Математика и управление

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Тема: Математика и управление

Содержание

• Введение
• Глава 1. Научная основа производства как характерная черта передового социального строя
• 1.1 Роль науки и научных разработок в развитии производства
• 1.2 Внедрение научных разработок в производство и его этапы
• 1.3 Возрастание роли математики в условиях современного производства
• 1.4 Роль математики в развитии современной техники
• Глава 2. Применение математических методов в экономических исследованиях, планирование организации производства
• 2.1 Особенности экономических задач, решаемых математическими методами
• 2.2 Особенности математических методов, применяемых к решению экономических задач
• Заключение
• Список литературы
• Введение
• экономический математический научный социальный
• Есть различные точки зрения на процессы, происходящие в нашем обществе в настоящий момент. Но независимо от того как различные политические силы воспринимают эти процессы (как откат назад или как прогресс, движение вперед), ни одна их них не может отрицать того, что экономические условия жизни стали намного сложнее. Стало намного труднее принять решение, как касающееся частных интересов, так и общественных. Эти трудности не могли не вызвать волны нового интереса к математическим методам, применяемым в экономике; т.е. к тем методам, которые позволили бы выбрать наилучшую стратегию как на ближайшее будущее, так и на дальнюю перспективу. В то же время многие люди в таких случаях предпочитают обращаться к собственной интуиции, опыту, или же к чему-то сверхъестественному. Следовательно, необходимо оценить роль математических методов в экономических исследованиях - насколько полно они описывают все возможные решения и предсказывают наилучшее, или даже так: стоит ли их использовать вообще?
• По отношению к этому вопросу следует избегать двух крайних мнений: полное отрицание применимости математических методов в экономике и фетишизация, преувеличение той роли, которую математика могут или могли бы сыграть. Оба этих подхода основаны на незнании реального положения вещей, поскольку человек, хотя бы частично знакомый с этим вопросом, никогда не поставит его ребром: да или нет; а будет говорить лишь об удельном весе математических методов во всей системе исследования экономических проблем.
• В этом вопросе есть значительный философский аспект, связанный с проблемой истины. Т.е. насколько математические модели экономических систем отражают реальные законы, по которым живет экономика. Полнота этого отражения зависит в некоторой степени и от цели исследования. Для одних целей достаточно минимального уровня соответствия, для других же может потребоваться более детальное описание.
• Кроме того математические методы не могут не развиваться, также как и сами экономические системы. Это происходит как вследствие изменений в экономике, так и по внутренней логике развития. При этом необязательно, что новые методы с неизбежностью отбрасывают старые, может происходить взаимопроникновение, включение старых теорий в новые (в качестве частного случая).
• На развитие и применение математических методов огромное влияние оказало и еще окажет развитие вычислительной техники. Вычислительная техника последних поколений уже позволила на практике применить множество методов, описанных ранее лишь теоретически или на простейших примерах. Кроме всего прочего развитие систем компьютерной обработки, накопления и хранения информации создает новую, весьма обширную информационную базу, которая возможно послужит толчком к созданию новых, ранее неизвестных математических методов поиска и принятия решений.
