Предпосылки к применению классического аппарата теории автоматического управления в качестве методологической платформы для разработки ERP-систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Предпосылки к применению классического аппарата теории автоматического управления в качестве методологической платформы для разработки ERP-систем

А.В. Сергеев

Излагаются основные положения идеи разработки новой концепции построения автоматизированных систем управления ресурсами предприятий (т. н. ERP-систем), отличительной особенностью которой от существующих является применение классического аппарата теории автоматического управления для анализа и синтеза моделей, критериев и алгоритмов управления финансово-хозяйственной деятельностью предприятий. Приведен пример построения модели предприятия в пространстве состояний на основе принципов бухгалтерского учета движения материальных и финансовых потоков компании.

Ключевые слова: теория автоматического управления, ERP-система, бухгалтерский баланс, балансовые уравнения материальных и финансовых потоков, модель в параметрах состояния, цель управления, финансовая устойчивость, концепция построения ERP-систем.

Как известно, в середине XX в. благодаря трудам американского математика, одного из отцов-основателей кибернетики Н. Винера была выявлена принципиальная возможность единого методологического подхода к анализу и синтезу систем управления объектами и процессами, существенно отличающимися друг от друга по природе своего происхождения. Установленное Винером подобие процессов управления и связи в машинах, живых организмах и обществах указывало на перспективы плодотворного обмена идеями в данном направлении между различными областями науки и техники, ранее не имевшими точек соприкосновения.

Работы Винера послужили импульсом к развитию нового научного направления - общей теории управления, которая на данный момент всерьез претендует на роль одного из фундаментальных научных знаний об окружающей действительности. При этом, к сожалению, приходится отметить, что одной из особенностей развития ее прикладных разделов является явная диспропорция в объемах знаний, полученных относительно решения задач управления техническими объектами и объектами любой другой природы: биологическими, социально-экономическими, организационными и т. п.

Наличие существенного, на наш взгляд, разрыва по глубине и качеству полученных результатов имеет место даже в таких тесно связанных между собой классах задач управления, как автоматическое управление технологическими процессами и установками и автоматизированное управление производственными и бизнес-процессами предприятий.

Теория автоматического управления (ТАУ) представляет собой область научного знания, имеющего дедуктивную структуру и высокую степень формализации, единую методологическую базу и развитый математический аппарат. Полученные здесь результаты имеют строгое математическое обоснование и доведены до уровня инженерных методик, на базе которых построено большое количество систем автоматизированного проектирования систем автоматического управления.

Из теории автоматического управления выделился и бурно развивается ряд самостоятельных научно-прикладных направлений в области разработки систем управления техническими объектами (самонастраивающиеся и адаптивные системы управления, системы управления с распределенными параметрами, робастные системы управления, системы управления на базе нечеткой логики и др.).

При этом особо подчеркнем, что в рамках ТАУ не постулируется природа управляемых объектов и процессов, а значит, полученные ею результаты имеют универсальный характер и применимы в различных областях человеческой деятельности.

Тем не менее несмотря на все достижения в области управления техническими системами успехи в применении кибернетического подхода к разработке теоретических аспектов решения задач управления производственными и бизнес-процессами предприятий пока носят в основном локальный характер. Зачастую они сводятся лишь к общему, концептуальному, лишенному конкретного содержания представлению проблемы управления: выделяются объект управления, управляющее устройство или орган управления, указываются прямые и обратные связи между ними. При этом математическая постановка задачи управления в этих случаях, как правило, отсутствует. В этой области главным образом развиты задачи математического и имитационного моделирования динамики экономических систем и построения различного рода планов [1, 2]. В то же время здесь практически не уделяется внимания изучению проблем оперативного управления текущей деятельностью предприятий в режиме реального времени, с учетом воздействия на систему внешней среды.

На практике же решение задач оперативного управления деятельностью предприятия как совокупностью бизнес-процессов можно встретить в так называемых ERP-системах (ERP - Enterprise Resource Planning - Планирование ресурсов предприятия). В них предполагается наличие функций оперативного управления сложными многокомпонентными процессами, подверженными влиянию внешних факторов. Однако алгоритмические возможности построения такого управления здесь весьма ограничены и представлены набором подсказанных практикой рабочих процедур при высокой доле ручного вмешательства. Понятно, что такой подход к построению управления, строго говоря, не гарантирует его оптимальности.

