автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизированная диалоговая система поддержки принятия решений по развитию производственных комплексов

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ К СПЛАВОВ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

на правах рукописи АНДРЕЕВА Ольга Владимировна

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ДИАЛОГОВАЯ СИСТЕМА ' ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО РАЗВИТИЮ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ ( НА ПРИМЕРЕ ТРУБНОГО ПРОИЗВОДСТВА )

Специальность 05.13.06 -"Автоматизированные системы управления (в металлургии)"

Автореферат диссертации на соискание ученой, степени кандидата технических наук

Москва, 1994

Работа выполнена да Московском Государственном институте стали и сплавов (Технологическом университете). 1

Научный руководитель: .. доктор технических наук, профессор вОМИН С. Я.

Официальные оппоненты: . • Дрктор экономических наук, профессор ЛЕБЕДЕВ Ю.Г.,

кандидат технических наук, доцент КАГРАМАНОВ А.К.

■'-,'■'} Ведущая организация:

Государственный институт по проектированию .•!■'.;',' металлургических заводов

? ' ,: Защита состоится 1994 г. в час. на аа-

.' седании специализированного совета Д.053.08.07 Московского. Государственного института стали и сплавов (Технологического университета) по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский ,; проспект, 4.

У - .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институ-• та. < ' • • -

Автореферат разослан 1904 года.

Справки по телефону: 237-84-45.

• Ученый секретарь

специализированного оовета, ' < кандидат технических ч "»П/.ч '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ.

Актуальность работы. Современная ситуация в экономике характеризуется усилением финансовой самостоятельности различных производственных подразделений, и, следовательно, повышением ответственности руководящего персонала ва принимаемые решения. В связи с этим чрезвычайно актуальной является задача разработки инструментальных средств, позволяющих лицам, принимающим решения (ЛПР), обоснованно и достаточно бистро проводить всестороннюю оценку предполагаемых решений по развитию различных производственных систем, их анализ и сравнение с учетом совокупности многих,факторов, в том числе и неформализуемых, для выбора наиболее эффективного варианта.

Успешное решение проблемы повышения эффективности планирования развития производственных комплексов возможно на.основе применения научно обоснованных методов автоматизации процессов выработки управленческих решений с помощью средств вычислительной техники, адекватного математического, программного и информационного обеспечения. При этом важнейшим фактором, определяющим жизнеспособность разработок по автоматизации планирования и управления, является рациональное распределение функций формирования решений между человеком и вычислительной системой.

Таким образом, поставленная в настоящей работе задача создания автоматизированной диалоговой системы поддержки принятия решений по развитию производственных комплексов является одной из актуальных задач повышения эффективности формирования стратегии инновационной политики.

Целью диссертационной работы является создание инструментальных средств автоматизированного принятия обоснованных управлен-

ческих решений по развитию производственных комплексов (на примере трубного производства), функционально адекватных возможностям пользователей - ЛПР, не имеющих специальной подготовки как по теории принятия решений, так и по программированию.

Для достижения указанной цели определенны следующие основные задачи исследования:

- провести структуризацию проблемы автоматизированного планирования процесса оптимального развития сложных производственных систем и определить необходимую и возможную глубину автоматизации решения указанной проблемы в Условиях сбалансированного распределения функций между ЛПР и вычислительной системой;■

- на основе анализа основных факторов, влияющих на процесс принятия решений при разработке стратегии инноваций, осуществить математическую постановку задачи определения наиболее предпочтительного варианта развития производственного комплекса как задачи многокритериального выбора, опираясь на целостное представление ЛПР о проблеме и вариантах ее решения;

- разработать структуру и состав базы данных, обеспечивающей информационную поддержку процесса принятия решений;

- разработать диалоговую систему принятия решений по развитию проивводственнш комплексов, включающую процедуру построения субъективной модели, процедуру формирования исходного множества альтернатив и их оценки по совокупности выбранных критериев, а также процедуру выбора наиболее предпочтительной схемы развития.

- выбрать, методику и разработать процедуру оптимального управления процессом освоения проектных мощностей, обеспечивающую выбранный вариант развития календарным планом проведения строительства и графиком поставок материальных ресурсов;

- апробировать и внедрить данный комплекс инструментальных

средств в практику разработки инновационной политики.