• Глава 1. Научная основа производства как характерная черта передового социального строя
• 1.1 Роль науки и научных разработок в развитии производства
• С древнейших времен основная цель науки была связана с производством и систематизацией объективно истинных знаний. Ее цель заключается в описании, объяснении и прогнозировании изучаемых процессов и явлений. Научные знания необходимы для того, чтобы описать и о6ъяснитъ факты, с которыми нам приходится сталкиваться в разных сферах жизни. Но нельзя ограничиваться лишь описанием и объяснением существующих фактов. Значительно больший практический интерес представляют предвидение, прогнозирование новых явлений и событий, что способствует правильному развитию как в настоящем, так и в будущем. Предсказание наукой осуществляется с помощью законов и теорий, которые используются для объяснения. Помимо функции науки как производства истинного знания существуют и другие ее функции, которые появлялись не одновременно, а в ходе развития общества:
• культурно-мировоззренческая;
• функция науки как непосредственной производительной силы;
• функция науки как социальной силы. [19, с.757]
• Но нас больше интересует функция науки как непосредственной производительной силы. Как писал Ф. Энгельс: "Буржуазии для развития ее промышленности нужна была наука, которая исследовала бы свойства физических тел и формы проявления сил природы. До этого же времени наука была смиренной служанкой церкви и ей не позволено было выходить за рамки, установленные верой". [21]
• Впервые процесс превращения науки в непосредственную производительную силу был зафиксирован и проанализирован Марксом в середине XIX века. В то время взаимоотношения науки, техники и производства только становились реальностью и были скорее перспективой. Тем не менее, Маркс сумел увидеть новый мощный импульс, который наука XIX века начала получать для своего развития. По его словам, "применение науки к непосредственному производству само становится для нее одним из определяющих и побуждающих моментов". [24, с.28]
• Уже в XIX веке некоторые проблемы, связанные с развитием техники, становились предметом научного исследования. Однако в целом наука XIX века еще мало, что давало практике. И дело было не только в недостаточном уровне развития науки. До XIX века и даже в его начале производство не испытывало потребности в завоевании науки. Поэтому случаи, когда научные достижения находили практическое применение, до середины XIX века были редкими. Но уже во второй половине XIX века представители промышленности и ученые начали видеть в науке мощный катализатор процесса развития производственной деятельности. Осознание этого резко изменило отношение к науке и способствовало повороту науки в сторону технической практики. При этом наука недолго была в роли "подчиненной" и быстро проявила свою революционизирующую силу, которая коренным образом изменила облик и характер всей технической, производственной сферы.
• В XX столетии все более широкое применение научных знаний стало обязательным условием развития современного производства. Особенно наглядно функция науки как непосредственной производительной силы проявилась в период научно-технической революции второй половины ХХ века. В этот период достижения науки сыграли огромную роль в автоматизации трудоемких производств, в создании совершенно новых технологий, в применении компьютеров. Продвижению новейших достижений науки в производство во многом способствовало создание специальных объединений по научным исследованиям и конструкторским разработкам (НИОКР).
• Установление такого промежуточного звена между теоретическими и прикладными науками и их внедрением в конкретных конструкторских разработках содействовало объединению научных исследований с производством и превращению науки в реальную производительную силу. В настоящее время экономическое благосостояние стран зависит от состояния их сферы науки. Только те страны, которые уделяют серьезное внимание научным исследованиям, успешно осваивают наукоемкие технологии, лидируют в современной политико-экономической гонке. [27, с.33]
• 1.2 Внедрение научных разработок в производство и его этапы
• Для успешного внедрения научного исследования его необходимо правильно организовать, спланировать и выполнять в определенной последовательности. Эти планы и последовательность действий зависят от вида, объекта и целей научных разработок. Внедрение - это передача производству научной продукции в удобной для использования форме. [17] НИР превращается в продукт лишь после ее потребления производством.
• Заказчиками на выполнение НИР могут быть технические управления министерств, тресты, управления, предприятия, НИИ.
• Подрядчик - научно-исследовательская организация, выполняющая НИР в соответствии с договором, обязанным сформулировать предложение для внедрения. [18] Внедрение в зависимости от условий договора должно содержать технические условия, техническое задание, проектную документацию, временную инструкцию, указания.
• Процесс внедрения состоит из двух этапов: опытно-производственного и серийного внедрения (внедрение достижений науки, новой техники, новой технологии).
• Научная разработка на первом этапе внедрения требует опытной проверки в производственных условиях. Предложение о завершенных НИР рассматривают на научно-технических советах, а в случаях особо ценных предложений - на коллегиях министерства, и направляют на производство с целью применения на практике.
• После тщательного испытания новые материалы, конструкции, технологии, рекомендации, методики внедряют в серийное производство как элементы новой техники. На втором этапе научно-исследовательские организации не принимают участия во внедрении. Они могут по просьбе внедряющих организаций давать консультации или оказывать незначительную научно-техническую помощь.
