Теоретические основы математического моделирования экономических процессов в сельском хозяйстве

1.4 Классификация систем

Системы бывают естественные, в создании которых человек не принимал участие, и искусственные, спроектированные и составленные человеком из материальных элементов или частей.

По характеру взаимодействия со средой различают открытые и замкнутые (закрытые) системы. Открытые системы непосредственно связаны с внешней средой многочисленными каналами. Это и сырье, и энергия, и капитал, и трудовые ресурсы, и информация, поступающие, например, в такую систему, как «организация», из внешней среды. Закрытые системы, в отличие от открытых, существуют изолированно от внешней среды. Они имеют фиксированную границу и функционируют за счет собственных ресурсов, добиваясь осуществления целей независимо от изменений, происходящих во внешней среде. Строго говоря, таких систем быть не может. Любые системы подвергаются воздействию среды и сами влияют на нее. Но иногда в методических целях полезно абстрагироваться от несущественных с позиций данной задачи взаимодействий системы со средой и рассматривать ее как замкнутую, например, только в информационном отношении. Так, электронно-вычислительная машина, выполняющая в автоматическом режиме расчеты по заданной программе, представляет собой информационно замкнутую систему.

Системы характеризуются неодинаковой степенью сложности. Для нашего анализа достаточно различать простые, сложные и сверхсложные системы. Провести четкую границу между простыми и сложными системами довольно трудно, тем более что большое или малое количество элементов системы не является само по себе показателем уровня ее сложности. Куча песка, если ее элементами считать песчинки, может насчитывать многие миллиарды таких элементов, но не становится от этого сложной системой. Представление о сложности системы относится не только к количеству ее элементов, но также к разветвленности и многогранности связей между ними, к проявлению особых свойств целостности системы, к разнообразию ее возможных состояний и поведения. Таким образом, сложную систему определяет и большое число элементов, и многообразие их связей.

Руководитель должен четко осознавать, что он управляет, как правило, открытой системой, каковой является его организация.

По характеру причинной обусловленности событий в процессе взаимодействия элементов системы могут быть детерминированными, если в процессе взаимодействий последовательность событий однозначна и вероятностными, последовательность событий в которых носит вероятностный характер. В детерминированной системе составные части взаимодействуют точно предвиденным образом. При ее исследовании не возникает никакой неопределенности. Водитель, управляющий исправной автомашиной, может точно предсказать ее реакцию на всевозможные манипуляции с педалями, рулевым управлением, рычагом переключения передач. Детерминированные системы, даже весьма сложные, допускают полное описание. Скажем, специалист может точно описать, как функционировали и взаимодействовали тысячи элементов современной электронной вычислительной машины в процессе решения определенной задачи.

Чаще всего встречаются вероятностные системы, последовательность событий в которых строго не детерминирована. Прогнозы о поведении таких систем формируют, используя термины теории вероятностей.

Например: «с вероятностью 0,96 можно утверждать, что прирост урожайности в расчете на 1 ц минеральных удобрений в данном хозяйстве в условиях данного года составит 2,2 ± 0,4 ц».

В этой формулировке вероятность 0,96 характеризует степень достоверности вывода (в шести случаях из ста поведение системы может выйти за пределы 1,8-2,6 ц). Величина ±0,4 характеризует ошибку прогноза при заданной вероятности.

В кибернетике, где предметом исследования являются процессы управления, нет необходимости рассматривать все возможные признаки классификации систем. Основная классификация систем осуществляется путем комбинирования двух признаков: сложности и характера причинной обусловленности поведения. Границы такой классификации достаточно условны. Жестких критериев дифференциации систем по сложности нет.

1.5 Динамические системы

Наибольший интерес с точки зрения управления представляют закономерности поведения сложных динамических систем, в которых переход из одного состояния в другое совершается не мгновенно, а в течение некоторого времени, то есть процесс перехода можно наблюдать и описать.

Последовательное изменение состояний системы называется движением. Движение системы в широком смысле включает любое изменение во времени. Оно описывается значениями переменных в последовательные моменты времени. Например, в годовом отчете приводится стоимость основных производственных фондов, поголовье животных, число тракторов и т. д. Эти показатели представляют собой переменные системы. Значения переменных, определенные на некоторый момент времени, характеризуют статистическое состояние системы. Движение системы может характеризоваться путем сопоставления одноименных показателей в динамике за ряд лет.

Переход системы из одного состояния в другое обычно совершается по некоторому закону, строгое описание которого называют оператором. Переменная, подвергающаяся влиянию оператора, называется операндом, а новое значение переменной - образом. Так, под воздействием труда и средств производства исходное сырье или природный материал превращаются в продукцию.

Описание состояния системы и ее движения осуществляется различными способами: словесно, табличным, матричным, графическим. Иногда удается найти обобщенное математическое выражение, описывающее закономерность движения системы в аналитической форме. Переменные, характеризующие состояние системы, можно представить в виде координат в пространстве. Такое пространство, в котором каждому состоянию системы соответствует определенная точка, называется пространством состояний системы.

