автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Модели и алгоритмы управления расходом целевого продукта в производственных корпорациях

На правах рукописи

МЕЕРСОН ВЕРА ЭДУАРДОВНА

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОРПОРАЦИЯХ

Специальность: 05.13.10 «Управление в социальных и экономических

системах»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 8 НОЯ 2013

Воронеж 2013 005541488

005541488

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Научный руководитель доктор технических наук

Черкасов Олег Николаевич

Официальные оппоненты Бурков Владимир Николаевич

доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, заведующий лабораторией

Ландсберг Сергей Евгеньевич доктор технических наук, профессор, Региональный центр обработки информации ЕГЭ и мониторинга качества образования «ИТЭК» Департамент образования науки и молодежной политики, директор

Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный технический университет»

Защита состоится «13» декабря 2013 г. В 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.034.03 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия» по адресу 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ауд. 240

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Автореферат разослан «12»ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Анциферова Валентина Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из главных участников рынка товаров и услуг являются производственные корпорации (ПК). В структуре таких корпораций представлено большое количество фирм и предприятий, которое выступают самостоятельными юридическими лицами, и вследствие этого нуждаются в разработке механизмов централизованного управления, что обуславливает актуальность темы настоящего исследования.

Существенной является проблема контроля над расходованием материальных, финансовых и др. ресурсов (в дальнейшем ЦП - целевого продукта).

Проблема контроля за расходом целевого продукта широко освещена в научных трудах российских ученых (Исакова Р. Е. Оленев Н. И., Карминский А. М., Попова Л. В. Примак А. Г., Фалько С. Г., и др.), которые сравнивают немецкую (Шмидг А., Орт-ман Г., Хан Д.) и американскую системы контроллинга (Каплан Р., Друри К., Хорнг-рен Ч., Нортон Д.,), но анализируя особенности российской системы контроллинга и ее отличия от западных и американских систем, можно заметить, что она пока еще не пребывает на должном уровне.

Влиять на затраты возможно при условии широкого внедрения методов управления процессами потокораспределения ЦП. По существу единственным способом обоснования принимаемых решений при управлении производственными корпорациями являются методы математического моделирования. Но методологическая база решения задач управления производственными корпорациями пока далека от совершенства, при этом проблема контроля над расходованием целевого продукта на всех жизненных циклах практически не решена, чему мешают сложность и размерность задачи.

Решение этих проблемных вопросов актуально в научном плане, поскольку тем самым создается основа для разработки универсальных моделей потокораспределения (МП) для любых производственных корпораций. Кроме того, на основе модели потокораспределения в работе формализована и решена важная и актуальная прикладная задача управления производственными корпорациями - диагностика несанкционированного отбора целевого продукта, что увеличивает надежность системы.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с грантом РФФИ «Средства проектирования и управления проектами предприятий микроэлектроники» № 12-0831439 и межвузовской научно - технической программой И.Т.601 « Перспективные информационные технологии в высшей школе» ,а так же научным направлением Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) — «Разработка средств автоматизации управления и проектирования в промышленности»

Объект исследования. Система управления функционированием производственных корпораций.

Предмет исследования. Модели, алгоритмы управления функционированием производственных корпораций.

Цель и задачи исследования: разработать методы, модели и алгоритмы управления функционированием производственных корпораций.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Провести анализ проблемы функционирования производственных корпораций и методов контроля над расходованием целевого продукта и определить пути ее решения.

2. Построить модели установившегося и возмущенного состояний потокораспре-деления целевого продукта в системе функционирования производственных корпораций.

3. Разработать алгоритмы диагностики несанкционированного отбора целевого продукта в системе функционирования производственных корпораций.

4. Разработать средства управления функционированием производственных корпораций.

5. Провести апробацию результатов исследования на конкретных примерах диагностики несанкционированных отборов целевого продукта

Методы исследования. В работе использованы методы теории управления, мат-рично - векторного математического аппарата, вариационных принципов механики, графов, линейной алгебры, корреляционного анализа, положения энергетического эк-вивалентирования, математического моделирования и программирования. Системный подход являлся общей методологической основой.

