автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация поддержки управленческих решений при формировании программ стратегического развития промышленных объединений



На правах рукописи

005535572

ЯКУНИН ПАВЕЛ СЕРГЕЕВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ПРОГРАММ СТРАТЕГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕДИНЕНИЙ

Специальность 05.13.$6- Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 4 ОКТ 2013

Москва-2013

005535572

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) на кафедре «Автоматизированные системы управления»

Официальные ИЛЮХИН Андрей Владимирович

оппоненты: доктор технических наук, профессор,

заведующий кафедрой «Автоматизация производственных процессов» МАДИ,

г.Москва

БАЛДИН Александр Викторович

доктор технических наук, профессор, МГТУ им.Н.Э.Баумана, профессор кафедры «Системы обработки информации и управления», г.Москва ТИМОФЕЕВ Павел Анатольевич доктор технических наук, председатель правления ООО «Управляющая компания Конопус Альфа

Киля», г.Москва

Ведущая организация: Российский научно-исследовательский институт информационных технологий и систем автоматизированного проектирования (Рос НИИ ИТ и АП), г.Москва.

Защита состоится 13 ноября 2013 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, д.64, ауд. 42.

Телефон для справок: (499) 155-93-24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

Автореферат разослан 11 октября 2013 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета университета, а копии отзывов присылать по электронной почте: uchsovet@madi.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент

Михайлова Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Организационный и технологический уровень современных промышленных объединений в первую очередь определяется возможностями оперативного и динамичного управления ходом производственного процесса, которые должны соответствовать мировым стандартам с возможностями для широкого привлечения инвестиций в развитие производственной базы. Все это требует новых методов формирования стратегических планов и внедрение современных методов поддержки управленческих решений при реализации программ стратегического развития промышленных объединений.

Сложность и многосторонность задач в области стратегического планирования обусловлена множеством факторов. Основными из которых являются: высокая размерность, которая определяется масштабами производственной деятельности, включая взаимодействие со сторонними организациями; неопределенностью значительного количества управленческих задач от концептуальной схемы формирования решений до механизмов их реализации; необходимостью формирования плана стратегического развития на длительный период и т.д.

Проведенный в работе анализ процедур поддержки управленческих решений, положенных на современные программные платформы, показал отсутствие целостных методик стратегического планирования, учитывающих многовариантность и неопределенность исходных данных. В связи с этим работа, направленная на решение вопросов формирования плана стратегического развития промышленного объединения, и реализующая модели выбора партнеров, поставщиков, рынков сбыта, а также взаимодействия предприятий при реализации долгосрочных проектов в условиях смешанного финансирования является весьма актуальной.

Объектом исследования являются механизмы стратегического планирования производственной деятельности промышленного объединения.

Предметом исследования является система поддержки управленческих решений по формированию программы стратегического развития промышленного объединения, включающая процессы внедрения новых информационных технологий, современные методы ситуационного анализа, а также компоненты математического, информационного и программного обеспечения для организации устойчивой работы объединения.

Цель и основные задачи исследования

Целью настоящей работы является повышение эффективности работы предприятий, входящих в состав промышленного объединения, на базе создания и внедрения методов, моделей и средств автоматизации поддержки управленческих решений при формировании программ стратегического развития.

Для достижения данной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Системный анализ методов и моделей формирования программ стратегического развития.

2. Формирование процедур выбора направлений и программ развития, сбалансированных по выбранным направлениям.

3. Разработка методов факторного анализа и методов оценки интегральных показателей эффективности на базе моделей сетевого планирования.

4. Разработка моделей и средств контроллинга эффективности, рисков, затрат и результатов основной производственной деятельности.

5. Имитационное моделирование и оптимизация производственного цикла на сетевой модели технологических процессов.

6. Автоматизация формирования управленческих мероприятий по реализации программы стратегического развития. Разработка структуры системы модельной поддержки.

Методы исследования

При разработке формальных моделей компонентов в диссертации использовались методы общей теории систем и классический теоретико-множественный аппарат. Системный анализ деятельности проводился на основе анализа данных, с использованием факторного, кластерного, канонического и других методов статистического анализа. При разработке компонентов методики стратегического планирования использовалась теория графов, методы математического программирования, имитационное моделирование, экономико-математические методы и др.

Научную новизну работы составляют методы, модели и методики автоматизации поддержки управленческих решений при формировании программ стратегического развития промышленных объединений.

На защиту выносятся:

• методика выбора сбалансированной программы стратегического развития;

• имитационная модель сетевого планирования и оценки эффективности долгосрочных проектов развития;

• модели контроллинга в системе совместного финансирования программ стратегического развития;

• процедура оптимизации производственного цикла на имитационной модели;

• методика формирования управленческих мероприятий по реализации программы стратегического развития;

• сценарий и структура системы модельной поддержки, архитектура программно-моделирующего комплекса.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, изложенных в работе, определена корректным использованием современного математического аппарата, проверкой согласования результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области комплексной автоматизации поддержки управленческих решений при формировании программ стратегического развития промышленных объединений.

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

• на Российских, межрегиональных и международных научно-технических конференциях и семинарах (2004-2013 гг.);

• на заседаниях кафедры АСУ МАДИ.

Совокупность научных положений и практических результатов исследований составляет актуальное направление в области теоретических и практических методов поддержки принятия решений по управлению производственными процессами в промышленных объединениях.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, моделей и методик.

Во введении обосновывается актуальность исследований и проблемы, определена цель и сформулированы задачи исследования, приведены основные положения, отраженные в отдельных главах диссертации.

В первой главе диссертации выполнен системный анализ подходов к моделированию процессов стратегического планирования, а также методик, методов и моделей поддержки управленческих

решений в производственной деятельности промышленного объединения.

Вопросами формирования стратегических планов развития промышленных предприятий и объединений посвящено значительное количество исследований. К ним относятся труды таких ученых, как И.Ансофф, Г.Минтцберг, А.Чандлер, Д.Аакер, П.Друкер, М.Портер, К.Прахалад, Х.Ульрих, А.А.Томпсон, Г.Хамел, Р.Каплан, Д.Нортон и др. Вместе с классическими подходами Гарвардской школы, а именно, Г.Стейнера и И.Ансоффа, имеют место и новые методы моделирования стратегического планирования, созданные Д.Пфеффер, И.Нонак, М.Хаммер, Р.Саттон, У.Чан Ким, Д.Чампи и другими учеными и исследователями.

В рамках советской и российской школы стратегического планирования и построения прогнозных моделей социально-экономических систем и крупных промышленных объединений регионального или Российского масштаба следует выделить Д.М.Гвишиани, В.Г.Афанасьева, В.Н.Цыгичко, П.М.Федосеева и других.

Однако, несмотря на то, что накоплен большой опыт формирования программ стратегического развития, проблема остается актуальной по-прежнему. Имеет место недостаточная изученность обобщенного методологического инструментария формирования организационных механизмов управления проектами долгосрочного планирования. Интерес также представляют модели процессов развития в условиях стохастической и лингвистической неопределенности.

Стратегическое сценарное планирование долгосрочной деятельности промышленных объединений, основанное на ключевой компетенции, дает возможность сформировать рациональные варианты управленческих решений с учетом возможных ограничений, которые определены производственными мощностями объединения. Это предполагает комплексный учет значимых факторов, которые влияют на стратегический план и возможность проведения процедур сравнительного ситуационного анализа альтернатив развития, а также размещения производства.

Идентификации ключевой компетенции и определение сценариев развития предприятия предполагает трансформацию содержания структурных составляющих на различных этапах развития предприятия, предполагающее распределение структурных составляющих стратегического планирования в соответствии со стадиями стратегического развития организации (табл.1.).

Интегральным показателем оценки эффективности сформированного плана стратегического развития промышленного объединения является адаптированная комплексная система

оценивания, которая позволяет реализовать количественный сравнительный анализ альтернативных планов развития и оценить эффективность управленческих мероприятий.

Таблица 1.

Фазы стратегического развития_

Этапы Фазы стратегического развития организации

Замысел создания бизнес-системы Структуризация бизнес-функций Определение бизнес-процессов Управление деятельностью предприятия Совершенствование инструментария

Формулировка миссии предприятия Миссия объявлена Разграничение функциональных составляющих Детальное описание основных бизнес- процессов Миссия как фундамент использования ресурсов Реформирование миссии с целью поддержки стадии роста

Определение целей развития Выход на рынок с максимальной результативностью Создание дерева целей организации Распределение обязанностей между иерархиями Цели как механизм управления направлениями Сокращение уровня затрат и выявление эффективных направлений

Анализ элементов внешней среды Использование инструментов нализа Разработка механизма взаимодействия Определение и реализаци я процедур Постоянный мониторинг изменений среды Использование адаптивного механизма

Анализ стратегических альтернатив Анализ сильных и слабых сторон бизнес- идеи Разработка контура функционального управления Оптимизация набора бизнес-процессов Оптимизация использования потенциала Поиск новых путей повышения эффективности

Выбор стратегии Направленность на завоевание рыночной доли Использование преимуществ функциональной значимости Стратегия оптимизации бизнес-процессов Стратегия "Оптимум" Стабилизационная стратегия

Адаптации к изменениям внешней среды Разработка макета бизнес-системы Создание "функционального каркаса" Аутсорсинг Комплекс мероприятий для достижения основных целей Механизмы дифференциации и интеграции

Механизм контроллинга и оценки эффективности этапов Контроль за созданием структуры организации Контроль осуществляется с помощью делегирования полномочий Разработка системы показателей и нормативов Единая система сбалансированных показателей Определение выполнения цепочки ценностей

Далее в работе рассмотрен ряд базовых математических моделей формирования стратегических планов развития, к которым, в первую очередь, относятся модели сетевого планирования, экспертного оценивания, методы прогнозирования временных рядов и другие. Важным моментом построения модели является выбор степени детализации: использование излишне детализированных моделей на уровне стратегического планирования приводит лишь к дополнительным потерям времени и средств, в то время, как использование слишком агрегированных моделей на уровне оперативного управления может привести к потере критических параметров.

Проверка адекватности модели предполагает выполнение процедуры построения прогноза с последующей апробацией на модельных данных с заданными характеристиками. Разработанная процедура прогноза направлена на: 1) снижение размерности - за счет выделения значимых факторов; 2) агрегирование исходных переменных - возможно использование факторного анализа для построения абстрактной системы факторов; 3) согласование точности - всех моделей, входящих в систему поддержки управленческой деятельностью; 4) снижение требований к точности входных данных -определяются характером принимаемых решений.

Исследование структуры взаимосвязи переменных, реализованное в факторном анализе, проводится в диссертации на

т т

основе соотношения = £ »= Х^р/7 +ер . где V

7=1 7=1

факторные нагрузки д=1..т, т<р; /ч, Р2, ... , Рр - общие факторы, причем ОЯ|=1; соу(Р,, ^)=0 гх,...,гр - специфические факторы,

причем соу(8|, 9)=0 И; Оерть ¡=1..р, т, - специфическая дисперсия. Кроме того, независимыми полагаются общие и специфические факторы, и при этом выполняется условие cov{Fu ^)=0 ¡=1..т; ]=1..р.

Для формирования комплексной оценки плана развития в работе рассмотрены вопросы формирования свертки показателей эффективности стратегического плана. Предполагается, что оценки отдельных характеристик производственной деятельности получены на основании экспертного оценивания и появляется необходимость построения комплексного критерия. Наиболее часто в практике формирования обобщенного критерия в экономических системах используют линейную свертку Х0=2>УХ,.. где Ху - численное

7

значение ¡-ото показателя; х0 - обобщенный показатель; сц, -значимостьу-го показателя.