Однако изучение практики построения ERP-систем указывает на один базовый принцип управления финансово-хозяйственной деятельностью предприятий, который может послужить отправной точкой к применению классической ТАУ при разработке систем автоматизации управления бизнес-процессами. Дело в том, что центральным звеном ERP-системы является система бухгалтерских счетов предприятия (в данном случае представленная набором таблиц соответствующего назначения в БД системы), на которых отражаются все финансово-хозяйственные операции и которые изменяются под воздействием внутренних и внешних материальных и финансовых потоков. При этом отражение изменений состояния счетов производится таким образом, чтобы все время соблюдалось равенство суммы финансовых и материальных (выраженных в денежном эквиваленте) ресурсов предприятия (активов) сумме источников, за счет которых они были приобретены или сформированы (пассивов). Это основной принцип бухгалтерского учета, на основе которого и формируется бухгалтерский баланс предприятия. Другими словами можно сказать, что в основе модели управления ERP-систем лежит бухгалтерский баланс и строго определенные алгоритмы его преобразования в результате деятельности предприятия. Одновременно с этим заметим, что одной из функций бухгалтерского баланса является отражение финансового состояния предприятия. Таким образом, переходя на язык математического моделирования, можно сказать, что изменение состояния предприятия в ERP-системах описывается системой балансовых уравнений, в которых роль переменных состояния играют значения статей бухгалтерского баланса. В этом представлении заключается аналогия с математическим описанием технических систем, модели динамики которых построены на основе балансовых уравнений, описывающих процессы преобразования энергии и материи в системе.

Проиллюстрируем приведенные выше соображения на простом примере построения математической модели финансово-хозяйственной деятельности некоторого коммерческого предприятия. В качестве такового рассмотрим предприятие розничной торговли (торговую компанию), основными статьями бухгалтерского баланса которого являются следующие: «Основные средства» (размер которых обозначим как ), «Запасы» () и «Денежные средства на счетах» () - в разделе «Активы»; «Собственный капитал» () и «Кредиторская задолженность поставщикам и подрядчикам» () - в разделе «Пассивы». Изменение размера статей баланса происходит под действием следующих материально-финансовых потоков: поставка товаров для розничной продажи на предприятие от оптовых поставщиков или производителей (обозначим как), отражающаяся в учете по мере поступления товара на склады или торговые площадки компании; расходы на приобретение товара (себестоимость приобретения товара ), относимые на финансовый результат деятельности компании в момент реализации товара розничным покупателям; прочие расходы (), относимые на финансовый результат по мере их произведения; оплата поставленного товара (); оплата прочих расходов (); поступление денежных средств от покупателей за приобретенный товар - выручка ().

С учетом введенных выше обозначений финансово-хозяйственную деятельность предприятия можно описать следующей системой уравнений:

; (1)

; (2)

; (3)

; (4)

, (5)

где - дискретное множество моментов времени, в которые фиксируется состояние объекта. В качестве интервала между моментами будем рассматривать одни сутки.

Первое уравнение системы (1) - (5) выражает допущение о неизменности балансовой стоимости основных средств предприятия. Т. е. здесь в дальнейшем мы будем исходить из условия, что предприятие регулярно обновляет свои основные фонды, строго компенсируя их износ. Данное допущение снижает общность представленной модели (хотя с определенной точностью и встречается на практике) и принято в целях упрощения дальнейшего изложения примера, поскольку в этом случае первое уравнение можно исключить из модели. Второе уравнение описывает изменение уровня запасов на складах и торговых площадках компании. Величина запасов на каждом интервале равна своему значению на предыдущем интервале, увеличенному на сумму товаров, полученных от поставщиков, за вычетом реализованных в этом же периоде товаров розничным покупателям, списание которых с баланса предприятия осуществляется по себестоимости их приобретения. Размер суммы денежных средств, аккумулируемых на счетах компании, определяется третьим уравнением системы, согласно которому текущее значение данной статьи баланса равно предыдущему с учетом всех поступлений в предыдущем периоде, к которым в данной модели относится только выручка от продажи товаров, и оттоков, каковыми является оплата расходов компании. Четвертое уравнение определяет величину собственного капитала компании (средств, вложенных собственниками, и нераспределенной прибыли, полученной в результате работы компании), изменение которого в ту или иную сторону зависит от финансового результата деятельности предприятия (получение прибыли или убытка), рассчитываемого как разница между его выручкой и расходами. Последнее уравнение описывает динамику изменения уровня кредиторской задолженности компании перед поставщиками и подрядчиками, к увеличению которой приводят поставленные предприятию товары и оказанные ему услуги, а к сокращению - их оплата с его стороны.

