Системное моделирование процессов управления промышленным предприятием

Вид материала

Автореферат диссертации

Содержание Ii. основные научные положения, выносимые на защиту Экономической системой S Рис.1. Концептуальная модель инвариантной экономической системы Y и объекта состояний C G –обобщенная оценочная функция или функция качества; V M – измеримое, непосредственно наблюдаемое или управляемое входное воздействие, а U V для всей ЭС имеет более одной компоненты: , где I

Подобный материал:

• История развития стандарта управления промышленным предприятием mrp, 399.66kb.
• Управленческий учет как инструмент управления промышленным предприятием, 295.01kb.
• Теория и методология процессного управления промышленным предприятием, 534.78kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 190.51kb.
• Вторая Международная научная конференция моделирование нелинейных процессов и систем, 145.53kb.
• Методология согласования интересов в процессе управления корпорированным промышленным, 760.06kb.
• Существующей экономической системы, очевидно, доказывает необходимость изменения форм, 199.09kb.
• Методы ситуационного управления промышленным предприятием, 247.2kb.
• Системы автоматизации процессов управления предприятием с позаказной формой планирования, 57.77kb.
• Общая характеристика и классификация программного обеспечения и базовых технологий, 132.64kb.

II. ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Предложены новые подходы, позволяющие связать в инвариантной модели экономической системы промышленного предприятия такие уровни абстрагирования, которые наиболее полно и строго отражают проблемные аспекты процессов управления (п.1.1 Паспорта специальностей 08.00.13 ВАК РФ).

Математические основы системных исследований достаточно полно и детально разработаны для технических систем. Их использование стало плодотворным для решения следующих проблем: анализ взаимодействий в балансовых моделях материально-вещественного и стоимостного разреза производства и распределения продукции; исследование закономерностей «поведения» структур, процессов и явлений в терминах дифференциально-разностных уравнений; анализ организационно-экономических проблем в моделях массового обслуживания, оптимального управления запасами, рациональных сроков эксплуатации и замены оборудования, «деловых игр»; исследование процессов выработки и принятия управленческих решений с использованием эконометрических моделей, методов статистических испытаний и математического программирования. Однако чрезвычайная сложность социально-экономических явлений не вписывается в рамки только технических подходов.

Недостаточная проработанность институциональных механизмов, эволюции их развития и синергетических эффектов взаимодействия, а также проблемы управляемости требуют дальнейших исследований.

• В традиционных системных подходах недостаточно проработан процесс выбора принципиальной структуры (инварианта) экономической системы промышленного предприятия. Для эффективности исследования целесообразно вначале выделить основные свойства и выявить главные взаимосвязи, отражающие экономическую сущность предприятия, и только потом переходить к детальному моделированию механизмов функционирования всех подсистем и системы в целом.
  
• Предприятие рассматривается под разными углами зрения, с акцентом на те или иные особенности изучаемого объекта. Для сведения всех точек зрения к единой платформе необходимо выявить независимый класс теорий, покрывающий объект исследования полностью.
  
• С точки зрения управленческих концепций предприятие рассматривается как объект управления, либо как действующий в структуре компонент. Такой же подход применяется для анализа организационной структуры предприятия. Унификация и построение единого фундамента исследований предполагает развитие системных подходов, в том числе для детального анализа более узких разделов теории управления производственными системами.
  

Для устранения разночтений при обмене разными концепциями системный экономический анализ целесообразно разработать как междисциплинарный язык, основанный на четко введенной терминологии. Экономическая система (ЭС) _{промышленного предприятия} выделяется из среды в границах, определяемых целями исследования, как существенная, повторяющаяся (относительно) и _{устойчивая в пространстве и во времени связь явлений, обусловленная свойствами.} Сама ЭС не уникальна, она функционирует в экономической среде практически бесконечного пространства таких же сущностей (законов, правил). _{Хозяйственный процесс складывается из специфических форм целенаправленной} деятельности предприятия. _Проект (мероприятие, программа, задача) формируется как механизм, минимально достаточный для достижения конкретной цели в соответствии с бюджетами ресурсов и технико-технологическими спецификациями. _{Множество проектов, собственно, и определяет содержание хозяйственного процесса. Элементарный неделимый с точки зрения экономической сути объект – технологическая операция, представляющая действие (акт) в технологической цепи. Множество операций составляет базис пространства производственных возможностей предприятия. Персонал является носителем информации о структуре практической реализации упорядоченной системы действий, выступая «владельцем» ценностного фрагмента ЭС (предприятия, подразделения, проекта, операции).} Поскольку участники ЭС вовлечены внутрь в обмен ценностями, то относительное влияние каждого является функцией того контроля, которым он обладает в отношении того или иного ресурса.