Научная новизна работы результатов работы состоит в следующем:

- модель анализа параметров состояния функционирования производственных корпораций в условиях установившегося потокораспределения целевого продукта, отличающаяся от известных учетом переменности потерь целевого продукта в узлах сети;

- модель анализа возмущенного состояния производственной корпорации как объекта с регулируемыми параметрами при переменной диссипации целевого продукта, которую можно считать обобщенно - упорядоченной формой представления частных моделей потокораспределения целевого продукта, позволяющая учитывать структурные особенности моделируемой системы и отличающаяся постепенным переходом от ситуации невозмущенного к ситуации возмущенного состояния производственной корпорации, что достигается последовательной модификацией граничных условий модели;

- модель диагностики несанкционированных отборов целевого продукта на основе модели потокораспределения в зависимости от вида контроллинга узлов системы, отличающуюся возможностью определения структурных звеньев отбора целевого продукта и оценки величины отбора;

- алгоритмы и программное обеспечение нахождения звена отбора целевого продукта и его величины, предназначеных для экспертных оценок состояния сложных структур взаимосвязанных объектов при управлении функционированием производственных корпораций.

Достоверность научных результатов. Обоснованием научных положений, теоретических выводов и практических рекомендаций, включенных в диссертацию, являются математические доказательства, расчеты на примерах, производственные эксперименты и проверка разработанной системы при внедрении в практику управления функционированием производственными корпорациями.

Практическая значимость работы заключатся в том, что разработаны средства управления в виде предметно - ориентированных моделей и алгоритмов диагностики несанкционированных отборов целевого продукта. При их соответствующем техническом и организационном уровне оснащенности средствами измерения потокораспределения целевого продукта в сети можно рассматривать как компонент автоматизированных систем диспетчерского управления, выполняющий информационную функцию. При этом появляется возможность корректного решения ряда практических важных задач управления функционированием производственных корпораций, в том чис-

ле: расчет и анализ текущего режима функционирования; индивидуальный контроль потребления целевого продукта всеми абонентскими подсистемами; имитация состояния системы в результате любых возмущающих факторов. В результате существенно повышается оперативность, обоснованность и качество принимаемых управленческих решений в процессе функционирования производственных корпораций.

Результаты внедрения. Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы внедрены в ЗАО «ЛОТ» и в ООО «КДМ». Ежегодный суммарный экономический эффект составляет 1 437 тыс. рублей.

Так же результаты работы были использованы при создании обучающих программно - технических комплексов ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», для применения в учебном процессе при проведении лекций, лабораторных и практических работ, курсовых и дипломных проектов, научно -исследовательской работы аспирантами, докторантами и соискателями по специальным дисциплинам направления подготовки 230400 — «Информационные системы и технологии».

На защиту выносятся:

- модель анализа параметров состояния функционирования производственных корпораций в условиях установившегося потокораспределения целевого продукта;

- модель анализа возмущенного состояния производственной корпорации;

- модель диагностики несанкционированных отборов целевого продукта на основе модели потокораспределения в зависимости от вида контроллинга узлов системы;

- алгоритмы и программное обеспечение нахождения звена отбора целевого продукта и его величины.

Соответствие паспорту специальности. В соответствии с формулой специальности 05.03.10 «Управление в социальных и экономических системах» в диссертации разработан комплекс моделей функционирования управлением производственных корпораций и инструментальный комплекс управления функционированием производственных корпораций.

Данное исследование в соответствии с целью, задачами и полученными научными результатами соответствует следующим пунктам паспорта специальности: 3. Разработка моделей описания и оценок эффективности решения задач управления и принятия решений в социальных и экономических системах. 4. Разработка методов и алгоритмов решения задач управления и принятия решений в социальных и экономических системах. 5. Разработка специального математического и программного обеспечения систем управления принятия решений в социальных и экономических системах.

