Моделі і методи адаптивного управління виробничо-економічними системами в умовах нестабільного попиту

Размещено на http://www.allbest.ru/

Донецький національний університет

Спеціальність 08.03.02 - Економіко-математичне моделювання

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук

Моделі і методи адаптивного управління виробничо-економічними системами в умовах нестабільного попиту

Соломаха Сергій Анатолійович

Донецьк - 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі економічної кібернетики Донецького національного університету Міністерства освіти і науки України (м. Донецьк).

Науковий керівник - доктор економічних наук, професор Лисенко Юрій Григорович, Донецький національний університет, завідувач кафедри економічної кібернетики (м. Донецьк).

Офіційні опоненти:

доктор економічних наук, професор Порохня Василь Михайлович, Гуманітарний університет “Запорізький інститут державного та муніципального управління”, проректор-директор Інституту післядипломної освіти “ЗІДМУ” (м. Запоріжжя)

кандидат економічних наук, доцент Лепа Роман Миколайович, Науково-дослідницький центр інформаційних технологій Інституту економіки промисловості НАН України, завідувач відділу проектування систем підготовки й прийняття управлінських рішень (м. Донецьк).

Провідна установа:

Київський національний економічний університет ім. В. Гетьмана Міністерства освіти і науки України (м. Київ).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького національного університету (83055, м. Донецьк, вул. Університетська, 24).

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради А.Г. Беспалова



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дослідження. Розвиток економічних відносин обумовлює суттєво нові принципи функціонування сучасних виробничо-економічних систем (ВЕС). В рамках цього процесу відбувається підвищення нестабільності та динамічності зовнішнього середовища й посилення його впливу на діяльність ВЕС. Зазначена ситуація вимагає від ВЕС наявності механізмів адаптації до змін, які відбуваються у їх оточенні. Застосування цих механізмів дозволить підвищити ефективність функціонування ВЕС, забезпечити їх життєздатність та подальший розвиток.

Однією з найважливіших характеристик зовнішнього середовища, нестабільність якої істотним чином впливає на діяльність ВЕС за теперішнього часу, є попит. Така ситуація пов'язана з досягненням на багатьох ринках фази насичення, коли саме споживач визначає умови придбання продукції та формулює вимоги до цього процесу. До близьких до насичення належить і ринок металопродукції - один з найважливіших ринків, який обумовлює функціонування такої стратегічної галузі економіки України, як гірничо-металургійний комплекс.

Підприємства гірничо-металургійного комплексу України визначають близько 23-25% обсягу ВВП; на їх продукцію в 2005 році в грошовому еквіваленті припало близько 40% експорту, зокрема, 33,5% склала частка продукції підприємств чорної металургії. Попит на продукцію підприємств металовиробників, який формально можна визначити через її споживання, не є постійним, усталеним на певному рівні, зокрема, приріст споживання виробів зі сталі в Україні за період з 2000 по 2005 рр. склав відповідно: 525, - 1017, 13, 2440, - 60 та 159 тис. т. Зазначена ситуація вимагає необхідності врахування нестабільності попиту в процесі функціонування ВЕС.

Таким чином, ВЕС для ефективного функціонування повинні володіти моделями і методами адаптивного управління, які дають змогу не тільки планувати свою діяльність в умовах нестабільного попиту, а й забезпечувати можливість реакції на зміни даної характеристики зовнішнього середовища. В рамках процесу адаптації необхідно забезпечити оптимальний спосіб реакції системи на зовнішні впливи: підготувати необхідні для цього ресурси та розробити відповідні методи їх використання. Отже, задача організації процесу адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту є важливою та актуальною. Вирішення цієї задачі має відповідати поточним потребам сфери управління та бути адекватним вимогам, які висувають щодо ВЕС сучасні економічні умови.

Дослідженню проблем управління виробничо-економічними системами присвячені роботи багатьох вітчизняних та зарубіжних вчених, серед яких можна відзначити О.М. Алимова, О.І. Амошу, І. Ансоффа, Дж. Бігеля, С. Біра, О.С. Віханського, П.В. Єгорова, М.М. Лепу, Ю.Г. Лисенка, М.Х. Мескона, В.М. Порохню, В.Д. Стівенсона, А. Файоля, М.Г. Чумаченка та інших. Проблема адаптації ВЕС до змін у зовнішньому середовищі знайшла своє відображення в роботах В.А. Забродського, Т.С. Клебанової, В.Л. Петренка, В.І. Скуріхіна, В.П. Стасюка та ін. Однак, розвиток соціально-економічних відносин та зростання вимог до оперативності та об'єктивності прийняття управлінських рішень, обумовлене ускладненням зовнішнього середовища та посиленням його впливу, визначають актуальність продовження досліджень в даному напрямку.

У зв'язку з цим розробка моделей і методів адаптивного управління ВЕС, що функціонують в умовах нестабільного попиту, і побудова на їх основі системи управління з використанням сучасних інформаційних технологій є актуальною задачею, яка й обумовила тему дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до держбюджетних тем ДонНУ “Моделювання динаміки виробничо-економічних систем” (номер державної реєстрації 0100U001971), “Моделювання інформаційних та інфологічних систем” (номер державної реєстрації 0100U001967), у яких автор брав участь як співвиконавець.