Для системного моделирования процессов управления промышленным предприятием используется следующий подход:

• словесным описаниям неизменной сути явления дается точное на языке теории множеств математическое определение инварианта, допускающего взаимосвязь с другими словесными определениями промышленного предприятия;
  
• опираясь на инвариант, полученный в результате формализации, далее развивается математическая теория экономической системы промышленного предприятия, с добавлением новых математических структур, необходимых для целей анализа и синтеза.
  

Экономической системой S промышленного предприятия называется отношение на непустых (абстрактных) множествах:

, (1)

где - символ декартового произведения; - оператор включения; I – конечное множество индексов, задающих объекты ЭС; i – индекс множества, ; - модули декартового произведения, называемые объектами системы S (); - символ принадлежности. Основные свойства модулей S: – высший стратегический уровень решает глобальные вопросы развития, несет общую ответственность и представляет власть над предприятием; M₁ – средняя управляющая линия является иерархической структурой разбиения власти и полномочий; M₂ – функциональное ядро, где непосредственно создаются доходы от производства, реализации продуктов и оказания услуг; M₃ – техноструктура, которая включает планово-аналитические службы, службы стандартизации и разработки норм для координации функций и механизмов; M₄ – инфраструктура (вспомогательное производство) представляет модуль совокупности внешних по отношению к рассматриваемому экономическому ядру подразделений, где реализуются виды деятельности для поддержки основного производства и других модулей; M₅ - непосредственно вовлеченные и опосредованно влияющие на деятельность предприятия объекты внешней среды (рис.1).




Рис.1. Концептуальная модель инвариантной экономической системы

промышленного предприятия

Пусть и – образуют разбиение множества I, , на - входные и - выходные объекты. Тогда S определяется отношением:

(2)

где - оператор пересечения; - оператор дополнения; - символ пустого множества. Пара «вход-выход» формируется исходя из целей исследования и решаемых задач.

Из отношения (2) S определяется функционально на множествах . Отображение такое, что означает: пара значений принадлежит S тогда и только тогда, когда при соответствующих свойствах c, , вектор входных воздействий x, , преобразовывается в выходной вектор y, . Множество C называется объектом глобальных состояний (), отображение R – глобальной реакцией ( - символ существования). Определенная (1) экономическая система является отношением, а для идентификации в (2) выходной величины в ответ на входные воздействия выделяется класс производственных функций. Степень агрегированного функционального описания семейства преобразований начинается от элементарной операции и заканчивается обобщенными внешними проектами и внутрихозяйственными мероприятиями, а по структуре исполнения – от элементарного участка и подразделения до предприятия и ЭС в целом. Наложение структурного (1) и функционального (2) уровней формализации системы S основано на общности вершин структурных (технологических) графов. Такая система представляет матричную форму, где наименования строк являются элементарными функциями модулей, а столбцов – элементарными схемами. Тогда вектор-строка модулей, связанных с реализацией определенной функции, становится функциональной подсистемой, а вектор-столбец – схемной подсистемой, реализующей набор функций. Соответственно выделяются следующие задачи, во-первых, анализа – по заданной схеме найти реализуемую ей функцию, во-вторых, синтеза – по заданной функции найти реализующую ее схему (или одну из схем, или оптимальную схему). Исследование и проектирование системы управления предприятием представляет последовательность задач анализа и синтеза, где первые служат получению новых знаний об объектах, а вторые – о способах их целенаправленного использования.