Апробация работы. Обоснование исследований и научных разработок были представлены и обсуждены на ежегодных конференциях профессорско - преподавательского состава ВГЛТА, на: IX Международной практической конференции «Перспективы развития информационных технологий» (Новосибирск, 2012); I Международной - практической конференции «Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований» (Новосибирск, 2012); I международной научно -практической интернет конференции «Моделирование энергоинформационных процессов» (Воронеж, 2012); Международной конференции и Российской научной школы «Системные проблемы надежности, качества, математического моделирования и ин-фототелекоммуникационных технологий в инновационных проектах» (ИННОВАТИ-КА - 2012,г. Сочи,2012); III Международной научно - практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты» (Новоси-

бирск,2013), Первая Российско - Белорусской научно - технической конференция «Элементная база отечественной микроэлектроники» (Нижний Новгород, 2013).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 15 работ, в том числе 3 статьи в изданиях Перечня, определенного ВАК Минобрнауки Россини, и 1 монография. Всего по работам выполнено203 с, из них лично автором по всем работам выполнено 97 с.

При публикации работ в соавторстве, личным участием автора является проведении научно-технических исследований, определение и постановка цели и задач управления производственных корпораций [4,6,11]; разработка и анализ методов управления функционирования производственных корпораций[5,13], модели возмущенного и установившегося потокораспределения целевого продукта! 1,2,3,7,8,] алгоритмы поиска несанкционированных отборов целевого продукта [10,12], реализация разработанных моделей и алгоритмов и их эффективность [9,14,15].

Структура работы. В состав диссертационной работы входит введение, четыре главы, заключение, список литературы и приложения. Объем работы составляет 114 страниц машинописного текста, содержит 10 рисунков, 4 таблицы, библиография включает 141 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы работы, описываются цель и задачи исследования, его научная новизна и практическая значимость.

В главе 1 предложена структура обобщенной модели управления производственной корпорации.

Поставлена актуальна задача, возникающая при эксплуатации рассматриваемых объектов: диагностика несанкционированных отборов целевого продукта в транспортных системах комбинированного типа.

Выполнен аналитический обзор методов решения указанных задач, по результатам которого сделано заключение о том, что все возникающие при этом проблемы связки с построением корректной модели потокораспределения. В связи с этим представляется целесообразным создать модель, являющуюся симбиозом моделей известных увязочных методов. Только в этом случае модель можно рассматривать как некоторый универсальный вариант модели потокораспределения, адаптированный к любым производственным корпорациям.

В главе 2 разработан комплекс моделей потокораспределения с установившимся и неустановившимся течением транспортируемого целевого продукта в производственных корпорациях. Их аппаратное оформление предполагает наличие разнообразных по назначению элементов в составе абонентской подсистемы. Присутствие в них подсистем принятия решений приводит к необходимости представления моделей как моделей с регулируемыми параметрами.

Основу формирования модели потокораспределения в производственных корпорациях составляет известный вариационный принцип виртуальных скоростей. Исследуемый объект рассматривается как некоторый фрагмент полной системы (ИФС), ограниченный узлами, через которые происходит обмен целевого продукта между ним и метасистемой. Такие узлы считаются энергетическими узлами (ЭУ). ИФС ограничен множеством ^^л эу> содержащим подмножества: источников и и стоков. Верхний индекс показывает, что элементы системы принадлежат к расчетной зоне (РЗ), то есть автономному объекту. Нижний

индекс определяет характер элемента (т|- потребитель, то есть АП; я- источник питания; х - энергетически нейтральный узел или узел ветвления, то есть без обмена целевого продукта с метасистемой). В скобках помечен параметр, фиксируемый в качестве исходных данных, выступающих в роли ГУ.

В модель потока распределения включены следующие параметры: (3 - расходы целевого продукта на ветвях, g - отборы в узлах, Н - потенциалы в узлах, изменения потенциала целевого продукта на ветвях Ь и т.д. Обладание всех элементов сети однозначными характеристиками Ь (СО, задание одного из параметров модели потока Ь или (3 для всех элементов системы будет однозначно определять ее стационарное состояние, а при задании возмущений, то есть изменений параметров во времени, устанавливает траекторию движения. Поток целевого продукта в пределах любого элемента будет считаться сплошной средой, и ИФС будет рассматриваться как механическая система. Совокупность расходов целевого продукта через источники и стоки, а также по участкам системы однозначно определяет стационарный режим течения. В нестационарном режиме являться параметрами будут, кроме того, 8(т) и Q = dQ I с1т .