Область пространства, в которой реально может находиться точка, изображающая состояние системы, называется областью допустимых состояний. Эта область включает в себя всевозможные траектории системы.

В процессе движения системы один и тот же оператор обычно оказывает воздействие на множество операндов. Например, известкование почвы оказывает влияние не только на кислотность почвенного раствора, но и на микрофлору, механический состав, поглотительную способность и т. д. Новые значения перечисленных переменных образуют множество образов. Оператором приходится избирать сложную и не всегда достаточно изученную закономерность изменения множества переменных.

Переход множества операндов во множество образов под воздействием некоторого оператора называется преобразованием.

Преобразованию можно дать математическое представление с помощью наглядного и содержательного метода, предложенного У. Росс Эшби.

Если некоторое множество состояний экономической системы включает состояния а, b, с, d и на это множество операндов действует

a b с d

P

b d a c

В первой строке стоят различные возможные состояния системы - операнды, а во второй под каждым операндом стоят образы, то есть то состояние, в которое система переходит из состояния, данного в первой строчке, под воздействием оператора Р. Если полученное множество образов не содержит ни одного элемента, который не входил бы во множество операндов, то такое преобразование называется замкнутым. Оно переводит каждое состояние системы в другое состояние той же системы и не порождает новых элементов. Когда система обладает замкнутым преобразованием, она является устойчивой. Это означает, что при любых изменениях всегда возникают только такие состояния системы, которые принадлежат к определенной области, за пределы которой система никогда не выходит.

Преобразование:

a b с d

P

l c b a

не замкнутое. Полученное множество образов содержит новый элемент l. Это преобразование выходит за пределы системы. Когда система достигает состояния а, то ближайшее изменение ведет к состоянию l, то есть уже не принадлежащему к системе. Если преобразование обращает каждый операнд только в один образ, то оно называется однозначным.

Но часто встречаются преобразования следующей формы:

		a	b	c	d
P
		b или c	a или d	a или b	b или c

Это преобразование не однозначно. В нем за каждым состоянием следует не одно определенное состояние, а могут следовать одно либо другое состояние. Например, за состоянием а следуют состояния либо b, либо с. В таком преобразовании играет свою роль связь необ-ходимости и случайности.

Когда в преобразовании все образы отличаются друг от друга и не только каждый операнд дает единственный образ, но и каждый образ указывает на единственный операнд, такое преобразование называется взаимно однозначным, например:

Р		a b с d
		l f h k

Это преобразование взаимно однозначное, не замкнутое. Если преобразование не приводит ни к каким изменениям и каждый образ совпадает со своим операндом, то оно является тождественным, например:

a b с d

P

a b c d

Мы рассмотрели только основные формы преобразований систем с четырьмя состояниями. В действительности реальные системы имеют бесконечно много состояний, и ни одна из них, конечно, не может быть описана с помощью приведенных упрощенных преобразований. Однако приведенные примеры преобразований хорошо отражают сущность поведения системы.

В производственных системах для нас наибольший интерес представляют процессы преобразования входных ресурсов в выходные результаты. Рассматривая любую систему как некоторый преобразователь, ее поведение можно изучить путем анализа входных и выходных величин. Оказывая на вход системы разнообразные воздействия, исследователь изучает ее реакции на выходе. Этот метод - мы уже рассматривали метод «черного ящика» - дает возможность предсказать поведение системы при любых импульсах.

Важно подчеркнуть, что одинаковым поведением могут обладать системы, имеющие совершенно разную структуру. Поэтому поведение менее доступных систем можно изучать на более доступных, используя метод моделирования.

1.6 Экономические системы

Экономическая система - это частный случай сложной динамической системы, в которой осуществляются производство, распределение, обмен и потребление материальных благ. Она обладает всеми свойствами кибернетических систем, но в отличие от абстрактных кибернетических экономические системы всегда конкретны. Они конструируются для определенных экономических объектов и необычайно сложны по составу элементов и структуре - включают разнообразные технические, биологические, производственные и другие системы, которые сами по себе также очень сложны.

Можно привести и другие равноценные определения. Экономическая система - это некоторая совокупность (комплекс) сведений об экономическом объекте или процессе, необходимая для решения той или иной задачи управления этим объектом. Под экономической системой понимается совокупность (перечень) взаимосвязанных переменных, характеризующих состояние объекта или процесса с точки зрения некоторой планово-экономической задачи⁶. ⁶Браславец М.Е., Кравченко Р.Г. Математическое моделирование экономических процессов в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1972. - С.14-15.

Отличительной особенностью экономической системы является участие в ней человека как пользователя и ресурса труда, носителя и преобразователя информации. В то же время человек стоит над экономической системой, определяя цель ее функционирования.

Связи между элементами экономической системы чрезвычайно многообразны, поскольку охватывают все процессы производства, обмена, распределения и потребления материальных благ.

В производственной подсистеме экономической системы осуществляется производство материальных благ. Процесс производства, включающий цепочку технологических преобразований от природного сырья до готового продукта, все более усложняется, что ведет к росту количественных характеристик производства как системы, расширяется информация об этом процессе.