Для исследования развития ЭС во времени устанавливается взаимосвязь между свойствами, относящимися к различным моментам времени. Различие природы, периодов обращения и воспроизводства требует разработки для каждого явления ЭС своей локальной временной структуры в виде линейно упорядоченного множества дискретных моментов его рассмотрения. Гармонизация всех временных подсистем в целостной, иерархической системе времени основано на идентификации базовой компоненты, у которой самый минимальный шаг становится предельным для взаимосвязанного детализированного отражения динамики ЭС. Каждая причинно-следственная пара увязывается (сглаживается) в окрестности общих точек, полученных в результате наложения дискретных моментов времени их отслеживания.

Временная система , где T – временная структура ЭС, называется динамической тогда и только тогда, когда найдутся два семейства отображений:

, , что

• согласуется с S, то есть является семейством реакций ЭС:
  

,

• отражает композицию переходов S:
  

, для всех ,

где - семейство функций перехода, - семейство реакций системы S; называется функцией перехода состояний ЭС; - функцией реакции (или преобразующей функцией); t - время, ; - множество всевозможных отображений X и Y в Τ; - интервалы времени; - сужения функции на различных отрезках времени, сужения функций y из Y, c из C определяются точно так же; - сужения входных воздействий, сужения выходных величин Y и объекта состояний C определяются аналогично; операция сочленения.

Динамическое представление ЭС в виде пары (,) формируется в процессе непрерывного финансового учета. Баланс (бюджет) – состояние предприятия с точки зрения состава и источника формирования средств – является семейством функций перехода состояний S. Финансовые отчетные формы – План доходов и затрат (ПДЗ) (иначе Отчет о прибылях и убытках), Отчет о движении денежных средств (Cash_Flow) – задают кинематику ЭС и представляют, по сути, семейство реакций на входной поток ресурсов. Целесообразно ПДЗ (доход), ПДЗ (расход) и Cash_Flow использовать в качестве фазовых координат, поскольку они отражают взаимосвязанные изменения в системе. Разделение же ПДЗ на составляющие связано с наличием разделяющего интервала времени между произведенными расходами, передачей продукции и реального получения предприятием денежных доходов. Тогда консолидированный баланс является точкой фазовой траектории, в которой позиционируется ЭС в результате изменения фазовых переменных в интервале времени [t, t+1].

Поведение ЭС определяется характером той деятельности, в процессе которой изменяются существенные экономические показатели: доходность, ликвидность, рентабельность, прибыльность, оборачиваемость и др. Следовательно, цель предприятия является зависимой категорией – она оказывается функцией средств. Поэтому можно говорить лишь об обобщенной цели, а формализацию целенаправленного поведения ЭС свести к общей теории принятия решений без конкретизации метода решения и соответствующей задачи. Имеющий долговременное и неизбежное последствие результат трансформационных изменений реализуется в кольце обратной связи стратегического позиционирования. Исходным является концептуализация (философия) – выражение закономерного развития промышленного предприятия в сложной динамичной среде. Поведенческий аспект, приспосабливающийся или трансформирующий окружение, в конечном счете, и определяет его позиционные характеристики. Кольцо обратной связи тактики бюджетирования реализуется в стратегическом кольце, преобразовывая изменения среды в конкретное качество предприятия. Данная подсистема характеризует способность ЭС в процессе развития удерживать все свои существенные параметры на изменяющемся в динамике оптимальном уровне, несмотря на условия функционирования и проявления спонтанной активности элементов. Если тактика – это идентификация отдельных хозяйственных мероприятий, то бюджетирование – преобразование ближайших целей и стратегии в операционные (финансовые) термины. Кольцо обратной связи операционной эффективности реализуется в рамках тактического кольца. Совокупность действий по реализации принятых на тактическом уровне хозяйственных задач представляет динамичный и сильно разветвленный процесс постановки и достижения целей. Критерию оценки подвергаются подсистемы разделения труда.

