( в какой либо форме) догосрочных тенденций изменения усредненных по годам и агрегированных по регионам погодно-климатических параметров.

В блоке оценки перспектив предлагается использовать для генерации климатических ситуаций и погодных сценариев метод годов-аналогов, оперирующий основными параметрами, влияющими на климат, и комбинациями годов-аналогов.

Для определения годов-аналогов необходимо на основе имеющейся статистики провести типизацию лет.

Для этого первоначально на качественном, экспертном уровне определяются характерные типы лет для данного региона.

На следующем;шаге для каждого выделенного ло качественным

критериям типа лет эксперт выбирает эталонный год (из ряда лет. по которым имеется количественная статистика),наилучшим образом, по его мнению, представляющий данный тип.

После этого каждый представленный в статистике год на основе методов распознавания образов на дискретных множествах относится к одному из классов лет по критерию близости к эталонному.

Выбирая по определенным правилам годы-аналоги, можно моделировать различные Х тенденции в изменении климата,оценивать полученные перспективные варианты СВСХ (в блоке оценки перс-" пектив) при различных погодных условиях с использованием имитационных экспериментов, искать наиболее устойчивые, адаптивные к погодным ситуациям системы ведения хозяйства.

При моделировании погоды для целей оперативного управления мы также опираемся на полученную ранее классификацию лет.

Однако, в этом случае, очевидно, необходимо учитывать постоянно поступающую в систему и накапливаемую метеоинформацию о текущем годе и достаточно точный краткосрочный оперативный и среднесрочный прогнозы, даваемые службами Гидрометцентра РФ.

Ведущую роль в системе моделей разработки систем агропромышленного производства играют линейные модели,для исследования которых используются, в основном, оптимизационные методы. Эти модели в различных вариантах и при различных методиках используются во всех блоках системы "математического обеспечения.

Модели этого типа, кроме того, находят широкое самостоятельное применение при решении отдельных задач управления АПК. Они занимают ведущее место среди экономико-математических моделей, используемых как у нас в стране, так и за рубежом,составляя около восьмидесяти процентов их .общего числа.

В работе обсуждаются проблемы, возникающие при использовании .линейных детерминированных моделей при исследовании столь сложного объекта,каким является сельское хозяйство.

Этот объект динамичен, многокритериален, ему. присуща неопределенность, и его нельзя адекватно описать единой- линейной детерминированной моделью, но подобно тому, как сложная кривая линия с произвольной точностью может быть аппроксимирована ло-

маной из линейных отрезков, развитие и функционирование сложной агросистемы может быть описано набором линейных моделей.

Анализ тенденций развития моделирования показывает, что б настоящее время центр тяжести научных исследований переносится из области конструирования сложных моделей агросистемы в направлении разработки специализированного программного инструментария - каковым является представляемый в работе генератор линейных агромоделей- и создания с его помощью базового комплекса моделей - банка агромоделей,а также методик использования генератора и банка для изучения процессов функционирс ания и развития реальных агросистем во всей их сложности.

Структура Генератора Агромоделей представлена на рис.3. Генератор Агромоделей позволяет получать не только и не столько конкретную модель, а целый набор однотипных моделей, пригодных для описания данного процесса во Есей его многогранности. и программную оболочку, дающую возможность в диалоговом режиме легко трансформировать одну модель данного ряда в другую. Именно это свойство генератора дает возможность говорить о нем.как об универсальном программном инструментарии для создания банка агромоделей планирования.

Во ВНИИКибернетики разработан Генератор Агромоделей, методика его использования и сгенерирован набор стандартных, групп Агромоделей, которые могут составить основу Банка Агромоделей для планирования и управления агропромышленным производством, а также для консультационной службы.

Ниженазванные базовые группы моделей и созданные на их основе программные продукты играют важную роль в системе математического обеспечения разработки СВСХ и работы консультационных центров:

-модель размещения сельскохозяйственного производства и распределения ресурсов;

-модель оптимизации структуры АПК хозяйства, которую можно рассматривать, как расширение предыдущей модели путем добавления отраслей хранения и переработки;

-модели и диалоговые системы для выбора рационов кормления крупного рогатого скота, молочных коров, свиней, овец,- лошадей, кроликов и птицы;

-модель и диалоговая система для планирования воспроиз-

блок вывода и визуализации > входной и выходной <Х информации

блок анализа и интерпретации решений

блок имитационного решения задачи и корректировки полученного оптимального < решения

блок оптимизационного решения задачи

генератор матрицы задачи П

олок программирования множества допустимых решений и критериев модели

специализированная СУБД

блок моделирования структуры и функциональных связей агросистемы Д

блок формирования Ч> логической модели базы данных

информационная база

рис. 3. Блок-схема программного комплекса "Генератор Агромоделей " (ГАМ).

водства стада;

-модели баланса азота, фосфора, калия и гумуса в почве;

-модель "Зеленый конвейер" и диалоговая система для определения структуры кормопроизводства в летний и пастбищный период;

-модель "Оптимальный план , использования сельскохозяйственной техники";

-модель "Оптимизация машинно-тракторного парка хо-

зяйства";

-модель определения рациональной системы севооборотов.

