Економіко-математичне моделювання процесів прийняття рішень з матеріального забезпечення Збройних Сил України

розробити модель оптимальної структури територіальної системи тилового забезпечення;

обгрунтувати постановки та розробити економіко-математичні моделі та алгоритми вирішення окремого класу задач прийняття рішень в системі забезпечення військ пальним;

розробити економіко-математичну модель обгрунтування прийняття рішення на застосування польового магістрального трубопроводу у порівнянні з автомобільним транспортом підвезення пального.

Об'єкт дослідження - система матеріального забезпечення Збройних Сил України.

Предмет дослідження - процеси прийняття рішень з матеріального забезпечення Збройних Сил.

Методи дослідження. Для розв'язання поставлених задач були використані методи системного аналізу, економіко-математичного моделювання, теорії масового обслуговування, логістики, дослідження операцій та економетрики.

Наукова новизна одержаних результатів. Автором вперше розроблені наступні положення:

- економіко-математична модель розподілу ресурсів в умовах обмеженого фінансування потреб оборони;

- економіко-математична модель обгрунтування прийняття рішення на застосування польового магістрального трубопроводу у порівнянні з автомобільним транспортом підвезення пального.

Дістали подальший розвиток:

У вступі обгрунтовується актуальність проблеми дослідження матеріального забезпечення Збройних Сил України у сучасних умовах, сформульовані мета і основні завдання дослідження, визначаються предмет і об'єкт дослідження, наукова новизна і практична значущість роботи, наводяться дані щодо використання результатів роботи, її апробації та публікації основних результатів дисертації.

У першому розділі -“Основні напрямки розвитку наукових і практичних складових матеріального забезпечення Збройних Сил України”- виконаний аналіз стану матеріального забезпечення, розглянуті методи прийняття рішень в досліджуваній сфері, обгрунтована можливість розв'язку проблем за допомогою методів і моделей математичного моделювання.

В сучасних умовах воєнно-економічна безпека є специфічною складовою системи економічної безпеки. Обороноздатність країни в першу чергу залежить від системи матеріального забезпечення, як важливої складової оборонної економіки.

Встановлено, що система матеріального забезпечення Збройних Сил України відноситься до класу складних систем, залежить від прийнятої системи тилового забезпечення, виконуваних ними завдань, структури матеріальних потреб і джерел їх надходження. В роботі проведений порівняльний аналіз визначень та змісту матеріального забезпечення.

Запропоноване визначення матеріального забезпечення з позиції управлінської діяльності дозволяє більш повно розкрити його сутність, враховувати повний життєвий цикл матеріальних засобів та реалізацію цілей Збройних Сил. Визначення матеріального забезпечення - як виду управлінської діяльності, в основі якої покладено формування найбільш доцільних умов реалізації цілей Збройних Сил і задоволення їх потреб у матеріальних засобах шляхом визначення джерел їх задоволення, виявлення і обліку потреб, їх втіленні в процеси науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт і виробництва, з врахуванням життєвого циклу озброєнь і військової техніки, просування до кінцевого споживання, - дає можливість виконувати ряд функцій на основі оптимізації його складових.

Встановлено, що економічна криза призвела до різкого скорочення оборонних витрат, перерозподіл фінансових ресурсів обумовив їх зменьшення до критичної межі, за якою настає стійке зниження боєздатності і боєготовності. В зв'язку з цим, в роботі обгрунтований клас задач з тилового забезпечення, що реалізується сучасними методами прийняття рішень та розробленими економіко-математичними моделями.

Особливістю розроблених економіко-математичних моделей є їх орієнтація на досягнення кінцевої результативності. Такий підхід дав можливість поєднати цільовий аспект досліджуваної проблеми - ефективність, а також якісні показники, тобто способи досягнення поставлених цілей, обгрунтувати ефективну систему матеріального забезпечення Збройних Сил України в сучасних умовах.

У другому розділі - “Моделювання і оптимізація процесів прийняття рішень по матеріальному забезпеченню Збройних Сил” - обгрунтовані економічні і фінансові джерела витрат на оборону в сучасних умовах, розроблені економіко-математичні моделі оптимізації розподілу засобів і ресурсів в умовах обмеженого фінансування потреб, їх програмне, алгоритмічне і інформаційне забезпечення, здійснено моделювання організаційної структури територіальної системи тилового забезпечення.