В обосновании свертки различных признаков используются положения векторной оптимизации. Задача максимизации вектор-

функции С(и) на £" при ограничениях Р(и)>0, ие1/, где и—замкнутое выпуклое множество в £", компоненты функций в(и) и Р(и) вогнутые функции (причем существует такой вектор и, что шР(и)> О для некоторого си>0, заключается в нахождении всех эффективных

векторов. При этом допустимый вектор и* является эффективным, если не существует другого допустимого вектора, для которого в(и)>в(и*).

Для построения скалярного обобщенного критерия /(К) в диссертации предлагается использовать дихотомическую свертку, особенностью которой является рекуррентная процедура агрегирования, в которой на каждом шаге выполняется свертка только двух оценок. Эта особенность позволяет выполнить декомпозицию и сформировать агрегированную оценку по п критериям на основании последовательного свертывания двух критериев. Дихотомическое представление допускает достаточно широкий класс комплексных критериев достижения целей.

Стратегическое планирование предполагает реализацию производственной деятельности промышленного объединения на длительном интервале. При этом оцениваются вероятности всевозможных исходов, а также последствия реализации соответствующих управленческих мероприятий. Изначально необходимо выяснение причин риска, которые могут быть связаны: с ценой, издержками, объемом продаж и т.п. В качестве обобщенного показателя в макроэкономических моделях наиболее часто используется Л/РУ. Задача заключается в оценке ожидаемой чистой стоимости (Л/РУехр) варианта стратегического развития:

т

NPVexp = ^lNPV¡, где ЫР\/{ - чистая текущая стоимость при /=1

условии принятия ¡-го варианта; Р, - вероятность ¡-го варианта

т

= 1); т - количество вариантов стратегического плана.

(=1

Любое планирование связано с риском. Поэтому, исходя из полученных зависимостей вероятностей получения прибыли, рассчитывается кривая риска (рис.1.), которая формирует распределение вероятностей возможных потерь. На данной кривой выделяется ряд отличительных точек.

Точка 1 соответствует нулевой вероятности потерь прибыли. В соответствии с принятыми допущениями вероятность нулевых потерь максимальна - Вр. Точка 2 характеризуется величиной возможных потерь, равной ожидаемой прибыли, т.е. полной потерей прибыли, вероятность которой равна - Бд. Точки 1 и 2 являются граничными, определяющими положение зоны допустимого риска.

Рис. 1. Распределение вероятности зон риска Точка 3 соответствует величине потерь, равных расчетной выручке. Точки 2 и 3 определяют границы зоны критического риска. Точка 4 характеризуется потерями, равными имущественному состоянию (ИС) предпринимателя, вероятность которых равна В„. Между точками 3 и 4 находится зона катастрофического риска. Вероятности определенных уровней потерь являются показателями, позволяющими оценить ожидаемый риск и его приемлемость, поэтому построенная кривая называется кривой риска. Другим возможным подходом к учету риска в инвестиционных расчетах является корректировка ставки дисконтирования по фактору риска.

Во второй главе рассматриваются вопросы формирования стратегического плана развития в условиях неопределенности.

Само стратегическое планирование, в первую очередь, представляет собой выбор направлений развития и перечень товаров и услуг, обеспечивающих будущее развитие предприятия. В связи с этим, формализованное описание деятельности предприятия, выступающего в качестве объекта стратегического планирования целесообразно представить в виде совокупности взаимосвязанных процедур, вложенных в сетевую модель планирования. Так, например, для объединения ремонтных предприятий имеется информация по суммарным объемам выполненных работ как по зарплатной части, так и по продаже запчастей при проведении технического обслуживания и ремонта (рис.2.).

Объединение включает три предприятия (далее «П1, П2 и ПД), которые в совокупности имеют в своем распоряжении цех дополнительного оборудования («Доп»), кузовные («Ку1», «Ку2»), слесарные («Сл1», «Сл2») и отдел взаимодействия с посредниками («Пос»).

Сумма по полю Работы, руб. Названия столбцов

Названия строк • Дон Ку1 Ку2 Пос Сп1 Сл2 Общий итог

2006 35050522,24 478594,9 ~ 2359229 91 37888347,05

2007 51668607,47 1140608,15 6103663,58 58912879,2

2008 73244532,56 1104895,32 1671870 3082527,05 7892989,61 86996814,54

2009 28070328,92 69122148,8 3870553,6 105981540,6 19589487,39 226634059,3

2010 26792522,52 57637735,24 5275976,14 106373,11 102800823,3 18765221,07 211378651,4

2011 40741507,56 53753932,42 4782000,11 21489 95962238,04 15318413,61 210579580,7

2012 18589065,32 25075603,95 1105729,42 40538187,28 7106843,95 92415429,92 Общий итог 274167086.6 206694316,7 18325332,32 127862,11 348365316,3 77135849,12 924805762,1

Рис. 2. Статистика объема работ по направлениям Предполагается, что выбор направлений развития по каждому предприятию для формирования сбалансированной программы развития выполняется на основе решения совета директоров, который вместе с привлеченными специалистами и менеджерами выполняет функции экспертного совета (ЭС).

В качестве направлений развития рассматривается произвольное множество К={К,, К2,...,КП} (например, «экономическая эффективность» - К!, «капитальное строительство» - К2, «социальное развитие» - К3 и т.д.). Для выбора объемов финансирования по каждому из направлений для каждого структурного подразделения, в диссертации предлагается следующая процедура.

Выбирается базовое направление, например, К^ Для каждого направления (кроме 1-го) формируется ЭС. ЭС2 должен дать соотношение финансирования направлений К2 и К^ ЭС3 - для К3 относительно К1.

Экспертные советы принимают решение по формированию относительных объемов (б2, Зз,...,Зп) финансирования для всех направлений относительно 1-го, т.е. величины э, определяют то, что финансирование X; по К| должно быть в э, раз выш К, (вгх/хО, $¡>0, ¡=1,2...п. Эти соотношения определяют значения финансирования направлений:

х,

V

(1)

л

где э = , э^!. При этом Х| определяет долю от суммарного объема

финансирования. То есть Я единиц ресурса финансирования по направлениями К1, К2... распределяются какхгК.

Пусть г = матрица истинных относительных объемов,

определяющих финансирование. Для каждого экспертного совета определяется целевая функция:

Естественно, что каждый экспертный совет ставит задачу максимизации финансирования и, следовательно, своей целевой функции. Целевая функция (2) с точки зрения каждого совета такова, что задача заключается в минимизации наибольшего из отклонений «справедливого» и реального объема финансирования, а предоставление экспертами достоверной информации приводит целевые функции (2) к максимуму, что представляет доминантную стратегию. Одним из основных предположений в данном случае является гипотеза достаточной заинтересованности, которая состоит в том, что оценка любого С,- превышает истинные оценки направления К; всеми остальными экспертами. Другими словами для всех экспертов собственное направление представляется более важным.

Далее при наличии множества критериев, в качестве которых также могут выступать К1, К2 и К3, для формирования стратегии развития в работе предлагается построение сети напряженных вариантов, что соответствуют множеству Парето. Вариант х будет напряженным, когда нет другого варианта у, у которого при том же значении агрегированной оценки локальные оценки по всем критериям не лучше, чем у х. Так, вариант (рис.3.) х=(2, 2, 4) с оценкой К=3, не является напряженным, поскольку есть вариант у=(2, 2, 3) с таким же значением агрегированной оценки. Но вместе с тем его оценки по отдельным критериям не превышают оценок локальных критериев х. Рассматривая вариант у=(2, 2, 3) можно показать, что таких вариантов нет.

Для этого в работе предложен алгоритм маркировки вершин сети (рис.4.):

Первый шаг. Все конечные вершины построенной сети маркируются индексами 1.

Второй шаг. Последовательно перемещаясь снизу вверх, всем вершинам также ставятся метки. Индекс большой вершины вычисляется как произведение значений индексов смежных с ней двух вершин, которые расположены на уровень ниже. Индекс малой

;=1

(2)

вершины вычисляться как сумма индексов смежных с ней вершин, которые также расположены на уровень ниже. Индекс начальной малой вершины будет определять общее количество напряженных вариантов.

«12

Рис. 3. Схема формирования комплексной оценки -

Рис. 4. Сеть напряженных вариантов Обоснование предложенного алгоритма следует непосредственно из приведенного способа формирования индексов. Для представленного графа имеет место шесть напряженных вариантов. После построения сети напряженных вариантов, имеется возможность решения различных задач формирования плана стратегического развития с учетом показателей стоимости и риска.

В работе рассмотрена задача формирования программы развития с целью минимизации затрат. Предполагается, что для каждого критерия \ затраты равны Эу, то есть разработана система мероприятий, выполнение которой направлено на рост критерия до

уровня Примем также, что все подпрограммы по различным критериям независимы между собой.

В данном варианте имеет место эффективный алгоритм формирования программы стратегического развития минимальной стоимости, в основе которого лежит метод индексации вершин для построенной сети напряженных вариантов, причем индексация реализуется снизу вверх.

Шаг1. Маркируем все нижние вершины сети (листья) индексами

Общий шаг. Вершины соседнего верхнего уровня сети маркируются после того, как маркированы все вершины соседнего нижнего уровня. В данном случае индекс малой вершины (с оценкой данного комплексного критерия) равен минимальному значению из всех индексов больших вершин нижнего уровня, а ее индекс (вершина взвешена двумя показателями - это оценки критериев соседнего нижнего уровня сети, при свертке которых получается оценка критерия соседнего верхнего уровня) равен сумме значений индексов всех смежных малых вершин для соседнего нижнего уровня.

Пусть задана матрица затрат 3=||з,,|| (табл.2.).

Таблица 2.

Таблица агрегированных показателей

щ 1 2 3 4

К1 1 8 50 100

к2 3 10 35 50

к3 2 7 20 60

После того, как с помощью предложенного алгоритма сформированы индексы вершин сети, оптимальный вариант соответствует совокупности показателей (2; 2; 2) с затратами з0=25. Это соответствует формированию сбалансированной программы стратегического развития сразу по всем выбранным направлениям.

После выбора направлений- развития и прогноза объемов производства для формирования сетевого план-графика в диссертации предлагается использование разработанной имитационной модели оценки эффективности долгосрочных проектов развития. Предполагается, что имеется множество этапов реализации программы стратегического развития {УЦ} ¡=1../. Для оценки времени реализации этапа Г, может быть использована предложенная процедура. Сетевая модель, представляет граф в (рис.5.) в=<{И/ш: ¡=1- /о}, {£]0- : 4=1.. /}>, где {1/Й} - множество вершин графа в, соответствующее этапам; - множество дуг графа в, которые определяют взаимосвязь этапов.

Рис. 5. Сетевая модель реализации этапов проекта В работе поставлена задача разработки универсального алгоритма, инвариантного к детерминированному, вероятностному и лингвистическому варианту представления времен выполнения этапов и соответствующих затрат. В качестве модели этапа в общей структуре сетевого графика предлагается рекуррентная схема: lnW:(l) : Еи = 0, (у/ Ejj = о) (ГН,=Г ТК,=Т + Т,), OutW : I = arg тт{тк, : 7"\- * Л/}, Т = TKi, {lnW;(l) V/; ЕЛ, = l},

где: /п1/Ц(к) - оператор инициализации начала этапа i, OutW, -оператор завершения этапа 1/Ц. Данная процедура по значениям {7"i}i=u заданной матрицы смежности графа Е определяет список {7|, T^J 1=1 j, где: А время начала и П время окончания ¡-го этапа:S7"={7*i: (¡,>i2^> Г*и > T*l2) л (Vi 3j: 7*=^, v 7*=^)}.