Методы исследования. Теоретические исследования основываются на методологии системного анализа и структурного подхода к управлению большими системами, теории принятия решений, методах оптимизации, экономию-математических методах, теории графов.

Экспериментальные исследования проводились в Управлении инвестиционной политики Комитета по металлургии Российской Федерации па ПЭВМ типа IBM PC. _

Научная новизна диссертационной работы состоит в создании диалоговой системы человеке-маашнн&х процедур БЫбора и принятия обоснованных решений по управлению развитием производственных систем (на примере трубного комплекса), включающей:

- многокритериальную математическую модель процесса развития производственных комплексов, позволяющую учитывать субъективные представления компетентных ЛИР об основных направлениях инновационной и инвестиционной политики в условиях конкретной экономической ситуации;

- информационно-поисковую систему, содержащую необходимые данные об основные показателях работы трубных предприятий;

- человеко-машинную процедуру генерации и оценки множества альтернативных вариантов воспроизводственных процессов на различных объектах основных производственных фондов и выбора наиболее предпочтительной схемы развития;

- подсистему оптимального управления процессом освоения проектных мощностей и обеспечения комплекса строительных работ поставками конкретных материальных ресурсов.

Разработанная диалоговая система позволяет компетентным пользователям - ЛПР, ни имеювщм специальной математической и программистской подготовки, формировать и анализировать альтернативные

варианты развития, включающие новое строительство либо систем; воспроизводственных мероприятий на действующих мощностях.

Практическая значимость представленной работы состоит в ис пользовании ее научных результатов,—доведенных до конкретных ме тодик, алгоритмов и диалоговых процедур, предоставляющих компетентным руководителям и экспертам широкие возможности для обосно ванного • выбора рациональных решений по развитию различных произ водственных систем и планированию совокупности мероприятий, которые реализуют выбранный вариант воспроизводства. Возможность широкого применения разработанных инструментальных средств определяется также наличием интерфейса, обеспечивающего проведение развитого диалога с вычислительной системой ДПР, не обладающих углубленной подготовкой как по теории принятия решений, так и П! работе с ПЭВМ.

1 , Обоснованность и достоверность полученных результатов базируются на использовании.современных научных разработок в обласи управления сложными системами и подтверждены актами внедрения 1 практику планирования и в учебный процесс.

Апробация результатов. Основные положения и результаты работы обсуждались на научных семинарах кафедры автоматизированные систем управления Московского Государственного института стали 1 сплавов, а также на 47-.ой конференции студентов и молодых учены> МИСиС,' подсекция информатики и экономики (г. Москва, 1993 г.)

Публикации. Но теме работы опубликованы две статьи и тееись доклада.

Структура и объем работы. "Дисссртаиионичл работа состоит иг введения, четырех гла&, •» •-••жг.*,«»*«!*. гинсл) »чкчяьр.--истопников, состоящего ив,.2; и^и,«.;;.—■ <ши '.' ■^..¡л^ > материал изложен на 146 . ;, ; г ,1 таблш1'

• ■ ......... 'ч •

ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПТИМАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ комплексов •.

Анализ математических моделей, используемых до настоящего Бремени при планировании развития различных производственных систем, показывает, что одним из основных недостатков укапанных моделей является их жесткая конкретизация, что не позволяло обеспечивать необходимую для реальных пользователей гибкость1 разрабатываемого на их основе инструментария. При этом принятие достаточно эффективных решений становилось практически нереальным не только в случае однскритериальннх моделей, которые в силу объективных причин не могут эффективно использоваться для решения слабострук-турируемых проблем, к классу которнх относится проблема управления развитием сложных производственных систем, но и при выделении нескольких критериев незначительное участие компетентного ЛИР на всех этапах выработки решения фактически сводило на нет все усилия, превращая многокритернальность в "псевдсмиогокритериаль-ность" путем свертки нескольких критериев в один.

Таким образом. творческие воямодности ЛИР могли быть использованы только на этапе, предшествующем строгой математической формулировке, и в определенной (часто недостаточной) мере - в процессе решения (обычно - в определении приоритетов критериев для их последующей свертки). При этом затруднялся учет параметров, не выраженных в числовой форме, а корректировка модели, связанная с каким-либо изменением внешних условий, требовала.а^данн целых программных блоков.