Мета та задачі дослідження. Метою дослідження є розробка комплексу моделей та методів синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту.

Для досягнення цієї мети в дисертаційній роботі поставлені та вирішені наступні задачі:

дослідити сутність та особливості управління ВЕС в умовах нестабільності зовнішнього середовища;

провести аналіз існуючих моделей та методів синтезу систем управління ВЕС;

розробити концептуальні положення синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту;

здійснити постановку задачі розміщення точок контролю в процесі синтезу системи моніторингу, яка забезпечує збирання необхідної інформації про стан ВЕС;

дослідити особливості використання неформалізованої та слабоформалізованої інформації в процесі планування попиту на продукцію ВЕС;

здійснити постановку задачі формування оптимального з точки зору отримання прибутку та витрат ресурсів портфелю замовлень, визначити методи її вирішення;

дослідити процес прийняття рішень у системі адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту, проаналізувати технології створення системи підтримки прийняття рішень;

визначити механізм організації процесу постачання в системі адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту;

дослідити процедуру оцінки економічної ефективності реалізації моделей та методів адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту та провести їх реалізацію на ВАТ “МК “Азовсталь”.

Об'єктом дослідження є процеси адаптивного управління ВЕС, що функціонують в умовах нестабільного попиту.

Предметом дослідження є економіко-математичні моделі та методи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту.

Методи дослідження. Вирішення задачі синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту було побудовано на основі системного підходу з використанням сучасних інформаційних технологій, принципів концепції життєздатних систем С. Біра (VSM) та концепції динамічного портфелю замовлень (ДПЗ). В процесі синтезу підсистеми моніторингу було використано апарат теорії графів та генетичних алгоритмів. Моделювання підсистеми прогнозування замовлень здійснено з використанням інструментарію теорії нейронних мереж, експертних систем, нечіткої логіки та нечіткого управління, теорії множин, IDEF-проектування. Для вирішення задачі формування оптимального портфелю замовлень було використано методи теорії розкладів, дослідження операцій та наближених розрахунків теорії оптимізації. Апарат теорії прийняття рішень використовувався при реалізації запропонованих методів та моделей в системі підтримки прийняття рішень (СППР).

Наукова новизна. В дисертаційній роботі здійснено постановку та вирішення нової актуальної задачі синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту. При цьому отримані наступні наукові результати:

Вперше: розроблено концепцію синтезу системи адаптивного управління ВЕС, що ґрунтується на методах формування динамічного портфелю замовлень та принципах життєздатних систем, яка дозволяє підвищити ефективність функціонування ВЕС в умовах нестабільного попиту;

розроблено модель обробки слабких сигналів та непрямих зв'язків у системі адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту, яка дозволяє з використанням неформалізованої або слабоформалізованої інформації здійснювати ефективне планування попиту на продукцію.

Вдосконалено: модель формування оптимального портфелю замовлень в системі адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту, яка використовує в процесі відбору замовлень до портфелю евристичні припущення та методи жадібного випадкового пошуку та дозволяє підвищити ефективність планування діяльності ВЕС;

метод розташування точок контролю, який базується на принципах забезпечення необхідності та достатності інформації і дозволяє, з використанням механізмів теорії графів та генетичних алгоритмів, організувати процес збирання необхідної для системи управління інформації з внутрішнього середовища ВЕС із мінімальними витратами.

Дістав подальшого розвитку

метод підтримки прийняття рішень у процесі формування оптимального портфелю замовлень, заснований на використанні сучасних технологій обробки даних, що дозволяє підвищити обґрунтованість та оперативність рішень, які приймаються у системі адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту.

Практичне значення одержаних результатів. На основі запропонованої автором концепції були розроблені моделі та методи синтезу системи адаптивного управління, реалізація яких дає змогу суттєво підвищити ефективність функціонування ВЕС в умовах нестабільного попиту на їх продукцію. Отримані в дисертаційній роботі результати є актуальними для підприємств, що в процесі функціонування стикаються з проблемами оптимальної організації процесу найповнішого задоволення потреб та замовлень споживачів.

Основні результати дисертаційної роботи використано в процесі розробки та впровадження автоматизованих систем планування виробництва ВАТ “МК “Азовсталь”. Підтверджений актом (від 10.11.05) економічний ефект при цьому склав 112 тис. грн. Окремі положення дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі на кафедрі економічної кібернетики Донецького національного університету при викладанні дисциплін “Стратегічне управління в трансформаційній економіці”, “Моделі та методи адаптивної економіки” та “Проектування систем управління маркетингом” (довідка №87/01-27/7.85 від 08.02.06).

Особистий внесок здобувача. Усі результати, які представлено в дисертаційній роботі, одержано здобувачем самостійно. В наукових працях, які опубліковані в співавторстві, особистий вклад здобувача відображено у списку публікацій за темою дисертації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідалися та обговорювалися на VIII Всеукраїнський науково-методичній конференції “Проблеми економічної кібернетики” (м. Алушта, 2003 р.), на Всеукраїнській науково-практичній конференції “Проблеми розвитку підприємств і нових економічних структур в сучасних умовах” (м. Донецьк, 2004 р.), на Х Науково-методичній конференції “Проблеми економічної кібернетики” (м. Київ, 2005 р.), на наукових семінарах кафедри “Економічна кібернетика”, Донецького національного університету Міністерства освіти і науки України (м. Донецьк, 2002-2005 рр.).