Дослідження показує, що першочерговими в нинішних умовах стають питання пошуку додаткових джерел забезпечення потреб оборони, впровадження нових підходів щодо підвищення ефективності функціонування системи матеріального забезпечення, адаптованої до умов кризового стану економіки та зміни економічних відносин. Дослідження економічних і фінансових джерел забезпечення потреб оборони дозволило запропонувати додаткові напрями використання наявного потенціалу Збройних Сил щодо отримання позабюджетних ресурсів та оптимізувати їх використування. На прикладі інфраструктури Військово-повітряних Сил обгрунтовані варіанти застосування аеродромних комплексів у народному господарстві.

Наявність альтернативних фінансових і економічних джерел забезпечення оборонних потреб об'єктивно вимагає обгрунтованого підходу щодо прийняття ефективних рішень в системі розподілу ресурсів. На рис.1 подана структурна схема обслуговування потреб Збройних Сил у продовольчому, речовому забезпеченні та в пально-мастильних матеріалах.

Моделювання цих процесів показує, що прийняття рішення про виділення ресурсів необхідно здійснювати з урахуванням випадкового режиму накопичення та споживання матеріальних ресурсів. Прийняття рішення органом управління тилу Збройних Сил полягає в обслуговуванні запитів (замовлень) за видами матеріальних засобів (П₁-П₃) за рахунок вибору джерела задоволення потреб (І₁-І₆), у залежності від ситуації, що складається. Загальна кількість замовлень, що циркулює в системі, кінцева і дорівнює кількості наявних ресурсів в джерелах. Обмін ресурсів здійснюється за допомогою одного каналу. Система, що розглядається, є одноканальною з очікуванням, з пуасонівськими вхідними потоками та експоненціальним розподілом часу обслуговування.

Приведена в роботі математична модель розподілу ресурсів враховує можливі переходи в системі при надходженні ресурсів в джерела (рис.2) та задоволенні замовлень (рис.3).

Формалізовані змінні в моделі несуть таке змістовне навантаження:

_k - інтенсивність надходження замовлень з k-го виду потреб;

_kl (i,j) - імовірність виділення засобів на k-й вид матеріальних потреб (k = 1, 2, 3) з l-го джерела ресурсів (l = 1…6);

_k0(i,j) - ресурси на k-й вид не виділяються, незважаючи на наявність їх в джерелах;

_l - інтенсивність надходження ресурсів в l-те джерело;

(i,j ) - стаціонарна імовірність стану системи;

r_k - гранично можлива кількість замовлень з к-го виду потреб;

s_l - гранично можлива кількість замовлень з l-го виду ресурсів.

Розв'язання описаної моделі можливе за допомогою методів лінійного програмування з застосуванням пакетів прикладних програм.

Для критерія наявності мінімальної кількості замовлень в черзі за видами матеріальних засобів цільова функція має вигляд:

(1)

(2)

(3)

В цьому випадку задача розподілу ресурсів буде відноситися до класу багатокритеріального прийняття рішення, яка полягає в тому, що необхідно визначити екстремальні значення 3 критеріїв на області можливих значень. На базі аналізу статистичних даних про надходження замовлень і іх задоволення в системі тилового забезпечення поставлена та вирішена задача пошуку раціональних рішень в області критеріїв f₁, f₂, f₃,, що дозволяє через систему ситуаційних приорітетів особі, що приймає рішення, приймати рішення щодо розподілу наявних ресурсів. Запропоновано новий метод вирішення цієї задачі.

Запропонована модель має універсальний характер і дає можливість виробити органам управління тилом відповідні керуючі дії щодо інтенсифікації надходження ресурсів в ті чи інші джерела безпосереднього впливу, в залежності від характеру ситуації. Реалізація даної моделі дозволяє суттєво підвищити ефективність підготовки і прийняття стратегічних, тактичних і оперативних рішень в системі матеріального забезпечення військ при забезпеченні взаємоув'язання та збалансованості планів і керуючих дій на різних рівнях управління.