Выход, на наш взгляд, следует искать как в сочет^щщ.крлит чествеиннх и качественных методов исследования, так д.г.;,создании

инструментария, позволяющего в достаточной мере учитывать требования пользователя к модели в каждом конкретном случае без внесения изменений в программу.

Таким образом, ставится задача разработки инструментальных средств, позволяющих ЛПР, имеющим целостное представление о проблеме и вариантах ее решения, синтезировать субъективную математическую модель процесса развития в форме задачи многокритериального выбора. Для этого предварительно должны быть выделены параметры оценки вариантов развития производственной системы, которые будут предлагаться ЛПР для построения субъективной модели.

' Анализ результатов работы трубного комплекса позволил выявить основные факторы, влияющие на принимаемые решения. Эти факторы могут быть условно разделены на две группы по следующему признаку: при формировании модели процесса развития ЛПР, опираясь на свое понимание текущей ситуации, может использовать произвольный набор параметров из первой, группы в качестве критериев; при этом оставшиеся параметры из обеих групп могут привлекаться в качестве ограничений.

Далее параметры первой группы (1.1 - 1.9) представлены в форме критериев, а параметры второй (11.1 - II.4) - в форме ограничений (ограничения из параметров первой группы образуются заданием граничных значений и соответствующих неравенств).

• 1.1. Минимум капитальных вложений на проведение воспроизводственных мероприятий на выбранных объектах:

min CKi kr * Blkr.

1-1

где np - количество мероприятий, составляющих р-ую альтернативу; г (г* R) - вид воспроизводства (R - совокупность возможных форм воспроизводственных процессов); К,кг - удельные капитальные вло-

- 9 - 1

жения на производство труб к-ой номенклатурной группа при проведении г-го мероприятия на i-ом объекте производственных фондов; Bikr - планируемый объем производства труб k-ой Номенклатурной группы на 1-ом объекте после проведения г-го мероприятия.

При планировании долгосрочных мероприятий предусмотрена возможность оценки капитальных вложений с учетом фактора времени.

1.2. Минимальная длительность осуществления варианта развития (срок освоения проектных мощностей):

min (max Tlr), i' » 1...np, i

где Tir- длительность проведения г-го мероприятия на i-ом объекте.

1.3. Максимум объема производства заданного вида труб:

max LB ikr • 1=1

1.4. Минимум расхода металла на производство труб,:

Др

min Е EToiikr * Bikr. k 1-1

где «ikr - коэффициент расхода металла.на i-ом объекте при производстве труб k-ой номенклатурной■группы после проведения г-го мероприятия.

1.5. Минимум энергетических затрат при производстве труб:

- критерий имеет вид, аналогичный 1.4, где «¡kr- удельные энергозатраты на i-ом объекте при производстве труб k-ой номенклатурной группы после проведения г-го мероприятия.

1.6. Минимум расхода воды:

- критерий имеет вид, аналогичный 1.4, где o<ikr- удельные расход воды на i-ом объекте при производстве труб k-ой номенклатурной группы после проведения г-го мероприятия.

¡..7. Минимум транспортных затрат при доставке трубной заготовки:

q

min i. Xqn * Lqn * Pqnk, keSn, П « 1...N

q-1.

где Xqri и-Lqn " соответственно, коэффициент загруженности дорог i расстояние от q-ro поставщика заготовки до n-го трубного предпри ятия', PqnK" объем поставок трубной заготовки k-ой номенилатурно] группы от q-ro згшода-поставщика на n-ое трубное предприятие; Q общее число заводов-поставщиков; q ... ,Q) - номер завода-поставщика трубной заготовки; Sn - множество номеров номенклатурны; групп, производимых на n-ом предприятии; N - количество предприятий в подотрасли; n (ri~l,...,N) - номер трубного предприятия. При отгрузке труб потребителю критерий имеет аналогичный виц

1.8. Максимум прибыли по предприятию:

шах £ (Uiknr * Cjknr) * Bjknr kfeS

ГДе Uiknr и Ciknr" соответственно, цена и себестоимость труб k-oi номенклатурной группы, производимых, на n-ом предприятии поел* проведения г-го мероприятия на i-ом объекте.