Публікації. Результати дослідження опубліковані в 11 наукових працях, з них 7 - у фахових виданнях. Загальний обсяг наукових праць складає 7,5 д.а., з яких автору належить 5,9 д.а.

Обсяг та структура дисертації. Дисертація складається з вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел із 135 найменувань та 6 додатків. Робота викладена на 170 сторінках. Матеріал дисертації ілюструють 20 рисунків і 3 таблиці.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

У першому розділі “Теоретико-методологічні основи синтезу систем управління ВЕС в умовах нестабільного попиту” було виконано ретроспективний аналіз особливостей функціонування підприємств в умовах нестабільності зовнішнього середовища, визначено основні показники його динамічності та механізм впливу на ВЕС. В результаті аналізу була визначена роль системи управління ВЕС у процесі адаптації до змін у зовнішньому середовищі.

Однією із найважливіших характеристик зовнішнього середовища, нестабільність якої ВЕС повинні враховувати в процесі свого функціонування, є попит на їх продукцію. Використання в процесі планування власної діяльності інформації про можливість змін у попиті та створення механізмів адаптації до коливань його рівня стають найбільш суттєвими факторами ефективного функціонування сучасних ВЕС.

В процесі дослідження проблем синтезу системи адаптивного управління в умовах нестабільного попиту в дисертації було зроблено акценти на підприємствах гірничо-металургійного комплексу, як на одних з найбільш значущих для стратегічного розвитку країни. Питома вага цієї галузі у ВВП складає приблизно 25%, що свідчить про важливість досліджень проблем функціонування даних підприємств. Зазначимо, що 80% виробів із металу Україна експортує, що обумовлює суттєву залежність динаміки її ВВП від експортної ціни та попиту на продукцію металовиробників. Саме тому при вирішенні поставлених у дисертаційній роботі задач досліджувалася специфіка цієї галузі, цей факт обумовив також вибір підприємства (ВАТ “МК “Азовсталь”) для впровадження практичних результатів дослідження.

Аналіз показав, що попит на продукцію металовиробників відзначається своєю нестабільністю. Споживання металопродукції, як правило, не є рівномірним впродовж року й зазнає також суттєвих річних коливань. Зміни в попиті на продукцію металовиробників обумовлені великою кількістю факторів, зокрема, економічними та політичними умовами, сезонністю, освоєнням нових технологій та багатьма іншими. Їх загальний вплив обумовлює нестабільність попиту, що відбивається відповідним чином і на діяльності ВЕС.

На підтвердження цього факту наведемо дані з виробництва та споживання виробів зі сталі в Україні (рис. 1), а також загальносвітову динаміку споживання даного виду продукції (рис. 2).

Як демонструє рис. 1, виробництво та внутрішнє споживання виробів зі сталі в Україні зазнає коливань. Наявність тенденції зростання обсягів виробництва обумовлена підвищенням загальносвітового попиту на зазначену продукцію, що є дуже суттєвим фактором для такої експортно-орієнтованої галузі виробництва, як українська металургія.

Згідно з даними, які представлено на рис. 2, загальносвітове споживання продукції металовиробників також змінюється, тобто є нестабільним. Наявність певної тенденції дозволяє говорити про усталеність на цей час змін, що відбуваються. Але за підрахунками аналітиків на світовому ринку металопродукції до 2007-2008 років очікується спад споживання, який, можливо, перейде до кризової фази у 2009 році. Зниження попиту на метал оцінюється на рівні 50 - 80%, тобто нестабільною є також динаміка змін рівня попиту на продукцію металовиробників.

Таким чином, попит на ринку металопродукції є нестабільним, що вимагає від ВЕС адаптації до змін, що відбуваються. Застосування моделей та методів адаптивного управління дозволить створити в межах ВЕС необхідні для реакції на зміни ресурси та визначити способи їх використання для забезпечення ефективного функціонування. Реалізація зазначених моделей та методів пов'язана зі створенням в системі управління ВЕС нових інформаційних контурів та модифікацією вже існуючих з метою формування управлінських рішень, які обумовлюють адаптацію до змін, що відбуваються. Отже, розробка та впровадження концепції синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту є важливою задачею, спрямованою на підвищення конкурентних переваг ВЕС та збільшення таким чином їх потенціалу.

На підставі аналізу існуючих моделей та методів синтезу систем управління ВЕС, які знайшли своє відбиття у стандартах управління, було визначено обмеження їх застосування в процесі створення ефективних механізмів управління. Зазначені стандарти управління виступають здебільшого лише як інструменти управління інформаційними потоками. Але, визначаючи процеси збирання, зберігання та обробки інформації, вони через свою універсальність не розкривають сутності процесу створення конкретних управлінських рішень.

В дисертаційній роботі було доведено, що для ефективної реалізації системи адаптивного управління потрібно розробити узгоджений із цілями функціонування ВЕС та адекватний її зовнішньому і внутрішньому середовищу механізм прийняття управлінських рішень, на засадах якого за допомогою методів і моделей синтезу систем управління треба вирішувати поставлені задачі.