Удосконаленню процедур прийняття рішення з матеріального забезпечення військ буде сприяти впровадження територіального принципу тилового забезпечення, який на відміну від раніше існуючої централізованої системи, передбачає надання максимуму господарчої свободи в оперативній та військовій ланках щодо закупівлі необхідних матеріальних засобів на місцях, щільну інтеграцію з місцевою економічною базою. В дисертації сформульовані принципи моделювання територіальної системи тилового забезпечення (ТСТЗ), поставлена і вирішена задача побудови її оптимальної організаційної структури. При цьому інтегральна функція управління в ТСТЗ може бути реалізована за допомогою формування територіального центру тилового забезпечення, задача якого полягає в координації роботи підлеглих ланок (елементів) тилового забезпечення з тим, щоб досягалася глобальна мета функціонування ТСТЗ - найбільш повне забезпечення військових частин необхідними матеріальними засобами у встановлений термін.

Завданнями територіального центру тилового забезпечення будуть розподіл фінансових і матеріальних ресурсів, що виділяються тилом Центру, координація взаємодії ТСТЗ з воєнною економікою тилової спрямованості, оцінка і прогноз взаємодії, вивчення кон'юнктури ринку регіону, заключення договорів з місцевими постачальниками матеріальних засобів і послуг, пошук джерел позабюджетного фінансування, розробка плану забезпечення прикріплених військ, контроль за збереженням та витрачанням матеріальних засобів у військових частинах.

У третьому розділі - “Моделювання оптимальної інфраструктури тилового забезпечення Збройних Сил України” - проведено дослідження процесів прийняття рішень на ринку нафтопродуктів України, розглянуті задачі удосконалення забезпечення військ в сучасних умовах, сутність і зміст функцій управління при забезпеченні військ пальним. Доведено необхідність створення інформаційно-керуючої системи забезпечення військ пальним, інтегрованої з національною системою на основі сучасних інформаційних технологій. Сформульовані концептуальні напрямки переведення військ на забезпечення пальним за територіальним принципом. При цьому призначення нової системи, умови її функціювання, вимоги до неї визначають необхідність розгляду оперативної і воєнно-економічної ефективності. Під оперативною ефективністю територіальної системи забезпечення пальним слід розуміти ступінь її відповідності пред'явленим до неї оперативним вимогам, а під воєнно-економічною ефективністю - витрати ресурсів (людських і матеріальних), необхідних для своєчасного і повного забезпечення військ. З точки зору воєнно-економічної ефективності територіальна система матеріального забезпечення повинна забезпечувати високу економічність, тобто задовольняти матеріальні потреби військ при обмежених витратах ресурсів. Головним показником ефективності територіальної системи на мирний час слід рахувати воєнно-економічну ефективність.

Дослідження показують, що однією з найважливіших задач, які потребують нагального рішення при формуванні ТСТЗ, є реформування транспортно-складської системи забезпечення пальним.

Встановлено, що наявна мережа стаціонарних складів пального, що мається сьогодні в Україні, надлишкова. Тому необхідно вирішити задачу оптимальної дислокації складів з метою забезпечення оптимального плеча підвезення до військових частин за критерієм мінімуму сумарних витрат.

Постановкою задачі передбачається, що в територіальному районі, що розглядається, відомі прикріплені на забезпечення військові частини (споживачі), їх розташування, об'єми потреб в цілому та за номенклатурними групами, характеристика транспортної мережі і маршрути підвезення.

Для знаходження оптимального плану розташування, з використанням сформульованої постановки, застосовується алгоритм комбінаторного пошуку послідовних оцінок варіантів.

Розроблений алгоритм оптимальної дислокації складів дозволяє вирішувати проблему оцінки ефективності реформування складської системи забезпечення військ пальним з урахуванням наявної мережі складів служби пального Збройних Сил та нафтопродуктозабезпечення держави при визначенні напрямків політики у цій галузі.

Формуванню ефективної транспортно-складської системи, що дозволить здешевити подачу пального споживачам, повинно сприяти широке використання відносно дешевого трубопроводного транспорту. В дисертації подані рекомендації щодо доцільності використання військових польових магістральних трубопроводів у воєнний час, в народногосподарському секторі, при ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій. Сформульовано і вирішено задачу оптимізації вибору траси трубопроводу з використанням мережної моделі і методів оптимального програмування.