1.9. Максимум прибыли по данному варианту развития:

Пр

шах Б (Uikr - Cikr) * Bjkr i-1 MS"

где Ujkr и Cjkr - соответственно, цена и себестоимость труб k-oj номенклатурной группы, производимых после проведения г-го меро приятия на 1-ом объекте.,

11.1. Ограничение по виду воспроизводства в связи с уровне! амортизации объекта:

Л4 > air,

где А| - уровень амортизации Ьго объекта; а1г - уровень аморти зации 1-го объекта, необходимый для проведения г-го мероприятия.

11.2. Соответствие фонда времени работы 1-го объекта времени затрачиваемому на производство труб:

- 1J -

, Е Bikr / Pikr ( Tir, J-l.. .tiju ktS"

где pikr - производительность i-ro объекта при производстве труб k-oit номенклатурной группы после проведения r-го мероприятия; Г,,- - фонд рабочего времени 1-го объекта псхзле проведения г-го мероприятия.

11.3. CooTBeicTBiie объемов поставок трубных заготовок объемам производства:

й Пр

ЧPqnK «Iknr * Biknr , <1-1 1-1 ;

11.4. Наличие в регионе неоСмсщшт

- строительных мощностей:

(it>

МсиЗ ? 2« Mjj;. . 1-1 .

где Меде мощность огроитвлно-мовтакной бавы; - мощность, необходимая для проведения строигельно-моитажных' работ на 1-ом объекте по r-му варианту.

- материальных ресурсов:

V! > ?,11Г , 1 » 1... L, 1-1

где Vj- «ojswipctbo ресурса вида 1, доступное в региона; Уцг- ко-личвотвп ресурса вида 1, необходимое для проведения г-го мероприятия на 1-ом объекте; I. - общее количество наименований ресурсов.

- рабочей сил»:

Пп

Ч t I4ir ,

i«l

гдч Ч - численность трудоспособного населения в данном регионе,

об&шакж.'го соответствующей квалификацией; Ч»г - необходимое ко-1

личеотво рабочей силы для работы на 1-ом объекте после проведения г-го мероприятия.

Рпзргчйотанная система параметров позволяет адекватпо оценивать последствия проведения тек или иных инвестиционных мерорркя-

тий, учитывая вместе с тем субъективную точку зрения компетентных ЛПР. При этом предусмотрена возможность расширения, при необходи

мости, совокупности критериев и ограничений, количество которых, в принципе, ограничено только функциональными возможностями обес печиваювдх программ и составом информационной системы.

Основные этапы принятия решения приведены на рис. 1.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФОРМ ВОСПРОИЗВОДСТВА ОСНОВНЫХ ФОНДОВ

Для обеспечения адекватности моделирования необходима такая классификация форм простого и расширенного воспроизводства, которая отражала бы глубину их воздействия на все элементы основных фондов производственного комплекса. Основные производственные фонды (ОПФ) имеют иерархическую структуру, которая может быть представлена в виде дерева, вершинам которого соответствуют отдельные производственные объекты (агрегаты, цеха основного производства, заводы и другие).

Принятая классификация форм воспроизводства не в полной мере отражает содержание воспроизводственных процессов, так как она рассматривает лишь предприятие в целом и включает всего четыре формы воспроизводства: новое строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение предприятия и, на пай-взгляд, может быть успешно использована лишь в межотраслевом макроэкономическом планировании. Это определяет необходимость применения для целей моделирования иной классификации воспроивводс твенных процессов. В данном случае возможно использование следую щей классификации, удовлетворяющей указанным требованиям.

Для объектов каждого уровня иерархии выделяются следующие ос новные виды воспроизводственных процессов: ввод нового объекта

Рис. 1.

Основные этапы принятия решений по оптимальному развитию производственного комплекса

еадана; реконструкций; расширение (то есть ввод объектов следующего уровня). Таким образом, возможно выделение следующих видов воспроизводства! 1) модернизация агрегата; 2) техническое перевооружение цеха» 8) реконструкция агрегата;. 41 еамена агрегата;

валена основного цеха; 6) расширение цеха; 7) расширение предприятия; б) техническое перевооружение предприятия; 9) строительство нового предприятия.