У роботі розроблено концепцію синтезу системи адаптивного управління ВЕС, що ґрунтується на методах формування динамічного портфелю замовлень і концепції життєздатних систем, що дозволяє підвищити ефективність функціонування ВЕС в умовах нестабільного попиту (рис. 3). Розроблена концепція обумовлює реалізацію механізму зворотного зв'язку в підсистемах системи управління, який визначає методи адаптації існуючого плану функціонування ВЕС до змін, що відбуваються як у зовнішньому середовищі, так і всередині самого підприємства.

Запропонована концепція спрямована на реалізацію динамічних властивостей портфелю замовлень, таких як його структура та терміни планування, що дозволяє найповніше врахувати динаміку змін попиту на продукцію в процесі функціонування ВЕС. Аналіз перетворення інформації в процесі формування портфелю замовлень дозволив розробити схему інформаційних потоків у запропонованій системі адаптивного управління ВЕС та встановити вимоги до її підсистем щодо створення та використання інформації. Розроблена на засадах концепції життєздатних систем С. Біра структурна модель даної системи дозволила визначити функції її елементів.

В рамках синтезу системи адаптивного управління ВЕС, які функціонують в умовах нестабільного попиту, особливої уваги через новизну свого поставлення вимагають задачі:

визначення джерел інформаційних потоків до підсистеми ДПЗ у процесі синтезу підсистеми моніторингу, що формує обмеження задачі формування оптимального портфелю замовлень;

синтезу підсистеми визначення слабких сигналів та непрямих зв'язків, яка реалізує функції аналізу попиту на продукцію ВЕС та інтерпретує його в термінах ймовірних замовлень;

формування оптимального портфелю замовлень у підсистемі ДПЗ. В рамках вирішення даної задачі необхідно визначити механізм обробки інформації у відповідній інформаційній системі.

На рис. 3 темним фоном визначено ті підсистеми системи адаптивного управління ВЕС, синтез яких пропонується проводити на основі рішень визначених задач.

Задачі, що вирішуються в підсистемах обробки заявок і в підсистемі оперативного управління, не отримали нового поставлення в рамках розглянутої концепції і можуть бути вирішені з використанням відомих спеціалізованих методів, зокрема, на основі методів теорії черг, теорії розкладів та інших.

У другому розділі “Моделювання системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту” відповідно до запропонованої концепції було представлено економіко-математичні моделі та методи синтезу системи адаптивного управління ВЕС, що функціонують в умовах нестабільного попиту.

У рамках синтезу підсистеми моніторингу вирішується важлива задача розташування точок контролю - визначення джерел інформації серед елементів ВЕС. Для її вирішення система, що контролюється, подається у вигляді орієнтованого графа без петель. Кожна -та операція характеризується часом та ресурсом , які необхідні для її виконання.

Оптимізація кількості точок контролю базується на припущенні, що деякі точки на вихідному графі можна не контролювати за умов, що ресурсів ВЕС вистачить для усунення відхилень, що виникли в цих точках, у випадку їх виявлення у наступних контрольованих точках. Очевидно, що оцінка допустимості відхилення буде визначатися, фактично, наявними в системі резервами. В роботі запропоновано алгоритм лінеаризації графа, що дозволяє визначити внесок у відхилення від оптимального показника за всіма операціями, що запущені у даний момент.

Недоотримання інформації протягом всього часу, коли тривали неконтрольовані операції, називають похибкою розрахунку повних витрат. Для послідовно неконтрольованих точок похибка розрахунку повних витрат становить

.

За своїм змістом задача розташування точок контролю на лінеарізованому графі розпадається на 2 підзадачі: пошук мінімальної кількості точок контролю при виконанні обмеження для всіх неконтрольованих послідовностей точок; знаходження таких точок контролю, які дозволяють мінімізувати всі . Оптимізаційна модель першої підзадачі має вигляд:

де - кількість точок контролю,

- індикатор контролю в точці ,

- порядковий номер точки контролю,

- похибка розрахунку повних витрат для точки ,

- номер останньої точки на графі.

Результатом розв'язання задачі (1-6) буде визначення мінімальної кількості точок контролю при заданих та . Отримане рішення виступає константою для другої підзадачі з такими ж змінними, яка дозволить мінімізувати відхилення одне від одного для усіх :

В роботі запропоновано метод розв'язання поставлених задач, який ґрунтується на використанні генетичних алгоритмів. Отримане рішення для лінеаризованого графу відповідно до розглянутих у роботі принципів переноситься на вихідний граф.