В результате объединения подсистемы контурных, цепных уравнений и уравнений узловых балансов получена модель потокораспределения в возмущенном состоянии:

Г .„(«1 .(И

Ьм+ЖвУ^хОЦ'+Е^хд^ =м;„хя„,±Хя(е)Г; (1)

(2)

¿-."вЗ'-Вш« (3)

>

где: п = {/*];1я = {/*(, и У* \,е = {/*(/) число ЭУ с заданным потенциалом; р -

число независимых цепей (р=е-1); К, =5,

элемент диагональной матрицы; Б;

пропускная способность участка 1 ; К(<2); -элемент диагональной матрицы, выражающий пропускную способность пассивного элемента, установленного на участке ¡; Е - производная расхода ЦП по времени, вычисляемая по результатам двух предыду-

л л

щих итераций (к-1) и (к-2) в процессе решения; Н, g- матрицы-столбцы фиксируемых ГУ для ЭУ; Л Я(0"<1) - потенциал величины входного потока в узле, размещаемых на участке 1, в составе соответствующей цепи или контура, причем знак (+) принимается при совпадении направления действия активного элемента с направлением потока ЦП на участке и знак (-) - в противном случае; и(к) - номер итерации вложенного цикла, внешний цикл (к) определяет шаг интегрирования по времени, а в пределах внутреннего цикла (и) выполняется расчет объекта как системы с сосредоточенными параметрами; С, К, А. - матрицы смежности независимых цепей, контуров и матрица инциденций соответственно; М - матрица маршрутов; 'Ч" - символ транспонирования; нижние индексы указывают на число строк и столбцов матриц соответственно; "с!" - признак диагональной матрицы; "1" - признак матрицы-столбца.

На основании этой модели получаем распределение целевого продукта по узлам и дугам в возмущенном состоянии.

Модель потокораспределения с установившимся течением целевого продукта посредством исключения параметров, зависящих от внешнего итеративного цикла и от времени может быть получена из (1)-(3):

с„„ х {(«„,„ )=м,г„ (4)

' I

х км+Д(0;„) х б:., }=о„, (5)

■ (6)

Модель потокораспределения с учетом переменности потерь целевого продукта формируется на основе вариационной задачи по потокам целевого продукта для ИФС при стационарном режиме с учетом связей в форме узловых уравнений балансов потерь. Модель потокораспределения может быть представлена в виде:

/

кт хК« +я(е):«)хе:,Л=о„1 ±Ея(е)? (8)

I

= (10)

аш„х<2;ы> хс -А,,, хе;мхс, =§т(Ю ^г;,(11)

Таким образом данная модель позволяет определять суммарные потери при несанкционированном отборе в каком то из узлов.

Матрицы-столбцы потерь целевого продукта Г'в левой части (10) имеют размерность (п - по числу участков), а в правой части (т - по числу узлов). Итеративный процесс решения системы нелинейных уравнений (7)-(11) удобнее разделить на два

этапа: на первом из подсистемы соотношений (7)-(9) определяются значения (к-

номер итерации), задавшись ориентировочными средними значениями потерь целевого продукта на участках. В результате ищутся значения нефиксируемых узловых отборов (притоков) в ЭУ с фиксируемым узловым потенциалом glt),j<EJ^/)uJ¿(nvJ*^/). При этом обеспечивается замкнутость подсистемы уравнений п - уравнений потерь на участках (10) и т -уравнений балансов потерь целевого продукта в узлах (11) при общем числе неизвестных: п (Т'т)-потери целевого продукта в конце всех участков; т (Г,"") - потери ЦП в узлах; п (7)(ч) -средние потери целевого продукта на участках. Замкнутость соблюдается с учетом п замыкающих соотношений на участках. В результате решения (10)-(11) уточняются значения средних потерь 7;(*+", которыми приходится задаваться при решении подсистемы (7)-(9). Завершенность итеративного процесса совместного решения контролируется по подсистеме балансовых уравнений.

Под анализом потокораспределения возмущенного состояния производственных корпораций подразумевается оценка значений параметров в результате воздействия на них любых возмущающих факторов (например, любые структурные или параметрические изменения в системе). При формировании модели потокораспределения возмущенного состояния в работе применено энергетическое эквивалентирование.

