автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Исследование автоматизированной системы оперативного управления поведением предприятия в конкурентных условиях рынка методом математического моделирования

2 9 ДПР Ш;?

МАКАРОВА Елена Анатольевна

ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕДЕНИЕМ ПРЕДПРИЯТИЯ В КОНКУРЕНТНЫХ УСЛОВИЯХ РЫНКА МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.06 — автоматизированные системы управления

А В Т О Р I; Ф £ Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

УФА 199«

Работа выполнена на кафедре технической кибернетика Уфимского государственного авиационного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, • - профессор Ильясов Б. Г.

Официальные опноненгы: доктор технических наук,

профессор Куликов Г. Г., кандидат технических наук, доцент Ибатуллина С. М.

г

Ведущее предприятие: АО «Уфимское моторостроительное. * производственное объединение».

Защита диссертации состоится «________—_1996 г.

в «_____» часов на заседании диссертационного совета

К-053.17.03 Уфимского государственного авиационного технического университета по адресу: 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12.

С диссертацией можно ознакомиться й библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан «__»_________________1996 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

профессор Васильев В. И,

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ- :

Актуальность ' темы. Отличительной Чертой'' современного периода функционирования промышленных предприятий является переход к рыночным отношениям.' Формирующиеся' рыночные отйошения усложняют ориентацию предприятий в постоянно меняющихся условиях и требуют от них способности оперативно - реагировать на изменение рыночной конъюнктуры.

Актуальной становится проблема совершенствования системы оперативного управления (СОУ) предприятием, которая в условиях конкурентного рынка должна выполнять задачи: во-первых, формирования гибких планов в зависимости от рыночных потребностей, и во-вторых, формирования управляющих воздействий, обеспечивагщих выпуск продукции в определенном объеме к заданному сроку при получении наибольшей или заданной прибыли.

Особенности сформулированных задач не позволяют рассматривать производство как отдельно функционирующую единицу. Необходимо исследование взаимосвязанного функционирования, двух .подсистем: производства и рынка как единой кибернетической системы, называемой в дальнейшем производственно-рыночной экономической системой (ПРЭС).

ПРЭС относится к классу больших и сложных организационных систем, состоит из большого числа элементов, каждый из которых токе является системой и имеет собственные цели и функции, а также характеризуется большим числом изменяемых параметров, сильной их взаимозависимостью, сложностью структуры, неопределенностью поведения. Важными свойствами ПРЭС являются динамичность и адаптивность.

Перечисленные особенности ПРЭС приводят к необходимости применения при исследовании и моделировании систем данного класса системного , функционального, кибернетического:и динамического подходов.

Анализ работ отечественных и зарубежных ученых в области управления производственно-экономическими системами показал, что

большая часть из них посвящена либо изучению макроэкономических процессов, либо изучению динамики и управления собственно производственным процессом, шбо изучению динамики только рыночных процессов взаимодействия спроса, предложения и цен. Проблемы же исследования динамики взаимосвязанного и взаимообусловленного функционирования производства и рынка в условиях конкуренции отражены недостаточно полно.

Вышесказанное определяет актуальность проблемы разработки математических моделей ПРЭС, а также алгоритмов и программного обеспечения автоматизированной системы оперативного управления поведением предприятия в конкурентных условиях рынка. Это и позволило сформулировать цель и задачи исследования.

Цель работы. Разработка математических моделей ПРЭС и ее элементов, а также структуры, алгоритмов и программного обеспечения автоматизированной системы оперативного управления (АСОУ) поведением предприятия в конкурентных условиях рынка и исследование ее свойств методом моделирования.

Для достижения поставленной цели в работе поставлены и решены следующие задачи.

1. Разработка математических моделей ПРЭС как динамического объекта управления (ДОУ) и ее элементов в классе непрерывных детерминированных моделей.

2. Разработка структур СОУ ПРЭС и формирование алгоритмов оперативного планирования и управления ПРЭС как сложным объектом.

3. Разработка программного обеспечения {ПО) автоматизированной системы моделирования (АСМ) поведения предприятия в конкурентных условиях рынка.

4. Проведение экспериментальных исследований функционирования СОУ ПРЭС для оценки эффективности разработанных алгоритмов оперативного управления методом математического моделирования.

Методы исследования. При решении указанных задач использованы методы системного анализа, экономической теории, теории управления, теории моделирования сложных систем.

Научная новизна работы заключается:

- в разработке математической модели ПРЗС как ДОУ. которая позволяет отразить динамику процессов выпуска продукции, ценообразования, реализации продукции на рынке, формирования затрат, выручки и прибыли, а такке может быть использована для формирования алгоритмов оперативного управления;

- в разработке структур СОУ ПРЭС, использующих различную информацию о рынке, а также в разработке алгоритмов оперативного планирования и управления ПРЭС путем корректировки темпа выпуска-продукции,цены и затрат на рекламу, позволяющих оперативно реагировать на изменяющиеся требования рынка и обеспечивающих получение прибыли.