Предметом изучения производственных систем являются закономерности управления производством на основе исследования системных свойств. Особенности производственных систем в кибернетике заключаются, прежде всего, в следующем:

1) масштабы производства как управляемой системы несравненно больше, чем любой управляемой технической системы;

2) производство как система постоянно совершенствуется, и управление им включает управление процессами совершенствования;

3) в связи с научно-техническим прогрессом и развитием производительных сил изменяются параметры системы, что обусловливает необходимость исследования новых закономерностей развития производства и их использования в управлении;

4) с усложнением производства повышаются требования к методам сбора, накопления, переработки информации, ее дифференциации по уровням иерархии с учетом существенности с точки зрения принятия управленческих решений;

5) участие человека в производстве как неотъемлемой части производительных сил общества обусловливает необходимость учета комплекса социальных, биологических, экологических и других факторов;

6) участие в сельскохозяйственном производстве биологических систем как средств производства, их существенная зависимость от случайных природных факторов обусловливают вероятностный характер многих производственных процессов, что необходимо учитывать в управлении производством.

Формирование потребностей общества хотя и определяется производством, все же испытывает влияние и случайных факторов (статистический характер изменения спроса на некоторые продукты, миграционных процессов и т. д.). Производство функционирует в условиях неопределенности среды и представляет собой очень сложную вероятностную динамическую систему.

Внутреннее состояние экономической системы характеризуется ее потенциальными возможностями, которые описываются с помощью показателей (численность рабочей силы, ее квалификация, масса основных и оборотных средств, их качественные характеристики и т. д.).

Входными величинами производственных систем служат материальные ресурсы (природные, средства производства), трудовые ресурсы, капиталовложения, информационные ресурсы (сведения о ценах, технологии и др.). Выходными величинами являются объем произведенной продукции, размер прибыли, экономическая информация и т. д.

Производственная система функционирует в экономической среде. Внешней средой являются все связанные с данной производственной системой экономические объекты и природная среда.

Для производственных систем характерна динамичность. В управлении ими вопросы устойчивости, оптимизации режимов поведения на основе экономико-математических методов имеют чрезвычайно важное значение.

В структурном отношении экономическая система имеет многоаспектный характер.

Различаются следующие виды структур: функционально-отрасле-вая; продуктовая; территориально-производственная; организационно-управленческая; социально-экономическая.

Иерархический характер структуры не ограничивается пространственной градацией по вертикали и горизонтали, а имеет также временной аспект. Иерархия по времени характеризуется наличием некоторого периода между моментом принятия решения и его исполнением.

Существенной особенностью экономической системы является наличие инфраструктуры. В экономике под инфраструктурой понимают совокупность отраслей и видов деятельности, обслуживающих как производственную, так и непроизводственную сферы и создающих условия для эффективного функционирования экономики в целом, развития производительных сил общества. Развитие инфраструктуры является важным условием повышения эффективности общественного производства. Основные подсистемы инфраструктуры аналогичны структуре экономической системы.

В экономической кибернетике рассматриваются не любые системы, а только определенный их класс, называемый управляемые системы. Особенностью управляемых систем является способность изменять поведение под влиянием управляющих воздействий. Свойство управляемости присуще объектам самой различной природы (техническим, биологическим, экономическим и т. д.). Для нас представляют интерес общие закономерности изменения поведения систем под влиянием различных управляющих воздействий. Поэтому объектом исследования будет являться абстрактная кибернетическая система, при рассмотрении которой мы не принимаем во внимание материальные и энергетические взаимосвязи ее со средой. Нас интересуют только информационные потоки, а материальные и энергетические потоки выступают лишь как их носители.

Такой подход позволяет вычленить и исследовать специфические процессы управления, протекающие в системе.

Система управления имеет особую структуру. В простейшем случае она состоит из двух подсистем - управляющей и управляемой. Они соединены каналами связи. С точки зрения управления системой важно рассмотрение информационных процессов. Управляющая подсистема в зависимости от цели оказывает определенные воздействия на вход управляемого объекта. Линия, по которой осуществляется это воздействие, называется каналом прямой связи.

Цель управляющих воздействий - перевести систему в желаемое состояние. В этом смысле управление есть процесс, ведущий к достижению некоторой цели, то есть заставляющий систему выполнять определенную программу.

Управляемый объект испытывает влияние случайных воздействий среды, не контролируемых управляющей подсистемой. В связи с этим выходные величины могут отклоняться от требуемых значений. Если не знать об этом, фактическое поведение системы очень скоро отклонится от заданной траектории настолько, что достижение цели управления станет невозможным. Поэтому очень важно иметь канал связи, соединяющий выход системы с входом. Эта линия называется линией обратной связи, а информационное воздействие выхода на вход называется обратной связью. Благодаря наличию обратной связи создается возможность постоянно сопоставлять выходные величины с требуемыми значениями и в зависимости от величины отклонений принимать управленческие решения. При этом, естественно, управляющая подсистема должна учитывать не только отклонения выходных величин от заданных, но также принимать во внимание изменения условий внешней среды и оценивать возможное влияние этих изменений на поведение управляемого объекта.