Прибыли и затраты для расчета эффективности программы развития выступают симметрично, поэтому в диссертации используется обобщенное понятие ресурса (Q), значением которого взвешена каждая вершина графа. В качестве одного из вариантов распределения ресурсов на период выполнения этапа в модели реализовано равномерное распределение:

Vt< А v t> Л Qi(t)=0, V 74 <t< 7*і Q|(t)=

Q,

TK rH

I 2-І 1

(3)

Для стохастического варианта модели времена реализации этапов и ресурсы являются случайными величинами. Поэтому в работе предлагается использование метода Монте-Карло, на основании которого вычисляется случайное время завершения программы развития. На рис.6.а приведена гистограмма, из которой видна близость распределения к биномиальному. Кроме того, на каждый момент модельного времени вычисляется объем ресурсов (рис.6.а) с доверительными границами.

В практике обоснования экономической эффективности долгосрочных программ развития обычно используется максимум ЫР\/. В общем случае для ежегодно изменяющейся ставки дисконта и аннуитета Л/РУ определяется как

1=°Т10 + Ек) (4)

к=0

где Р1 - прибыль ]л Зх - затраты 1-го года, а Е{ - ставка дисконта ^го года. Эти значения поучаются на основании суммирования соответствующих значений графика (рис.6.б) на годовом периоде.

а) Время реализации проекта б) Динамика финансирования

Рис. 6. Стохастические характеристики проекта

Далее на основании выполнения процедур прогноза на годовые периоды решается задача оценки влияния динамики неопределенности аннуитета (МА, DA) и ставки дисконта (МЕ, DE) на математическое ожидание (MNPV) и дисперсию (DNPV) показателя NPV\

1. Mnpv={De\Da, Ma, ME, n}

2. MNPV ={DEi, ..., DEn| Da, Ma, Me, n}

3. Dnpv ={Dei, ..., D£n | Da, Ma, Me, n}

4. Dnpv ={DE1, ..., DEn, DM, ..., Dfin \ MA, ME, nj

Для оценки чувствительности NPV к аннуитету (А=Р-3) и норме дисконта (Е) был определен расчетный период в 5 лет, построен дробный факторный план 2**(10-6) и изучены модели поведения системы при различных методах задания исходных данных. Каждый год проекта определяется дисперсиями аннуитета и ставки дисконта (нормальный закон распределения) при фиксированных значениях математических ожиданий этих величин. Парето диаграмма оценки чувствительности приведена на рис.7. Таким образом, получены процедуры оценивания чувствительности NPV к неопределенности прибылей и затрат.

В результате предложена схема универсального алгоритма сетевого планирования программ стратегического развития, инвариантная к детерминированному, вероятностному и лингвистическому варианту параметризации. Для вероятностного случая модель параметризуется распределениями вероятностей времен и ресурсов каждого этапа, что позволяет оценить влияние неопределенностей аннуитета и дисконта на интегральный показатель эффективности. Показано, что математическое ожидание

МР\/ существенно зависит не только от математического ожидания аннуитета и дисконта, но и их дисперсий.

(1)0,0

(2 )а„

(3)а,2

(7)озо

(8)а31

(9)"з2

(4)о2о

(5)а21

(6)<>22

Рис. 7. Диаграмма влияния факторов объемов производства на Л/РУ В третьей главе разрабатываются модели контроллинга эффективности, риска, затрат и результатов, которые обеспечивают информационно-аналитическую поддержку процессов принятия решений по формированию программ стратегического развития (рис.8.).

В рамках развития моделей контроллинга эффективности рассмотрена задача управления в условиях ограничений на структуру инвестиционной деятельности и на основные показатели деятельности предприятия. Циклическое распределение инвестиционных ресурсов между портфелями осуществляется с целью максимизации заданного функционала. При этом после выделения ¡-ому портфелю объёма ресурсов ^ инициируется выполнение первых N мероприятий из очереди этого портфеля, таких, что:

£^<5,, У = 17А7 (5)

м

где объём инвестиций для /-ого мероприятия /-ого портфеля; N -

количество портфелей.

Для решения данной задачи в отличие от стандартных решений (А.В.Назин и А.С.Позняк) в диссертации предлагается использовать процедуру, учитывающую следующие особенности:

1. При распределении инвестиционного бюджета между портфелями осуществляется выбор не одного значения, а вектора значений:

Хп=(Х1п,...,ХКп)еХ= {X (1),... , х(1Ч)}, (6)

где хп - вариант выбора, X -количество портфелей^_

множество вариантов выбора, КєЛ/-

Средства контроллинга эффективности

Внутренние интерфейсы для работы со

стратегиями

Модуль управления стратегией / развития персонала

Модуль управления стратегией развития основных фондов

Модуль управления стратегией развития клиентской базы

Внутренние интерфейсы для работы с

инвест, портфелями

Модуль управления выкупом /\ акции поглощаемых компаний

Модуль управления выкупом на рынке собственйых акций

Модуль управления выпуском и погашением облигаций

Внутренние интерфейс ы для работы с портфелями проектов

/

Модуль оптимального управления инновациями

Модуль оптимального управления строительством

Модуль оптимального управления инвестиционной деятельностью

Средства контроллинга рисков

Модуль контроллинга рисков выполнения плана продаж

модуль контроллинга рисков выполнения стратегических целей

Внутренние интерфейсы для работы с основными данными рисков

Диалоговые компоненты работы с основными данными рисков

Средства контроллинга затрат

Модуль автоматизации бизнес процесса учета затрат в цепочках поставок машиностроительного предприятия

Модуль автоматизации бизнес процесса грузоперевозок по железной дороге

Модуль автоматизации бизнес процесса _авиаперевозок. ^__

Модуль автоматизации бизнес процесса транспортировки нефтепродуктов

Средства контроллинга результатов

Модуль решения задачи контроллинг.! - сбыта

Модуль решения задачи контроллинга __оборотного капитала

Модуль решения задачи контроллинга запасов

Модуль решения задачи определения : оптимальных трансфертных цен:

Рис. 8. Архитектура системы средств контроллинга

2. Величины ограничений на каждом шаге могут принимать различные значения. Для устранения этого расхождения предлагается привести постановку задачи к задаче с постоянными значениями ограничений. Введены коэффициенты нормирования V'

Я?^=-Ц-на каждом п цикле распределения бюджета (у/-величины

условных средних потерь на шаге п -2,Л/). Эти коэффициенты

используются для нормирования значений ограничений на всех шагах распределения бюджета.

Далее сформулирована задача условной минимизации средних потерь для вектора переменных выбора. Пусть в последовательные моменты времени (п=1,2, ...) необходимо осуществлять выбор К-мерного вектора значений, каждая координата которого может принимать счётное множество вариантов, а потери на интервале

времени (i„, fn+f) характеризуются несколькими наблюдаемыми случайными величинами ^Jn=^Jn(xn, со) (/=0,т), каждая из которых удовлетворяет предположениям:

П1. Для любых j=0,m и л=1, 2, ... совокупности (X, <а) | X бХ} и{^/(х,й)), Хг I ХеХ 1=0,т, f=1,n-1, г=1,А7} независимы.

П2. Для любых j=0,m, i=lN и л=1,2, ... М{£{(х(/), <»)}=v/,

SWPM{(d(X(0, ®))2}<СС. п

При этом величины условных средних потерь vi априори

1 "

неизвестны. Совокупность текущих средних потерь ф„=— ■

j=0,m характеризует качество последовательности вариантов Xi.....

хп, выбранных к моменту времени t„ включительно. С вероятностью 1 множество предельных точек последовательности {Ф^} содержится в отрезке [minvi, шаху/]. Следовательно, верхний предел текущих

средних потерь по каждому показателю lim Ф{, конечен.

П—►со

Далее в работе рассматривается модель проведения конкурса для определения множества финансируемых инвестиционных проектов. Пусть \i - оценка ожидаемого эффекта от реализации ¡-го проекта (обычно I/ формируется на основе проведения экспертной комиссии), а Si - оценка объема финансирования i-го проекта (формируется организацией, предлагающей проект, либо потенциальным исполнителем).

С определенной долей вероятности может быть сознательное занижение или завышение ожидаемого эффекта от экспертов, которые могут проявлять интерес к потенциальным исполнителям. Для снижения негативного влияния этого фактора вводится оценка приоритетности, которая зависит от L и sПосле этого проекты упорядочиваются и финансируются, при наличии средст, в порядке этой очередности.

Наиболее частыми являются: q=l,/s, и s, (а -коэффициент

соизмеряющий затраты и эффект).

Пусть п - адекватная оценка финансирования i-ro проекта. Если для всех проектов получены адекватные объемы, то оптимальный пакет проектов Q, определяется на основе решения задачи:

->max, <R, т

ieQ /еО 4 '

где И - суммарный фонд финансирования. В качестве решения получаем - максимальный эффект. О - множество выбранных исполнителей. Тогда суммарный эффект составит /.(0)=^/,. При

/60

этом справедливо ЦС})<1-™*. А отношение К = будет определять

тах

эффективность процедуры выбора исполнителей.

Также можно получить оценку эффективности процедуры выбора исполнителей, когда потенциальные исполнители могут завышать объем финансирования, и когда возможна нехватка средств на реализацию следующего проекта. Эффективность такой процедуры выбора не ниже:

К =_1

2-а + —<8> Р-1

где а=Эмп /Эт» (Этп — минимальная, а 3™* - максимальная эффективность), р=Ъ1г (К - размер фонда, а г - максимальный объем финансирования одного проекта).

В условиях совместной реализации стратегического плана развития возникает задача оценки эффективности распределения финансирования для каждого участника. Предполагается, что каждый участник действует по определенному сценарию для приоритетной реализации собственных производственных программ (рис.9.).

Проекты Участники

© 0 0

00

о

о. о

® 0

®

©

0

о о о

0

Рис.9. Конкурсный выбор участников В связи с этим появляется необходимость формирования агрегированных показателей для оценки эффективности производственных процессов отдельных предприятий, что связанно с минимизацией затрат в ходе выполнения производственных планов.

Крупные проекты, в основном, редко финансируются из одного источника.

Предполагается, что имеется т типов возможных проектов, которые могут существенно повлиять на формирования стратегического плана развития, в реализации которых необходимо привлечение финансовых средства ряда компаний. При этом ряд проектов может быть экономически невыгодным для отдельных компаний. Предполагается, что имеется п фирм - потенциальных инвесторов в программы стратегического развития региона, которое направлено на усиление производственных мощностей. Имеется централизованный фонд, который финансирует возможные программы стратегического развития. При этом интересы отдельных предприятий можно представить, как <р( =(5,)-у, , где ф(3) - доход предприятия. Задача центра заключается в формировании механизма

р(3), который максимизирует значение эффекта Ф = гДе

/=1

8={5г} - равновесные стратегии предприятий.

В работе определяются механизмы, основанные на прямых приоритетах, которые максимизируют эффект. Приоритеты {I} необходимо определить с учетом максимизации суммарного эффекта, что приводит к определению {!;> 0} когда

¿V?

1 ("-1>7/

(9)

Q

максимальна. Заменой li=(1-a¡)/q¡, q. /Q=a, р> =(1-a¡)/b¡ выражение преобразуется:

ф = ^i^LzÍEqi -(п- 1)а; ]. (10)

м Р/

Далее находится {а( >0}, ^а,=1, что обеспечивает максимум

/=1

функционала. Затем с использованием метода множителей Лагранжа получаем:

' ~ 2(п-1) ХРУ (11)

i

1-а —

При этом 1° =——L,i = '\,n. Можно показать, что для двух

а,

предприятий полученные значения оптимальных приоритетов не зависят ОТ bi И Ьг.