Практическая ценность работы заключается:

- в предложенной методике проведения системных исследований поведения предприятия в конкурентных условиях рынка, основанной на разработанных моделях и алгоритмах СОУ ПРЭС и позволяющей исследовать эффективность различных структур СОУ ПРЭС, а также алгоритмов оперативного управления ПРЭС;

в программном обеспечении автоматизированной системы моделирования, реализующем разработанные модели, структуры и алгоритмы оперативного управления ПРЭС. Разработанное ПО АСМ может использоваться как при принятии решений по управлению реальным производством при создании АСОУ поведением предприятия в конкурентных условиях рынка, так и для обучения специалистов в эбласти управления, а также для исследования эффективности различных структур СОУ ПРЭС.

Разработанное ПО АСМ представлено в виде программы: "Деловая игра по управлению производством в условиях рынка" (свидетель-

ство оО официальной регистрации программы для ЭВМ j6 950426) и используется в учебном процессе кафедры технической кибернетики.

Работа выполнена в рамках научно-исследовательской программы "Математические метода моделирования сложных систем и применение их в народном хозяйстве Башкортостана", проводимой в Институте математики Российской Академии наук под руководством члена-корреспондента РАН, академика АН РБ Напалкова В.В., а также связана с выполнением работ по госбюджетным НИР № ИФ-ТК-24-91-0Г, ИФ-ТК-51-93-03, ЙФ-ТК-51-94-03, ИФ-ТК-51-95-03.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель ПРЭС как ДОУ и ее элементов.

2. Структуры СОУ ПРЗС и алгоритмы оперативного планирования и управления ПРЭС путем корректировки темпа выпуска продукции, цены и затрат на рекламу.

3. Программное обеспечение АСМ, реализующее разработанные модели, структуры и алгоритмы оперативного управления ПРЭС.

4. Результаты экспериментального исследования эффективности алгоритмов оперативного управления ПРЭС методом математического моделирования.

Апробация работы. Основные научные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на:

- научной конференции "Гагаринские чтения", г.Москва,1994 г.,

- Всероссийской научно-технической конференции "Непрерывная логика и ее применение в технике, экономике и социологии", г. Пенза, 1994 г.,

- Всероссийской научно-технической конференции "Технология и оборудование современного машиностроения", г. Уфа, 1994 г.,

- Всероссийской научно-технической конференции "Информационные и кибернетические системы управления и их элементы", г.Уфа,1995 г.,

- Международной научно-технической конференции "Непрерывно-

логические метода и модели в науке, технике и экономике", г. Пенза, 1995 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 17 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основная часть работы содержит 185 страниц машинописного текста, 88 страницы иллюстраций и таблиц, 127 наименований литературы.

Автор выражает глубокую благодарность доценту кафедры ТК, к.т.н. Исмагиловой Л.А. и доценту кафедры ТК, к.т.н. Валеевой Р.Г. за высококвалифицированные консультации в области проблем управления производственными и экономическими системаш.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы; формулируются цель, задачи исследования, научная новизна и практическая ценность; приводится краткая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ особенностей функционирования предприятия в конкурентных условиях рынка. Дан анализ работ отечественных и зарубежных ученых в области управления производственно-экономическими системами. Изложены особенности применяемого подхода к построению СОУ ПРЭС. Сформулированы цель и задачи исследования.

Обосновано, что для построения СОУ поведением предприятия в конкурентных условиях рынка необходима исследование функционирования производства во взаимодействии с рынком, т.е. объединение этих двух подсистем в единую производственно -рыночную экономическую систему. Проведен анализ свойств ПРЭС как сложной системы, основными из которых с позиций исследования и моделирования являются динамичность и адаптивность.

Проанализированы существующие модели и методы исследования

динамики функционирования производства в условиях, рынке, большая часть которых посвящена изучению макроэкономических процессов развития, воспроизводства, межотраслевого баланса, получения национального дохода. В работах, связанных с исследованием микроэкономических процессов, рассматривается динамика информационно-логических, производственных систем, процессов управления и проектирования, а также деятельности человека-оператора, принимающего управленческие решения, но не описываются особенности взаимодействия производственных процессов с процессами, присущими рынку. В ряде работ исследуется динамика процессов взаимодействия спроса и предложения. Область изучения динамики взаимодействия производственной и рыночной подсистем является малоисследованной.

Особенности применяемого подхода к построению СОУ ПРЭС состоят в еле думцем.

1. В качестве объекта 'управления рассматривается ПРЭС, выполняющая функции производства и реализации продукции на рынке.