Сельское хозяйство можно рассматривать как вероятностную, динамическую систему большого масштаба. Она обменивается материальными, энергетическими и информационными потоками с внешней средой, состоящей из ряда общественных, технологических и природных систем. Из нее можно выделить много меньших, которые проявляют достаточно тесную зависимость внутри себя и относительно свободно соединяются между собой. В свою очередь, эти системы также состоят из более мелких, которые более богаты внутренними связями. Экономическую систему любого из перечисленных уровней можно делить по функциональным признакам. Так, в сельскохозяйственном предприятии можно выделить системы людей, машин, снабжения, сбыта, финансов и т. д.

Сельскому хозяйству присущи черты любой большой системы. Вместе с тем, благодаря некоторым особенностям, оно отличается от технических больших систем. Являясь отраслью общественного производства, сельское хозяйство подчинено общим законам его развития, но отличается от других отраслей материального производства социально-экономической природой, производимой продукцией, средствами и условиями производства.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение системы.

2. Наличие каких компонентов необходимо для выявления систем?

3. Перечислите основные свойства систем.

4. Какие методы изучения систем известны?

5. По каким основным аспектам проводится классификация систем?

6. Определите понятия оператора, операнда, образа и раскройте сущность процессов преобразования систем.

7. Каковы особенности динамических систем? Дайте определение экономической системы.

8. В чем заключаются особенности производственных систем, в частности сельского хозяйства?

Глава 2. Информация в системах управления

2.1 Значение информационного обеспечения процесса управления

Для нормального функционирования сложной экономической системы необходимо непрестанное движение огромных потоков информации как в рамках самой этой системы, так и в ее связях с другими системами общества. Любая организация, сельскохозяйственная, промышленная или какая-либо другая, в процессе своей производственной деятельности нуждается в значительном внутреннем циркулировании информации.

Производственные предприятия и организации широко обмениваются информацией в «горизонтальных» направлениях - прежде всего по вопросам снабжения, сбыта, перевозок и соответствующих взаимных расчетов. Интенсивно движется информация и в «вертикальных» направлениях: по линии связей с вышестоящими управленческими звеньями, а также с межведомственными органами планирования, статистики, материально-технического снабжения, банковской и финансовой систем. Все эти системы, в свою очередь, имеют обширные информационные контакты между собой.

Для эффективного функционирования экономической системы все в большей степени требуется помимо традиционно экономических сведений информация политическая, социологическая, научно-техническая, экологическая. Очень трудно количественно оценить весь объем информации, обращающейся в экономической системе, но ясно, что он измеряется астрономическими цифрами.

Схематично процесс управления производством представлен на рис. 2.1. Производственный процесс здесь представлен в виде «черного ящика» с «входами» и «выходами», а управленческий процесс рассматривается в составе трех блоков: М - моделирование состояния объекта управления на основании поступающей от него информации; Р - разработка и принятие управленческих решений; В - организация выполнения принятых решений.

Процесс производства
Информация								Информация
		Процесс управления
	В		Р		М

Рис. 2.1. Процесс принятия управленческих решений

Последний блок по информационным каналам связан с «входом» производственного процесса и обеспечивает изменения, запланированные системой управления.

Таким образом, в управлении сложными производственными системами информационные процессы имеют существенное значение. Управленческие решения принимают на основе информации об управляемой системе. Поэтому процесс управления всегда связан с организацией информационного обеспечения, включающей сбор, хранение, обработку и использование информации о состоянии и движении управляемой системы. Научно обоснованное решение этих вопросов основывается на современной теории информации. Классическая теория информации сформировалась на основе фундаментальных исследований выдающихся ученых: Н. Винера, К. Шеннона, А.Н. Колмогорова и др. Она опирается на результаты исследований математической статистики, термодинамики, теории вероятностей. Новый импульс она получила в связи с развитием общей теории систем, системного анализа, теории управления и автоматического регулирования. Современные представления об информации связаны также с системным анализом в экономике.

Предмет теории информации - закономерности формирования, передачи, хранения и преобразования информации в системах управления. Важнейшими ее задачами являются:

· разработка методологии исследования информационных процессов в системах управления;

· исследование закономерностей передачи, хранения, преобразования информации;

· построение систем информационного обеспечения управления производством.

Естественно, решение этих задач имеет специфические особенности в зависимости от природы конкретных управляемых систем.

Эффективность систем управления в определяющей степени зависит от качества информационного обеспечения. Подсистема информационного обеспечения включает единую систему технико-экономических показателей, системы документации, классификаций и кодирования технико-экономической информации, информационные и алгоритмические языковые средства и массивы информации, используемые в системе управления.

К системе информационного обеспечения предъявляются следующие требования:

· достаточность информации для решения функциональных задач управления;

· информационная совместимость различных задач, уровней управления, совместимость с внешними системами, взаимодействующими с данной системой;

· гибкость и возможность развития системы информационного обеспечения с учетом изменений в системе управления;

· возможность реализации принципов «безбумажной технологии» при одноразовом вводе и многократном использовании информации, минимальном дублировании ее в хранимых и обрабатываемых массивах и др.