Прийняття рішення на застосування польових магістральних трубопроводів повинно базуватися на основі оцінки витрат, у порівнянні з альтернативним трубопровідному автомобільним транспортом у зв'язку з цим, що в обох випадках повинні використовуватися автомобільні шляхи.

У дисертації сформульовані дві постановки задач. В першій визначається момент часу Т, починаючи з якого буде спостерігатися виграш від експлуатації трубопроводу у порівнянні з використанням автотранспорту за умов необмеженого часу його використання.

Економіко-математична модель цієї задачі сформульована таким чином.

Введемо наступні позначення:

S_ijk(t) - витрати на експлуатацію автомобільного транспорту k-го виду, причому S_ijk=0, якщо між i-тим та j-тим пунктами немає прямого сполучення;

_ij - час розгортання трубопроводу з i-го в j-й пункт;

сⁿ_ij(t) - витрати на разгортання трубопроводу;

с^l_ij(t) - витрати на експлуатацію трубопроводу;

n - загальна кількість пунктів;

k - загальна кількість типів автотранспорту підвезення пального.

Необхідно визначити такі x_ijk і y_ij, при яких T min.

На основі цих параметрів з урахуванням обраного критерию для моделі першої постановки цільовий функціонал має вигляд:

.(4)

Обмеження визначають кількість вихідних потоків з i і вхідних потоків в j, іх рівність, обов'язковість виходу з начального пункту маршрута і входу потоків в кінцевий пункт, час вводу до експлуатації трубопроводу, умови реалізації проекту розгортання трубопроводу, витрати на його прокладання, умови розгортання трубопроводу в прямому і зворотньому напрямках, переваги використання трубопроводу у порівнянні з автомобільним транспортом підвезення пального тощо. Цільова функція у відношенні до використання трубопроводу приймає наступний вигляд:

. (5)

Час вводу до експлуатації трубопроводу визначаємо як

.(6)

Система обмежень для умови реалізації проекту розгортання трубопроводу враховує те, що трубопровід можна прокладати як в прямому, так і в зворотньому напрямку, а також обмеження за витратами на прокладення трубопроводу

. (7)

Тоді необхідна умова розгортання трубопроводу з включенням як в прямому, так і в зворотньому напрямку початкового і кінцевого пунктів буде

. (8)

Сформулюємо умову переваги використання трубопроводу у порівнянні з автомобільним транспортом в залежності від періоду T, який характеризує момент отримання виграша першого відносно другого:

.(9)

Рішення задачі за цією моделлю може використовуватися у двох напрямках:

а) трубопровід розгортається завчасно з одночасним введенням його в дію і здійсненням автоперевезень в цьому ж напрямку, починаючи з фіксованого часу . Для цього випадку умова переваги має вигляд:

.(10)

б) початок розгортання трубопроводу і використання автотранспорту здійснюється одночасно:

.(11)

Друга постановка задачі відрізняється від першої тим, що необхідно при фіксованому часі Т визначити такі x_ij, y_ij, при яких

,(12)

при тих самих умовах, але при цьому враховуються витрати на демонтаж трубопроводу С_ij^д. Період часу демонтажу трубопроводу ₁ з фіксованого моменту часу Т можна визначити таким чином:

(13)

де _ij -тривалість демонтажу трубопроводу.