Важно подчеркнуть, что все эти модели созданы на базе единого программного обеспечения.позволяющего чрезвычайно легко менять не только входные данные, но и структуру модели.

Конструирование отношений между объектами и видами деятельности, а также генерация логической модели информационной базы идет в режиме удобного для пользователя диалога. Описание множества допустимых решений и критериев модели ведется на языке, близком к обычному математическому описанию такого типа моделей. Освоение этого комплекса для человека, занимавшегося математическим моделированием и знакомым с общесистемными компьютерными средствами, не займет более двух дней.

В работе предложены общие схемы использования линейных статических моделей для описания динамики, многокритериальнос-ти и стохастики или неопределенностей с использованием множеств достижимости, парето-оптимальных поверхностей и моделей погоды.

Одним из основных факторов системы земледелия является севооборот. В разделе 2.5 для описания модели севооборотов использован язык теории управляемых случайных последовательностей.

Если считать, что урожай в данном году зависят только от способа обработки как в этом, так. и в нескольких предшествующих годах, то, используя теорию управляемых Марковских процесс сов, можно доказать, что оптимальная стратегия заключается в неограниченном циклическом повторении способов обработки. Таким образом, циклическая повторяемость кул1 ур.то есть севооборот, получается как строго математическое оптимальное решение

поставленной задачи при данных условиях.

С помощью упрощенного варианта модели могут быть получены севообороты, оптимальные по некоторой системе критериев. Затем эти севообороты дожны пройти экспертную оценку и имитационную проверку с использованием arpoэкспертных моделей культур, после чего они поступают как входные данные в модели "размещения" блока оценки перспектив развития.

В разделе 2. 6 описана модель перспективного планирования Х развития скотоводства в хозяйстве, входящая в блок оценки перспектив развития хозяйства. Агрегированные данные по выработанным с использованием этой модели технологиям передаются в модель "размещения".

В работе предложена системная модель перспективного развития скотоводства, позволяющая в многокритериальной постановке оценить результаты изменения структуры стада и внедрения в производство новых энергосберегающих и адаптивных технологий.

Отличительной чертой модели является учет коров по годам лактации и выделение в отдельную группу коров, которых обычно выбраковывают, поскольку их нельзя далее автоматически доить, или которые значительно снизили продуктивность (обычно до 25% от среднего).

В модели выделены блоки динамики стада, потребления кормов, трудовых и материальных ресурсов, производства продукции и финансовых результатов.

На основе исследования модели с использованием ПЭВМ, в частности, показано, что широко известные, приведенные в работах разных авторов, полученные на основе использования линейных оптимизационных моделей однозначные рекомендации по снижению поголоеья коров основаны на неверных модельных предпосыках. В таких моделях не учитывается многофункциональность использования коров (производство молока, мяса, навоза и приплода).

Предлагаемая модель позволяет ставить сложные, синтетические эксперименты, в которых исследуется совокупное влияние изменения структуры стада, различных технологий выращивания телят и откорма, увеличения числа лактации и т. п.

Намечены пути улучшения структуры стада и технологий откорма по сравнению с принятыми в настоящее время.

В современных условиях целые отрасли сельского хозяйства, такие как промышленное свиноводство и птицеводство, оказались на грани банкротства.

Большинство из имеющихся в РФ 165 крупных промышленных свинокомплексов, оказавшись в технологическиой цепочке между монополистами - комбикормовыми заводами и монопсистами - переработчиками, стали нерентабельными.

Поиск путей выхода из кризиса для свинокомплекса "Родни-ковский" Челябинской области, который к 1995 году снизил производство до 10% от мощности и оказася на грани банкрот тва, привел к необходимости создания новой срганизационно-управлен-ческой модели объединения - Свиноводческого Союза.

В Союз, кроме свинокомплекса, входят сельхозпроизводители кормов, комбикормовый завод, мясокомбинат, предприятия, поставляющие газ, электроэнергию и топливо.

На всех участников Союза в той мере, в какой они участвуют в процессе производства свинины и продуктов ее переработки, " предлагается распространить норны налогообложения для сельхозпредприятий.

За счет этого, не снизив собственной прибыли, предприятия -участники Союза могут изменить цены при взаиморасчетах, сделав свинокомплекс и Союз в целом рентабельными.

Рассматриваются три варианта работы свинокомплекса: пер-вый-при работе свинокомплекса на поную мощность, но без объединения в Союз, второй- в случае вхождения комплекса в Союз и третий- при вхождении в Союз с проведением на комплексе допонительных технологических модификаций, связанных со сменой поголовья.

Расчеты показывают, что даже при работе на поную мощность свинокомплекс в старых организационных условиях остается убыточным, при этом убыток составляет около 1,2 мрд. рублей. После вхождения в Союз свинокомплекс будет работать уже с прибылью. превышающей 2 мрд. рублей в год. а в варианте допонительной технологической реконструкции прибыль возрастает до -4 мрд. рублей в год.

При этом, несмотря а. уменьшение налоговых нормативов некоторых предприятий-участников Союза, государство за счет увеличения объемов производства не теряет в суммарной массе нало-

говых поступлений, а инвестиции, направленные на технологическую реконструкция, окупаются за потора года.