Особливе місце в концепції синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту відведено підсистемі прогнозування замовлень підсистеми маркетингу. Ця система на основі аналізу доступної інформації формує множину замовлень, появу яких слід очікувати в майбутньому. Синтез підсистеми прогнозування замовлень пропонується проводити на основі механізмів концепції слабких сигналів, з використанням методів нейронних мереж та нечітких множин. У роботі проведено аналіз структури даної системи та функцій її блоків, на основі результатів якого була побудована модель обробки слабких сигналів та непрямих зв'язків в термінах відношень теорії множин, що дозволяє чітко визначити інформаційні потоки між блоками підсистеми та зміст інформаційних перетворень:

де - множина видів продукції;

- множина ситуацій, що розглядаються;

- множина параметрів зовнішнього середовища;

- множина даних, які необхідні для аналізу,

- дані, для яких необхідно аналізувати історію їх змін,

- дані, які аналізуються без урахування їх попередніх змін;

- множина результатів аналізу динаміки показників

;

- глибина занурення при аналізі ряду ; ,

та - підмножини, що однозначно визначають елементи множин , та відповідно;

, , , та - відношення, що визначають перетворення в блоках 4, 5, 6, 7 та всій підсистемі прогнозування замовлень системи маркетингу відповідно.

Зазначимо, що блоки 4, 5 та 6 виконують обробку даних, базуючись на методах штучних нейронних мереж, а функціонування блоку 7 здійснюється на основі методів нечіткої логіки. Блоки 4-7 підсистеми, що розглядається, представляють, по суті, багатошаровий персептрон. Розподіл процесу перетворення вхідної інформації у виходи системи на підпроцеси за підсистемами обумовлений специфікою задачі. Такий розподіл дозволяє організувати процес навчання окремих підсистем оптимальним чином, базуючись на наявній інформації про структуру їх виходів. У процесі планування замовлень корисною може стати інформація, що передається від однієї підсистеми до іншої. Її аналіз та інтерпретація дозволяють обґрунтувати рішення, які було прийнято в процесі формування множини ймовірних замовлень. адаптивний управління нестабільний система

Для вирішення задачі синтезу підсистеми ДПЗ у роботі запропонована модель формування оптимального портфелю замовлень (ПЗ). Дана модель, яку побудовано на основі аналізу інформаційних потоків в системі ДПЗ, має вигляд:

де - множина замовлень-заявок на включення до портфелю;

- портфель замовлень, що формується; - функція, що відображує сумарну цінність поточного для ВЕС;

- ймовірність виникнення замовлення;

- оплата за виконання замовлення;

- важливість замовлення (показник, що визначає необхідність включення замовлення до портфелю, а також фактор його присутності в попереднього періоду);

- множина ресурсів, що розглядаються в моделі;

- потреба замовлення в ресурсі типу ;

- вартість використання ресурсу типу ;

- матриці витрат ресурсів на переналагодження обладнання; - оператор, що дозволяє визначати кількість ресурсу для переналагодження обладнання під час виконання певного ПЗ;

- термін закінчення виконання замовлення;

- тривалість виконання замовлення;

- час початку виконання замовлення;

- загальний обсяг часу, що потрібний для виконання ПЗ;

і - показники штрафів та премій за невиконання замовлень у відведений строк або дострокове його виконання, показник використовується також для відображення витрат, що пов'язані зі зберіганням товару на складі при його достроковому виробництві;

- оператор, що дозволяє визначати для кожного замовлення суму штрафів та премій відповідно до інформації про та ;

- фактична наявність ресурсу типу ;

- множина моментів часу, коли може бути розпочато виконання замовлення;

- індикатор факту включення замовлення до ПЗ.

Неможливість пошуку рішення наведеної оптимізаційної моделі стандартними методами обумовлена її змістом, зокрема факторами часу та ресурсів. Дослідження NP повноти побудованої моделі підтвердило неможливість одержання рішення задачі формування оптимального портфелю замовлень методом перебору в прийнятний час для значних масивів даних.

Для пошуку наближеного до оптимального рішення цієї задачі розроблено метод, що дозволяє на основі евристичних припущень та механізмів жадібного ймовірного адаптивного пошуку здійснити відбір замовлень до портфелю відповідно до критеріїв його оптимальності за прийнятний час.

У третьому розділі “Методи ефективної організації системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту” розроблено систему підтримки прийняття рішень у підсистемі ДПЗ, а також метод організації процесу постачання сировини та матеріалів у системі адаптивного управління ВЕС. В даному розділі викладено результати практичної реалізації у ВАТ “МК “Азовсталь” запропонованих моделей та методів синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту.

Реалізація моделі формування оптимального портфелю замовлень вимагає побудови системи, що дозволяє на основі аналізу даних про поточні характеристики наявних замовлень та ресурсів планувати діяльність ВЕС. Така інформаційна система належить до класу систем підтримки прийняття рішень (СППР) та фактично обумовлює підсистему ДПЗ. На рис. 4 представлена структурна схема СППР, на основі якої було визначено основні елементи системи та інформаційні потоки між ними. Аналіз запропонованої схеми дозволив встановити функції визначених елементів, а також процеси обробки інформації та обміну результатами.

На рис. 5 наведено процес формування оптимального портфелю замовлень, який відбувається у СППР підсистеми ДПЗ. Темним фоном на цій схемі показані учасники процесу за межами зазначеної підсистеми. Пунктирні лінії ілюструють можливість переходу між стадіями процесу.

Аналіз процесів обробки інформації в цій системі дозволив визначити інформаційні технології, за допомогою яких відбувається їх реалізація, а також дослідити можливість функціонування СППР у автономному режимі та в режимі моделювання ситуацій.