Сформульовані постановки задач можуть бути використані для розробки моделей забезпечення військ пальним в залежності від різних умов обстанови. Наприклад, тактика використання авіації на особливий період передбачає розосередження авіаційної техніки. Для цих цілей можуть бути використані запасні аеродроми, у тому числі аеродромні ділянки автомобільних шляхів. В якості реалізації розроблених моделей в дисертаційній роботі вирішена задача доставки авіапального з Центру забезпечення пального на передбачувану аеродромну ділянку автодороги. Виходячи з дорожних умов та обраних типів автомобільних засобів підвезення пального (АЦ-7-4310, АЦ-8,5-255Б, АЦ-9-5320, АЦ-9-5337, АЦ-10-260, АЦ-5,5-4320, АТМЗ-5-4320, АТМЗ-5,5-4310, АТЗ-9,3-260, ТЗА-7,5-5334, ТЗ-8-255Б, МАЗ-5335, МАЗ-514, КРАЗ-257, КАМАЗ-5410, МАЗ-504В) були розраховані витрати на перевезення пального по ділянках шляхів. На основі розробленої моделі з використанням засобу “Пошук рішення”, що є складовою в MS Excel і дозволяє вирішувати задачі як нелінійного, так і лінійного програмування, були отримані оптимальні маршрути з точки зору мінімума витрат на підвезення автотранспортом та транспортування пального за допомогою трубопроводу. Причому, за умов відсутності впливу дорожних умов на розгортання трубопроводу виявилось, що траса трубопроводу не співпадає з автомобільним маршрутом. Оптимальним серед автомобільних засобів підвезення пального є автоцистерна АЦ-9-5337.

Розроблений комплекс моделей може бути використаний для вирішення подібних задач в народному господарстві, в регіонах з недостатньо розвинутою інфраструктурою, дефіцитом засобів підвезення, при ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми щодо підвищення ефективності прийняття рішень з матеріального забезпечення військ в сучасних умовах реформування Збройних Сил України, функціонування Тилу Міністерства оборони в новому економічному середовищі при обмеженості матеріальних і фінансових ресурсів.

У дисертації отримано такі основні теоретичні та практичні результати:

Проведений аналіз визначень та змісту матеріального забезпечення Збройних Сил України на підставі діючих статутів, настанов, керівництв та посібників дозволив стверджувати, що в даний момент не існує достатньо повного, єдиного і універсального визначення. Більшість існуючих визначень грішать формальним підходом. Запропоноване визначення матеріального забезпечення з позиції управлінської діяльності дозволяє більш повно розкрити його сутність, враховуючи повний життєвий цикл матеріальних засобів та реалізацію цілей Збройних Сил.

За результатами проведеного системного аналізу сучасного стану матеріального забезпечення Збройних Сил України визначено, що перехід на ринкові економічні відносини і пов'язаний з цим кризовий стан економіки України поки що не дозволяють задовільнити потреби оборони в повній мірі. В таких умовах першочерговими завданнями постають оптимізація чисельності, оптимізація структури Збройних Сил, підвищення ефективності прийняття рішень щодо використання обмежених матеріальних і фінансових ресурсів. Виявлено необхідність в удосконаленні методів прийняття рішень з матеріального забезпечення військ на основі сучасних економіко-математичних методів і моделей.

Обгрунтовано необхідність переводу забезпечення військ за територіальним принципом, залучення методів логістики щодо побудови ефективної системи тилового забезпечення, адаптованої до сучасних умов господарювання. Запропоновані підходи та кількісні критерії оцінки за певних умов дозволяють вплинути на різні етапи прийняття рішень щодо створення і функціонування комплексу системи тилового забезпечення і військової економіки тилової спрямованності в залежності від стану економіки України.

Дослідження економічних і фінансових джерел забезпечення потреб оборони в сучасних умовах дозволило запропонувати додаткові напрями використання наявного потенціалу Збройних Сил щодо отримання позабюджетних ресурсів.

Запропонований новий методологічний підхід щодо розподілу обмежених ресурсів, заснований на використанні апарату масового обслуговування з ситуаційними пріоритетами, дозволяє суттєво підвищити ефективність прийняття рішень в системі матеріального забезпечення військ. Розроблена модель реалізована на практиці в діяльності органів управління тилом.

Системний підхід до дослідження матеріального забезпечення військ в оперативному та військовому ланцюгах сприяв проведенню аналізу його елементів і структури, виділенню системотворчої ознаки, а також розгляду внурішньосистемних зв'язків і зв'язків із зовнішнім середовищем. Запропонована модель формування оптимальної організаційної структури територіальної системи тилового забезпечення на засадах логістичного аналізу і програмно-цільового підходу за критерієм мінімума сукупних витрат вимагає адекватної системи управління, спрямованої на досягнення синергетичного ефекту. Доведено необхідність створення в якості координуючих органів територіальних центрів тилового забезпечення.