Приведенная классификация, будучи достаточно укрупненной, непосредственно отражает специфику отдельных рассматриваемых объектов, соответствуй иерархической структуре ОПФ. При этом каждое инвестиционное мероприятие либо сдновначно относится к определенной форме воспроизводства, либо мотет быть представлено в виде сочетания двух и более раакотипных процессов. Это. в частности, дает йозможность более оОоснованно определять потребность в капитальных вложениях, анализировать изменение технико-экономических показателей реконструируемых объектов и, в конечном итоге, принимать более эффективные решения по развитию производства. Кроме того, эта классификация дает представление о глубине воздействия воспроизводственных процессов на все элементы основных фондов, что позволяет успешно использовать ее при моделировании.

. ' ! ДИАЛОГОВАЯ ПРОЦЕДУРА ФОРМИРОВАНИЯ ИСХОДНОГО МНОЖЕСТВА

АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ РАЗВИТИЯ - ПРОИЗВОДСТВЕННОГО МАШЕКСА

Процесс принятия решений по выбору оптимального варианта развития производственного комплекса описывается схемой, -включающей следующие этапы.

1. Постановка задачи. ■

2. Формирование исходного множества альтернатив.

- 15 -

3. Выделение множества дЬпустимш альтернатив, .

4. Расчэт оценок критериев.

Выбор оптимального варианта развития.

Структура диалоговой процедуры, реализующей указанные этапы, приведена на рис. 2.

Под постановкой задачи понимается выбор ЛИР такой системы критериев и ограничений (ив предлагаемого списка параметров), которая, ма его взгляд, наиболее адекватно отражает реальную ситуацию в рассматриваемом комплексе на текущий момент.

Формирование исходного множества альтернатив предполагает еп-дание пользователем тех вариантов воспроизводственных процессов на конкретных объектах, которые он считает необходимым рассматривать в дальнейшем. Выделение из исходной совокупности подмножества допустимых альтернатив сводится к проверке альтернатив на удовлетворение принятой системе ограничений на основе расчета значений соответствующих параметров для каждой альтернативы. Альтернативы, успешно выдержавшие проверку, составляют окончательный список.

Для альтернатив из сформированного списка на основе моделирования соответствующих воспроизводственных процессов производится расчет критериальных сценок. Полученные опенки служат для последующего сравнения альтернатив й выбора среди них наиболее эффективной сяемы развития производственного комплекса.

Информация о показателях работы трубных предприятий и состоянии основных производственных фондов, необходимая для формирования исходного множества альтернатив и расчета значений параметров, хранится в базе данных ре.ляционг го типа, реализованной, в системе CUPPER, в виде совокупности файлов различных видов. Каждый вид Файлов служит различным целям обработки данных.

Перечень возможных критериев и ограничений

Начало

Ввод информации из файлов *.с(М'

Номера критериев и ограничений. Граничные значения

Перечень уровней основных фондов

Перечень форм воспроизводства

Оценки критериев для данной альтернативы

Значения

требуемых

параметров

Выбор система параметров

Выбор уровня объекта

Выбор формы воспроизводства

5

Включение

альтернативы

в список

Моделирование воспроизводственного процесса

Конец работы?

-да

Формирование окнчательного списка альтернатив

Номер уровня

Номер формы воспроизводства

нет

■ Диалоговая процедура многокритериального выбора

Конец

Рис. 2. Структура диалоговой процедуры принятия решений

по оптимальному развитию производственного комплекса

ДИАЛОГОВАЯ ПРОЦЕДУРА МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОГО ВЫБОРА НАИБОЛЕЕ Э1ФЕКТИВНОГО ВАРИАНТА РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА

При создании автоматизированной процедуры, осуществляющей многокритериальный выбор с использованием трудноформализуемой информации, необходимо учитывать следующие требования к методу, положенному в ее основу: метод должен сочетать возможность предварительного получения значительной части информации о предпочтениях ЛПР с возможностью ее уточнения в случае необходимости; процесс поиска оптимального решения должен быть доступен ЛПР, не имеющему специальной подготовки по теории выбора (так как присутствие аналитика при каждом конкретном акте выборе маловероятно).

Этим требованиям удовлетворяет метод интервального оценивания замещений критериев (ИОЗ). Сущность метода состоит в том, что он позволяет осуществлять попарное сравнение всех альтернатив по всем принятым критериям, выявляя доминируемые альтернативы и удаляя их из решения.

Применение процедуры метода позволяет преобразовывать нефор-мализуемую информацию, получаемую от ЛПР в процессе решения задачи - совокупность представлений ЛПР о "качестве" рассматриваемых альтернатив, - в количественные оценки критериев этих альтернатив через введение оценок уступок одного критерия в пользу другого.