Информационные массивы формируются в виде системы иерархически организованных банков данных в соответствии со структурой организации функциональных подсистем.

2.2 Информация, разнообразие, энтропия

Термин «информация» имеет следующее значение - некоторое сообщение, сведение о каких-либо событиях. Информация как научная категория используется при исследовании систем любой природы, представляя сведения о свойствах этих систем и происходящих в них процессах. Всякие сведения о свойствах материального мира, воспринимаемые нами, рассматриваются как информация.

Все, что можно ощутить, воспринять, что позволяет судить о свойствах материального мира (объективной реальности, данной нам в ощущениях), представляет собой информацию. Как научная категория она конкретизирует всеобщее свойство отражения.

Объекты и явления реального мира обладают бесконечным разнообразием свойств, сторон, и сведения о них также бесконечны. В зависимости от конкретных целей исследования одни из этих свойств имеют для наблюдателя существенное значение, другие малозначимы. Поэтому в теории информации, прежде всего, рассматривается, с какой целью, для решения какой задачи, кому и когда необходима информация.

В кибернетике информация рассматривается как совокупность сведений о состоянии подсистем и элементов некоторой управляемой системы, происходящих в ней процессах, ее поведении в целом.

Реальные системы управления, в том числе и производственные, находятся в постоянном движении, что выражается в изменении их переменных во времени (рост производительности труда, увеличение объема валовой продукции, снижение себестоимости и т. д.).

Переход управляемой системы из одного состояния в другое осуществляется под влиянием различных факторов. Множество переходов приводит к преобразованию системы. Исследуемые системы в процессе последовательных преобразований могут находиться в самых различных состояниях, то есть им присуще разнообразие. Понятие разнообразия очень важно для количественного определения информации.

Постоянные изменения характеристик (свойств) системы в процессе преобразований порождают новые ее состояния, обусловливают изменение разнообразия. Если бы, например, система состояла только из одного элемента (характеризовалась бы одной величиной), который к тому же мог бы находиться лишь в единственном состоянии, она не имела бы разнообразия. Понятие разнообразия естественным образом связано с понятием неопределенности.

Допустим, система «человек» характеризуется двумя переменными, каждая из которых может находиться в двух состояниях (0 или 1):

х₁ - образование (высшее (0) или среднее (1));

х₂ - занимаемая должность (руководитель (0) или специалист (1)).

Такая система может находиться в четырех состояниях (рис. 2.2):

х1	х2
	0	1
0	00	01
1	10	11

Рис. 2.2. Состояния системы

В общем случае число возможных состояний N определяется как N = 2^m, где m - число переменных. Формула предполагает, что каждая переменная может находиться только в двух состояниях.

Как видно из приведенной формулы, неопределенность системы, зависящую от числа возможных ее состояний, можно измерить показателем степени m, т. е. величиной log₂ N. Такую меру неопределенности системы ввел один из родоначальников теории информации К. Шеннон, назвал ее энтропией и обозначил символом Н. В нашем случае (N = 2) Н = log₂2 = 1.

Количественная мера неопределенности системы, которая с одинаковой вероятностью может находиться в двух возможных состояниях, принята за единицу измерения энтропии и называется битом.

Следовательно, неопределенность обсуждаемой в примере системы составляет 1 бит энтропии. Количество информации также измеряется в битах.

Мы рассмотрели пример, где состояния переменных равновероятны, т. е. состояния 0 и 1 имеют вероятность осуществления 0,5.

Но в реальной жизни вероятность состояний переменных, как правило, не одинакова (возможность того, что человек с высшим образованием занимает руководящий пост, значительно выше, чем того, что этот пост занимает человек со средним образованием). Для определения энтропии системы, состояние которой характеризуется различными вероятностями, используется формула (2.1).

Н= - log₂ p_i , (2.1)

где p_i - вероятность i-го состояния переменной.

Отметим некоторые свойства энтропии.

1. Если известно число возможных состояний системы, энтропия достигает максимального значения при равной их вероятности (если p₁ = p₂ = 0,5, то Н = 1, если p₁ = 1 либо p₂ = 1, то Н = 0, т. е. событие становится достоверным фактом, неопределенность исчезает, энтропия равна 0).

2. С увеличением числа возможных состояний неопределенность системы возрастает: чем больше N, тем больше Н (Н = log₂ N).

3. При объединении двух независимых систем Х и У их энтропии суммируются (все возможные состояния равновероятны). Число возможных состояний в обеих системах равно N= nm, тогда энтропия объединенной системы Н(Х + У) = Н(Х) + Н(У).

4. Если объединяемые системы взаимозависимы, приходится определять условные вероятности их состояний и соответственно условную энтропию объединенной системы. Полная энтропия объединенной системы , когда системы взаимозависимы, определяется по формуле: Н= Н(Х)+(ХУ), где (ХУ) - среднее арифметическое условной энтропии, а Н(Х) - энтропия системы Х.