Для получения этих результатов использовалась математическая модель теоретико-игрового взаимодействия участников Союза и специально разработанный программный комплекс.

На современном этапе особую роль приобретают вопросы финансового планирования и оперативного управления финансовой деятельностью предприятия.Без проработки этих вопросов невоз-' можно разработать и дать экономическое обоснование предлагае-. мой системе агропромышленного производства.

В последнем разделе второй главы описана разработанная нами система, позволяющая планировать финансовую деятельность в торговой, инвестиционной, кредитной сфере, определять стратегии поведения на рынке ценных бумаг и рассматривать сложные финансовые комбинации сделок во всех этих областях.

В третьей главе рассмотрены методологические вопросы построения, классификации и использования в сельском хозяйстве экспертных систем.

Рассматриваются экспертные системы со способами представления знаний, основанными на продукционных правилах,семантических сетях, фреймах и предикатах. Проведено сравнение этих систем представления знаний с точки зрения возможностей использования в задачах разработки и реализации СВСХ и управления АПК.

Отдельно рассмотрены классификационные экспертные системы и их использование в растениеводстве.

Использование специфики структуры и технологии создания классификационных экспертных систем позволило предложить специализированный программный комплекс для автоматизации разработки .таких систем .

С помощью этого комплекса изготовлены программы для определения болезней различных сельскохозяйственных культур (озимая и яровая лиеница,ячмень,картофель, сахарная свекла,кукуруза) .

В работе в качестве примеров описаны три типа экспертных систем определения болезней кукурузы: 1) детерминированная, традиционная, классификационная экспертная система. 2) экспертная система с графическим распознаванием болезней и 3) система, работающая в случае отсутствия четкой информации.

Важным специальным классом сельскохозяйственных экспертных систем являются Arpoэкспертные системы продукционных и технологических процессов в растениеводстве.

В работе обсуждается роль и определяется место агроэкс-пертных моделей при разработке СВСХ и управления агропромышленным производством, рассматриваются взаимосвязи предлагаемых моделей с ранее разработанными моделями роста растений и обосновывается необходимость создания Агроэкслерткых систем этого типа.

Приводятся математическое описание Агроэкспертных метелей и общие агоритмы их использования в различных блоках системы.

В качестве примера описана Arpoэкспертная модель "Пшеница-эксперт", которая является продожением серии экспертных систем по возделыванию основных сельскохозяйственных культур, начало которой было положено работами над системами для томатов и кукурузы.

Общая блок-схема диалоговой системы изображена на рис.4.

Наиболее объемным является блок исходной информации и ее оценки. Этот блок может функционировать независимо от остальных частей системы и использоваться для прогноза урожайностей 'по агрегированным данным задач годового и. перспективного планирования.

В этом блоке выделяют: информационно-справочный раздел; подблок информации об объекте управления; набор агроэкспертных моделей по оценке влияния различных характеристик объекта на урожайность.

В третьем разделе блока на основе информации, содержащейся в первых разделах, дается оценка интервалов возможных урожайностей пшеницы на данном объекте. Для этой оценки используются вспомогательные агроэкспертные системы по оценке почвенных характеристик. предшественника, погодно-климати-ческих характеристик и фитосанитарной обстановки.

В блоке хронологической информации вводится, хранится н анализируется информация о состоянии культурных растений,' "вредных организмов", почвы, погоды и проведенных технологически х операциях. Эта информация организс ана по датам с принятой в системе периодичностью ввода информации и с разбивкой

Рис. 4. Блок-схема Агроэкспертной системы.

по выделенным временным интервалам (посев-всходы, спелость-уборка и т.п.).

В блоке технологии хранятся все основные и вспомогательные технологические операции. Здесь же хранится база знаний по показателям качества технологических операций, которая используется в модуле оценки операций для определения комплексного качества проведенной или планируемой операции или группы операций. Модуль прогноза погоды использует модель погоды и климата в их модификациях для оперативного управления и пег "пек-тивного планирования.

В модуле оценки погодных ситуаций на основе методов распознавания образов дается оценка погодной ситуации за рассматриваемый период с точки зрения условий произрастания пшеницы на данном этапе развития.

На основе имеющейся информации о погодных условиях и прогноза погоды в модуле определения фенофаз развития можно рассчитать моменты наступления каждой фено^азы вплоть до поной зрелости.

Центральное место в системе занимает блок развития пшеницы, "вредных организмов" и изменения почв. В нем содержатся правила по качественной оценке фактического состояния фазовых, координат и правила перехода от состояния в одной фенофазе к другой (в лингвистических переменных или б бальных оценках) в зависимости от складывающихся или прогнозируемых погодных условий и проводимых или планируемых технологических операций.

В блоке экономических результатов подсчитывается себестоимость продукции. ' затраты основных ресурсов, рентабельность и другие критерии эффективности.

Текущая и прогнозная информация поступает в блок рекомендаций по выбору управлений, где на основе банка технологий генерируются советы по технологическим операциям в данный период.

В конце главы представлена экспертная система для анализа финансовой деятельности, условно названная АФИНА (Анализ Финансов).

АФИНА позволяет на основе стандартно!, отчетной информации рассчитать основные финансовые показатели по следующим груп-

пам: коэффициенты деловой активности, структурные коэффициенты. показатели финансового положения и устойчивости.