Диалоговая процедура, разработанная на основе метода ИОЗ, реализует постепенное сокращение множества допустимых альтернатив посредством их попарного сравнения, обеспечивая сохранение среди оставшихся того варианта, который впоследствии может оказаться наиболее предпочтительным.

Процедура может выполняться до тех пор, пока не будет получено г'ЛИ^'О Оцф'ЭКТИГиЮй р^ш&НИё .

ГОДСИГЛЕМА УПРАЕЮШЯ ПРОЦЕССОМ ОСВОЕНИЯ проектных мощностей

Снижение продолжительности' строительства нового или рэ конструкции (технического перевооружения) действующего производственного, объекта является одним ив ванаш факторов, способствующих повыас.'нию Эффективности методов организации строительно-мол тачшых работ, поэтому в составе автоматизированной системы плано шх расчетов, ориентированной на решение вопросов перопектнвноге характера, непременно должна присутствовать подсистема управлении процессом освоения проектных мощностей.

Задача оптимального развертывания строящегося объекта формулируется следующим образом: необходимо распределить имеющиеся ресурсы строительной базы ВО времени таким образом, чтобы в рамках ограничений (максимально возможных "и минимально допустимых темп он строительства отдельных объектов, допустимых сроков ввода пусковых комплексов, синхронизации отдельных событий) суммарное время выполнения всех работ било минимальным.

Оптимальное распределение во времени мощности строительно- монтаглой базы (CUD) при планировании комплекса строительно -монтажных работ (СМР) является ключевой путчей эффективного использования капитальных вложений в прочего« сонлнния новых либо реконструкции имеющихся проииьодстветш фондов. Для решения ука ванной р.здачи необходимо « первую очередь определить темпы освоения ресурсов по 1саждой работе из совокупности СМ.", обоепечиваищш» выполнение всего комплекса работ оа минимальное время. Оптимизация проводится с использованием методов сетевого планирования и свидится к. минимизации максимального (критического) пути в ориентированном графе

£ tj mln , i-i

гдо К - число работ, входящих в критический путь; tt (1 =

* 1.....К) - продолжительность i-ой работы критического пути.

Кроме данного критерия, математическая модель задачи определения темпов выполнения СМР включает следующие ограничения:

1. Суммарные темпы работ в каждый момент времени не должны

превышать производственную мощность строительной базы:

&

Е П < Mt,

i -1

-где Nt - количество работ, выполняемых в момент t; гj - темпы ос-ггепия СМБ"для 1саждой 1.-ой работы из группы одновременно выполняем'« (активных) работ в текший момент времени t,; Mt - производственная мощность СМБ в текущий момент времени.

Р. Темпы освоения СМБ для каядой работы ограничены пределами: Пт1п < п < п"»*. где nmln, - соответственно, минимально допустимый и макси-

нплмго возможный темпы освоения СМБ для каждой i-ой работы сети.

3. Для наступления определенных событий сети могут быть установлены определенные временные ограничения:

tV"1" < t.j < t1ma!< где * tmln, ti,nax - соответственно. минимально и максимально допустимые сроки осуществления 1-го события.

Итогом процедуры определения оптимальных темпов выполнения кч»>лой i -ой работы сетевого графика является построение календарного плана СМР.

Структура автоматизированной процедуры планирования оптималь-1ч то освоения мощности СМБ представлена на рис. 3,

Процесс определения оптимальных темпов выполнения комплекса описывается схемой, включающей следующие этапы.

Начало

Ввод исходных данных

'Формирование исходного сетевого графика

Календаризация сетевого графика

Нахождение КП

Расчет сетевого графика

Мощность СМБ. Количество работ, стоимости; ограничения на темпы и время работ

Упорядочение работ по первому и последнему событиям. Определение времен работ

г Построение начального расписания выполнения комплекса работ

Определение состава и длительности критического пути (КП) Вычисление частных резервов времени работ и других параметров сети

Оптимизация с учетом ограничений?

нет

да

Корректировка частных резервов

Ликвидация резервов времени

Изменение величин резервов с учетом ограничений на длительности (темпы) работ

Перерасчет длительностей работ для уменьшения суммарных темпов потребления мощности

Определение моментов времени изменения состояния системы

8

Вычичсление суммарных резервов мощности

Оптимизация [сетевого графита

Рис. 3.