У рамках функціонування ВЕС на базі запропонованих моделей та методів адаптивного управління актуальним є питання забезпечення виконання ДПЗ відповідними матеріалами та сировиною. В роботі було запропоновано метод організації процесу постачання в системі адаптивного управління ВЕС, заснований на групуванні замовлень, що дає змогу визначити процес формування необхідного рівня сировини та матеріалів.

На підставі проведеного аналізу процесу формування ПЗ та програми виробництва (ПВ) було визначено наступні групи замовлень: замовлення, що виконуються в даний момент; базові замовлення, які необхідно виконати за період ПВ; можливі замовлення, які можна виконати і в наступні періоди, але у відповідності з рішенням задачі формування оптимального портфелю, терміни початку їх виконання знаходяться на даний момент у періоді поточної ПВ; ймовірні, які потенційно можуть бути переміщені в період ПВ, але на даний момент терміни початку їх виконання знаходяться поза межами поточної ПВ.

Організацію постачання сировини та матеріалів, необхідних для виробництва продукції, пропонується проводити відповідно до розроблених принципів формування необхідного рівня запасів, базуючись на комбінуванні виділених груп замовлень та відповідному визначені величини ресурсів, що зберігаються.

Реалізація розроблених у дисертаційній роботі моделей та методів адаптивного управління була проведена на базі ВАТ “МК “Азовсталь”, одного з найбільших металовиробників в Україні. Нестабільне зовнішнє середовище визначило необхідність впровадження засобів адаптації до зовнішніх впливів, що надасть можливість ВАТ “МК “Азовсталь” утримувати високі показники функціонування і в майбутньому. Моделі і методи, запропоновані в роботі, дозволили організувати планування виробництва в тісному взаємозв'язку з потребами ринків збуту, а також побудувати гнучкі механізми реакції ВЕС на зміни у попиті на її продукцію.

В межах впровадження результатів дисертаційної роботи в процес управління ВАТ “МК “Азовсталь” було реалізовано наступні, побудовані на основі результатів дисертаційної роботи, розробки: концепцію синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту; механізм синтезу підсистеми моніторингу, з використанням методу розташування точок контролю; модель формування оптимального портфелю замовлень та принципи синтезу відповідної СППР в системі адаптивного управління ВЕС.

В табл. 1 відображено фактори, які визначили економічний ефект від впровадження результатів дисертаційної роботи на ВАТ “МК “Азовсталь”.

Таблиця 1

Розрахунок економічного ефекту від впровадження результатів дисертаційної роботи в процес управління ВАТ “МК “Азовсталь”

Найменування фактора	Отриманий результат, тис. грн.
В результаті впровадження моделі формування оптимального портфелю замовлень додатково отримано прибутку від включення нових замовлень до портфелю на суму	178,74
Зменшення витрат, пов'язаних з процесом збирання необхідних для системи управління даних, за рахунок використання методу розміщення точок контролю	15,63
Витрати, які пов'язано зі створенням та супроводженням СППР	-28,30
Витрати на створення нових та реорганізацію існуючих контурів системи моніторингу	-25,10
Витрати на створення системи адаптивного управління в умовах нестабільного попиту, які пов'язано з реорганізацією бізнес-процесів	-28,97
Усього	112,00

Впровадження запропонованих розробок було проведено за принципом вбудовування систем обробки інформації в загальну інформаційну систему підприємства. На найвищому рівні агрегація та обробка даних у ВАТ “МК “Азовсталь” відбувається в системі SAP R/3, і саме сховище інформації цієї системи використовувалося як основне джерело інформаційних потоків в процесі формування ДПЗ.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ ДИСЕРТАЦІЇ

Результатом дослідження дисертаційної роботи є вирішення актуальної задачі синтезу системи адаптивного управління виробничо-економічними системами, що функціонують в умовах нестабільного попиту на їх продукцію. Відповідно до мети і задач дослідження було отримано наступні результати:

1. На підставі аналізу особливостей функціонування підприємств в умовах нестабільності зовнішнього середовища доведено важливість врахування змін у попиті в процесі планування діяльності ВЕС. Результати аналізу дозволили визначити роль системи управління ВЕС у процесі адаптації до змін у зовнішньому середовищі.

2. Аналіз існуючих моделей та методів синтезу систем управління ВЕС, які знайшли своє відбиття у стандартах управління, дозволив визначити обмеження їх застосування в процесі створення ефективних механізмів управління. В дисертаційній роботі доведено, що для ефективної реалізації системи адаптивного управління потрібно розробити узгоджений з цілями функціонування ВЕС та адекватний її сучасному зовнішньому та внутрішньому середовищу механізм прийняття управлінських рішень, на засадах якого за допомогою методів і моделей синтезу систем управління потрібно вирішувати поставлені задачі.

3. З метою підвищення ефективності функціонування ВЕС в умовах нестабільного попиту розроблено концепцію синтезу системи адаптивного управління ВЕС, яка ґрунтується на методах формування динамічного портфелю замовлень та принципах життєздатних систем. Зазначена концепція спрямована на реалізацію механізму зворотного зв'язку в підсистемах системи управління, який визначає методи адаптації існуючого плану до змін, що відбуваються як у зовнішньому середовищі, так і в середині самого підприємства.