Далее в работе рассмотрен нелинейный вариант, когда эффект от реализации проекта развития для i-oro предприятия составляет:

V/ÍS, )-/,-1^1-«, 0 < а < 1. (12)

а

В данном варианте равновесная заявка ¡-ого предприятия

г - V-

определяется на основании

П

1

= 1—, где Э вычисляется из

в

уравнения:

(13)

Можно показать, что уравнение имеет решение Э>1, причем единственное, и имеет место 3>Н. В результате, механизм смешанного финансированиям позволяет привлечь больше средств, чем в случае непосредственного финансирования. При непосредственном финансировании ¡-е предприятие имеет максимальное значение прибыли при объеме 5=п. В связи с этим общее привлечение средств фирм для варианта прямого финансирования будет составлять ровно Н единиц.

Затем в работе решается задача формирования оптимального механизма финансирования, когда функция прибыли линейна:

= = (14)

1

В предположении выполнения условий гипотезы слабого влияния, получаем:

О _ о

ОТ 05)

у

Если все предприятия эквивалентны, то при увеличении Р увеличивается и суммарное финансирование. В результате оптимальный механизм финансирования соответствует конкурсному, когда первым приоритетом финансируется предприятие, сформировавшее максимальную заявку.

При долгосрочном планировании (несколько лет) проявляется циклический характер динамики объемов работ. Для выделения сезонного цикла на интервале выбирается К целых периодов длительностью Т. Исходный процесс у(Ц и сезонные циклы б^) на интервале {0,КТ} в работе представлены совокупностью функций на одном и том же периоде:

yk(t) = y(t + (l<-^)T)Л1)

= + (16) к = 1,...,К.

Для каждого периода определена своя часть первоначальной реализации и свой цикл сезонности. Для определения изменчивости

длительности сезонного цикла в работе предлагается процедура формирования ЭкА) на каждом к-м периоде. Формируется модель, сезонный цикл для которой определяется на основании первоначальной реализации и временного периода (коэффициент значимости а°=1, 0<а<1). Для всех остальных временных периодов значения весов меньше, и чем дальше период располагается от исследуемого - /с-го, тем его вес меньше (коэффициент равен - а(к-1)). Такое вычленение исследуемого периода вк(1) означает, что формирование динамических циклов из первоначальной последовательности распадается на К задач формирования стационарной волны сезонности - в«^ для К

взвешенных соответствующим образом реализаций - у(к*Ц) по периодам. Такая реализация у(к>(1) представляется совокупностью функций:

У,(к)(Ц = сх|МуГ' + (к-1 )Т), / = 1.....К. (17)

Таким образом, при выделении цикла вк(1) тренд к-го периода {х,(к)Ц)) может быть представлен:

х,(к>«) = а 1к-'1(у,0)-зк«)). (18)

В результате получим явный вид функционала для решения задачи минимизации ошибки сезонности.

-Шу

о U=1

-fJ vJM

y,(t)-sk(t)

dt => min. (19)

Значение оптимального коэффициента ак, определяющего вес заданного периода реализации yk(t), оценивается на основании задачи оптимизации:

0k(x<k)(t,ak)):=> min. (20)

0<ai1 4 '

Для дискретного варианта исследуемый функционал будет равен:

Л=1 /=1

Таким образом, в случае дискретного времени в диссертации определены конкретные процедуры для выделения динамических сезонных циклов с оптимальными весовыми коэффициентами ак.

Тестирование данного алгоритма проводилось на модельных рядах и реальных данных объемов ремонтных работ, как по заработной плате, так и по обороту запчастей. График спектральной плотности показывает на существование явно выраженных циклов (рис.10), а вид автокорреляционной функции указывает на инерционный характер процесса.

:сгг. Э.Е. 713 ,125» 55* .12«

«*« .1227 443 ■ 1214

332 ,1171 341 .1159 285 ,11« Ш .1138

а) Спектральная плотность б) Автокорреляционная функция

Рис. 10 Характеристики временного ряда Исходный и сглаженный ряд приведены на рис.11. График остатков указывает на приемлемую точность прогноза. Ошибка лежит в пределах 10%.

1 О 20 ЗО 40

■ Ряд — — Про

Рис. 11 Выделение тренда с использованием линейной экстраполяции сезонных циклов Следует отметить, что анализ рисков, как правило, рассматривается как в виде качественных, так и количественных факторов. Главная задача качественного анализа - выявление факторов риска, вычленения списка работ, для которых фактор возникновения риска нельзя исключить. При этом желательно установить потенциальные зоны риска, на основании чего необходима идентификация всех возможных ситуаций, связанных с повышенным риском. Для количественного анализа риска стратегических планов развития предприятий необходим сложный математический аппарат с привлечением численных методов оценки размеров частных рисков и риска стратегического проекта в целом.

В диссертации предлагается механизм мониторинга протекающих бизнес-процессах в условиях динамического изменения условий реализации этапов и соответственного затрат, которые связаны с незапланированными мероприятиями (рис.12), который представлен

диаграммой (рис.13). Так, например, транспортировка УаЬ единиц продукта по маршруту (Ха, Хь) создаёт множество МаЬ видов затрат со значениями величины затрат ЗаЬ, 3Ьт, теМдЬ. Обработка У, единиц продукта на узле X, создаёт множество /_, видов затрат со значениями величины затрат Р„, / є Л,.

Уме г шшнных затрат

38ПШ по внутреннем Учёт шрагоо бизнес просеян

Рис. 12 Информационные потоки в процессе учёта затрат

Рис. 13 Бизнес-процесс учёта затрат Для контроля правильности величин затрат необходимо проверить выполнение уравнения баланса затрат, смысл которого состоит в том, что сумма всех затрат за период равна сумме затрат по контрактам относящихся к поставщику, потребителю и на собственные нужды.

В диссертации предложена архитектура системы контроллинга. В рамках развития моделей эффективности поставлена задача управления в условиях ограничений на структуру инвестиционной деятельности. В плане контроллинга рисков предложена процедура прогнозирования результатов отдельных этапов при наличии цикличности. Для случая совместной реализации стратегического плана развития решена задача оценки эффективности распределения финансирования.

В четвертой главе разработана методика формирования управленческих мероприятий по реализации программы стратегического развития, которая приводит к оценке объемов работ для каждого предприятия промышленного объединения (рис.14.).

ПД

Рис. 14. Динамика финансирования подразделений

Для решения задачи формирования управленческих мероприятий предлагаются процедуры оптимизации производственного цикла, основанные на аналитических и имитационных моделях сетевого планирования.

Длительность производственного цикла непосредственно влияет на эффективность всего производства. В связи с этим его сокращение является одной из ключевых проблем и всегда включается в программу формирования стратегического плана развития. Если исходной моделью для расчета цикла является сетевая, тогда продолжительность рассчитывается исходя из пути максимальной длины. Рассматривается вопрос снижения длительности цикла на некоторую величину Д. При этом каждое подразделение объединения готовит и представляет в центр стратегического развития соответствующий комплекс мероприятия по его сокращению.

Пусть 5|(т|) - функция затрат реализации ¡-го этапа, для сокращения цикла на ц. Имеют место два варианта решения задачи.

Первый вариант. План мероприятий определяется на основании общей задачи оптимизации:

п п

£ S, (г,) min, при условии £ г, = Д. (22)

<=1 . • ;=1 Если найдены оптимальные значения т*, то подразделение должно сократить длительность своего технологического процесса на i-ом этапе на т* и оно финансируется в объеме Si(i*).

Второй вариант. Предполагается, что объем финансирования пропорционален Т| и Sfä-t,, где X - нормированный коэффициент. Пусть Т|=£Д) - исходящее от подразделения время сокращения при финансировании X Т]. В данной ситуации величина X определяется отделом стратегического развития, а план формируется из условия

п

££(А)>Д. Задача состоит в поиске минимального значения X*. Далее

¿=1

каждое подразделение i получает задание на сокращение технологического процесса на т*=£Д*) при финансировании А.*т* .

В практике моделирования, в основном, в качестве Sj(xr) используется семейство функций типа Кобба-Дугласа

5/0"/)=— i=1..n, а>1, где ц определяет эффективность

а

предложенных мероприятий.

В работе предлагается следующая процедура:

/ду-1 л

1 шаг. Яо определяется из соотношения = ■ гДе ^ = ■

Si - операции критического пути и ¿¡1= t-,

2 шаг. При продолжительностях операций, равных t,1, ищется критический путь Ц1 длиной Ti. Если выполняется неравенство 7~1>7о-Д, то рекуррентно вычисляется новое значение исходя из Д=Г(ц1)-Г0+Д, где Пц^ - длина пути hi при исходных длительностях операций {fj, a S представляет сумму оценок Si подразделений, которые входят в путь При этом А.1>Х0. Далее ищем критический путь иг , а также длину Т(ц2) при длительностях операций и процедура повторяется.

Так как число путей сети конечно, то минимальное значение X* получается за конечное число шагов. При этом X* таково, что длина критического пути представляет разность (Го-Д), а длительности операций цк, соответственно равны t, -^¡(А.*).

Для рассмотренной модели сетевого планирования программы стратегического развития (рис.5.) в аспектах моделирования и оптимизации производственного цикла рассмотрена следующая задача. Для исходной модели (Modi) заданы равномерные распределения времен выполнения этапов (Tmin, Tmax) и ресурсы (табл.4.). Сокращение времени реализации производственного цикла возможно за счет дополнительного финансирования (Mod2). После

выявления потенциальных возможностей сокращения времени для каждого этапа оцениваются соответствующие скорректированные времена и ресурсы (табл.3).

Таблица 4.

Времена выполнения этапов и ресурсы_

Исходные времена Сокращенные времена

Этап Tmin Тщах Q Tmin Тпах Q

1 8 12 -210 7,2 10,8 -233,3

2 8,5 12,5 -180 7,2 10,6 -211,8

3 7,5 11,5 -200 6,9 10,5 -217,4

4 9 13 185 7,8 11,3 212,6

5 1 9 235 0,9 8,2 258,2

6 8 10 130 7,1 8,9 146,1

7 5 7 170 4,6 6,5 182,8

Если для модели Modi прибыль составляет 130 единиц, то для Mod2 - 83 единицы. Потери достаточно существенны, но они могут быть оправданы сокращением производственного цикла с целью повышения оборота (табл.5, и рис.15.).

Таблица 5.

Описательные статистики производственного цикла

I Среднее Медиана Минимум Максимум Дисперс. Стд.откл. Станд. Асимм.

Modi 60,71 60,00 55,00 66,00 6,21 2,49 0,25 0,03

Mod2 55,42 55,001 51,00 60,00 3,91 1,98 0,20 0,22

Modi = Ю1*1*погша1(х; 60.7129: 2.4913) Mod2 = Ю1*1*погта1(х; 55.4158: 1.9762)

52 53 54 55 56 57 58 59 бО 61 62 63 64 65 66

Рис. 15. Характеристики имитационного процесса Из гистограмм видно, что различаются не только математические ожидания времени выполнения программы, но и дисперсия. Также показано, что для моделирования производственного цикла можно использовать нормальное приближение. Это обуславливается сложением множества независимых случайных времен выполнения отдельных этапов.

В отличие от производственного цикла, коммерческий цикл включает стоимость продвижения товара. В данном случае

рассматриваются вопросы складирования, транспортировки, продажи, т.е. коммерческий цикл включает все, от чего зависят конечные финансовые показатели. Для коммерческого цикла выбирается путь ц (для некоторого коммерческого цикла) исходя из критерия оптимизации

\

/ец

-»/17/п. (23)

Если имеется сеть, представляющая альтернативные варианты

коммерческих циклов и зависимости вДт^и^ср

г

Т;

¡=1..п, где ф -

выпуклая функция т, то оптимизация коммерческого цикла решается в два этапа.