2. Разработка моделей элементов ПРЭС ведется в классе динамических непрерывных детерминированных моделей. С позиций цели данного исследования, состоящей в разработке моделей и алгоритмов ПРЭС на уровне реализации продукции, а не технологических операций, допустимо описание процесса производства как непрерывного процесса проеобразования ресурсов в готовую продукцию.

3. Рынок рассматривается с позиций динамики формирования рыночной цены в результате взаимодействия спроса и предложения и движения их к равновесию. Роль рыночного равновесия не преувеличивается, а используется для исследования тенденций движения рынка на множестве неравновесных состояний.

4. Рассматривается цивилизованный рынок; не учитывается

влияние таких явлений, как рэкет, теневая экономика.

5. В качестве метода исследования динамики сложных систем выбран метод математического моделирования как метод, позволявший исследовать сложные системы.

В заключении главы сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе изложены допущения, принятые при разработке математической модели ПРЭС как ДОУ. Разработаны функциональная схема и математическая модель ПРЭС и ее элементов.

Наиболее важные допущения среди множества принятых представлены следующими положениями. •

1. Процесс производства продукции представляется в .виде непрерывного расходования во времени ресурсов заданных видов в известных пропорциях.

2. Рассматривается однопродуктовая модель. Исследование однопродуктового производства позволяет изучить основные свойства процессов производства и реализации продукции на рынке, а также возможности управления этими процессами. В дальнейшем модели однопродуктового , производства могут использоваться при исследовании многопродуктового производства.

3. Считается, что производственное предприятие функционирует в -условиях уже сформировавшегося спроса на выпускаемую продукцию.

4. Способы продвижения и распределения продукции на рынке подробно не анализируются, а учитываются при формировании совокупных затрат и при определении темпа и объема реализации.

5. Считается, что продукция конкурентов" обладает характеристиками, сопоставимыми с характеристиками выпускаемой продукции.

6. Предполагается, что цены на рынках ресурсов, а также проценты налоговых отчислений в течение периода моделирования движения ПРЭС не изменяются.

7. В качестве внешних возмущений рассматриваются изменения

спроса, предложения и цены продукции конкурентов, а также поставок ресурсов.

Функциональная схема (ФС) математической модели ПРЭС (рис.1) состоит из четырех взаимосвязанных блоков: модели М1 подсистемы оперативного управления выпуском продукции (ПОУВП), модели М2 реализации продукции на рынке, модели МЗ формирования затрат и модели М4 определения прибыли^

Отмечены две особенности построения ФС и математической модели ПРЭС. Во-первых, всё процессы, характеризующие функционирование ПРЭС, описываются в тешах. Именно такие понятия, как "поток", "интенсивность" или "теш" отражают взаимодействие между основными элементами ПРЗС, а также позволяют анализировать динамику процессов производства и реализации продукции. Во-вторых, основные переменные модели ПРЗС представлены а виде суммы статической » динамической составляющих, что позволяет выделить возмущенное движение относительно динамически равновесного и отслеживать отклонения в движении системы.

Модель М1 подсистемы оперативного управления выпуском продукции (ПОУВП) предназначена для имитации процесса производства и оперативного управления им. Целью управления является выполнение плана по тешу N° и объему выпуска продукции к заданному

сроку. План по тешу выпуска считается заданным и является входной координатой модели. Вопрос о назначении и корректировке его решается при разработке алгоритмов оперативного планирования и управления. Выходные координаты модели - фактические теш N и объем N выпуска продукции. Модель ПОУВП построена в классе комбинированных систем, где имеется прямой канал управления для формирования планового Н° расхода ресурсов (блок В1) и обратный канал, предназначенный для корректировки ДН(г) расхода ресурсов (блок Б2) в случае отклонения от плана по объему выпуска. Модель

ГМодель формирования затрат I ,,« I Модель реализации про-

I л Мг) | ! дукции на рынке

За

£ 59

блок суммирования затрат

57

Блок определения затрагп на. производство

Ц

лСр

'РЛ

йСр

сил

55

Блок поддержки продукции на рынке

-НС

йе

М2

64

Блок формирования цены продукции

'пост

блок 58 определений затрат на реализацию

ь __________________

Г"Модель подсистемы оперативного упраёле-I на Я Выпуском продукции

Блок

51

¿ания планового расхода ресурсов

.Л

¡¡¡п

I

па

м7! ^Модель олре-' ,д I I делений при-

м к

№

Блок оперативного <правления про-

аИ

63

Блок ^ проилёодстёа

(Л/,

ли

а

/

а

1_.