С использованием комплекса показателей и приведенной в работе методики анализа система дает обобщающий анализ финансового состояния предприятия и развернутые рекомендации в отношении будущей деятельности.

Четвертая глава посвящена описанию системы информатизации-электронизации управления (СЭУ) на примере системы, разработанной нами для Шпаковского района Ставропольского края.

Информатизация АПК- является многоплановым процессом освоения новых технологий получения, передачи, хранения и обработки , информации, идущим паралельно в науке, производстве и социальной сфере отрасли.

Система информатизации (электронизации).являясь частью СВСХ и самостоятельной отраслью, обслуживающей сферы АПК, в современных условиях дожна быть базовым инструментом разработки и организационной основой реализации системы ведения сельского хозяйства и агропромышленного производства в целом.

В работе изложены основные методологические принципы' создания системы информатизации управления, дано описание функциональной структуры системы и составляющих ее комплексов, которую можно рекомендовать как типовую при разработке подобных систем.

Система электронизации управления района рассчитана на трехуровневую иерархичную структуру: "Район"- агропромышленное объединение, ассоциации хозяйств, агрофирма и т.п.; "Хозяйство" - кохоз, совхоз, опхоз, учхоз, агрофирма и т.п.; "Бригада" - бригада, участок, отделение, хозрасчетное звено, кооператив, арендное подразделение, ферма и т. д. .Х

Разработка построена таким образом, чтобы нижние уровни были относительно независимы от верхних.

Деление системы на составные части - комплексы подсистем и подсистемы- - приведено в двух аспектах: по видам и целям деятельности и по уровням управления.

Функциональная структура предусматривает группировку функций я видов деятельности по комплексам: "Нормативная база". "Планирование", "Учет и анализ". "Оперативное управление". "База данных", "Научное обслуживание". Каждый из них

подразделяется на подсистемы, которые, в свою очередь, состоят из элементов.

Связи между комплексами и между подсистемами осуществляются посредством: набора номенклатур, интегрированной базы данных, движения информационных потоков с мест возникновения информации до самого верхнего уровня и обратно, прямой и обратной связи при поном взаимодействии комплексов и подсистем.

В работе представлена общая характеристика информационных ресурсов и потоков в следующих аспектах: объем информации по уровням иерархии, объем информационных потоков между ур )вня-ми. распределение информации по вертикали и структурирование ее по горизонтали.

Выбор структуры комплекса технических средсв (КТС) является основным вопросом при разработке технического обеспечения систем информатизации управления. В общем случае он зависит .от: организационно-производственной и управленческой структуры объекта, количества и содержания функциональных задач, решаемых на всех уровнях системы, количественной характеристики информации." обрабатываемой в системе и движущейся между ее уровнями, наличия и расходов на разработку общесистемного и машинно-ориентированного программного обеспечения, необходимого для функционирования комплекса технических средств.

В общем, структура Технического комплекса характеризуется как иерархическая, построенная на трех уровнях и состоящая из систем машин и средств телекоммуникаций между ними, реализующих распределенную обработку и обмен информацией между отдельными уровнями.

Функционирование СЭУ в большой степени зависит также от использования общесистемного, машинно-ориентированного и пользовательского программного обеспечения .

Создание и эксплуатация такой большой и сложной по размерам и взаимосвязям между элементами СЭУ определяют жесткие требования к ^истеме управления базой данных (СУБД).

В соответствии с приведенными в работе требованиями про.-ведено сравнение программных продуктов, получивших широкое распространение, и даны рекомендации по выбору программных средств.

В заключении обобщается и анализируется опыт внедрения

СЭУ в Шпаковском районе Ставропольского края.

Выбор Шпаковекого района в качестве эталонного объекта электронизации представляется удачным по следующим причинам:

- район является типичным для большого аграрного региона страны, что позволяет широко тиражировать отработанные здесь проектные решения:

- в районе производится достаточно широкий набор сельскохозяйственной продукции, что позволяет испытать различные компьютерные технологии и экспертные системы производства сельскохозяйственной продукции;

- район удобно расположен вокруг краевого центра г.Ставрополя, что позволяет разработчикам, базируясь в Ставрополе, осуществлять работы по внедрению во всех хозяйствах, а также облегчает организацию процесса обучения и передачи опыта другим хозяйствам, районам и регионам;

- в районе имеется мощная научная база: НПО "Нива Ставрополья", восемь специализированных и опытных хозяйств. Это позволяет использовать при разработке СЭУ новейшие научные достижения.

Эти специфические черты и преимущества были использованы при разработке и внедрению СЭУ Шпаковекого района.

Работа выпонялась в соответствии с Комплексной программой научно-технического прогресса стран - членов СЭВ п. 1.2.6 "Электронизация сельского хозяйства". Международным проектом "Агроэталон" и планами РАСХН.

К 1991 году СЭУ были внедрены в четырех кохозах, трех опытных хозяйствах и семи совхозах различного производственного направления. Первоочередными и базовыми среди них были определены кохоз им. Чапаева, ОПХ "Шпаковский", совхоз "Надеж-денский", которые отражали все многообразие особенностей сельскохозяйственных предприятий Шпаковекого района на тот период.