Этап 1. Сначала определяется путь с минимальной длиной, для которого длины дуг равны

Этап 2. Для найденного пути с минимальным значением длины )Л/т выполняется оптимизация длительности отдельных операций.

Первая задача относится к классическим («задача о пути минимальной длины»). Для решения второй задачи появляется

необходимость минимизации функции 1/Утф

ГТ_

+ Р(Г), которая

зависит от одной переменной Т. Продолжительность операций в

изданном случае определяется как т, = тттТ0.

Показано влияние длительности производственного цикла на эффективность всей производственной деятельности промышленного объединения. Выполнена адаптация модели сетевого планирования для расчета стохастических показателей производственного цикла, что позволят получить комплексный план развития относительно финансовых и временных показателей.

Для предлагаемой системы моделей и функций управления в диссертации разработана архитектура программно-моделирующего комплекса, а также предложена структура информационных потоков и программного обеспечения (ПО) в системе подготовки планов стратегического развития (рис.16.). Разработаны алгоритмы реализации отдельных этапов стратегического планирования, включающие структуры данных для моделирования рыночной среды, систему показателей финансовой деятельности, данные для мониторинга, которые служат для автоматизации поддержки принятия управленческих решений.

ВХОДНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОТОКИ ПО

3 г^ЙЇ »ні 55

slip liSií

i 3 ®

Структура данных для моделирования рыночной среды:

1. Струитури продуктово - рыночных » направлен«» (ПРН): г Структур« и «»рактеристиім южуремтое, «нтрмеитое и целтык потребителей; 3. Qrpwwwa структур» промыщпямости

ФУНКЦИОНАЛ ПО И СТРУКТУРА ВЫХОДНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ

1Пг

Система показателей финансовой деятельности предприятия и методов их ' оценки: рентабельноеЫдоходмость ЯНввСТИЦИЙ ROI 387Р8ТЫ И СЄбЄ€ТШМОСТЬ

ПРИ, оборачиваемость капитала и др.

í-

i«|Ssl

Система нафожономичентк показателей и методов их оценки: валовый per ионапьный ■ продукт, «поеные оодивпьные показатели рітюм«, инфляция. т»мпм poeta сснооны» wono«ifwc«t* тжшилвй

Система рыиочмын показателей и методов их оценки: 1 .Конкурентоспособность, » 2Лривле*жтельиость рынка 3. .Емкость рынка; 4. Перспективы роста рынка;

5 Доля рынка;

6 Теып роста рынка;

7. ROI/ ROS; 8 Показатель «жтношеки* цена «ячвию в.КЬмцвнтрацав конкурентов

Система показателей оценки качества принимаемых управленческих решений и ' методов их оценки; Срок «ушстжт. NP V. ®Jt IVA. Ю1

Система моделей и методов стратегического планирования

і

Экспертные процедуры для анализа субъективных оценок лиц, принимающих решения (ПНР)

1. Поддержка исследований текущего состояния предприятия и окружающей среды

Коррелирующие воздействия

Результаты Исследований текущего состояния предприятия и рыночной среды

2. Реализация анализа текущего состояния по

финансовым _показателям

Денные мониторинга для организации Исследований.

Да иные для доисследования

Результаты применения j моделей СП Уровень 1 і

Цапи и альтернативы стратегии

5. Формулировка целей, альтернатив их достижения, выбор наилучшей стратегии

Результаты А

согласования [

объективных и /

субъективных оценок Корректирующие воздействия

Результаты применения моделей СП _ Уровень 2 _

Анализ Планирование Оперативное управление Контроль

4. Сравнение объективных и субъективных оценок ЛПР

3, Реализация анализа текущего состояния по рыночный показателям

СО

о

На практике процесс реализации программ развития решается на основе постоянного планирования управленческих мероприятий (УМ). В работе предлагается формальный подход к их формированию, основанный на формальном представлении управляемого и управляющего процессов.

Для позитивной оценки влияния автоматизированной системы поддержки управленческих решений на организацию работы руководителя, необходимо обеспечение регулярного отслеживания динамики управленческих процессов, их ситуационный анализ и оценка текущего состояния для формирования решений по срокам проведения соответствующих мероприятий. При моделировании специфики поведения руководителей в ходе проведения управленческих мероприятий необходимо учитывать, что параллельно с управляемым процессом реализуется управляющий процесс. В ходе наблюдения за управляемыми процессами, руководитель формирует управленческие мероприятия, которые различаются по сложности и направленности. При необходимости достаточно сложные мероприятия могут быть разделены на субмероприятия, а их выполнение разнесено во времени. В промежутках между субмероприятиями руководитель организует другие управленческие мероприятия.

Структура модели организации управления руководителем множеством процессов в результате реализации управленческих мероприятий (УМ) приведена на рис.17. На схеме изображены:

-управляемые процессы Уи (0(/ = 1,/) - / процессов, которые

одновременно протекают и находятся под постоянным наблюдением и управлением руководства объединения, среди которых имеют место как полностью независимые, так и частично зависимые;

-планы управляемых процессов Руи(у1)(0(' ='"»') ~ согласуются с

сетевой моделью и детализируются по каждому этапу с учетом возможных задержек и непредвиденных расходов предыдущих этапов;

-планы УМ Рт,(/ = 1,/) - также формируются с учетом календарных планов сетевой модели и детализации состояний управляемых процессов, направленные на организационные аспекты реализации программы управленческих мероприятий;

- программа анализа характеристик и параметров управляемых

процессов, которая выполняет действия _

А а,^/]-> еД/ = 1,/), (24)

Управляемый процесс

План управляемого процесса

V

у' _

7^4/ ¿Г

/ \ у/ к К/

Анализ состояния управляемых процессов

/

План управленческих мероприятий

Сводный план управленческих мероприятий

План-сценарий управленческих мероприятий

Г Ппан-диспетчер управленческих , мероприятий

Системный

Ресурс К

)........ ^ У

г

Реализация управленческих мероприятий

Рис. 17. Структурная схема управленческой деятельности системе критериев кц в оценочные значения показателей е,у, а также формирующая интегральную характеристику обобщенного процесса, представляющего объединение

Є--РЬ,С, ]->£,. (25)

в зависимости от оценки состояний и содержания агрегированной цели С, формируемой на основании подцелей с,у в моменты времени і.

Г;у[с,]->Су - обобщенный план УМ

(26)

(27)

I

формируется на основании формального объединения всех планов управленческих мероприятий для управляемых процессов;

- план-сценарий УМ Ртт, является подмножеством обобщенного плана УМ (27), относящийся к строго определенному промежутку времени

- план-диспетчер УМ Р „ представляет расписание на период б

выполнения УМ и создается как подвыборка плана-сценария Ртт на дату с/,

х Ргт ~> вт*. (29)

и последующего разнесения УМ по времени (к=1,2,...)

(30)

- ресурс И (материальные ресурсы, людские, свободные производственные мощности, финансы и т.д.), является резервом, направленным на возможность корректировки управляющих процессов;

- процесс реализации УМ представляет собой действия руководителя, которые реализуют процедуры оперативного управления, а также другие действия, которые ориентируются на выполнение запланированных УМ в каждый момент времени ^

х Рт(£ , на основании которого:

• оценивается текущее состояние управляемого процесса (24) и формируется обобщенная оценка состояния совокупности всех процессов (25);

• реализуется управляющее воздействие;

• корректируется и редактируется сам управляемый процесс;

• выполняется коррекция плана управляемого процесса;

• корректируется план УМ и т.д.

В результате, разработаны процедуры реализации этапов программы развития, основанные на формировании управляемых и управляющих процессов. Предложена модель формирования управленческих мероприятий, направленная на постоянный мониторинг и коррекцию управленческих мероприятий для соблюдения сформированных планов реализации программы стратегического развития.

В пятой главе диссертации выполнена апробация методики формирования стратегического плана развития и приведены некоторые компоненты программно-инструментального комплекса.

Для последующего развития системы в работе решается задача формального описания и документирования всех этапов разработки стратегического плана с использованием стандартных методологий и средств. В качестве базовой технологии была выбрана методология структурного анализа и проектирования БАОТ (рис.18.).

тз о

оэ

(Л >

о

ё (О і: «г

В-о ■о г

■о о ш ш

Список правил распределения поставок

межд)^

заказчикіши

Алгоритм распределения поставок по заказчикам

Данные о

ПрОИЗВОДСТЕ

необходимы для

формирование плана поставок

V

Дополнит« льные параметру

функционирования системы

Об работа нн^і данные прогноза продаж

Распределение поставок по заказчикам

Нераспределенное заказы

Запрос на •'©выполнение рассвета лла^а поставок

Информация о структуре

центров распределения, привила распеределения заказа по поставщикам, остатки на складах, коэффициенты кратности заказа, минимальный уров* складских остатков

Структура производсвенны> -линий фабрики.

календарь

использования

мощностей

Алгоритм наложения ограничений на план поставок

-_з-

Сообщения об ошибках распределения заказа по покупателям

Расчет ппаиа поставок с учетом производственных ограничений

Обработана й на уровне поставщиков заказ-

Модуль рассчета плана цепочек с учетом производственных огра

Подсистема формирования плана поставок

• Алгоритм формирования поставок

Ошибки рассчета прогноза продаж на уровне поставщиков

Расчет поставок на

уровне поставщиков

План

поставок во внутреннем формате

Алгоритм формировані поставок

Расчет поставок на уровне центров распространения

* Модуль рассчета заказа на уровне поставщиков

Сообщение подсистемы

^я Ошибки и сообщения подсистемы рассчета прогноз« на уровне центрог распространения

Запрос на

подготовку

данных

прогноза

продаж

Обработанный на г+| уровне центров

¡распеределения заказ 1-Ц на производство

СО

В диссертации разработана структура базы данных, обеспечивающая реализацию функций обмена данными между моделями и приложениями управления основными бизнес-процессами.

Учитывая требования, предъявляемые к процедурам поддержки управленческой деятельности, можно сформулировать ограничения на функциональную структуру подсистемы моделирования.

В структуре данной подсистемы предполагается наличие следующих основных компонентов. Анализатор ситуации осуществляет анализ входной ситуации и определение необходимого класса моделей. База моделей - представляет собой совокупность моделей различных классов и типов, подключение которых при обеспечении необходимых данных будет более или менее адекватно отражать протекающие процессы. Блок обеспечения данных -обеспечивает доступ к базам данных и управление потоками данных между пользователями системы. Система управления базой моделей - должна обеспечивать последовательную процедуру формирования системы моделей и согласование выходных/входных потоков информации. Блок оценки прогноза - выполняет анализ и дает интерпретацию результатов моделирования. Интерфейс пользователя - обеспечивает возможность простого и удобного взаимодействия пользователя с подсистемой и предоставляет: гибкий механизм построения, "сборки" и выбора моделей; каталогизацию моделей при их выборе для новых приложений; актуализацию данных и результатов; формирование "сквозных" потоков информации при нескольких последовательно используемых моделях и т.д.

Для реализации процедур экспертного оценивания сложившейся ситуации и выбора приоритетных направлений развития вместе с рекомендациями по формированию мероприятий стратегического плана развития объединения в диссертации предлагается программно-инструментальная среда мониторинга результатов группового экспертного оценивания (рис.19.). Она предназначена для отображения в реальном времени динамики изменения результатов экспертизы при одновременной работе группы экспертов.

Каждый эксперт заполняет анкеты экспертизы за отдельным компьютером. Результаты автоматически собираются в общей БД результатов для заранее сформированного сценария экспертизы. Подсистемы мониторинга периодически считывает данные и обновляет соответствующие формы визуализации результатов хода экспертизы.