11 11 Л

510

Блок определения праЛг'ли

____з___

Рис. {. Функциональная схема модели ПРЭС как ДО У

ПОУВП представлена системой нелинейных дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом четвертого порядка. В. модели учтены динамические характеристики процесса производства (блок БЗ) и оперативного управления им в виде инерционных, форсирующих звеньев и элементов запаздывания, а также ограничения на расход ресурсов R(t) в виде нелинейной зависимости.

Модель М2 реализации продукции на рынке (рис.1) состоит из трех взаимосвязанных блоков: блока Б4 формирования цены, блока Б5 поддержки продукции на рынке и блока Б6 определения выручки. Последний представлен блоком умножения, в котором цена Ц продукции умножается на темп Npjj реализации продукции и вычисляется теш В получения выручки. Наиболее важными и сложными с позиций данного исследования являются первые два блока - Б4 и Б5.

Модель формирования цены (блок Б4) строится на основе следующих положений.

1. Спрос является функцией от рыночной цены Ц^, множества неценовых детерминант Дс и времени t: N0 = r(I^,Uc,t). '

2. Предложение является функцией от рыночной цены Ц^ множества не ценовых детерминант и времени t: Nn = f (Hp.L^.t).'

3. Рыночная цена, единая для всех конкурирующих предприятий, представлена в виде суммы статической Ц^ и динамической Цдаш составляющих: ' Цр(t) = iÇ + Дд^(t)• Изменения рыночной цены ограничены верхним и нижним пределами.

4. Предприятие, выпуская продукцию с определенным темпа N(t), участвует, наряду с конкурентами, выпускащими продукцию темпом NR(t), в формировании общего предложения: Kn(t)=N(t)+NK(t)

Кроме того, предприятие проводит собственную ценовую политику путем установления надбавок ЛЦ, формируя тем самым свою, индивидуальную цену: Ц(1.) ='ï^(t> + AU(t).

5. Темп изменения рыночной цены принимается пропорциональным

величине рассогласования между спросом и предложением

= (1) где спрос и предложение представлены в виде алгебраической суммы базовых равновесных значений (Н° и ценовых (к и

^Цдин*1^ и Н0Ц01ЮВШС <Чащ и Л"пнц) отклонений:

= >с - ^«дан») + Чащ*"'

= ^ + ^дин^ + Чнц^'

После несложных преобразований выражение (1) представлено в

виде дифференциального уравнения, описывающего инерционное звено:

ГДе V У^,)'" ^Ан^Ч«^ при

Постоянная времени тр характеризует динамические свойства рынка и определяет быстроту реакции цены на изменение соотношения между спросом и предложением. Инерционность тр рынка, а также коэффициент передачи к^ зависят от одной величины - суммарной эластичности спроса и предложения (к^+к^). Эта величина определяет характер движения рынка к равновесию и названа коэффициентом р самовыравнивания ринка: р = В модели учтены также

ограничения .на величину рыночной цены.

В модели поддержки продукции на рынке определяется темп реализации продукции как доля, определяемая коэффициентом крД реализации, от темпа выпуска продукции: Йрл(1;) = крд(1:)-Й(1;).

Количество реализуемой продукции, а' именно коэффициент реализации в модели, зависит от срвокупного действия множества факторов: рассогласования между спросом и предложением,

разницы цен, ец(г) на продукцию конкурирующих предприятий и исследуемого, количества средств, дополнительно вкладываемых в рекламу езр (1,), и разницы в качестве ех Ш продукций конкурирующих фирм:

^(t) = f(8NC(t),8u(t5,63p(t),£x(t)).

Коэффициент реализации также формируется в виде суммы статической составляющей, определящЬй долю реализуемой

продукции в условия^ ■ равновесного рынка, и динамической составляющей Ak^ct), отражающей возникающие изменения в перечисленных факторах. Зависимость динамической составляющей коэффициента реализации (ДСКР) предлагается формировать в виде нелинейной зависимости от интегрального параметра ¡х, представленного в аддитивной форме и характеризующего перечисленные выше факторы поддержки продукции на рынке:

V-Ы = РаЛа™ + ¡W^ + Pase3p(t) + ÉW*)' гда

*

(32.-весовые коэффициенты, для которых выполняется 2 Р2.=1; .

1 i =1 1 1

Назначение весовых коэффициентов Р2. производится экспертным путем.

Параметр р является своеобразной интегрально®

характеристикой поддержки продукции на рынке, определяющая потенциальные возможности ее реализации. Аналитическая формЕ зависимости ДСКР от параметра р. имеет вид:

а , если ц<0;

Акрл

есшт; где ^

Коэффициенты с и с22 определяют скорость изменения ДСКР при р.<0 и р.^0 соответственно и характеризуют стабильность положения предприятия на рынке.