В частности, в 14 хозяйствах были внедрены распределенная база данных, 24 программных продукта блока "учет и^анализ", 12 программ блока "Оперативное управление" (см.рис.1). В комплекс "Планирование" вошли все вышеупомянутые модели, составившие Банк Агромоделей. Эти модели и экспертные системы были использованы в хозяйствах для решения задач оперативного управления, текущего, годового и перспективного планирования.

В 1990 году Государственная комиссия приняла Первую очередь СЭУ район-хозяйство Шпаковского района Ставропольского края с годовым экономическим эффектом 3.5 мн. руб.. В 1992, 1993 гг. сданы в эксплуатацию компьютерные системы с общим экономическим эффектом 2.9 мн. руб. в ценах 1991 г. (соискатель являся научным руководителем разработки СЭУ и компьютерных систем, математическое обеспечение которых базируется на результатах, приведенных в диссертации).

Государственная комиссия признала СЭУ Шпаковского района пригодной для использования в хозяйствах Южной степнс . зоны.

За время внедрения системы информатизации (1987-1991гг.) район значительно улучшил свои производственные показателя и перешел по принятой в крас комплексной оценке результатов производства с двадцатого места на четвертое. Серьезные успехи были достигнуты при внедрении экспертных систем и компьютерных технологий возделывания томатов и кукурузы. Применение экспертных систем в сочетании с другими факторами позволило на площади 100 га в течение двух лет получать урожай томатов, в 4 раза превышающий урожайности соседних хозяйств. По кукуру-зе-удалось почти в 2 раза увеличить урожайность при значительном снижении себестоимости.

Общий кризис народного хозяйства последних лет отразися и на функционировании АПК Шпаковского района. Однако СЭУ действует и по настоящий день, являясь стабилизирующим фактором для колективных хозяйств. В последнее время по инициативе и на средства хозяйств прошла замена технических средств на более мощные. Наши специалисты перешли в другую программную среду, усовершенствовали программные комплексы и сделали разработки, соответствующие принятым хозяйственным механизмам и применяемые для новых форм собственности и хозяйствования.

Однако общая функциональная и организационная структура системы сохранилась и' доказала свою жизнеспособность в новых условиях.

В заключении диссертации приведены основные выводы, которые соответсвуют задачам исследования и сводятся к следующим положениям:

1. Цели разработки нового поколения С_СХ претерпели значительные изменения ' в соответствии с новыми политическими и

экономическими условиями.

Основной целью является продовольственная безопасность России, выпонение этой цели определяет систему ведения сельского хозяйства , начиная от Федерального уровня до уровня предприятия.

Второй по важности целью является сохранение и увеличение социально-экономического потенциала территории. Х

Третья цель - повышение экономической эффективности производства. Эта цель дожна выпоняться для всех предприятий-входящих в систему.при выпонении первых двух целей.

2. Теоретико-методологический анализ позволил определить систему ведения сельского хозяйства и агропромышленного производства (СВСХ) как единую концепцию ведения, основанную на совокупности социальных, организационных, экономических, экологических. . правовых и технологических закономерностей, принципов. нормативных параметров и целяй хозяйствования и управления в АПК.

Для того, чтобы войти в сложную и быстроменяющуюся рыночную среду, СВСХ нового поколения дожны быть динамическими (позволяющими описывать эволюцию во времени существующей системы к желаемой, перспективной), многовариантными (дающими различные перспективы при различных альтернативных стратегиях, целевых установках и предположениях об изменениях во внешней среде) и адаптивными (способными продуцировать необходимые рекомендации и оперативные мероприятия, как ответ на изменения внутри и вовне системы).

Разработка СВСХ. удовлетворяющая этим требованиям,невозможна без' использования на каждом зтапе проектирования и реализации СЕСХ инновационных технологий, базирующихся на экономико-математическом моделировании, использовании математических методов и средств информатизации.

Система моделей является наиболее адекватным способом представления СВСХ, позволяющим продуцировать конкретные мероприятия по управлению объектом з зависимости от изменений его внутреннего состояния и внешних условий.

3. Исследования позволяют сделать вывод, что формы собственности не являются определяющим фактором эффективности производства , и они, как и тот или иной уклад хозяйствования.

дожны быть выбраны, исходя из соображений целесообразности и эффективности управления хозяйством в конкретных природно-климатических и производственных условиях.

Общие закономерности организации и управления производством первичны по отношению к формам организации и формам собственности, поэтому при разработке.СВСХ целесообразно ориентироваться на инвариантные, базовые составляющие системы ведения, связанные прежде всего с управлением продукционными и технологическими процессами в агроэкосистемах.

4. В соответствии с поставленными целями в работе вп рвые дана строгая математическая постановка задачи разработки и реализации СВАП с. учетом динамики, многокритериальности, наличия неконтролируемых факторов и экономически независимых подсистем со своими интересами, функций технологического, отраслевого и территориального управления и их'взаимосвязей, различных по времени и цене возможностей получения информации для наблюдения за системой и принятия решений.