4. В межах вирішення задачі синтезу підсистеми моніторингу системи адаптивного управління ВЕС вдосконалено метод розміщення точок контролю, заснований на принципах забезпечення необхідності та достатності інформації. Запропонований метод дає можливість організувати процес збирання необхідної для системи управління інформації із внутрішнього середовища ВЕС з мінімальними затратами.

5. Для підвищення ефективності процесу планування попиту на продукцію ВЕС розроблено модель обробки слабких сигналів та непрямих зв'язків, яка дозволяє з використанням неформалізованої та слабоформалізованої інформації здійснювати формування набору замовлень, виникнення яких очікується в майбутньому.

6. Розроблено модель формування оптимального портфелю замовлень в системі адаптивного управління ВЕС, яка базується на використанні в процесі відбору замовлень до портфелю евристичних припущень та методів жадібного випадкового адаптивного пошуку, що дозволяє підвищити ефективність планування діяльності ВЕС в умовах нестабільного попиту.

7. Для забезпечення реалізації розробленої моделі формування оптимального портфелю замовлень запропоновано метод підтримки прийняття рішень, який дозволяє на основі використання сучасних технологій обробки даних підвищити обґрунтованість та оперативність рішень, що приймаються у системі адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту.

8. Розглянуто метод організації процесу постачання, використання якого дозволяє забезпечити оптимальний рівень запасів та реалізувати механізм формування замовлення на матеріали та сировину для ВЕС, які функціонують на основі динамічного портфелю замовлень.

9. Основні теоретичні та практичні результати дисертаційної роботи було впроваджено на ВАТ “МК “Азовсталь”. Економічний ефект від впровадження результатів дослідження склав 112 тис. грн., що підтверджено відповідним актом.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

У фахових виданнях:

1. Варес В.А. Соломаха С.А. Моделирование устойчивости динамических систем // Модели управления в рыночной экономике: Сб. науч. тр. Общ. ред. и предис. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. - Донецк: ДонНУ, 2001. - Вып. 4. - С. 194-200. (Особистий внесок здобувача: представлена інтерпретація у термінах нечіткої логіки однієї з найважливіших характеристик поведінки економічних систем - стабільності).

2. Соломаха С.А. Комбинированная система для определения слабых сигналов // Новое в экономической кибернетике: Сб. научн. ст. Под общ. ред. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. // Слабые сигналы в экономике. - Донецк: ДонНУ, 2003. - №4. - С. 89-99.

3. Соломаха С.А. Метод оптимальной расстановки точек контроля // Модели управления в рыночной экономике: Сб. научн. тр. Общ. ред. и предисл. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. - Донецк: ДонНУ, Том 1, 2004. - Вып. 7.

4. Лысенко Ю.Г., Соломаха С.А. Механизмы адаптивного управления портфелем заказов в условиях нестабильного спроса // Новое в экономической кибернетике: Сб. научн. ст. Под общ. ред. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун_т. // Модели формирования портфеля заказов на предприятиях и в организациях. - Донецк: ДонНУ, 2005. - №2. - С. 14-26. (Особистий внесок здобувача: розроблено концепцію адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту).

5. Богатыренко А.А., Петренко О.Л., Соломаха С.А. Моделирование организационных механизмов функционирования системы маркетинга на предприятиях // Модели управления в рыночной экономике: Сб. научн. тр. Под общ. ред. и предисл. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. - Донецк: ДонНУ, 2005. - Вып. 8. - С. 231-243. (Особистий внесок здобувача: розглянуто організаційні аспекти ВЕС, що функціонує на засадах концепції динамічного портфелю замовлень).

6. Соломаха С.А. Генерация оптимального решения в процессе формирования динамического портфеля заказов // Модели управления в рыночной экономике: Сб. науч. тр. Общ. ред. и предис. Ю.Г. Лысенко; Донецкий нац. ун-т. - Донецк: ДонНУ, 2005. - Спец. вып. - С. 222-231.

7. Соломаха С.А. Модель оптимального формирования динамического портфеля заказов // Економічний вісник Національного гірничого університету: Науково теоретичний та інформаційно-практичний журнал. - Дніпропетровськ: НГУ, 2005. - №3. - С. 15-27.

За матеріалами конференцій:

8. Соломаха С.А. Моделирование стратегического потенциала производственно-экономической системы (ПЭС) // Тези доповідей. VIII Всеукраїнська науково-методична конференція “Проблеми економічної кібернетики” (м. Алушта, 2003 р.). - Донецьк: ТОВ “Юго-Восток, Лтд”, 2003. - С. 126-127.

9. Соломаха С.А. Комбинированная система определения слабых сигналов и непрямых связей // Тезисы докладов и сообщений Всеукраинской научно - практической конференции “Проблемы развития предприятий и новых экономических структур в современных условиях” (г. Донецк, 2004 г.). - Донецк: НАН Украины. Ин-т. экономики пром-сти, 2004. - С. 378-380.

10. Соломаха С.А. Механизмы информационного обеспечения процедуры размещения заявок в портфеле заказов // Тези доповідей. Х Науково-методична конференція “Проблеми економічної кібернетики” (м. Київ, 2005 р.). - Донецьк: ТОВ “АПЕКС”, 2005. - С. 153-155.