Необходимость такого приема диктуется двумя обстоятельствами: 1. В процедуре эк-вивалеитирования нет необходимости в информации по структурному составу узлов расчетной зоны, которые не входят в исследуемый фрагмент системы. 2. При формировании моделей условия материального баланса согласуются с теорией вариационных принципов, поэтому не возникает трудностей для их использования. Модель по-токораспределения для возмущенного состояния также строится на основе вариационного принципа виртуальных скоростей и имеет вид:

~рхп1

Срхп 2 Х

К..

о

■т

0 х =х я«*1 ± ;

л2(с/) 6л2х1

О

я

п2(с!)

Уп2к2 /

!1 К

Опы_=*

' Х 5 Их1

6л2х2

X + С.) = X С,

„ _ л

Дяхп Х 0«(с/) Х Г^ — Лтжп X X = х — gm(ef) х Гтх!

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

Через п1, п2 в (12)-(16) обозначено соответственно количество реальных элементов ИФС и1 = ^'}и эквивалентов абонентских подсистем, п2 = {/"}; е - полное число ЭУ с фиксированным узловым потенциалом е = ^^>J'S<Л ^JJ~{P))^, р - число независимых цепей (р = е - 1); г - число контуров; т = [/1(л и/;}- множество узлов с нефиксируемым потенциалом; индексы "вг", "ае" обозначают соответственно элементы ИФС, эквивалентных структур; символ указывает на элементы, вновь включаемые в ИФС (возмущающее воздействие); все остальные обозначения идентичны как и для модели (7)-(11); пунктирные линии показывают, что в составе модели используются матрицы блочного типа.

Модель потокораспределения (12)-(16) является качественно новым типом формализации задач анализа потокораспределения, и ее можно считать обобщенно-упорядоченной формой представления частных моделей потокораспределения при исследовании объекта с регулируемыми параметрами при переменной диссипации целевого продукта.

В главе 3 разработаны алгоритмы решения задачи несанкционированного отбора целевого продукта при условии, что процессы, протекающие в системе, описываются моделью потокораспределения (7)-(11).

Под диагностикой несанкционированных отборов целевого продукта будем понимать определение величины и координаты отбора на расчетной схеме производственной корпорации. В термин «несанкционированный» вкладывается тот смысл, что отбор не предусмотрен в целевом назначении системы.

Постановка задачи диагностики отборов формулируется в следующем виде. Опираясь только на две группы данных при контроллинге объекта в системе, полученных в исходном и возмущенном (из-за возникновения отбора) состояниях, определить объем отбора и его месторасположение на расчетной схеме.

Опираясь на постановку задачи в данном случае, процедуру диагностики отборов формально можно представить как задачу математического программирования:

Найти:

Е

р; -р; лхОл.Ол

(17)

где PJ — Р" имеет физический смысл потенциала узла

где надстрочный индекс "э", "в" определяют экспериментально полученное и

вычисленное (расчетное) значение потенциала в узле j соответственно; д"к — искомая величина объема отбора, прикладываемого в узле к; а— дисперсия измеряемого потенциала, определяемая в соответствии с допустимыми средствами контроля, предел

лом его измерения. Объем отбора д£, "переводится" из совокупности задаваемых величин в состав определяемых. При условии ординарности отбора число неизвестных возрастает на единицу, поэтому для замыкания системы ее необходимо дополнить одним уравнением, которое можно составить как дополнительную независимую цепь. Узел, для которого формируется дополнительная независимая цепь, называть "опорным", а относящиеся к нему параметры обозначать надстрочным индексом "о".