• После внедрения научных разработок в производство составляют пояснительную записку, к которой прилагают акты внедрения и эксплуатационных испытаний, расчет экономической эффективности, протокол долевого участия организаций в разработке и внедрении, расчет фонда заработной платы и другие документы.
• Внедрение достижений науки и техники финансируют организации, которые его осуществляют. [26] Экономия на рубль затрат - обобщающий показатель экономической эффективности внедрения научно-исследовательских работ, стимулирующий достижение наибольшей суммы экономии при наименьших затратах. Он пригоден для сопоставления и сравнительной оценки научно-исследовательской деятельности одинаковых по технической направленности и финансированию институтов. Необходимость расчета и широкого применения этого показателя объясняется переходом всего социалистического хозяйства на новые методы планирования и экономического стимулирования.
• В дополнение к основным стоимостным показателям экономической эффективности выполнения и внедрения научно-исследовательских работ применяют технико-экономические и технологические натуральные показатели. Их часто называют вспомогательными, так как они находят свое отражение в основных стоимостных показателях. В расчетах суммы экономии и затрат на выполнение и внедрение научно-исследовательской работы применяют основные стоимостные и натуральные показатели.
• [28. с.50] Таким образом, учетом фактора времени и сопоставимостью основных стоимостных показателей базовой и новой техники обеспечивается правильность расчетов экономической эффективности выполнения и внедрения научно-исследовательских работ. Очень важно соблюдение этапов внедрения научных разработок в производство, т.к. может выясниться, что внедрение определенной научной разработки не принесет никакой выгоды. А если же она не принесет никакой отдачи, то затраты будут неэффективными.
• 1.3 Возрастание роли математики в условиях современного производства
• Саммит «Группы восьми» (Санкт-Петербург, июль 2006г.) призвал «добиваться внедрения высоких стандартов образования в области математики, естественных наук и инженерии, которые должны стать прочной основой глобального инновационного общества». Также ставится задача «поддержать привлечение высококвалифицированных преподавателей в эти критически важные области». Кроме того, математика теснейшим образом связана с информатикой, с развитием информационно-коммуникационных технологий, играющих решающую роль в становлении экономики, основанной на знании. Первый вопрос, возникающий в связи с преподаванием математики в вузах, это квалификация преподавателей, от которой в первую очередь зависит качество высшего образования. Один из путей повышения квалификации преподавателей и совершенствования подготовки специалистов - это участие в образовательном процессе сотрудников академических институтов. Также необходимо обращать внимание на перечень и содержание математических дисциплин. В настоящее время в процессе обучения основное внимание уделяется усвоению студентами знаний и навыков в пределах одной конкретной дисциплины, часто без указаний как могут быть они использованы в дальнейшем при изучении других дисциплин, а также в практической деятельности. Среди разнообразных способов подготовки студентов к практической деятельности, повышению качества образования заслуживает внимания введение в учебные планы дисциплин, имеющих интегративный характер, аккумулирующих информацию, известную обучаемому из других курсов, в том числе и нематематических, и требующих при проведении практических, семинарских или лабораторных занятий привлечение знаний и навыков, полученных ранее. Одной из таких дисциплин является математическое моделирование, «технология получения нового знания», отражающая тот факт, что компьютер и математические методы проникли практически во все области деятельности и изучение сложных систем любой природы сейчас нельзя представить без использования математики.