Наличие взаимозависимости накладывает определенные ограничения на разнообразие объединенной системы и тем самым уменьшает неопределенность: Н< Н(Х)+Н(У).

2.3 Система экономической информации в сельском хозяйстве

Процессы управления общественным производством представляют собой преобразование и движение экономической информации.

Экономическая информация - это совокупность сведений, отображающих все стороны процесса общественного воспроизводства - производство, распределение, обмен и потребление материальных благ в обществе; экономические факты, события.

Конкретными формами выражения экономической информации являются сведения о моментах общественного воспроизводства, представляемые в виде системы экономических показателей на определенных носителях информации (документах).

Состояние и развитие сельскохозяйственного производства отражаются в системе экономических показателей. Экономический показатель - это объективный признак состояния и развития общественного воспроизводства, характеризующийся рядом специфических свойств. Экономический показатель обладает следующими свойствами:

· представляет собой единство качественной и количественной сторон некоторого признака (качественная - производство конкретного вида продукции - зерна; количественная - в цифрах валового сбора);

· всегда характеризуется пространственно-временной определенностью (например, к территории России и конкретным годам);

· выражает наиболее существенные из бесконечного множества черты общественного воспроизводства, позволяющие выявлять определенные закономерности его процессов (если речь идет о предприятии - прибыль, рентабельность, темпы роста объема продукта и т. д.);

· как правило, отображает многократно встречающиеся, массовые факты экономической деятельности (экономические показатели, дающие сводную характеристику массовых явлений, рассматриваются в экономической и отраслевых статистиках, в частности в сельскохозяйственной).

Система экономических показателей отражает:

· условия (факторы) общественного воспроизводства (показатели наличия, состояния и движения материальных средств производства, рабочей силы, природных ресурсов);

· моменты общественного воспроизводства - производство, распределение, обмен и потребление материальных благ (показатели объема, структуры, динамики, интенсивности этих процессов);

· результаты производства и его эффективность (показатели использования материальных средств производства, трудовых, финансовых и природных ресурсов, объем, структура производства, качество и эффективность).

Система экономических показателей сельского хозяйства структурно дифференцирована по подотраслям (растениеводство, животноводство), по категориям предприятий, производственным типам, характеру специализации и уровням интенсификации производства.

Экономическая информация специфична, но общие свойства информации как научной категории относятся и к ней (закономерности формирования, преобразования, движения).

В системах управления существенное значение имеет следующее деление информации:

· осведомительная - характеризующая состояние и поведение управляемой системы;

· управляющая (командная) - исходящая от управляющего объекта и предназначенная для воздействия на управляемый объект.

Информация, снимаемая на выходе управляемой подсистемы по каналу обратной связи, поступает в управляющую подсистему и служит основой для принятия управленческих решений. Следовательно, совокупность сведений о состоянии управляемой системы служит входной информацией при подготовке управленческого решения.

В соответствии со сложной иерархической структурой управления народным хозяйством и его отраслями образуются и соответствующие потоки информации, под потоком информации понимают ее движение от момента возникновения по всей технологической цепи преобразований. Эти потоки изучаются на моделях процессов управления, отражающих технологию преобразования (переработки) информации.

Особое значение приобретает организация потоков информации в двух направлениях: от управляющей подсистемы к управляемой (прямая связь) и от управляемой к управляющей (обратная).

Методы обработки информации с целью принятия тех или иных управленческих решений могут быть различными. Следует отметить два основных метода: алгоритмический и эвристический. Алгоритмический метод используется в тех случаях, когда приемы обработки информации стандартны и связи между входной и выходной информацией носят детерминированный характер. Эвристический метод применяется в тех случаях, когда соотношения между входной и выходной информацией носят вероятностный характер и сведения об управляемом процессе не являются достаточно полными.

Существенное значение имеют вопросы организации информационного обеспечения управления экономическими процессами.

К экономической информации предъявляются следующие требования:

· достоверность и надежность - информация должна объективно отражать процессы воспроизводства, быть адекватной им;

· достаточность, полнота - потребности управления в информации должны удовлетворяться в целях обеспечения оптимального режима функционирования управляемых процессов;

· своевременность, оперативность - необходимо, чтобы информация поступала в управляющую подсистему в необходимые сроки, обеспечивающие своевременное принятие управленческих решений;

· экономичность - затраты на сбор, обработку, передачу и хранение информации должны быть минимальными.

Экономическая информация классифицируется по функциональному назначению, уровням иерархии, временным интервалам, фазам воспроизводства, отраслям народного хозяйства, характеру источников и т. д. Особенности ее организации обусловлены, прежде всего, структурой управления экономическими системами. Поэтому рассмотрим вначале место информационного обеспечения в системе управления.