Полученное описание задачи позволяет утверждать, что ее нельзя решить чисто математическими методами, и ее решение всегда будет сопровождаться человеко-машинными процедурами, определенными схемами декомпозиционного разбиения данной задачи на ряд более простых , 'решение которых приводит к эвристическому решению общей задачи.

5. На основании исследования математической структуры и свойств задачи разработки СВСХ нового поколения предлагается комплекс экономико-математических моделей, экспертных систем и информационных технологий разработки и реализации систем ведения сельского хозяйства предприятия в условиях выхода из кризиса.

Предложен декомпозиционный метод решения поставленной задачи, спроектирована структура математического (модельного, программного, информационного) обеспечения для реализации предложенного подхода.

Для элементов математического обеспечения - моделей прогт раммных модулей и экспертных систем - сформирован набор классификационных признаков, однозначно определяющих каждый элемент.

6. Исследование агрегированной модели АПК во взаимодейс-

твии с другими отраслями показывает, что агропромышленный комплекс монет служить ключевым звеном при выходе народного хозяйства из кризиса. Государственные вложения в АПК приводят к мультипликативному увеличению производства в целом по народному хозяйству, значительно превышающему эффект от вложения в другие отрасли.

7. Модельное описание межотраслевых связей позволяет заключить. что имеющийся сейчас диспаритет цен поглощает весь прибавочный продукт АПК и делает агропромышленное производство убыточным, за счет чего прибавочные продукты в других отраслях непомерно растут.

8. В моделировании систем ведения сельского хозяйства ведущую роль продожают занимать линейные модели. В настоящее время центр тяжести научных исследований переносится из области конструирования сложных моделей агросистемы в направление разработки программного инструментария - генератора линейных моделей и создания базового комплекса таких моделей - банка Агромоделей, а также методик использования генератора и банка как универсальных инструментов для изучения процессов функционирования и развития реальных агросистем во всей их сложности.

В работе предложены новые методические положения по исследованию линейных моделей перспективного годового и текущего планирования развития хозяйства с использованием множеств достижимости, методов многокритериальной оптимизации и учета неконтролируемых (погодных) факторов. На основе изучения общих свойств и структуры разнообразных моделей разработаны Генератор Агромоделей и Банк базовых моделей, которые были внедрены в рамках программы электронизации стран-членов СЭВ и приняты в модифицированных вариантах к использованию в создаваемой сети консультационных центров.

9. В современных условиях севооборот, то есть периодическая повторяемость культур, является оптимальным в строго математическом смысле способом управления системой земледелия. Этот вывод был получен в данной работе на основе описания севооборотов с использованием теории марковских процессов. В работе предложена модель, позволяющая разрабатывать новые экономически эффективные и экологически обоснованные севообороты.

Х 10. Широко известные, приведенные в работах разных авто-

ров, полученные на основе использования линейных оптимизационных моделей однозначные рекомендации по снижению поголовья коров основаны на неверных модельных предпосыках. В таких моделях не учитывается многофункциональность использования коров (производство молока, мяса, навозэ и приплода). Повсеместный сброс поголовья последних лет, отчасти базирующийся на таких рекомендациях, является ошибкой. (Хотя при определенных местных условиях некоторое уменьшение поголовья может быть экономически выгодно).

В работе предложена системная модель перспектг ного развития скотоводства, позволяющая в многокритериальной постановке количественно оценить результаты изменения структуры стада и внедрения в производство новых энергосберегающих и адаптивных технологий. На основе исследования модели с использованием ПЭВМ предложены различные рекомендации по перспективным ведениям скотоводства в различных условиях хозяйствования.

11. При современной организации взаимодействия предприятий. участвующих в производстве свинины и продуктов ее переработки, большинство свинокомплексов не могут работать прибыльно. На базе теоретико-игрового подхода предлагается новая организационная форма - свиноводческий союз, - обеспечивающая рентабельную работу предприятий промышленного свиноводства.

12. В настоящее время особенно усложнилась финансовая деятельность агропромышленных предприятий. Финансовый блок становится ведущим в комплексе моделей разработки систем ведения сельского хозяйства. В этом блоке предлагается использовать два программных комплекса: набор моделей для плакирования и оперативного управления финансовой деятельностью и экспертная система анализа финансовой деятельности предприятия. Модели и экспертная система явились результатом обобщения опыта стран с развитой рыночной экономикой в области финансового менеджмента, его переосмысления и адаптации к российским условиям.

13. Последние годы ознаменовались бурным развитием экспертных систем, в том числе и в области сельского хозяйства. В работе предложены классификация этих систем и рекомендации по выбору класса экспертных систем для рационального использования в задачах разработки СВСХ. Созданы обе ;очки для разработки большого и важного класса классификационных экспертных систем.

к которым относятся системы определения болезней и вредителей сельскохозяйственных культур. Даны описание и рекомендации по использованию программного комплекса определения болезней кукурузы в различных постановках, в том числе в случае отсутствия точной информации о симптомах болезни.

14. Теоретически обоснованы необходимость создания и требования к разработке Агроэкспертных систем продукционных и технологических процессов при возделывании сельскохозяйственных культур. Дана математическая структура систем этого типа, .их функциональная схема и агоритмы их использования для решения задач анализа, оперативного управления и перспективного планирования в соответствующих блоках системы математического обеспечения разработки СВСХ.