Предлагаемая модель поддержки продукции на рынке учитывает, во-первых, влияние характерных свойств рынка, например, дефицита или перепроизводства, ценовой конкуренции, на эффективность функционирования ПРЭС при формировании параметра р., и, во-вторых, стабильность положения предприятия на рынке в виде коэффициентов ся1.

Модель реализации продукции на рынке представлена системой

нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. Структурная схема модели разработана на основе рассмотренных зависимостей в виде последовательно-параллельных соединений нелинейных элементов, интегратора, сумматоров, пропорциональных звеньев, блоков умножения и инерционного звена с постоянной времени трл. Последняя учитывает инерционность, присущую процессам реализации на рынке.

В модели МЗ формирования затрат определяется темп 3 формирования затрат как результат суммирования в блоке БЭ темпа затрат на производство продукции (блок Б7) и темпа затрат на реализацию продукции (Б8). В модели М4 определения прибыли, имеющей в своем составе один блок Б10, вычисляются темп П и объем П получения прибыли с учетом действующей налоговой политики.

В третьей главе разработаны различные варианты структур СОУ ПРЭС с воздействием на темп выпуска продукции. Синтезированы динамические алгоритмы оперативного планирования и управления ПРЭС путем корректировки темпа выпуска продукции, цены и затрат на рекламу.

Предлагаемая система оперативного управления ПРЭС, функциональная схема которой представлена на рис. 2, выполняет функции оперативного планирования, что отражено введением блока М5 формирования и корректировки оперативных планов по темпам выпуска продукции и получения прибыли, и функции оперативного управления. В качестве регулируемой координаты рассматривается темп П получения прибыли. Вектор и управляющих воздействий включает три компонента : и = и {Ы, Ц, Ср) , где N - темп выпуска продукции , Ц - цена, Ср - доля затрат на рекламу в себестоимости единицы продукции. Цель управления состоит в обеспечении требуемого или наибольшего темпа получения прибыли.

Блок Мб оперативного управления с воздействием на темп выпуска продукции предназначен для формирования управляющих воздействий по корректировке планового теша выпуска продукции на

Рис. 2. функциональная схема модели СОУ ПРЭС

основании информации об отклонении eft темпа получения прибыли от плана. В блоке М7 формируются управляющие воздействия ДЦ по оперативной корректировке цены и ЛСр затрат на рекламу на основе анализа множества информационных сведений о рынке и производстве.

Разработка алгоритма формирования оперативных плановых темпов выпуска продукции и получения прибыли проводилась в два этапа.

На первом этапе составлялась функциональная зависимость темпа получения прибыли от величины корректировки темпа выпуска продукции: П = ГМ(ДЙ) на основе статического расчета полной математической модели ПРЗС. Зависимость имеет вид квадратичной функции с одной стационарной точкой - точкой максимума.

На втором этапе решалась задача нахождения максимума темпа получения прибыли при наличии ограничений на темп выпуска продукции:

П = az(AN)z+ aä(AN) + а0 —* пах

ДЙ . £ ДН < ДК , где AN . - ~ if; ДК •= N - N°.

m v n max min max vnax

Решение задачи в виде величины ДЙ? полученное с помощью дифференциального исчисления, представляет собой .алгоритм формирования и корректировки планового темпа выпуска продукции: ^< 1 >fc22 >eNC-(k21+кг2) [к^-<д;-з^д) ,+(i^ 2 >]

AN = ---:-,

где dj - доля рынка исследуемого предприятия; Й^ и -плановые значения темпа выпуска и затрат на единицу продукции.

Плановые значения темпов выпуска продукции и получения прибыли находятся по формулам: К°= + AN*; П°= fN(AN*).

Разработанный алгоритм оперативного планирования обеспечивает формирование гибких планов по темпам выпуска продукции и получения прибыли в зависимости от рыночных потребностей, эластичностей спроса и предложения, долей рынка предприятий, а также соотношения

цены и затрат на единицу продукции.

При исследовании алгоритмов оперативного управления с воздействием на теш выпуска продукции были рассмотрены несколько вариантов возможных структур СОУ ПРЭС, отличающихся друг от друга рабочей информацией, используемой для формирования управляющего воздействия ЛИ . Это структуры разомкнутого управления, построенные при условии возможности получения информации о рынке, например, о спросе и предложении продукции конкурентами, а также замкнутые структуры с использованием информации о цене динамической ЦД1Д1. теше П получения прибыли и отклонения его от плана ай. Ниже рассмотрен последний вариант замкнутой структуры СОУ ПРЭС.

Синтез управляющих алгоритмов темпом получения прибыли для замкнутой структуры' СОУ ПРЭС с использованием информации об отклонении вл проводился в три этапа.