В каждом из колец обратной связи граница ЭС идентифицируется исходя из целей исследования и масштабности решаемых задач. Таким образом, возникает несколько геометрий, в каждой из которых реализуется свой закон движения, взаимосвязанный и взаимообусловленный с другими. ЭС и подсистемы выражаются в терминах оценочных функции, позволяющих уточнить желательность поведения. Если задать отображение , где G –обобщенная оценочная функция или функция качества; V – вполне упорядоченное множество, тогда объект исследования целесообразно представить с помощью отображения . Влияние среды учитывается в предположении об открытости системы, означающей наличие во входном потоке двух составляющих , где M – измеримое, непосредственно наблюдаемое или управляемое входное воздействие, а U – те входные воздействия, о которых имеется только косвенная (если она вообще есть) информация. Тогда в прогнозных моделях параметры оцениваются с точностью до подмножеств, либо в терминах дополнительных структур, которые непосредственно ведут к нечетким или вероятностным описаниям: . В работе строго определены понятия воспроизводимости, полной управляемости ЭС и удовлетворительности экономических решений при заданном уровне порогового значения на множестве при любых проявлениях неопределенности . Далее исследуются проблемы достижимости и допустимости желательного поведения.

В общем случае оценочный объект V для всей ЭС имеет более одной компоненты: , где I_K={1,2,…,K}, V_k – k-я оценочная компонента. Поскольку ЭС интегрирует цели всех участников хозяйственного процесса, то система S становится многокритериальной, что означает существование для каждого отображения проектирования , где - критерий качественной оценки объекта k-м участником. Тогда для любого заданного подмножества обобщенный оценочный критерий ЭС записывается в виде декартового произведения . В таком декомпозиционном представлении речь уже идет о зависимости между критериями. Последнее означает, что существует некоторое нетривиальное отношение Ψ на множестве критериев: такое, что . Ограниченность ресурсов ЭС обуславливает отношения, в которых некоторое заданное значение одной из компонент декартового произведения может быть достигнуто лишь в сочетании с некоторыми (а не всеми) значениями других компонент. Если отношение Ψ функция, то существует k^* независимых целей таких, что , означающая существование внутренней взаимосвязи между компонентами системы. Функциональная зависимость отношений задает возможность реализации в ЭС только тех преобразований, которые определены независимой системой критериев некоторой группы.

В формализованной модели финансового учета предприятия динамика исследуется в семействе функций перехода состояний, тогда V=C задает экономическую измеримость целей участников. В этом случае пространство состояний имеет размерность и можно говорить об управлении взаимозависимыми параметрами. Более строго, динамическая система с многомерным пространством состояний в интервале T определяется независимой системой k^*, задающей переход в C: . Тогда диаграммы перехода состояний в данном отрезке времени коммутативна и система S не может быть вполне управляемой на множестве C.

Взаимосвязь отношений поднимает проблему целеполагания, которая непосредственно связана с целедостижением в пространстве глобальных состояний C. Если закономерным результатом задачи целеразрешения должен стать совмещение целей участников и групп в управляемом процессе, то исходные предпосылки определяются из анализа поведения взаимодействующих субъектов. Индивиды или группа лиц (коалиция) всегда имеют цели, которые они хотят реализовать посредством своего участия в хозяйственном процессе. В качестве ответного шага они подчиняют себя «власти (диктату) организации» и осуществляют требуемое участие, по меньшей мере, до тех пор, пока это непосредственно или опосредованно способствует осуществлению их собственных интересов. Чтобы какая-то цель, относящаяся к ЭС, стала непосредственной системной целью, необходимо, чтобы она была принята соответствующим уровнем иерархии власти. ЭС находится в состоянии равновесия, когда цели сбалансированы, т.е. стимулы каждого участника превышают объемы вложенных ресурсов. Иначе баланс стимул-вклад нарушается и ЭС переходит в новую систему отношений.