На базе предложенных теоретических положений разработаны Агроэкспертные системы по управлению Еозделыванием томатов (совместно с богарскими специалистами), кукурузы и озимой пшеницы, экспериментальное внедрение которых (первых двух) дало ощутимый экономический эффект.

15. Система информатизации (электронизации).являясь самостоятельной отраслью обслуживающей сферы АПК, в современных условиях дожна быть базовым инструментом разработки и организационной основой реализации системы ведения сельского хозяйства и агропромышленного производства в целом.

16. Предложены основные принципы создания системы информатизации (электронизации) предприятия, определена их роль в разработке и реализации СВСХ, даны базовые функциональные схемы, информационное, программное и организационное обеспечение системы. Представлен опыт внедрения систем электронизации в Шпаковском районе Ставропольского края, обсувдены трудности создания таких систем в современных условиях, даны рекомендации по эффективному внедрению описанной в работе системы в других регионах страны.

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Огнивцев С.Б. "Построение множеств достижимости для линейных управляемых систем", труды МФТИ, 1976, М., 0.4 п. л.

2. Огнивцев С.Б. "Один подход к исследованию линейных статистических моделей блочной структуры", сборник "Вопросы кибернетики" N 106, 1979, М., 0.3 п. л.

3. Огнивцев С.Б..Лотов А.В. "О предварительном распределении ресурсов между программами в программно-целевом псдходе к планированию в народном хозяйстве", ВЦ АН СССР, 1980, М., 3.5 п. л.

4. Огнивцев С.Б.,Гулиев P.P. .Коновалов М.Г. "Моделирование севооборотов с помощью управляемых марковских цепей", Ж. "Народное хозяйство Азербайджана" N 8, 1984.Баку, 0.3 п. л.

5. Огнивцев С.Б. "Об одном способе исследования линейных статистических моделей сельскохозяйственного производства". Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции молодых специалистов, 1984, М.. 0.1 п. л.

6. Огнивцев С.Б..Лотов A.B. "Применение методов согласования экономических моделей с помощью обобщенных множеств достижимости в программно-целевом подходе". Известия АН СССР,, Техн. киберн. M 2, 1984, N.. 0.6 п.л.

7. Огнивцев С.Б..Гулиев Р.Р.,Ерешко Ф.И. "О состыковке физической и экономической моделей". Информационно-вычислительное обеспечение в управлении сельскохозяйственным производством, труды ВНИПТИК. М., 1984, 0.5 п. л.

8. Огнивцев С. Б. .Ерешко Ф.И., Тарасов А. А. "Исследование системы зернового хозяйства страны с использованием проблемно-ориентированного комплекса зерно-Союз", труды ВНИПТИК. М.. .

1986, 0.3 п. л.

9. Огнивцев С.Б..Степанов A.A. и др. "Рекомендации по моделированию систем ведения сельского хозяйства". ВНИЭСХ.

1987, М. ,3. О и. л.

10. Огнивцев С.Б..Фионин И.В..' "Модель догосрочного агроклиматического прогноза для задач оперативного управления сельхозпроизводства на уровне региона", груды ВНИПТИК, М., 1987, 0.4 п. л.

11. Огнивцев С.Б..Прохоров С.П..Фисенко Д.В. "Диалоговые системы в управлении сельскохозяйственным производством", труды ВНИПГИК, М.. 1987, 0.3 п. л.

12. Огнивцев С.Б. .Ерешко Ф. И. "О концепции создания систем электронизации сельского хозяйства", сборник "Математическое моделирование в проблемах регионального природопользования". Ростов на Дону. 1987. 0.1 п.л.

13. Огнивцев С.Б.,Злобин A.C. "Автоматизация составления плана производственного и социального развития хозяйства", сборник "Математическое моделирование в проблемах регионального природопользования", Ростов-на-Дону, 1988, 0.1 п.л.

14. Огнивцев С.Б. "Принципы организации и структура математического обеспечения систем ведения сельского хозяййства". Вестник сельскохозяйственной науки N 12, 1988. 0.3 п. л.

15. Огнивцев С.Б. "Оперативное управление на уровне район-хозяйство с использованием микропроцессорной техники". Материалы рабочего совещания специалистов по теме VIII.1.6 "Оперативное управление на уровне район-хозяйство с использованием микропроцессорной техники". Бюлетень КОЦ стран-членов СЭВ для научных исследований N 55. Прага. 1988, 0.8 п. л.

16. Огнивцев С.Б., Каблахов К. щ.. Прохоров С. П. .Фисенко Д.Е. "О моделировании материальных потоков в АПК региона".Научнее труды ВНИПТИК, 1988, 0. 3 п. л.

17. Огнивцев С.Б..Гвоздев В.А "Модель перспективного планирования раззития скотоводства". "Вестник сельскохозяйственной науки" N 9, М., 1989, 0.4 п. л.

18. Огнивцев С. Б. .Писанов С.И. " Вопросы классификации для сельхозпредприятий", труды ВНИПТИК.М.. 1989, 0.5 п. л.

19. Огнивцев С.Б. .Новиков В.П. .Ерешко Ф.И. "Моделирование материальных потоков в АПК Московской области", "сб.тезисов XVII школы-семинара. Ростов-на-Дону, 1990. 0.1 п. л.