В сложных реальных системах возникает необходимость в накоплении, длительном хранении и многократном использовании информации при решении разнообразных управленческих задач различными потребителями. При этом объем используемой информации весьма значителен. Ее сбор и обработка применительно к отдельным задачам становятся малоэффективными. Возникает необходимость в специальной организации информационной системы, в задачи которой входят:

· наблюдение за управляемой системой - регистрация первичной (исходной) информации о ее состоянии;

· контроль достоверности информации, зафиксированной в первичных документах;

· обработка первичной информации, упорядочение, агрегирование, формирование на основе этой информации системы показателей для принятия управленческих решений;

· накопление и хранение информации, подлежащей многократному использованию, ее систематизация, поиск и выдача по мере необходимости, передача по каналам связи.

Можно говорить о двух принципиально различных подходах к организации информационной системы для целей управления:

1) в каждой подсистеме иерархии управления организуют собственное информационное обеспечение;

2) информационное обеспечение строится для системы в целом, ряда иерархических уровней или коллектива пользователей.

В первом случае структура системы информационного обеспечения тождественна структуре системы управления, однако этот подход ведет к распылению средств, затрудняет автоматизацию обработки информации.

2.4 Организация массивов информации

Особое значение приобретают вопросы организации самой информации (массивов информации) в процессе накопления, хранения и поиска. В связи с широким применением ЭВМ в управлении производством и необходимостью обработки очень больших объемов информации проблемы ее обработки, хранения и поиска отпочковываются в самостоятельные разделы науки. Эти проблемы рассматриваются в теории структур данных, где массивы информации исследуются как математические объекты.

При обработке больших массивов информации организуются информационно-поисковые системы. Задачи таких систем состоят в формировании массивов информации, подлежащих длительному хранению и регулярному использованию, защите ее от порчи, во внесении изменений и дополнений, систематизации и выдаче потребителям в соответствии с запросами. В высокоорганизованных информационно-поисковых системах осуществляется не только хранение информации, но и ее логическая переработка (упорядочение, систематизация и т. д.). Такие системы называют информационно-логическими.

В зависимости от назначения и предоставляемых пользователю возможностей выделяются три типа интеллектуальных систем:

· экспертные системы (ЭС),

· системы поддержки принятия решений (СППР),

· автоматизированные системы экспертного оценивания (АСЭО).

Все они в различной форме используют знания человека-эксперта.

Экспертные системы относятся к числу интеллектуальных систем, предназначенных для массового использования, и выполняют две основные функции: консультанта, помогающего в решении той или иной задачи, и эксперта, непосредственно решающего эту задачу. Благодаря ЭС опыт, знания, логически объяснимые заключения, которые делает высококвалифицированный эксперт в определенной области деятельности, становятся достоянием широкого круга специалистов. Важной особенностью ЭС является то, что любая рекомендация, выработанная ею, любое суждение могут быть объяснены при запросе пользователя. Таким образом, экспертная система - эффективный инструмент повышения качества и уровня обоснованности решений менеджера за счет обращения к знаниям и опыту высококвалифицированных экспертов. («Консультант-плюс», «Гарант» и т. д.).

Система поддержки принятия решений предназначена для информационной поддержки менеджера в процессе принятия решений и может быть определена как интерактивная, реализованная на компьютере система, обеспечивающая простой доступ к моделям и информации, используемым для разработки альтернатив и выбора решений. Область применения СППР - прежде всего нестандартные ситуации и слабоструктурированные проблемы. Для них характерно наличие неопределенности, делающей практически невозможным отыскание единственной объективно наилучшей альтернативы решению. Процедура принятия решений в таких ситуациях требует механизма определения предпочтений лица, принимающего решения (ЛПР), и более глубокого сравнительного анализа альтернативных вариантов.

К основным принципам формирования и использования СППР можно отнести:

· обеспечение ЛПР необходимой информацией в максимально возможном объеме;

· возможность оперативного поиска информации;

· генерирование альтернативных вариантов решений;

· предоставление прогнозных оценок результатов реализации возможных альтернатив;

· постоянную эволюцию системы в результате наращивания ее возможностей.

Системы поддержки принятия решений могут использоваться для различных задач и на различных уровнях принятия решений, но особенно они полезны при разработке стратегии развития организаций, при оценке потенциала предприятия и проектов его реконструкции или технического перевооружения, повышения качества выпускаемой продукции, при анализе и прогнозировании динамики конъюнктуры рынка. («Прожект-эксперт», «Альт-Инвест», «Комфар» и др.)

Автоматизированные системы экспертного оценивания предназначены для автоматизации сложных экспертных процедур и повышения эффективности использования высококвалифицированных специалистов в качестве экспертов при выработке управленческих решений. Основная задача АСЭО - решение сложных управленческих проблем на основе надежной, профессионально обработанной и корректно примененной информации. В качестве основных характеристик, отличающих АСЭО от других типов интеллектуальных систем, можно выделить следующие:

· это сложная иерархическая система, позволяющая организовать весь цикл проведения экспертизы от формирования целей исследуемого объекта до анализа полученного результата. При этом в АСЭО предусмотрено взаимодействие экспертов, аналитической группы и операторов;

· в АСЭО предусмотрена оценка качеств каждого эксперта, в том числе оценка степени его профессионального знакомства с объектами экспертизы;

· обязательным элементом АСЭО является развитая оценочная система с возможностью ее настройки на конкретный объект экспертизы. Так, для оценки эффективности деятельности фирмы используются одни критерии, отдельного ее подразделения - другие, а сотрудников - третьи;

· в АСЭО предусматривается возможность коллективной оценки сравниваемых альтернатив при использовании различных методов организации и проведения экспертиз;

· в АСЭО предусматривается анализ результатов экспертизы, в частности, возможность определения результирующей экспертной оценки, а также степени согласованности мнений экспертов.