Сформульовано і змістовно обгрунтовано задачі щодо подальшого впровадження забезпечення пальним за територіальним принципом. Запропонована стратегія реформування транспортно-складської системи забезпечення пальним на основі застосування військових трубопроводів і комплекса розроблених економіко-математичних моделей дозволить здешевити подачу нафтопродуктів у війська та буде сприяти розвитку інфраструктури нафтопродуктозабезпечення держави. Подано рекомендації щодо використання військових трубопроводів у народногосподарському секторі, при ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій.

Розроблено та реалізовано економіко-математичну модель знаходження оптимального плану розташування складів пального, що забезпечує мінімум сумарних витрат. Модель дозволяє визначити раціональну дислокацію складів з урахуванням наявної мережі складів служби пального та системи нафтопродуктозабезпечення держави.

Сформульовано і вирішено задачу оптимізації вибору траси польового магістрального трубопроводу з використанням мережної моделі і методів оптимального програмування.

Розроблено економіко-математичну модель обгрунтування прийняття рішення на застосування польового магістрального трубопроводу у порівнянні з альтернативним йому автомобільним транспортом підвезення пального.

Розроблені стратегії, математичні моделі, методи і алгоритми дозволяють суттєво підвищити ефективність прийняття рішень з матеріального забезпечення військ в сучасних умовах. Результати роботи впроваджені в діяльність органів управління тилом Міністерства оборони. На основі проведених досліджень за безпосередньої участі автора розроблено Концепцію розвитку стаціонарних баз і складів пального Збройних Сил України.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

Щелкунов В.И., Плужников Б.А. Стратегии материального обеспечения Вооруженных Сил Украины в современных условиях. - К.: Наукова думка, 2001. - 280 с.

Плужников Б.А. Комплексный подход к повышению эффективности использования инфраструктуры ВВС. // Проблемы системного подхода в экономике: Сб. научн. тр. - К.: КМУГА, 1996. - C. 113-117.

Зеленін В.В., Плужніков Б.О. Організаційні та економічні аспекти експлуатаційного використання аеродромних комплексів ВПС України у народному господарстві. // Економічні проблеми розвитку транспорту України: Зб. наук. пр. - К.: КМУЦА, 1996. - С. 83-87.

Плужников Б.А. Вопросы совершенствования системы обеспечения рынка Украины нефтепродуктами. // Проблемы информатизации и управления: Сб. научн. тр. - К.: КМУГА, 1998. - С. 23-28.

Плужников Б.А. Исследование процесса принятия решений на рынке нефтепродуктов Украины. // Проблемы информатизации и управления: Сб. научн. тр. - К.: КМУГА, 1998. - С. 123-127.

Плужніков Б.О. Підвищення ефективності тилового забезпечення на основі логістичного підходу. // Проблемы системного подхода в экономике: Сб. научн. тр. - К.: КМУГА, 1999. - С. 119-123.

Плужніков Б.О. Розробка стратегії реформування транспортно-складської системи забезпечення військ пальним. // Проблемы системного подхода в экономике: Сб. научн. тр. - К.: КМУГА, 2000. - С. 119-122.

Плужніков Б.О. Стратегія формування територіальної системи тилового забезпечення Збройних Сил.//Зб.наук.пр.- Київ: НАУ, 2001. - Т.4. - С. 11-13.

Плужніков Б.О. “Підвищення ефективності системи тилового забезпечення Збройних Сил України в умовах ринкової економіки” // Тези доп. - ХУІ звітна науково-технічна конференція за 1995 рік. - Київ: КМУЦА, 1996. - С. 203-204.

Плужніков Б.О. “Комплексний підхід підвищення ефективності транспортного забезпечення Збройних Сил України” // Тези доп. - ХУІ звітна науково-технічна конференція за 1995 рік. - Київ: КМУЦА, 1996. - С. 202.

Плужніков Б.О. “Системний підхід до підвищення ефективності територіального забезпечення військ пальним” // Тези доп. - ХУІІІ звітна науково-технічна конференція за 1997 рік. - Київ: КМУЦА, 1998. - С. 287.

Размещено на Allbest.ru