20. Огнивцев С.Б.. Елизаров В.П. .Жабин А. Д. и др. "Методические положения по разработке и внедрению систем электронизации управления в сельскохозяйственном предприятии", М.. 1990, 4.2 п.л.

21. Огнивцев С.Б. "Моделирование перспективного планирования развития скотоводства", ВО "Агропромиздат".М.. 1990, 1.0

22. Огнивцев С.Б. "Об использовании экспертных систем при описании продукционных и технологических процессов в растениеводстве". Научн. техн. бюл., ВИМ. М., 1991, выпуск 79. ,0. 2 п. л.

23. Огнивцев C.B. "Структура и способы исследования агро-экспертных моделей процессов в растениеводстве". Научн. техн. бюл. . ВШ.М.. выпуск 80,1991. О.Зп.л.'

24. Огнивцев С.Б. "Системы электронизации управления в Шпаковском районе Ставропольского края". Вестник сельскохозяйственной науки H 11, 1991, 0.3 п. л.

25. Огнивцев С.Б..Блинов Д.М. "Автоматизация разр Зотки экспертных систем". Техника в сельском хозяйстве И 2-3,1991, 0.2 п. л.

26. Огнивцев С.Б.,Грэмов И. В. "Агроэкспертные модели для растениеводства". Техника в сельском хозяйстве N 4. И.,1991, 0.1 п. л.

27. Огнивцев С.Б..Громов И.В. "Информатизация сельского хозяйства и использование arpoэкспертных систем". Тезисы Международного конгресса по информатизации, Москва, 1992, 0.1 п. л.

28. Огнивцев С.Б..Елизаров В.П. "Концепция электронизации сельского хозяйства России", Вестник сельскохозяйственной науки N З.М.. 1992. 0.4 п. л.

29. Огнивцев-С.Б. "Разработка комплекса эколого-эксноми-ческих моделей для определения рациональных стратегий ведения сельского хозяйства России в условиях глобального изменения климата". Международная научно-практическая конференция "Информация и системный анализ сельского хозяйства в условиях аграрной реформы" . М.. 1993, 0.1 п. л.

30. Огнивцев С. Б. "Теоретико-игровой подход к формированию систем управления сельскохозяйственным производством". Проблемы управления агропромышленным комплексом в условиях многоукладной экономики (тезисы докладов научно-практической конференции 16-17 июня 1993 г.), Информагротех, М. ,1993, 0.1 п. л.

31. Огнивцев с.Б.,Сиптиц С.О. "Вопросы информатизации в оперативном планировании финансовой деятельности предприятия". , научно-практическая конференция "Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПН России", . 0.1 п. л.

32. Огнивцев С.Б..Лысенко Е.Г. "Информатизация и экологи-

ческие проблемы сельского хозяйства", научно-практическая конференция "Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России", 1993, 0.1 п. л.

33. Огнивцев С. Б. "Проблемы информационного и модельного обеспечения в области создания аграрного рынка", сборник материалов международной научно-практической конференции по проблемам создания общего аграрного рынка стран-членов СНГ и заинтересованных государств. М., 1994, 0.1 п. л.

34. Огнивцев С. Б., Елизаров В. П., Сиптиц С. 0. "Система моделей для принятия решений в условиях многоукладной экономики". Симпозиум по применению математических методов при анализе экономико-экологических проблем АПК. М., 1994, 0.1 п. л.

35. Огнивцев С. Б. .Елизаров В.П. .Сиптиц С.О. и др. "Рекомендации по разработке системы моделей для принятая решений по экономико-экологическим проблемам АПК". М., 1994, 0.7 п.л.

36. Огнивцев С.Б. "Разработка и экономическое обоснование систем ведения агропромышленного производства для сельскохозяйственных предприятий с использованием экономико-математических моделей и экспертных систем", М., из-во ВИМ. 1994г.. 12.0 п. л.

37.' Огнивцев С.Б. "Комплекс финансовых технологий в создании регулируемого аграрного рынка" . Симпозиум "Математические методы разработки ведения агропромышленного производства". М.. 1995. .0.3 п. л.

38. Огкивцев С.Б. "Обоснование необходимости разработки систем ведения агропромышленного производства нового поколения". Симпозиум "Математические методы разработки ведения агропромышленного производства". М., 1995, 0.3 п. л.

39. Огнивцев С. Б. "Концептуальная схема разработки СВАП региона с использованием математических методов". Симпозиум "Математические методы разработки ведения агропромышленного производства". М., 1995, 0.6 п. л.

40. Огнивцев С. Б. .Елизаров В. П. .Сиптиц С.О. и др. "Методические рекомендации по использованию математических методов и новых информатизациокных технологий при разработке региональных систем ведения хозяйства в Агропромышленном комплексе". М.. 1995 г. 2.5 п. л.

Х 41. Огнивцев С.Б..Сиптиц С.0.. ЗлобинА.С. "Методические рекомендации по использованию программного инструментария (генератора агромоделей) и 'базовых агромоделей (банк агромоде-лей)" М. .1995 г., 1.5 п. л.

Похожие диссертации