Для анализа и синтеза ЭС развиваются дополнительные структуры. Промышленное предприятие, формализованное отношениями (1)-(2), динамическим представлением и иерархической системой управления является инвариантом, который выражает основной закон и выявляет класс морфизмов относительно обобщенных свойств. Выражающий суть промышленного предприятия инвариант одновременно должен обеспечить связь элементов (явлений) бесконечного числа координатных систем, которые покрывают объект исследования. Чрезвычайная сложность ЭС предприятия требует множественного с различным уровнем абстракции представления. Сохранение же инвариантного образа в каждой из них позволяет свести все подходы к единой платформе (рис.1). Совокупность явлений одного и того же закона образует полную группу преобразований ЭС, представляющих мир многомерных геометрических образов, тождественных самим себе.

Вопросы проектирования ЭС решаются на структурном уровне. Модель исследования основывается на фундаментальных параметрах: разделение труда (степень и принципы специализации), координация работ (механизмы, размеры и объемы контроля), уровень принятия решения (централизация, децентрализация). Структурные конфигурации строятся из типичных форм: функциональная (вертикальная), дивизионная, матричная, горизонтальная и сетевая. На структурном уровне для анализа производственных отношений исследуется топология, устанавливающая близость, подчиненность, предельность в системе управления предприятия. Структурная формализация чрезвычайно важна, поскольку именно геометрия «черного ящика» определяет уровень эффективности, как меры явления. Однако ограничиваться только топологией недостаточно, конечная цель исследования – эти преобразующие свойства системы.

На функциональном уровне абстрагирования фундаментальными являются преобразующие качества: процессы реализации технологий и преобразования ресурсов, технические схемы достижения критериев. Изучаемые при функциональном подходе проблемы касаются тех входных материально-вещественных ресурсов, которые подчиняются законам сохранения, когда выход никогда не будет большим, чем сумма входов. Финансы целесообразно выделить в отдельное рассмотрение, поскольку эта переменная, в общем случае, является нерегулярной, требующей особого аналитического контроля во временной структуре с малым дискретным шагом. Факт нерегулярности (нередко переходящий в сингулярность) обусловлен функцией денег, обнаруживающей влияние бесконечного множества факторов и целевого поведения участников.

Только люди своим трудом могут производить экономические результаты, поэтому персонал требуют отдельного исследования. Если при описании структур и функций целесообразно абстрагироваться от персонала, рассматривая предприятие как чисто техническую систему, то задача анализа потока человеческих ресурсов состоит в исследовании его трансформационных свойств. На данном уровне формализации исходными понятиями выступают мотивация, потребности, навыки, взаимоотношения. В центре внимания – проблемы руководства (полномочия, ответственность) и нужды информационного обеспечения процессов управления (знания, компетенции).

Поскольку ЭС представляет множественность интересов, порождающих конфликты, то при политическом абстрагировании к фундаментальным факторам относятся: коалиция и различие интересов, конфликт, источники власти, политика, этика. Здесь исследуются проблемы кооперации, «власти» над фрагментами ЭС (операция, проект, функциональное подразделение), нормы взаимодействия, управление конфликтами и т.д.

Чрезвычайная сложность экономических объектов обуславливает существование неточного прогноза и приближенного нормативного моделирования формальными методами. Откуда следует необходимость содержательного контроля работы формализованной схемы управления. Выходом является неформально принимаемые решения о корректировке формально вырабатываемых управляющих воздействий и прогнозов состояния среды. Принцип внешнего дополнения (Ст. Бир) рассматривается как средство управления, позволяющее связать неполноту любой модели с теоремой К. Геделя о неполноте формально-логических исчислений. К дополнительным факторам управления хозяйственной деятельностью относятся культура (внешняя и корпоративная), смысл, церемония, традиции, которые составляют базовые категории символического абстрагирования. Символы призваны для создания точек соприкосновения, норм поведения, ориентиров как совокупность неформальных процедур, а также экзогенных параметров в модели управления.

Любое явление в экономике предприятия является результатом отражения инвариантной ЭС в некоторой системе координат. Таким образом, инвариантный уровень становится точкой соприкосновения уровней абстрагирования, позволяющей совместить факторы, учет которых обоснован практикой хозяйственной деятельности.