На первом этапе была составлена упрощенная модель ПРЭС как ДОУ, в которой производится замена нелинейных характеристик линейными и не учитывается запаздывающий аргумент. Упрощенная математическая модель представлена последовательным соединением динамического звена третьего порядка и форсирующего звена первого порядка.

На втором этапе, исходя из сформулированных технических требований к разрабатываемой СОУ ПРЭС, синтезированы алгоритмы для упрощенной модели с применением аналитического метода, описанного в работах Боднера В.А., Соколова Н.И., Рязанова Ю.А.

Полная форма полученного алгоритма имеет вид:

ку(Ьсв2 + Ъ4з + 1)(Ь2з + 1)

*(в) = -- , (3)

у 8(с10з + 1 ис^в + 1 )

где к ,Ь. ,(1- коэффициенты, получаемые из условий синтеза.

У V 1

На третьем этапе проведены экспериментальные исследования полной модели ПРЭС и уточнены параметры полученных алгоритмов.

Разработаны управляющие алгоритмы СОУ ПРЭС путем корректиров-и цены. Процедура формирования алгоритма состоит из трех этапов.

На первом этапе составляется функциональная зависимость темпа олучения прибыли от величины корректировки цены: П=Гц(ДЦ) при ус-овии принятия гипотезы о квазистационарности модели ПРЭС, а также ри линеаризации зависимости ЛСКР от параметра ц: АИрд^^к.¿Ц^).

На втором этапе, находится величина АЦ корректировки цены, сходя из условия достижения максимума темпа получения прибыли при аличии ограничений на величину принимаемых по цене решений:

П = а72(ДЦ)г + а71(ДЦ) + тах, АН^ « АЦ * АЦ^.

Решение задачи, полученное с помощью дифференциального счисления, в виде

йк01ргг '2 г ^22

(4)

редставляет собой динамический алгоритм оперативного управления [РЭС путем корректировки цены. Алгоритм представлен в аддитивной юрме и учитывает влияние множества факторов производства и рынка: несогласования между спросом и предложением, изменения юнкурентами цены и качества продукции, соотношения рыночной цены [ затрат на единицу продукции, а также дополнительных вложений в юкламу. Применение алгоритма позволяет оперативно реагировать на [зменения рыночной коньюктуры.

На третьем этане произведено уточнение параметров полугенного алгоритма методом математического моделирования.

Процедура формирования алгоритма оперативного управления ПРЭС [утем корректировки затрат на рекламу аналогична предыдущей. Еолученный алгоритм оперативкой корректировки затрат на рекламу

также представлен в аддитивной форме:

A0p(t)=-K75-G;-.iNC(t)-k7e.G;.i4(t)-k77(i^i.ii;-kO2§23(iIp(t)-3^))-

Р * 75 2ргэ 2§гэ ^ 2к0ар23>в гр2

и отражает влияние разницы цен и качества продукции исследуемогс предприятия и конкурирующих, рассогласования между спросом i предложением, соотношения цены и затрат на единицу продукции Применение алгоритма позволяет осуществлять оперативную корректировку затрат на рекламу в зависимости от изменений услови: рыночной среды.

В структурной схеме модели формирования оперативн корректировки цены ДЦ и затрат на рекламу ДСр (блок М7 построенной на основе алгоритмов (4) и (5), учтены ограничения величины АЦ и АСр в виде нелинейных элементов, а также динамичеси свойства процессов формирования решений в виде инерционных звеш с постоянными времени и тзр.

В четвертой главе приведено описание разработанного програмь ного обеспечения АСМ, методики системных исследований поведет предприятия в условиях рынка; проведены . экспериментальш исследования эффективности синтезированных, алгоритмов оперативно] управления методом математического моделирования с помощью ПО ACI ПО АСМ построено по блочному принципу и представлено в ви, комплекса программ, объединенных в четыре взаимосвязанных блок: диалогового интерфейса, пересчета данных, динамическо моделирования и принятия решений. АСМ обеспечивает:

настройку в ходе диалога на конкретные данные о производств рынке и выпускаемой продукции;

расчет и просмотр плановых расчетных показателей деятельное исследуемого предприятия;

моделирование процесса функционирования ПРЭС; выдачу результатов моделирования в виде таблиц и графиков зменения во времени темпов и объемов выпуска продукции, реализа-ии, формирования затрат, получения выручки и прибыли предприятием, также спроса, предложения и цены продукции конкурентов;

возможность остановки моделирования производственно- рыночных роцессов по желанию пользователя для оценки сложившейся ситуации, нализа результатов деятельности предприятия и принятия решений по правлению;

принятие решений по изменению темпа выпуска продукции, цены и атрат на рекламу в желаемые моменты времени и продолжение роцесса моделирования;

проведение экспериментальных исследований динамической модели )ункционирования ПРЭС и эффективности функционирования алгоритмов ЮУ ПРЭС в различных ситуациях при изменении времени появления, иака и величины внешних воздействий, а также при изменении грограммы управления, параметров и структуры СОУ ПРЭС.