Нахождение периодов времени с постоянным составом выполняемых (ак~ 1 тивных) работ Перераспределение запасов мощности для сокращения длительности периодов Параметры оптимизированного графика. Длина КП. Характеристика работ по 1 периодам

Структура автоматизированной процедуры планирования оптимального освоения мощности СМБ .

- 21 -

1. Формирование исходного сетевого графика.

2. Календаризация и расчет сетевого графика.

3. Корректировка параметров графика с учетом ограничений.

4. Ликвидация резервов времени работ.

5. Определение моментов времени изменения состояний системы и вычисление суммарных, резервов мощности.

6. Оптимизация сетевого графика.

Формирование исходного сетевого графика заключается в упорядочении работ по первому и последнему событиям и расчете длительностей работ на основе данных об их стоимости и исходном темпе выполнения.

Календаризация сетевого графика, ' заключающаяся в определении моментов времени наступления каждого события, производится на основе рассчитанных длительностей работ. Расчет сетевого графика состоит в определении общей продолжительности выполнения всего комплекса работ на основе нахождения состава критического пути и последующем вычислении резервов времени всех работ.

Далее - в случае выбора пользователем режима оптимизации с учетом ограничений - производится корректировка величин частных резервов времени с учетом ограничений на темпы (длительности) выполнения работ. В случае Еыбора режима оптимизации без учета ограничений данный этап опускается.

Иод ликвидацией частных резервов времени понимается перерасчет длительностей работ с целью уменьшения потребления производственной мощности СМБ без увеличение общего времени выполнения всего комплекса работ.

Следующий этап заключается в определении состава активных работ в каждый момент времени с последующим нахождением временных периоде;:, в течение которых состояние системы (состав активных

- Z2 -

работ) остается постоянным. Далее для каждого периода производи!' ся вычисление резервов производственной мощности на основе значения общей мощности СМБ и суммарного темпа выполнения работ данного периода.

Заключительным этапом оптимизации "сетевого графика является перераспределение запасов мощности каждого периода между активными работами с целью максимального сокращения длительности периода. Резервная мощность распределяется пропорционально темпам выполнения. работ на данном этапе в рамках ограничений на максимальный темп (минимальную длительность) каждой работы, причем темп выполнения каждой работы может варьироваться от периода к периоду, что позволяет достигнуть наибольшего сокращения общей продолжительности. Вместе с тем предусмотрена возможность сохранения постоянного темпа выполнения отдельных работ по желанию пользователя .

Результаты применения созданной оптимизационной процедуры подтверждают целесообразность испольвования разработанной методики.

Полученное распределение мощности строительно-монтажной базы в соответствии с определенными с помощью процедуры, описанной выше, темпами наискорейшего выполнения совокупности строительно-монтажных работ необходимо обеспечить оперативным графиком поставок конкретных ресурсов СМВ с целью обеспечения минимума суммарных издержек освоения всего объема СМР. Задача состоит в составлении графика поставок -ресурсов, обеспечивающего минимум издержек снабжения, включающих издержка, пропорциональные количеству поставок, объемам поставок, размера! наличных запасов.

В используемую для этих целей модель транспортной сети включены ограничения сверху и снизу на объемы поставок (сверху - на

- 23 - "

объем поставки однородных материалов: грузоподъемность автотранспорта, предельные нормы хранения и пр.; ограничением снизу является меньший объем поставки, оговоренный в особых условиях) и ограничения снизу на интервалы между поставками.

Процедура построения указанного графика реализована программно на основе модификации алгоритма поиска кратчайшего пути в бесконтурном гра$е.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ПОДДЕРЖКИ

ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО РАЗВИТИЮ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ

Разработанная диалоговая система для решения задачи планирования развития трубного производства, реализованная на персональной ЭВМ типа IBM PC, передана Управлению инвестиционной политики Комитета по металлургии Российской Федерации для опытно-промышленной эксплуатации, а также Московскому Государственному институту стали и сплавов (Технологическому университету) для использования в учебном процессе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе анализа литературы сделаны выводы .о неадекватности отображения слабоструктурируемой проблемы управления развитием и размещением производственных систем однокритериальными моделями; о неэффективности использования при создании систем поддержки принятия управленческих решений жесткого пакетного режима, не позволяющего компетентным ЛИР реалиаавывать свой творческий потенциал в процессе решения задач, не поддающихся полной форма-

лизации; о недостаточном учете фактора времени при оценке эффективности долгосрочных мероприятий; о необходимости наличия в составе автоматизированной системы, ориентированной на решение воп-. росов перспективного характера, -подсистемы управления процессом освоения проектных мощностей.