Систему ограничений для определения объема отбора, можно представить в виде:

К

\КГ,

2 К*,]*

гИт-а]»

к»ч<п 0 0

0 0

0 0

кпц<г> 0 0

0 0

0 0 °«я

в.ы «1*1

= [Мрх«+1)]:

впЫ

8п2Х1

Яы

=[<и

6„2»1 ?1х1

= [от»1]

(18)

(19)

(20)

Допустим, что величина отбора « , и поскольку в этом случае возмущения по расходам <52,-и потенциалам ¿Р,, обусловленные появлением отбора целевого продукта достаточно малы, то решение задачи диагностики возможно на линеаризованной модели (18) — (20), которая после разложения в ряд Тейлора может быть представлена в следующей матричной форме:

г

■ЯцКА 0 0 «.1*1

0 0

0 0 V)

Лк

ян-

5Н'

0 0

0 0

0 0

[^жхя! I ЛтУп2 ¡Лту| ]х ге„м <56,2X1 ]

= [о„,]

(22)

(23)

где элементы диагональных матриц определяются как Я,=а я, |(?, |а 1 ;

Q¡— расход среды на участке 1 в исходном (невозмущенном состоянии). Остальные обозначения аналогичны (18) — (20).

В результате решения системы (21) — (23) по полученным значениям <50, относительно исходного состояния вычисляются значения потоков в возмущенном состоянии Q¡ = + и замыкающим соотношениям величины узловых потенциалов ?!,

используемых при определении целевой функции (17).

Исследования показали, что добиться устойчивого решения удается за счет реализации итеративного процесса, сопровождаемого смещением опорного узла. Поэтому предлагаемый регуляризующий алгоритм решения задачи диагностики несанкционированного отбора в транспортной системе производственной корпорации, который состоит в следующем:

1) В исходном состоянии системы на основе неплотной съемки объекта проводится анализ потокораспределения (7) — (9). По найденным значениям определяются функциональные характеристики эквивалентов абонентской подсистемы.

2) Из множества узлов выбирают (произвольно) опорный узел.

3) Выбирается начальный контрольный узел (к) и проводится анализ потокораспределения путем решения системы уравнений (21) — (23), при определении поправок к расходам на участках , с помощью которых находят расходы на участках 0,- в

состоянии возмущения, а по замыкающим соотношениям вычисляются Р". По (17)

находится значение целевой функции .

4) Пункт 3 следует выполнять до тех пор, пока не пройдет проверка на наличие отбора всех узлов расчетной схемы. В конечном итоге образуется совокупность величин целевой функции Рк. Узел, в котором наиболее вероятен несанкционированный отбор, будет соответствовать минимальному значению из них;

5) Если опорный узел совпадает с узлом наиболее вероятного несанкционированного отбора, то переход к пункту 6, в противном случае происходит "перемещение" опорного узла в узел наиболее вероятного несанкционированного отбора и выполняется возврат к пункту 3. В результате, пункты 3 и 4 должны выполняться до тех пор, пока не станет справедливым условие пункта 5.

6) При совмещении опорного и испытуемого узла должен выполняться завершающий анализ возмущенного состояния системы, но уже по нелинейной модели (18) — (20). При этом найденная величина несанкционированного отбора целевого продукта будет отвечать ее наиболее вероятному значению.

Предложенный алгоритм опирается на ранее установленные условия, и прежде всего это касается "плотности" съемки, которая должна охватывать все узлы расчетной схемы. Его можно считать логически завершенным только в этом случае, то есть устанавливается строго определенная между его этапами последовательность, которая должна приводить к результатам за конечное число действий. В этом смысле рассмотренный алгоритм будем в дальнейшем называть детерминированным.

Однако чаще всего на практике, контроллинг данных по всем узлам не является возможным, поэтому при неплотной съемке объекта детерминированный алгоритм целенаправленного поиска координаты отбора применить невозможно. Вычислительный эксперимент показал, что решение может быть получено за счет статистического обобщения данных по многократным испытаниям объекта при различных сочетаниях размещения опорного узла с совокупностью контрольных узлов. Такой подход к диагностике отборов, в отличие от детерминированного будем называть статистическим.

Алгоритм статистического подхода к диагностике отбора (в условиях неплотной информации) достаточно прост и аналогичен алгоритму детерминированного подхода с точки зрения формализации решаемой задачи. Отличие состоит в том, что вместо целенаправленного перехода от одного опорного узла к другому (по результатам внутреннего цикла) выполняется прямой перебор всех узлов с измеряемым потенциалом, то есть последовательным присвоением каждому из них статуса опорного узла. Полученные при этом значения <т/ (] - номер опорного узла) накапливаются, то есть определяется суммарное среднеквадратическое отклонение с последующим усреднением

>

где К" = {/"} — полное число опорных узлов; со^ — весовая функция.