• В высокоразвитых странах методы математического моделирования на основе компьютерных технологий приобрели тотальный характер. При этом технологии использования суперкомпьютеров (высокопроизводительных вычислительных систем), связанные с ресурсоемкими, как правило, междисциплинарными задачами, превратились в важнейший сегмент всех наукоемких технологий. Программные комплексы для инженерных расчетов - необходимое условие высокотехнологического производства, но реализовать их могут только специалисты, имеющие углубленную подготовку в области математики и компьютерных наук. Поэтому необходимо не только готовить кадры для непосредственной работы с этими комплексами, но и знакомить в курсах математики, физики, механики, информатики значительный контингент студентов с возможностями метода математического моделирования и высокопроизводительных вычислительных систем. Сейчас, как известно, подготовка специалистов по использованию информационных технологий идет в недостаточных масштабах. Так, в 2007г. потребность в специалистах в сфере информационных технологий была 188 тыс.чел., а вузы выпустили только 37% от требуемого количества. Если в 2012г. сохранится главенство добывающих отраслей, то потребность будет в 234 тыс. специалистов, если произойдет поворот к экономике, основанной на знании, то потребуется 550 тыс.чел. Таким образом, потребность в специалистах будет в 3-6 раз больше числа, принятых на обучение в вузы и ссузы в 2007 году. Сейчас доля работников в ИТ-сфере составляет в РФ-1,18%, США-3,79%, Германии и Великобритании - 3-4% от общего числа занятых в экономике. Поэтому, наверно, нужно вести соответствующую подготовку студентов, обучающихся и по образовательным программам, отличающихся от образовательных программ в области информационных технологий, в частности, используя программы для получения дополнительных квалификаций. Определено, что объем подготовки специалиста в конкретной области для использования информационных технологий в его практической деятельности должен быть не менее 600 часов.
• 1.4 Роль математики в развитии современной техники
• В Х1Х в. общие вопросы о роли и месте математики в инженерной деятельности обсуждались с точки зрения того, нужна ли вообще высшая математика инженерам. В 1870-1880 гг. многие считали сложные математические расчеты в технике излишними, полагались на изобретательское "чутье". Так, Т.Эдисон, один из крупнейших электротехников того времени, говорил, что лично он не нуждается в математике и может придумать гораздо больше, чем рассчитать. К концу Х1Х в. при формировании системы образования инженеров-электротехников встал вопрос о том, какие именно разделы математики, в каком объеме и каким образом следует включать в учебные программы. В начале ХХ в. появились специальные курсы высшей математики для инженеров. Однако, еще в 1920-х гг. в электротехнической литературе наблюдались попытки "изложить законы электродинамики без высшей математики, как будто бы какая-либо заслуга заключалась в том, чтобы не пользоваться понятиями линейного интеграла, потока вектора через поверхность и т.д.". В 1930-х гг. общим вопросам связи техники и математики в связи с постановкой преподавания последней в высших технических учебных заведениях были посвящены работы академика А.Н.Крылова.
• В настоящее время, когда необходимость глубокой математической подготовки инженеров не надо обосновывать, когда как в содержательном, так и в организационном плане обособилась сфера технических наук, ставшая объектом философско-методологического анализа, вопрос о значении математики для техники трансформировался в проблему математизации технических наук.
• Процесс математизации технических наук фиксируется как феномен при рассмотрении истории технических знаний в той или иной области. Более того, он происходит столь стремительно, что ощущается каждым инженером и инженерным сообществом в целом в виде проблем повышения квалификации, перестройки учебных программ, связанных с быстрым устареванием и сменой используемого математического аппарата.
• С внешней стороны математизация технических наук может быть охарактеризована как последовательное расширение и усложнение применяемых в инженерии математического аппарата и методов. Внутренняя, сущностная сторона математизации технических наук может быть раскрыта на основе исследования функций и роли математики в формировании и функционировании технических теорий и анализа их изменений в процессе развития технических наук. Она имеет специфику, обусловленную особым гносеологическим статусом технических наук.
• Если в технических науках создается, обосновывается и исследуется набор методов решения инженерных задач, то главным показателем инженерного искусства является выбор такого математического описания и такой точности проводимых решений, которые были бы адекватны поставленной задаче. Этот выбор и оценка результатов решений должны основываться на понимании допущений, лежащих в их основе, на умении физически интерпретировать сложные формализованные решения. Причем то, что сложные инженерные задачи в их математической части относительно легко разрешимы с помощью современной вычислительной техники, не умаляет, а, напротив, усиливает необходимость глубокого понимания инженером физики явлений, физического содержания математических формул и смысла производимых расчетных операций.
• Более того, как отмечает известный электротехник В.А.Веников, при имеющем место перерастании технических систем в системы кибернетического типа возникают столь сложные инженерные задачи, что, вполне вероятно, математике не удастся сразу находить адекватные техническим аспектам методы исследования и достаточно полные описания систем и действующих в них возмущений. Именно поэтому для инженера, вынужденного решать такие задачи, не меньшее, а еще большее значение будут иметь физические представления о свойствах системы и понятия о различных подходах к ее проектированию".