Проведены экспериментальные исследования функционирования СРЭС как ДОУ. Результаты экспериментов позволяют сделать следующие «вода. Исследовано влияние коэффициента самовыравнивания рынка; >ластичностей спроса и предложения; ценовой и неценовой ;онкуренции на функционирование ПРЭС. Выявлены правила определения щака корректировки темпа выпуска продукции в зависимости от изастичности спроса и характера действий конкурентов в виде гзмвнения ими темпа выпуска продукции. Правила основаны на анализе клгоритма формирования оперативных планов и использованы при гточнении параметров алгоритма (3). Показана неэффективность >ункционирования ПРЭС при отсутствии управлений в условиях [еравновесного рынка при действии неблагоприятных возмущений.

Проведены экспериментальные исследования функционирования СОУ

ПРЗС для оценки эффективности алгоритмов оперативного управления. В ходе экспериментов над полной моделью СОУ ПРЭС уточнены параметры алгоритмов, синтезированнных для упрощенной модели ПРЭС. Показана принципиальная возможность целенаправленного воздействия на систему для перевода ее в желаемое состояние.

Исследована эффективность алгоритмов корректировки темпа выпуска продукции при построении разомкнутых и замкнутых структур СОУ ПРЗС с использованием различной информации о производстве и рынке. Установлено,что применение алгоритмов при действии неблагоприятных возмущений, например, в виде 10% падения спроса, позволяет, во-первых, в условиях эластичного спроса полностью компенсировать падение теша получения прибыли за счет увеличения темпа выпуска продукции, и, во-вторых, в условиях неэластичного спроса компенсировать потери в темпе получения прибыли на 5Ж-103> за счет уменьшения темпа выпуска.

Исследована эффективность алгоритмов корректировки цены и затрат на рекламу. Установлено, что применение алгоритма корректировки цены при неблагоприятных условиях рынка позволяет либо полностью компенсировать падение темпа получения прибыли в случае стабильного положения предприятия на рынке, либо частично - на 15%-20% - в случае нестабильного положения предприятия на рынке. Применение алгоритма оперативной корректировки затрат на рекламу в условиях дефицита или снижения цены продукции конкурентов на 10% позволяет компенсировать снижение темпа получения прибыли на 5%-10%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель ПРЭС как ДОУ и ее элементов в виде совокупности взаимосвязанных функциональных блоков: модели подсистемы оперативного -управления выпуском продукции, модели формирования рыночной цены, модели поддержки продукции на рынке, моделей формирования затрат и прибыли. Математическая модель ПРЭС как ДОУ построена в классе динамических непрерывных детерминированных моделей и представлена в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений. Описание процессов функционирования ПРЭС в темпах, представление основных переменных модели в виде суммы статической и динамической составляющих, введение коэффициентов реализации и самовыравнивания рынка позволяют отразить динамику системы в условиях неравновесного рынка.

2. Предложены различные структуры СОУ ПРЭС, управляемой путем корректировки теша выпуска продукции с использованием информации о текущих значениях спроса, предложения, динамической составлящей цены, темпе получения прибыли, отклонения его от плана. Разработан алгоритм формирования и корректировки оперативных планов по темпам выпуска продукции и получения прибыли, который позволяет формировать планы в условиях динамически равновесного рынка, а также корректировать их в условиях динамически неравновесного рынка при изменениях спроса, предложения и рыночных цен.

Разработаны динамические непрерывные алгоритмы СОУ ПРЭС с воздействием на темп выпуска продукции, цену продукции и затраты на рекламу. Алгоритм с воздействием на темп выпуска продукции обеспечивает переход ПРЭС с одной установившейся траектории на другую под действием управлений в виде изменения темпа получения прибыли. Алгоритм с воздействием на цену учитывает влияние рассогласования мезду спросом и предложением, изменения

конкурентами цены и качества продукции, рыночной цены, затрат на единицу продукции и дополнительных вложений в рекламу. Применение алгоритма позволяет проводить оперативную корректировку цены в зависимости от условий рынка и основной тенденции изменения рыночной цены. Алгоритм корректировки затрат на рекламу учитывает влияние разницы цен и качества продукций исследуемого предприятия и конкурирующих, рассогласования между спросом и предложением, соотношения рыночной цены и затрат на единицу продукции. Применение алгоритма позволяет оперативно реагировать на изменение рыночной ситуации путем эффективного использования средств на рекламу.