Поскольку в определении координаты отбора при статистическом подходе (в условиях неполной информации) приходится прибегать к усреднению среднеквадра-тических погрешностей, представляется целесообразным ввести дополнительные весовые функции (О], отражающие степень доверия к слагаемому в общей сумме (24) при варьировании опорными узлами. Очевидно, что чем больше отклонение в показаниях отдельно взятого измерения, тем ближе он размещен к элементу с отбором и тем должен быть весомее его вклад в усредняемое значение целевой функции. Таким образом, смысл введения со состоит уже не в учете какой-либо погрешности исходной информации, а в искусственном усилении влияния ее наиболее достоверной части.

На заключительном этапе выбирается минимальное значение ег2, причем по номеру к устанавливается узел, в котором наиболее вероятен отбор.

Оба предложенных алгоритма направлены на решение вполне конкретных задач в рамках проблемы диагностики утечек.

В главе 4 представлено программное обеспечение АЕЗСиЬАР-ЗОЬУЕЯ, с помощью которого осуществлялся автоматизированный поиск и диагностика несанкционированного отбора целевого продукта на примере структурной схемы ООО «КДМ».

Вычислительный эксперимент состоял из двух циклов расчетов. Задача первого цикла заключалась в установлении работоспособности предлагаемого алгоритма с

учетом ранее рассмотренного условия контроллинга данных во всех узлах системы. Второй цикл направлен на решение более реальной задачи, когда информационное обеспечение по узловым потенциалам лишь частичное.

В качестве объекта исследования выбрана транспортная система производственной корпорации, рис. 1

Рис.1 Расчетная схема транспортной системы производственной корпорации: о- источник целевого продукта, 1-15 - узлы расхода Результаты первого цикла вычислительного эксперимента убедительно подтверждают работоспособность предлагаемого (детерминированного) алгоритма. Получение одного и того же результата решения указывает на возможность произвольного выбора начального приближения. Полученная погрешность в определении объема отбора вполне приемлема и находится в пределах принятой точности (0,1%).

Результаты второго цикла вычислительного эксперимента, в котором на том же объекте исследования отрабатывался метод статистического сканирования для решения задачи. Поскольку цель в данном случае стояла в получении результатов при неплотном контроллинге объектов, то из общего состава узлов расчетной схемы 15 были отобраны (произвольно) только 6 узлов, в которых (условно) возможны замеры потенциала. В их состав преднамеренно не включались узлы из окрестности узла с отбором (11). Размещение отобранных узлов на расчетной схеме объекта представлено на рис.2.

Рис 2. Размещение узлов при неплотной съемке объекта Таким образом, в состав исходных данных для решения поставленной задачи включены только функциональные характеристики эквивалентов АП и массив значений потенциалов для возмущенного состояния системы (в момент отбора) в 6 отобранных узлах. Плотность контроллинга данных при этом составила 40%.

Учитывая суть статистического подхода к диагностике утечек, вычислительный эксперимент представлял из себя единый цикл расчетов, заключающийся в решении системы уравнений (24) — (26) при сочетании процедур варьирования опорными и контрольными узлами. Число таких сочетаний определяется как произведение общего

количества узлов на число узлов, в которых выполняется контроллинг данных (для решаемой задачи — 15x6=90).

Следует обратить внимание на тот факт, что в каждой отдельно взятой серии испытаний (при фиксированном опорном узле) практически безошибочно локализуется зона вероятного отбора. Так, в 8-ми сериях из 15 узлом отбора признается 11-й узел, в 6-ти сериях — 10-й узел и в 2-х сериях — 12-й узел, то есть те узлы, которые размещены в непосредственной близости не только друг от друга, но и от действительного узла отбора. Процедура усреднения среднеквадратических отклонений способствует уточнению решения, но ее роль оказывается весьма существенной.