• Одна из важных функций технических наук обусловлена тем, что в деятельности инженера существенное значение имеют упрощенные методы расчета. Проблемы их создания являются в значительной мере проблемами технических наук. Последние призваны, в частности, определять разумный компромисс между точностью и сложностью инженерного расчета на основе анализа физической сущности рассчитываемого процесса и характера принимаемых в теоретических основах метода допущений и идеализаций. Математическая строгость выполнения расчетов и тщательность вычислений не гарантируют от значительных расхождений между полученным результатом и фактическими данными ввиду того, что при теоретическом описании процесса в техническом устройстве уже в исходном пункте делается целый ряд упрощающих допущений и некоторые физические факторы учитываются недостаточно точно.
• Несмотря на то, что возрастание сложности исследуемых вопросов приводит к использованию все более сложных математических методов, к широкому применению вычислительной техники, роль принципа упрощения и соответствующих методик в технических науках остается незыблемой, так как они позволяют делать наглядными и достаточно легко проверяемыми физические представления о работе технических систем и результаты их расчета.
• Широкое привлечение сложного математического аппарата и решение прикладных задач привело к формированию научных дисциплин с особым статусом. В 1950-1970-х гг. в развитии технических наук все большую роль стали играть процессы интеграции и обобщения теоретических результатов, полученных в исследованиях инженерных проблем той или иной техники. Появились общеинженерные теории, методы проектирования, дисциплины. Так, в 1950-х гг. анализ условий генерирования незатухающих колебаний в радиотехнических установках, исследование статической и динамической устойчивости энергосистем и ряд других технических задач потребовали широких теоретических обобщений, применения в инженерном деле сложного математического аппарата и методов прикладной математики. Это привело к возникновению в 1950-х гг. теории колебаний - междисциплинарной теории, нацеленной на физико-математический анализ процессов в конкретных динамических системах любой природы. В теории колебаний разрабатывается совокупность математических моделей, позволяющая выделять и исследовать характерный класс процессов различного происхождения: в физике, в биологии, в механике, в различных областях техники. В 1950-х гг. приобрела междисциплинарный статус и теория электрических цепей, первоначально развивающаяся как базовая электротехническая теория. К этому же типу общетехнических дисциплин можно отнести теорию подобия, возникшую из задач теплотехники и нашедшую применение в решении проблем химической технологии, электротехнике и других областях инженерной и научной деятельности.
• Глава 2. Применение математических методов в экономических исследованиях, планирование организации производства
• 2.1 Особенности экономических задач, решаемых математическими методами
• Экономическая наука, как и любая другая имеет свою специфику. Специфика ее определяется общей спецификой наук о человеке. Все общественные науки изучают самую сложную и высокоорганизованную форму движения - социальную. Как уж упоминалось выше, на этом уровне организации материи приходится учитывать обратную связь между субъектом и внешней средой. При этом связь эта представляет противоречивое единство интересов и целей отдельных организмов, участвующих в том или ином процессе. Экономическая наука изучает большой пласт процессов, как прямо имеющих место между субъектами при обмене различными продуктами, так и имеющих к этому какое-либо отношение. До того, как люди стали обмениваться продуктами своего труда, отношения между ними никак нельзя было назвать экономическими. Возникновение экономических отношений положило начало специализации труда и соответственно, всему социально-экономическому прогрессу.
• На современном этапе экономические взаимоотношения между субъектами образуют экономические системы со сложной структурой, большим количеством элементов и связей между ними, которые и являются причиной почти всех особенностей экономических задач.
• По Гатаулину основой экономической системы является производство, следовательно экономическую систему можно рассматривать как совокупность управляемой (производство) и управляющей систем. Из этого вытекают следующие особенности:
• масштабы производства как управляемой системы несравненно больше чем любой технической управляемой системы;
• производство, как система, постоянно совершенствуется, и управление им включает управление процессами совершенствования;