В современной литературе некоторые авторы выделяют еще и системы поддержки исполнения решений (СПИР). Цель создания подобного рода систем состоит:

а) в предоставлении управленческому персоналу недостающих знаний в процессе выполнения профессиональных обязанностей;

б) в обучении управленческого персонала конкретным действиям, необходимым для выполнения рекомендаций, предоставленных системой поддержки принятия решений с последующим контролем исполнения.

Другими словами, «цель СПИР - предоставление помощи в определенном виде и обучение пользователя в тот момент, когда ему это нужно. Раньше для подобной поддержки требовалось присутствие человека, но сейчас эту роль могут выполнять электронные средства. Именно они могут сделать помощь универсальной и полной, доступной в любое время и в любом месте. Это может быть реализовано самыми различными путями, зависящими от потребностей и способностей пользователя, от используемых технологий и свободных ресурсов. Такие системы могут быть более или менее мощны, но общее свойство, отличающее СПИР от систем поддержки других типов - это уровень объединения информации, средств и методов для пользователя»⁷. ⁷ Романов А.Н., Одинцов Б.Е. Советующие информационные системы в экономике: учеб. пособие для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - С. 10.

Если среди этих интеллектуальных систем выделить технологии, ориентированные на решение экономических задач, то полученный класс систем можно назвать экономическими советующими системами (ЭСС). ЭСС - это любой программный продукт, отражающий экономические знания специалиста-профессионала, его навыки и опыт, используемые в процессе выдачи пользователю совета-решения.

Развитие информационно-вычислительных систем и объема информации обусловили существенные изменения в организации их базы. Объем информации в современных крупных информационно-вычислительных системах составляет cотни миллионов и миллиарды показателей. Концентрация информации привела к созданию централизованных и защищенных информационных фондов, получивших название банков данных. Основными структурными элементами банков данных являются:

1) базы данных (одна или несколько);

2) система управления базами данных (СУБД);

3) совокупность программ, описывающих решаемые задачи;

4) система управления процессом использования этих программ.

Банки данных современных информационно-вычислительных систем являются автоматизированными. При разработке автоматизированных банков данных реализуются следующие основные принципы:

· выделение банка данных как самостоятельного относительно независимого от решаемых задач элемента информационной системы;

· многофункциональность, возможность решения множества классов задач без существенной реорганизации массивов информации и программного обеспечения;

· доступность для пользователей;

· возможность сравнительно легкого изменения структуры;

· обеспечение защиты данных;

· возможность стыковки с другими банками данных;

· обеспечение контроля достоверности информации программными методами.

Информацию, хранимую в банке данных, подразделяют на нормативно-справочную, оперативную и архивную.

Имеются некоторые особенности в количественном измерении экономической информации. В принципе, методы количественного определения, используемые в классической теории информации, применимы и для экономической информации. На практике, однако, чаще объем экономической информации определяется числом показателей, документов и т. д.

Существенными моментами исследования потоков информации являются:

· конкретизация маршрутов движения информации, то есть основных направлений информационных взаимосвязей;

· исследование количественных характеристик потоков информации (мощности, интенсивности, периодичности и т. д.);

· оптимизация информационных взаимосвязей на основе совершенствования маршрутов движения информации, дифференциации ее с учетом потребности по уровням управления и существенности с точки зрения его целей.

Функционирование сельскохозяйственного предприятия как управляемой производственной системы может быть адекватно описано системой экономико-математических моделей. В такой системе отдельные модели отражают различные стороны процесса общественного воспроизводства в диалектическом единстве, что находит выражение в логических, алгоритмических и информационных взаимосвязях. С информационной точки зрения любая экономико-мате-матическая модель представляет собой преобразователь входной информации в выходную. В связи с этим при информационной увязке моделей в системе удается детально описать необходимую информацию на входе и выходе каждой модели. Существенность информации в системе моделей определяется потребностью в ней на входах взаимосвязанных моделей.

Контрольные вопросы

1. Обоснуйте значение информационного обеспечения управления.

2. Каковы основные требования к системам информационного обеспечения управления?

3. Каковы основные требования к экономической информации?

4. Определите задачи и обоснуйте принципы построения информационно-поисковых систем.

5. Перечислите основные принципы, реализуемые при разработке автоматизированных банков данных.

6. Назовите и охарактеризуйте типы интеллектуальных систем.

Глава 3. Основы математического программирования

3.1 Экономическая сущность методов линейного программирования и условия, допускающие их применение

На производстве специалисты часто сталкиваются с проблемой выбора наилучшего варианта решения планово-экономических задач.

...