Далее в модели необходимо отразить зависимости между различными потоками, если таковые имеют место в силу бизнес-логики моделируемых процессов. Так, в рассматриваемой здесь модели учтем зависимость между расходами на приобретение товаров и величиной выручки, получаемой в результате их реализации покупателям. Как правило, цена продажи товара равна себестоимости его приобретения, увеличенной на фиксированную торговую наценку, а отражение расходов на приобретение товаров, как уже отмечалось выше, осуществляется одновременно с учетом выручки при его продаже. Таким образом, выручка от продажи связана с расходами на приобретение товара следующим выражением:

, (6)

где - торговая наценка.

С учетом (6) и исключения из системы (1) - (5) первого уравнения математическую модель торговой компании можно записать в следующем виде: автоматизированный управление бухгалтерский фмнансровый

(7)

где - вектор переменных состояния;

- вектор управляющих воздействий;

- вектор возмущающих воздействий;

- вектор выходных управляемых процессов;

, , , - матрицы параметров.

Таким образом, мы получили описание деятельности компании в пространстве состояний, которое широко применяется и при моделировании динамики экономических систем и производственных процессов, и при анализе и синтезе систем автоматического управления в теории автоматического управления [3].

Полученный результат указывает на целесообразность исследования вопроса о применении арсенала ТАУ для постановки и решения задачи управления в отношении всего предприятия в целом точно так же, как это делается в отношении отдельно взятого технологического процесса, установки или производственного процесса.

В этом случае в качестве цели управления можно установить достижение и поддержание заданной структуры баланса предприятия. Значимость данной цели определяется актуальностью задачи поддержания некоторой оптимальной (квазиоптимальной или рациональной) структуры баланса, соответствующей устойчивому финансовому состоянию предприятия и росту его стоимости (капитализации), что и является в конечном итоге главным признаком эффективного управления бизнесом.

Например, для предприятия из рассмотренного выше примера как объекта управления цель управления может быть сформулирована как перевод объекта из произвольного начального состояния , соответствующего неудовлетворительному финансовому состоянию предприятия, в заданное конечное состояние , отвечающее критериям финансовой устойчивости или оптимальности структуры баланса.

С учетом интегрирующей роли бухгалтерского баланса в отражении результатов деятельности предприятия есть основания полагать, что модель последнего в форме пространства состояний, построенная на основе принципов бухгалтерского учета, может с успехом выступать в качестве ядра системы управления ресурсами компании. По мере необходимости сферу приложения данной системы можно постепенно расширять, добавляя к модели новые или детализируя описание уже отраженных в ней бизнес-процессов.

Совокупность рассматриваемых выше идей: математическое описание финансово-хозяйственной деятельности предприятия в пространстве состояний, построенное на базе принципов бухгалтерского учета; формулировка цели управления как достижения и поддержания заданной структуры баланса, соответствующей устойчивому финансовому состоянию предприятия; интеграция частных моделей управления отдельными бизнес-процессами вокруг единой центральной модели, обеспечивающей сбалансированное отражение результатов движения всех ресурсов предприятия; применение для анализа и синтеза алгоритмов управления предприятием аппарата ТАУ - создает предпосылки к разработке новой концепции построения ERP-систем, в которой роль методологической платформы будут играть методы классической теории автоматического управления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия (Индустриальная динамика): Пер. с англ. / Под ред. Д.М. Гвишиани. - М.: Прогресс, 1971. - 340 с.

2. Методы оптимальных решений: Учеб. пособие для вузов. В 2 т. Т.1 / А.В. Соколов, В.В. Токарев. - М.: Физматлит, 2010. - 564 с.

3. Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления: Учеб. пособие. 2-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2010. - 624 с.

Размещено на Allbest.ru