3. Разработано программное обеспечение АСМ, реализующее разработанные модели и алгоритмы оперативного управления. Программа позволяет проводить экспериментальные исследования функционирования ПРЭС по замкнутым и разомкнутым схемам управления для различных ситуаций конкурентного рынка и - анализировать эффективность алгоритмов управления. Предложена методика проведения системных исследований ПРЭС с использованием разработанных математических моделей и алгоритмов управления.

4. Проведены экспериментальное исследование функционирования управляемой ПРЭС по разомкнутым и замкнутым схемам и анализ эффективности синтезированных алгоритмов оперативного управления методом математического моделирования. Результаты экспериментов позволили сделать вывод об эффективности функционирования СОУ ПРЭС в смысле минимизации потерь в темпе получения прибыли. Установлено, что применение алгоритмов оперативного управления путем корректировки темпа выпуска продукции, цены или затрат на рекламу при действии неблагоприятных возмущений, например, в виде Ю% снижения спроса, позволяет либо полностью компенсировать снижение темпа получения прибыли, либо частично, на 5%-15% от плана, в зависимости от особенностей ПРЭС и ситуации на рынке.

Разработанные модели, алгоритмы и ПО АСМ поведения предприятия в конкурентных условиях рынка могут быть использованы как при управлении производством в качестве советчика ЛПР при формировании эффективных управленческих решений, так и в форме деловой игры при обучении специалистов в области управления производством, а также при проведении экспериментальных исследований ПРЭС.

Основные научные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Исмагилова Л.А., Макарова Е.А. Модель принятия решений по управлению предприятием на основе экспертной системы // Вопросы автоматизации проектирования информационных и кибернетических систем: Межвузовский научный сборник. - Уфа, 1993. - О. 73-80.

2. Валеева Р.Г., Макарова Е.А. Имитационная модель поведения предприятия в условиях рынка // Вопросы автоматизации проектирования информационных и кибернетических систем: Межвузовский научный сборник. - Уфа, 1993. - С 9G-103.

3. Ильясов В.Г., Исмагилова Л.А., Макарова Е.А. Логическая модель системы принятия решений по управлению производством и реализацией продукции // Непрерывная логика и ее применение в технике, экономике и социологии: Тезисы докладов Всероссийской науч. конференции. - ЦЩШ1, Пенза, 1994.- С.114.

4. Макарова Е.А. Компьютерная система принятия решений по управлению производством как сложным динамическим объектом // "Гагаринские чтения": Тезисы докладов науч. конференции.-МГАТУ, М., 1994.- С. 118-119.

5. Макарова Е.А. Имитационная модель системы управления производством и реализацией продукции в конкурентных условиях рынка // Технология и оборудование современного машиностроения: Тезисы докладов Всероссийской науч. конференции. -Уфа,1994.-С.116.

6. Ильясов Б.Г., Исмагилова Л.А., Макарова Е.А. Динамическая модель реализации продукции на рынке // Управление в экономических

системах: Межвузовский научный сборник. - Уфа, 1994. - С. 96-103.

7. Ильясов Б.Г., Исмагилова Л.А., Макарова Е.А. Непрерывные алгоритмы управления производственно-рыночной экономической системой // Непрерывно-логические методы и модели в науке, технике и экономике: Тезисы докладов Международной науч. конференции.-Пенза, 1995,- С. 32.

8. Макарова. Е.. А. Динамиче екие алгоритмы опера тивного планирования и управления ПРЭС // Информационные и кибернетические системы управления' и их элементы: Тезисы докл. Всероссийской науч.-техн. конференции. -Уфа, 1995.-СИ2.

9.Ильясов Б.Г., Исмагилова Л.А., Валеева Р.Г. Моделирование производственно-рыночных систем. Раздел 3.3. совместно с Макаровой Е.А. "Исследование алгоритмов ПРЭС в конкурентных условиях рынка":- Уфа, УГАТУ, 1995. - С. 177-191.

10. Деловая игра по управлению производством в условиях рынка // Ильясов Б.Г., Исмагилова Л.А., Валеева Р.Г., Макарова Е.А., Усманов А.P. Per. номер 950426. РосАПО, 1995.

МАКАРОВА Елена Лиатоль&ша

ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕДЕНИЕМ ПРЕДПРИЯТИИ В КОНКУРЕНТНЫХ УСЛОВИЯХ РЫНКА МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ЛР Д» 020258 „г 30.10.91 г.

Подписано к печати 18.01.90. Формат 00x84 1/16. Бумага оберточная. Печать плоская. Усл. псч. л. 1,0. Усл. кр.-отт. 0,9. Уч.-изд. л. 0,9. Тираж 100 экт. Занял ,\1> 850. Бесплатно.

Уфимский государственный аинациоппын технический университет Уфимская типография № 2 Министерства печати и Массовой информации Республики Башкортостан 450000, Уфа-центр, ул. К- Маркса, 12