Пусть как и в главе 2 предприятие составляет план стратегического развития, перераспределяя финансирование между «экономической эффективностью» - К1, «капитальным строительством» - К2 и «социальным развитием» - К3. Однако в данном случае в качестве базового направления выбрано

«социальное развитие». Для оценки эффективности процедуры проведения экспертизы предполагается, что известны истинные относительные объемы для направлений К! и К2 относительно базового направления К3 и мнения экспертов (г12 и г2і), которые не входят в регламент проведения экспертизы, (табл.6.).

Рис. 19. Реализация системы экспертных оценок и мониторинга

Таблица 6.

Экспертные оценки соотношений объемов финансирования

Экспертные советы Направления

Кі к2 К3

1 гц=3 г12=1 1

2 г2і=3 г22=4 1

Из таблицы заметно, что эксперты оценивают значимость собственных направлений существенно выше и, таким образом, финансирование должно быть выше бззового (г11=3>1, Г22 =4>1). Предполагаем, что финансирование составляет 100 единиц. В случае достоверных значений оценок, данных всеми советами, распределение финансирования будет соответствовать строке 1 (табл.5). Ограничение х1+х2+х3=К будет выполняться для любых сообщений. По мнению первого совета, объемы должны распределяться в соответствие со строкой 2. По мнению второго совета, финансирование должно соответствовать строке 3. Таким образом, объемы финансирования в случае предоставления достоверных оценок будут полностью соответствовать оценкам второго совета. Заключение первого совета приводит к тому, что его направление К1 будет иметь большее финансирование, К2 -значительно меньшее, а К3 - немного большее.

Таким образом, можно предположить, что первый совет считает целесообразным увеличение финансирования по проектам развития своего и третьего направления за счет сокращения финансирования

второго. Рассмотрим влияние вариантов манипуляций сообщениями, в том числе и Ст1*г1 для такого распределения финансирования. Если первый совет предоставит явно большее значение оценки, например э^б, то распределение объемов будет соответствовать строке 4.

Таблица 7.

Варианты распределения финансирования_

N Х1 х2 х3

1 Х|(Гц, г22) 3/8*100=37,5 4/8*100=50,0 1/8*100=12,5

2 *(Гц, г12) 3/5*100=60,0 1/5*100=20,0 1/5*100=20,0

3 *(г21, Г22) 3/8*100=37,5 4/8*100=50,0 1/8*100=12,5

4 Х^!, Г22) 5/10*100=50,0 4/10*100=40,0 1/10*100=10,0

5 Х^!, Г22) 1/6*100*16,7 4/6*100*66,7 1/6*100*16,7

Такое распределение финансирования не удовлетворит экспертов третьего направления. Первый совет также будет неудовлетворен - его цель заключается сначала в увеличении своего финансирования а затем третьего направления. Если первый совет занижает оценку и сообщает $1=1, тогда финансирование будет соответствовать строке 5. Таким образом, он увеличил объем финансирования для третьего направления. Также увеличено финансирование второго и, при этом уменьшено собственное.

Можно показать, что, сообщая первый экспертный совет не может одновременно увеличить финансирование первого и третьего направлений за счет второго.

Апробация предложенных методов проводилась при управлении проектом реструктуризации предприятий. Совокупность самых значимых мероприятий реализации проекта была сведена в табл.8. Выполним упорядочение номеров мероприятий по убыванию. В результате получается вторичная таблица с дополнительным столбцом нарастающих итогов. При новой нумерации строим таблицу, в которой помимо затрат и эффекта по каждому мероприятию добавляются столбцы, в которых определяются затраты и эффект нарастающим итогом. Эта зависимость определяет максимальный эффект по данному критерию, который можно получить от заданного множества мероприятий при заданной величине финансирования.

Таблица 8.

Данные о мероприятиях стратегического плана развития

Мероприятия Затраты Эффект Эффективность

№ Б О э=о/э

1 40 80 2

2 100 300 3

3 50 50 1

4 60 240 4

Для построения реальной зависимости «затраты-эффекг» необходимо решить задачу о ранце, задавая различные уровни финансирования R:

240 х, + 300 х2 + 80 х3 + 50 х4 ->тах ,, 1

60 Xi + 100 Хг+ 40 Хз+ 50 Х4 <R.

Для решения этой задачи при различных значениях R использован метод динамического программирования. Ось абсцисс соответствует мероприятиям, а ординат - объему финансирования (рис.20.).

Рис. 20. Оптимизация последовательности мероприятий Путь максимальной длины, соединяющий начало координат и точку (4, S) будет соответствовать множеству мероприятий, дающему максимальный эффект среди всех, требующих совокупного финансирования ровно S единиц.

Анализируя приведенное решение, можно заметить не совсем тривиальные зависимости. При финансировании, например, в объеме 100 единиц, мы получаем эффект в 300 единиц, а при увеличении объема финансирования на 10 единиц эффект составляет всего 290 единиц, то есть на 10 единиц меньше. Аналогичная картина наблюдается при сравнении эффектов при объемах финансирования 200 и 210 единиц, 140 и 150 и т.д.

Таким образом, полученная зависимость характеризует перспективы рассматриваемого проекта программы развития по заданному критерию. Эта зависимость дает возможность определение минимального объема финансирования, которого хватает для достижения плановых целей. С другой стороны, при ограничении на объемы финансирования возможна оценка максимального объема по заданному критерию.

В заключении представлены основные результаты работы.

В приложении приводятся акты внедрения результатов диссертационной работы.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 46 печатных работ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен системный анализ методов, моделей и методик формирования программ стратегического развития, основанных на комбинированных подходах, включающих экспертное оценивание, имитационное моделирование, контроллинг и мониторинг производственной деятельности промышленных объединений. Выделены фазы стратегического развития.

2. Предложена модель экспертного оценивания для выбора приоритетных направлений развития, которая нивелирует аспекты личной заинтересованности отдельных экспертов, и на основании построения сети напряженных вариантов позволяет сформировать программу стратегического развития, сбалансированную по всем возможным направлениям.

3. Разработана схема универсального алгоритма сетевого планирования программ стратегического развития, инвариантная к детерминированному, вероятностному и лингвистическому варианту параметризации. Для вероятностного случая модель параметризуется распределениями вероятностей времен и ресурсов каждого этапа, что позволяет оценить влияние неопределенностей аннуитета и дисконта на интегральный показатель эффективности. Показано, что математическое ожидание ЫР\/ существенно зависит не только от математического ожидания аннуитета и дисконта, но и их дисперсий.

4. Разработана модели контроллинга эффективности, риска, затрат и результатов, которые обеспечивают информационно-аналитическую поддержку процессов принятия решений по формированию программ стратегического развития. Сформированы основные положения создания архитектуры системы контроллинга. В рамках развития моделей эффективности поставлена задача управления в условиях ограничений на структуру инвестиционной деятельности. В плане контроллинга рисков предложена процедура прогнозирования результатов отдельных этапов при наличии цикличности. Для случая совместной реализации стратегического плана развития решена задача оценки эффективности распределения финансирования.

5. Для решения задачи формирования управленческих мероприятий предлагаются процедуры оптимизации производственного цикла, основанные на аналитических и имитационных моделях сетевого планирования. Показано влияние длительности производственного цикла на эффективность всей производственной деятельности промышленного объединения.

Выполнена адаптация модели сетевого планирования для расчета стохастических показателей производственного цикла, что позволят получить комплексный план развития относительно финансовых и временных показателей.

6. Разработаны процедуры реализации этапов программы развития, основанные на формировании управляемых и управляющих процессов. Предложена модель формирования управленческих мероприятий, направленная на постоянный мониторинг и коррекцию управленческих мероприятий для соблюдения сформированных планов реализации программы стратегического развития.

7. Предложена структура системы модельной поддержки включающая: анализатор ситуации; базу моделей, представляющей совокупность моделей различных классов и типов, подключение которых при обеспечении необходимых данных адекватно отражать протекающие процессы; блок обеспечения данных; систему управления базой моделей, которая выполняет согласование выходных/входных потоков информации; блок оценки прогноза, выполняющий анализ и интерпретацию результатов моделирования.

8. Для предлагаемой системы моделей и функций управления в диссертации разработана архитектура программно-моделирующего комплекса, а также структура информационных потоков, которая позволяет сформировать комплекс требований и управленческих мероприятий по динамической корректировке моделей оценки эффективности программы стратегического развития.

9. Выполнена задача формального описания и документирования всех этапов разработки системы поддержки управленческой деятельностью с использованием стандартных методологий и средств. В качестве базовой технологии была выбрана методология структурного анализа и проектирования БАОТ. Разработана структура базы данных, обеспечивающая реализацию функций обмена данными между моделями и приложениями управления этапами программы стратегического развития.

10. Разработанные методы, модели и методики прошли апробацию и внедрены для практического применения в ряде промышленных предприятий, а также используются в учебном процессе в МАДИ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Монографии

1. Якунин П.С. Моделирование управленческих решений при формировании программ стратегического развития / П.С.Якунин, В.В.Борщ, М.В.Приходько, С.Н.Сатышев // М„ Изд-во МАДИ, 2013. -178с.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

2. Якунин П.С. Исследование начального периода моделирования на точность среднейнтегральной оценки имитационных моделей / А.В.Остроух, А.А.Солнцев, Н.В.Солдатов, К.А.Новицкий, П.С.Якунин // Вестник МАДИ, вып. 2 (21). - М.: МАДИ, 2010.-С. 61-65.

3. Якунин П.С. Агрегированные критерии эффективности бизнес-процессов управления производственным циклом промышленных предприятий / С.Н.Катырин, А.А.Солнцев, П.А.Тимофеев, П.С.Якунин // Вестник МАДИ Выпуск 4 (27). - М.: МАДИ, 2011.-С. 53-59.

4. Якунин П.С. Нечеткие методы и модели поддержки управленческих решений формирования организационной структуры промышленного объединения / Е.С.Москвичев, М.В.Приходько, П.А.Тимофеев, П.С.Якунин // Вестник МАДИ Выпуск 4 (27). - М.: МАДИ, 2011.-С. 67-73.

5. Якунин П.С. Анализ характеристик гауссовских условно нестационарных процессов в задачах имитационного моделирования систем / П.С.Якунин, Г.Г.Ягудаев, С.Н.Сатышев, А.А.Котов, Р.Г.Жигарев // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. № 3 (15). - Астрахань: Издательский дом, 2011. - С.85-93.

6. Якунин П.С. Методы организации и моделирования дилерских сетей / А.Б.Николаев, А.А.Солнцев, А.Г.Саная, П.С.Якунин // В мире научных открытий № 12 (36). - Красноярск: НИЦ, 2012. - С. 163-174.

7. Якунин П.С. Аппроксимация среднеинтегральных оценок нестационарных режимов имитационных моделей сетей массового обслуживания / В.М.Приходько, Д.В.Строганов, П.С.Якунин, Е.С.Москвичев, А.А.Солнцев // Наука и образование: Электронное научно-техническое издание. № 3. - М.: МГТУ им. Баумана, 2012.

8. Якунин П.С. Влияние начальных условий и длительности моделирования на характеристики условно-нестационарных процессов / Д.В.Строганов, А.А.Солнцев, П.С.Якунин, Р.В.Батов, А.А.Карасев // Наука и образование: Электронное научно-техническое издание. № 4. - М.: МГТУ им. Баумана, 2012.

9. Якунин П.С. Автоматизированные информационные системы на автотранспортном предприятии / СЛ.Порфирьева, К.А.Данчук, А.Б.Львова, А.В.Остроух, П.С.Якунин // В мире научных открытий №2.6 (26). - Красноярск: НИЦ, 2012. - С. 34-39.