В інших виданнях:

11. Информационные системы и технологии: приложения в экономике и управлении: Учебное пособие / Андриенко В.Н., Лысенко Ю.Г., Шаталова Т.С., Черных А.А., Соломаха С.А. / Под ред. проф. Ю.Г. Лысенко. Книга 6. - Донецк: ДонНУ, 2004. - С. 26-41, С. 42-68



АНОТАЦІЯ

Соломаха С.А. Моделі і методи адаптивного управління виробничо-економічними системами в умовах нестабільного попиту - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.03.02 - Економіко-математичне моделювання. Донецький національний університет, Донецьк, 2006.

У дисертаційній роботі здійснено постановку і вирішення актуальної задачі синтезу системи адаптивного управління виробничо-економічними системами (ВЕС), що функціонують в умовах нестабільного попиту.

Розроблено концепцію синтезу системи адаптивного управління ВЕС в умовах нестабільного попиту, а також комплекс моделей і методів, що дозволяє реалізувати основні засади концепції: модель обробки слабких сигналів та непрямих зв`язків, модель формування оптимального портфелю замовлень, метод підтримки прийняття рішень у процесі формування оптимального портфелю замовлень та метод розміщення точок контролю.

Основні результати дисертаційної роботи було впроваджено на ВАТ “МК “Азовсталь”.

Ключові слова: нестабільний попит, оптимальний портфель замовлень, система управління, адаптивне управління, виробничо-економічна система, розміщення точок контролю, обробка слабких сигналів та непрямих зв`язків.



АННОТАЦИЯ

Соломаха С.А. Модели и методы адаптивного управления производственно-экономическими системами в условиях нестабильного спроса - Рукопись

Диссертация на соискание научной степени кандидата экономических наук по специальности 08.03.02 - Экономико-математическое моделирование. Донецкий национальный университет, Донецк, 2006.

В результате ретроспективного анализа особенностей внешней среды было отмечено повышение ее нестабильности и усиление воздействия на производственно-экономические системы (ПЭС). Проведенный анализ позволил установить роль системы управления ПЭС в процессе адаптации к изменениям в окружающей среде. Одной из важнейших характеристик внешней среды, нестабильность которой предприятия должны учитывать в процессе своего функционирования, является спрос на их продукцию. Учет в процессе планирования собственной деятельности возможных изменений спроса и создание механизмов адаптации к колебаниям его уровня являются наиболее существенными факторами, обеспечивающими эффективное функционирование ПЭС и определяющими их рыночный потенциал.

В диссертационной работе осуществлена постановка и решение актуальной задачи синтеза системы адаптивного управления производственно-экономическими системами, функционирующими в условиях нестабильного спроса.

В рамках решения поставленной задачи разработана концепция синтеза системы адаптивного управления ПЭС, основанная на методах формирования динамического портфеля заказов и принципах жизнеспособных систем, обеспечивающая повышение эффективности функционирования ПЭС в условиях нестабильного спроса, а также комплекс моделей и методов, позволяющих провести реализацию основных положений данной концепции.

Для повышения эффективности планирования спроса на продукцию в системе адаптивного управления ПЭС предложена модель обработки слабых сигналов и непрямых связей, позволяющая определить множество заказов, появление которых ожидается в будущем.

Разработана модель формирования оптимального портфеля заказов в системе адаптивного управления ПЭС, позволяющая повысить эффективность планирования деятельности в условиях нестабильного спроса. Реализация данной модели основана на предложенном методе поддержки принятия решений в процессе формирования оптимального портфеля заказов, позволяющем повысить за счет использования современных технологий обработки данных обоснованность и оперативность решений, принимаемых в системе адаптивного управления ПЭС в условиях нестабильного спроса.

С целью снижения затрат, связанных с созданием системы мониторинга, а также оптимизации процесса сбора необходимой для системы управления информации из внутренней среды ПЭС разработан метод расстановки точек контроля, позволяющий обеспечить необходимый и достаточный объем информации для анализа.

Основные результаты диссертационной работы были внедрены на ОАО “МК “Азовсталь”.

Ключевые слова: нестабильный спрос, оптимальный портфель заказов, система управления, адаптивное управление, производственно-экономическая система, расстановка точек контроля, обработка слабых сигналов и непрямых связей.



SUMMARY

Solomakha S.A. Models and methods of adaptive management of production and economic systems in unstable conditions of demand

Thesis for a candidate degree Economic Sciences on speciality 08.03.02 - Economic-mathematical modeling. Donetsk national university, Donetsk, 2006.

In dissertation work the actual problem of synthesis adaptive control system of production and economic systems activities in unstable demand conditions is solved.

The conception of synthesis adaptive control system of production and economic systems and complex models and methods of realization the main conception position are proposed. Among them: the model of weak signals and indirect relations processing, the model of forming optimal backlog of orders, the method of supporting decision-making in the process of forming optimal backlog of orders and the method of allocation control points.

The basic results of the dissertation work are applied in industry of PJSC “Azovstal”.

Keywords: unstable demand, optimal backlog of orders, control system, adaptive management, production and economic system, control points allocation, weak signals and indirect relations processing.

Размещено на Allbest.ru

...