2. Проведена структуризация проблемы управления развитием производственных систем и выделены основные этапы ее решения.

3. Определена необходимая и возможная глубина автоматизации

■ процесса управления развитием сложных производственных систем в условиях адекватного распределения функций между ДПР и вычислительной системой, при которой возможно аффективное испольвование профессиональных ананий, опыта и интуиции компетентного ЛПР на всех трудноформализуеыых этапах решения проблемы, что аначителыю повышает обоснованность полученных результатов.

■4., В результате выявления основных факторов, влияющих на формирование инновационной политики в трубном комплексе, содержательно поставлена задача управления развитием производственных . систем как задача многокритериального выбора с субъективной мо-делыо и целостным представлением ЛПР о проблеме и вариантах ее решения, а также предложена методика формирования различных мно-, гокритериадьных моделей развития производства, отражающих представления компетентных ЛПР о, целях проведения инновационно-инвестиционного процесса в конкретной экономической ситуации.

б. На основе предложенных методик разработано алгоритмическое и программное обеспечение диалогового комплекса поддержки принятия эффективных решений по развитию и размещению трубного производства, включающего процедуру построения субъективной модели, процедуру формирования исходного' множества альтернатив и их оцен-'ки по совокупности выбранных критериев, а также процедуру выбора

наиболее предпочтительного гарианта развития. Применение представленных инструментальных средств позволяет компетентному ЛПР использовать свою интуицию и опыт на всех этапах рещения задачи, не требуя в то же время наличия каких-либо дополнительных знаний и навыков, кроме профессиональных.

6. Создана база данных реляционного типа, содержащая необходимые технико-экономические показатели функционирования производственных объектов • трубного комплекса.

7. Обосновано применение метода интервального оценивания замещений критериев как функционально адекватного возможностям реального ЛПР, на основе которого разработана процедура, позволяющая в режиме диалога с вычислительной системой осуществлять выбор наиболее рациональной схемы развития производственного комплекса.

0. В результате выбора и адекватной адаптации методик оптимизации на основе графовых моделей разработано алгорйтмическое >1 программное обеспечение подсистемы управления процессом освоения проектных мощностей, позволяющей планировать распределение во времени мощности строительной базы и обеспечивать полученные темпы освоения графиком поставок конкретных ресурсов для проведения выбранного воспроизводственного мероприятия.

9. Разработанные инструментальные средства внедрены в практи-1*у планирования Управления инвестиционной политики Комитета по металлургии Российской Федерации. Использование указанной системы позволит повысить обоснованность и улучшить качество принимаемых решений, обеспечивая их адаптивность к изменяющимся условиям производственно-хозяйственной деятельности переходного периода.

10. Проанализирована возможность испольйования разработанной диалоговой системы для управления развитием различных родственных производств. - -

- 26 -

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Фомин С.Я., Андреева О.В. Разработка инструментальных средств для системы принятия решений по развитию трубного производства. - М,: Моск. ин-т стали и сплавов, 1993. - 6 с. - Деп. в

I

Черметинформации. - N 5960 от 18.06.93.

2. Фомин С.Я., Андреева 0.В. Разработка алгоритмического и программного обеспечения для диалоговой системы принятия решений по развитию трубного производства. - М.: Моск. ин-т стали и сплавов, 1993. - 5 С. - Деп. В Черметинформации. - N 5951 от 18.06.93. . •

3. Андреева 0.В. Разработка алгоритмичесгого и программного обеспечения процессов выработки и принятия оптимальных решений по развитию трубного производства. Тезисы докладов 47-й и 48-й науч-

| ных конференций студентов и молодых ученых Московского Государственного института стали и сплавов. - М.: Моск. ин-т стали и сплавов, 1994. ;

Объем 1 п.л. - Тираж 100 экз. Заказ Типография МИСиС ..ул.•Орджоникидзе, 8/9