Ю.Якунин П.С. Имитационные модели оценки качества транспортного обслуживания / А.Б.Николаев, М.В.Приходько, С.Н.Сатышев, А.А.Солнцев, П.С.Якунин // Автотранспортное предприятие № 2 - М., 2013. - С.52-54.

11. Якунин П.С. Автоматизация поддержки управленческих решений при организации наукоемкого производства на основе гибкой

обратной связи / А.Б.Николаев, П.С.Якунин, Ю.А.Краснов // Промышленные АСУ и контроллеры. № 4 - М., 2013. - С.3-13.

12.Якунин П.С. Модели оценки эффективности и кластеризация межрегиональных маршрутов / А.В.Лазаренко, А.Н.Моисеев,

A.А.Свечников, П.С.Якунин // Автотранспортное предприятие № 6 -М., 2013. — С.44-52.

13. Якунин П.С. Методы и модели интеграции приложений с алгоритмической структурой в системе поддержки управленческих решений / А.Н.Моисеев, A.A. Свечников, П.С.Якунин, В.Ю.Строганов// Промышленные АСУ и контроллеры. № 6 - М., 2013. - С.35-41.

Публикации в других издательствах

14. Якунин П.С. Принципы формирования организационных структур в системах управления промышленных предприятий /

B.В.Борщ, М.В.Измайлова, А.Ю.Кудрявцев, П.С.Якунин // Автоматизация управления в организационных системах: межвуз. сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). - М.: МАДИ (ГТУ), 2008. - С. 4-11.

15. Якунин П.С. Взаимная параметризация этапов формирования организационной структуры / В.Н.Брыль, М.В.Приходько,

C.Н.Сатышев, П.С.Якунин // Автоматизация управления в организационных системах: межвуз. сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). - М.: МАДИ (ГТУ), 2008. - С. 68-73.

16. Якунин П.С. Функциональная и организационная декомпозиция системы информационного обмена в контуре управления предприятием / Р.В.Батов, Б.С.Горячкин, ЮАКраснов, А.А.Свечников, П.С.Якунин // Автоматизация управления в организационных системах: межвуз. сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). - М.: МАДИ (ГТУ), 2008. -С. 107-114.

17. Якунин П.С. Решение уравнения баланса в декомпозиционном методе моделирования транспортных потоков / А.А.Солнцев, П.С.Якунин, В.А.Дицкий, А.М.Травкин // Методы управления потоками в транспортных системах: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2009. -С. 17-23.

18. Якунин П.С. Моделирование транспортной системы на основе гибридного автомата / А.А.Солнцев, П.С.Якунин, А.В.Чичерин, С .А. Кузнецов // Методы управления потоками в транспортных системах: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2009. - С. 41-45.

19. Якунин П.С. Анализ сходимости алгоритмов управления в условиях нестационарности развития показателей / А.А.Солнцев, П.С.Якунин, С.А.Кузнецов, А.В.Чичерин // Методы управления потоками в транспортных системах: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2009. - С. 46-52.

20. Якунин П.С. Примеры использования нечетких множеств в системе планирования продаж / П.А.Тимофеев, П.С.Якунин, H.A.Красникова, Н.В.Солдатов // Методы управления потоками в

транспортных системах: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2009. -С.53-57.

21. Якунин П.С. Научные подходы в управлении сложными системами / П.С.Якунин, Е.С.Москвичев, М.О.Губин, М.М.Никитин // Модели и методы управления сложными техническими системами: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2010. - С. 4-9.

22. Якунин П.С. Технология синтеза организационных структур сложных систем управления / П.С.Якунин, М.В.Приходько, Д.В.Строганов, А.А.Котов // Модели и методы управления сложными техническими системами: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2010. -С.56-61.

23. Якунин П.С. Разработка моделей анализа и формирования кадрового и ресурсного обеспечения решения управленческих задач / П.С.Якунин, П.А.Тимофеев, В.М.Рачковская // Модели и методы управления сложными техническими системами: сб. науч. тр. МАДИ. -М.: МАДИ, 2010. - С. 96-104.

24. Якунин П.С. Анализ организационных структур в сложных промышленных системах / С.Н.Сатышев, П.С.Якунин // Методы описания и моделирования бизнес-процессов и технологий в промышленности, строительстве и образовании: сб. науч. тр. МАДИ №3/47. - М.: МАДИ, 2010. - С. 33-39.

25. Якунин П.С. Теоретические аспекты подготовки управленческих решений / П.С.Якунин // Методы описания и моделирования бизнес-процессов и технологий в промышленности, строительстве и образовании: сб. науч. тр. МАДИ № 3/47. - М.: МАДИ, 2010.-С. 79-86.

26. Якунин П.С. Системы поддержки функций стратегического управления промышленным объединением / Е.С.Москвичев, А.Б.Николаев, Л.В.Приходько, П.С.Якунин // Автоматизация систем поддержки управленческой деятельности: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2011.-С. 9-13.

27. Якунин П.С. Проблемы принятия решений при формировании и оценивании эффективности бизнес-процессов / В.Н.Брыль, Б.С.Горячкин, М.И.Карташев, Д.В.Строганов, П.С.Якунин // Автоматизация систем поддержки управленческой деятельности: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2011. - С. 21-28.

28. Якунин П.С. / А.В.Барышников, Я.В.Кузовлев, А.Н.Моисеев, П.С.Якунин // Методы и модели автоматизации поддержки управленческих решений.-М.: МАДИ, 2011. - С. 101-106.

29. Якунин П.С. Постановка задачи моделирования обмена информационными и материальными ресурсами на промышленном объединении / А.В.Барышников, А.Н.Моисеев, А.И.Чернявский, П.С.Якунин // Методы и модели автоматизации поддержки управленческих решений. - М.: МАДИ, 2011. - С. 107-115.

30. Якунин П.С. Принципы организации системы мониторинга транспортного звена промышленного объединения / П.С.Якунин II Методы и модели автоматизации поддержки управленческих решений.-М.: МАДИ, 2011.-С. 116-124.

31. Якунин П.С. Системы информационной поддержки жизненного цикла протяженных объектов / П.Ф.Юрчик, В.Б.Голубкова, П.С.Якунин, К.П.Ранджит // Прикладная эконометрика на транспорте и в промышленности. - М.: МАДИ, 2011. - С. 10-21.

32. Якунин П.С. Взаимодействие программных модулей в автоматизированной информационно-аналитической системе планирования доставки грузов / А.Ю.Кудрявцев, М.В.Приходько, А.А.Солнцев, П.С.Якунин // Автоматизация и управление: стратегия, инвестиции, инновации, сб. науч. тр. МАДИ. - М.: Техполиграфцентр, 2011.-С. 20-26.

33. Якунин П.С. Лингвистические неопределенности в сетевой модели анализа эффективности проектов информатизации предприятий транспортного комплекса / В.Н.Брыль, Е.С.Москвичев, А.А.Солнцев, П.А.Тимофеев, П.С.Якунин // Автоматизация и управление: стратегия, инвестиции, инновации, сб. науч. тр. МАДИ. -М.: Техполиграфцентр, 2011. - С. 26-30.

34. Якунин П.С. Задачи оптимизации структуры управления производством работ на протяженных объектах / А.А.Карасев, А.Ю.Кудрявцев, П.В.Панов, П.С.Якунин II Автоматизация и управление: стратегия, инвестиции, инновации, сб. науч. тр. МАДИ. -М.: Техполиграфцентр, 2011. - С. 53-59.

35. Якунин П.С. Надежность и валидность тестирования персонала наукоемких производств / А.М.Ивахненко, А.А.Карасев, А.А.Свечников, А.А.Сокол, П.С.Якунин // Автоматизация систем управления персоналом: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2011. - С. 3-11.

36. Якунин П.С. Интерфейсные формы системы управления персоналом / В.Н.Брыль, М.И.Карташев, А.Б.Николаев, А.А.Свечников, П.С.Якунин II Автоматизация систем управления персоналом: сб. науч. тр. МАДИ. -М.: МАДИ, 2011. - С. 11-16.

37. Якунин П.С. Точность исходных измерений тестового контроля знаний персонала / О.Б.Рогова, Н.К.Соколов, Е.Ю.Толкаев, П.С.Якунин II Автоматизация систем управления персоналом: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2011. - С. 89-93.

38. Якунин П.С. Имитационное моделирование как метод проведения системных исследований I В.Н.Брыль, А.Г.Саная, П.А.Товкач, П.С.Якунин // Имитационное моделирование систем управления. - М.: МАДИ, 2012. - С. 3-7.

39. Якунин П.С. Выбор состава контролируемых характеристик моделирования технических систем / А.Ю.Кудрявцев, Д.В.Строганов,

П.А.Товкач, П.С.Якунин // Имитационное моделирование систем управления. - М.: МАДИ, 2012. - С. 17-20.

40. Якунин П.С. Формальное представление регенерирующих процессов в моделях управления запасами / Т.И.Еремина, А.А.Солнцев, П.С.Якунин // Имитационное моделирование систем управления. - М.: МАДИ, 2012. - С. 20-26.

41. Якунин П.С. Процессно-ориентированная имитационная модель функционирования предприятия технического обслуживания / П.С.Якунин // Имитационное моделирование систем управления. - М.: МАДИ, 2012.-С. 84-90.

42. Якунин П.С. Задачи выбора направлений при формировании программ стратегического развития промышленных объединений / П.С.Якунин II Информационное обеспечение систем поддержки принятия решений: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2012. - С.35-40.

43. Якунин П.С. Имитационная модель сетевого планирования программ развития в условиях стохастической неопределенности / А.И.Чернявский, А.Н.Моисеев, П.С.Якунин // Информационное обеспечение систем поддержки принятия решений: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2012. - С.40-47.

44.Якунин П.С. Декомпозиция управленческих мероприятий и автоматизация формирования управленческих решений по долгосрочным программам развития / П.С.Якунин, А.Н.Моисеев, А.В.Барышников II Информационное обеспечение систем поддержки принятия решений: сб. науч. тр. МАДИ. - М.: МАДИ, 2012. - С.47-52.

45. Якунин П.С. Формирование моделей контроллинга информационно-аналитической поддержки процессов поддержки управленческих решений / П.С.Якунин, А.В.Барышников, А.И.Чернявский II Автоматизация и управление в технических системах. - 2013. - №1(3); URL: auts.esrae.ru/3-69 (дата обращения: 14.07.2013).

46. Якунин П.С. Имитационное моделирование сетевого планирования производственного цикла в задачах формирования Фаз стратегического развития промышленного объединения / Якунин П.С. II Автоматизация и управление в технических системах. - 2013. -№1(3); URL: auts.esrae.ru/3-69 (дата обращения: 14.07.2013).

Подписано в печать: 10.10.2013 Тираж: 100 экз. Заказ № 981 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект д.74 (495)790-47-77 www.reglet.ru

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ПРОГРАММ СТРАТЕГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕДИНЕНИЙ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

ЯКУНИН ПАВЕЛ СЕРГЕЕВИЧ

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2013

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.......

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ФОРМИРОВАНИЮ СТРАТЕГИЧЕСКОГО ПЛАНА РАЗВИТИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕДИНЕНИЙ................................................................................................14

1.1. Анализ принципов стратегического управления производственными объединениями......................................................................................................14

1.2. Фазы стратегического развития и требования к моделям стратегического планирования............................................................................34

1.3. Анализ методов и моделей управления сложными организационными системами...............................................................................................................36

1.4. Анализ методов экспертного оценивания и агрегирования показателей эффективности проектов развития......................................................................43

Назначение весов экспертам............................................................................49

Простое оценивание..........................................................................................50

Модификация простого оценивания...............................................................51

Метод Дельфи....................................................................................................51

Задача строгого ранжирования объектов.......................................................53

1.5. Принципы формирования альтернативных вариантов решений..........54

1.6. Анализ методик оценки экономической эффективности стратегических программ развития................................................................................................ 58

Определение показателя интегральной экономической эффективности.... 60

Компаудинг........................................................................................................62

Дисконтирование..............................................................................................63

Внутренняя норма доходности проекта..........................................................64

Индекс прибыльности.......................................................................................66

Анализ риска......................................................................................................69

Обоснование надежности.................................................................................71

1.7. Анализ программных средств автоматизации управления проектами 71 Выводы по главе 1.............................................................................................75

2. КОНЦЕПЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ И ПРОГРАММ СТРАТЕГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕДИНЕНИЙ........................................................77

2.1. Статистический анализ динамики объемов работ по направлениям... 77

2.2. Задача экспертного выбора направлений развития................................78

2.3. Методика формирования стратегии развития на основе поиска напряженных вариантов.......................................................................................81

2.4. Обобщенная процедура нечеткого оценивания......................................90

2.5. Разработка сетевой модели стратегического плана развития...............94

2.5.1. Объекты и источники инвестиций стратегических проектов развития .................................................................................................................................94

2.5.2. Рекуррентная модель сетевого планирования реализации проекта.. 96

2.5.3. Вероятностное моделирование сетевой модели................................100

2.6. Формирование организационной структуры управления программами стратегического развития...................................................................................105

2.7. Обобщенные сетевые графики планирования стратегических проектов развития................................................................................................................113

2.8. Параметризация этапов сетевой модели стратегического плана........124

2.8.1. Управление потоками в сетевой модели............................................124

2.8.2. Определение длительности выполнения операций из условия обеспечения минимальной стоимости..............................................................129

2.8.3. Процедура поиска максимального потока.........................................134

2.9. Модели анализа и аппроксимации NPV в условиях неопределенности...............................................................................................138

2.9.1. Регрессионные модели аппроксимации NPV....................................139

2.9.2. Анализ чувствительности NPV к аннуитетам и расчет вероятностных характеристик......................................................................................................143

Выводы по главе 2...........................................................................................153

3. МОДЕЛИ И АРХИТЕКТУРА СРЕДСТВ КОНТРОЛЛИНГА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕДИНЕНИЙ......................................................155

3.1. Модели и постановки задач контроллинга затрат................................157

3.2. Построение процедур прогноза в рамках контроллинга риска..........160

3.3. Разработка методов и моделей контроллинга эффективности промышленных объединений............................................................................163

3.4. Модели и постановки задач контроллинга результатов......................167

3.5.. Формирование конкурсных механизмов в задачах выбора

исполнителей этапов программы развития......................................................172

3.6. Разработка программы развития в условиях смешанного финансирования..................................................................................................178

3.7. Принцип формирования самоокупаемых проектов стратегического развития................................................................................................................187

Выводы по главе 3...........................................................................................193

4. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММ СТРАТЕГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ.........................................................................................................195

4.1. Задача оптимизации производственного цикла....................................195

4.2. Результаты имитационного моделирования сетевой модели производственного цикла...................................................................................199

4.3. Задача оптимизации коммерческого цикла...........................................201

4.4. Принципы построения системы поддержки управления проектами стратегического развития...................................................................................204

4.5. Автоматизация формирования управленческих мероприятий по реализации программы стратегического развития..........................................214

4.6. Модели формирования ресурсного обеспечения решения управленческих задач.........................................................................................229

4.7. Оптимизация управленческих решений на основе алгоритмов анализа нечетких ситуационных сетей...........................................................................239

Выводы по главе 4...........................................................................................245

5. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ МОДЕЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ И АПРОБАЦИЯ МОДЕЛЕЙ СТРАТЕГИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ...........................................................................................247

5.1. Структура системы модельной поддержки формирования стратегического плана развития........................................................................247

5.2. Выбор направлений стратегического развития....................................250

5.3. Принципы формирования организационной структуры управления реализацией стратегического плана развития..................................................252

5.4. Формализованные схемы бизнес-процессов системы управления предприятием.......................................................................................................259

5.4.1. Описание бизнес-процесса «Регистрация входящей / исходящей документации»....................................................................................................263

5.4.2. Описание бизнес-процесса «Контроль исполнения поручения».....267

5.4.3. Описание бизнес-процесса «Выдача документов на руки».............271

5.5. Анализ взаимодействия показателей затрат и эффекта.......................278

Выводы по главе 5...........................................................................................284

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................

ЛИТЕРАТУРА................................................

ПРИЛОЖЕНИЕ. АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ

285 288 302

Предметом исследования является система поддержки управленческих решений по формированию программы стратегического развития промышленного объединения, включающая процессы внедрения новых информационных технологий, современные методы ситуационного анализа, а также компоненты математического, информационного и программного обеспечения для организации устойчивой работы объединения.

Цель и основные задачи исследования

Целью настоящей работы является повышение эффективности работы предприятий, входящих в состав промышленного объединения, на базе создания и внедрения методов, моделей и средств автоматизации поддержки управленческих решений при формировании программ стратегического развития.

Для достижения данной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Системный анализ методов и моделей формирования программ стратегического развития.

2. Формирование процедур выбора направлений и программ развития, сбалансированных по выбранным направлениям.

3. Разработка методов факторного анализа и методов оценки интегральных показателей эффективности на базе моделей сетевого планирования.

4. Разработка моделей и средств контроллинга эффективности, рисков, затрат и результатов основной производственной деятельности.

5. Имитационное моделирование и оптимизация производственного цикла на сетевой модели технологических процессов.

6. Автоматизация формирования управленческих мероприятий по реализации программы стратегического развития. Разработка структуры системы модельной поддержки.

При разработке формальных моделей компонентов в диссертации использовались методы общей теории систем и классический теоретико-множественный аппарат. Системный анализ деятельности проводился на

основе анализа данных, с использованием факторного, кластерного, канонического и других методов статистического анализа. При разработке компонентов методики стратегического планирования использовалась теория графов, методы математического программирования, имитационное моделирование, экономико-математические методы и др.

Научную новизну работы составляют методы, модели и методики автоматизации поддержки управленческих решений при формировании программ стратегического развития промышленных объединений.

На защиту выносятся:

• методика выбора сбалансированной программы стратегического развития;

• имитационная модель сетевого планирования и оценки эффективности долгосрочных проектов развития;

• модели контроллинга в системе совместного финансирования программ стратегического развития;

• процедура оптимизации производственного цикла на имитационной модели;

• методика формирования управленческих мероприятий по реализации программы стратегического развития;

• сценарий и структура системы модельной поддержки, архитектура программно-моделирующего комплекса.

Диссертация состоит из пяти глав, в которых приводится решение поставленных задач»

В первой главе диссертации выполнен системный анализ подходов к моделированию процессов стратегического планирования, а также методик, методов и моделей поддержки управленческих решений в производственной деятельности промышленного объединения. Так, стратегическое сценарное планирование долгосрочной деятельности промышленных объединений, основанное на ключевой компетенции, дает возможность сформировать рациональные варианты управленческих решений с учетом возможных

использование разработанной имитационной модели оценки эффективности долгосрочных проектов развития. Для стохастического варианта модели времена реализации этапов и ресурсы являются случайными величинами. Поэтому в работе предлагается использование метода Монте-Карло, на основании которого вычисляется случайное время завершения программы развития.

В результате предложена схема универсального алгоритма сетевого планирования программ стратегического развития, инвариантная к детерминированному, вероятностному и лингвистическому варианту параметризации. Для вероятностного случая модель параметризуется распределениями вероятностей времен и ресурсов каждого этапа, что позволяет оценить влияние неопределенностей аннуитета и дисконта на интегральный показатель эффективности. Показано, что математическое ожидание ЫРУ существенно зависит не только от математического ожидания аннуитета и дисконта, но и их дисперсий.

В третьей главе разрабатываются модели контроллинга эффективности, риска, затрат и результатов, которые обеспечивают информационно-аналитическую поддержку процессов принятия решений по формированию программ стратегического развития.

В рамках развития моделей контроллинга эффективности рассмотрена задача управления в условиях ограничений на структуру инвестиционной деятельности и на основные показатели деятельности предприятия. Циклическое распределение инвестиционных ресурсов между портфелями осуществляется с целью максимизации заданного функционала.

В условиях совместной реализации стратегического плана развития возникает задача оценки эффективности распределения финансирования для каждого участника. Предполагается, что каждый участник действует по определенному сценарию для приоритетной реализации собственных производственных программ.

Предполагается, что имеется ш типов возможных проектов, которые могут существенно повлиять на формирования стратегического плана развития, в реализации которых необходимо привлечение финансовых средства ряда компаний. При этом ряд проектов может быть экономически невыгодным для отдельных компаний. Предполагается, что имеется п фирм -потенциальных инвесторов в программы стратегического развития региона, которое направлено на усиление производственных мощностей. Имеется централизованный фонд, который финансирует возможные программы стратегического развития.

Показано, что анализ рисков, как правило, рассматривается как в виде качественных, так и количественные факторов. Главная задача качественного анализа - выявление факторов риска, вычленения списка работ, для которых фактор возникновения риска нельзя исключить. При этом желательно установить потенциальные зоны риска, на основании чего необходима идентификация всех возможных ситуаций, связанных с повышенным риском. Для количественного анализа риска стратегических планов развития предприятий необходим сложный математический аппарат с привлечением численных методов оценки размеров частных рисков и риска стратегического проекта в целом.

В результате разработаны основные положения архитектуры системы контроллинга. В рамках развития моделей эффективности поставлена задача управления в условиях ограничений на структуру инвестиционной деятельности. В плане контроллинга рисков предложена процедура прогнозирования результатов отдельных этапов при наличии цикличности. Для случая совместной реализации стратегического плана развития решена задача оценки эффективности распределения финансирования. (ННЗ-конец)

В четвертой главе разработана методика формирования управленческих мероприятий по реализации программы стратегического развития, которая приводит к оценке объемов работ для каждого предприятия промышленного объединения.

Для решения задачи формирования управленческих мероприятий предлагаются процедуры оптимизации производственного цикла, основанные на аналитических и имитационных моделях сетевого планирования. Показано влияние длительности производственного цикла на эффективность всей производственной деятельности промышленного объединения. Выполнена адаптация модели сетевого планирования для расчета стохастических показателей производственного цикла, что позволят получить комплексный план развития относительно финансовых и временных показателей.

Для предлагаемой системы моделей и функций управления в диссертации разработана архитектура программно-моделирующего комплекса, а также предложена структура информационных потоков и программного обеспечения в системе подготовки планов стратегического развития. Разработаны алгоритмы реализации отдельных этапов стратегического планирования, включающие структуры данных для моделирования рыночной среды, систему показателей финансовой деятельности, данные для мониторинга и др., которые служат для поддержки принятия управленческих решений.

На практике процесс реализации программ развития решается на основе постоянного планирование управленческих мероприятий (УМ). В работе предлагается формальный подход к их формированию, основанный на формальном представлении управляемого и управляющего процессов. В результате, разработаны процедуры реализации этапов программы развития, основанные на формировании управляемых и управляющих процессов. Предложена модель формирования управленческих мероприятий, направленная на постоянный мониторинг и коррекцию управленческих мероприятий для соблюдения сформированных планов реализации программы стратегического развития.

В пятой главе диссертации выполнена апробация методики формирования стратегического плана развития и приведены некоторые

компоненты программ