Рисунок 3 - Визуализация результатов поиска узлов несанкционированного отбора

Простым и обоснованным представляется определение объема отбора как результата усреднения значений отбора, полученных в соответствии с моделью (21) — (23) при варьировании опорными узлами, но фиксированной координатой, причем из всего множества опорных узлов достаточно ограничиться теми, для которых наиболее вероятный узел отбора и ее действительная координата совпадают. Таких узлов — 3 (10, 11, 12). Там же приведены величины объемов отбора, в результате усреднения которых его наиболее вероятное значение составило — 50, 43, то есть погрешность не превышает — 0,86%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Построена модель анализа параметров состояния функционирования производственных корпораций, в условиях установившегося потокораспределения целевого продукта, отличающаяся от известных учетом переменности потерь целевого продукта в узлах сети.

2. Разработана модель анализа возмущенного состояния производственных корпораций как объекта с регулируемыми параметрами при переменной диссипации целевого продукта, которую можно считать обобщенно - упорядоченной формой представления частных моделей потокораспределения целевого продукта, позволяющая учитывать структурные особенности моделируемой системы и отличающаяся постепенным переходом от ситуации невозмущенного к ситуации возмущенного состояния производственных корпораций, что достигается последовательной модификацией граничных условий модели.

3. Разработаны и применены алгоритмы, формирующие итеративный процесс поиска решения. В зависимости от плотности контроллинга данных эти алгоритмы могут быть двух типов: детерминированные и статистические. Детерминированный алгоритм гарантирует достижение конечной цели расчетов (определение координаты

и объема утечки). В тех же условиях статистический алгоритм устанавливает лишь их наиболее вероятное значение.

4. Разработан программный продукт AESCULAP-SOLVER, с помощью которого был проведен вычислительный эксперимент, устанавливающий координату и объем несанкционированного отбора с точностью 0,1%

5. Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы внедрены в ЗАО «ЛОТ» и в ООО «КДМ». Суммарный ежегодный экономический эффект составляет 1437 тыс. рублей.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах: публикации в изданиях Перечня, определенных ВАК Минобрнауки России:

1. Черкасов О.Н. Модель анализа возмущенного состояния производственной корпорации / О.Н. Черкасов, Ю.С. Сербулов, В.Э. Меерсон // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2012. -№08(82). С. 696 - 709.

2. Черкасов О.Н. Разработка модели анализа параметров состояния функционирующей производственной корпорации в условиях установившегося потока распределения целевого продукта/ О.Н. Черкасов, В.Э. Меерсон // Управление экономическими системами: электронный научный журнал, 2013. №4 (52). URL:http://www.uecs.ru

3. Меерсон В.Э. Модели анализа функционирования производственных корпора-ций/[Текст]: / В.Э. Меерсон // Вестник ВГУИТ: Научно - теоретический журнал, 2013. №3. С. 72-76.

Монографии:

4. Черкасов О.Н. Информационные средства управления функционированием производственных корпораций: монография / О.Н. Черкасов, Ю.С. Сербулов, В.Э. Меерсон; [науч. ред. В.Е. Межов ]; Закрытое акционерное общество «Лот» ; Воронежская государственная лесотехническая академия. - Воронеж: Издательский - полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2012. - 121 с.

Статьи, материалы конференций:

5. Меерсон В.Э. Методы решения статистического оценивания параметров состояния и структурного резервирования производственных корпораций [Текст]: / В.Э. Меерсон // Научно - технический журнал Моделирование систем и процессов - Воронеж: ВГЛТА, 2012. - №2. С. 50 - 53.

6. Меерсон В.Э. Обобщенная модель управления производственной корпорацией [Текст]: / В.Э. Меерсон // Научно - технический журнал Моделирование систем и процессов - Воронеж: ВГЛТА, 2012. - №3. С. 36 - 38.

7. Меерсон В.Э. Моделирование функционирования производственных корпораций в установившемся режиме [Текст]: / В.Э. Меерсон, Ю.С. Сербулов // Перспективы развития информационных технологий: сборник материалов IX Международной практической конференции / Под. ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: Издательство НГТУ, 2012.-С. 98-104.

8. Меерсон В.Э. Моделирование функционирования производственных корпораций в неустановившемся режиме [Текст]: / В.Э. Меерсон, Ю.С. Сербулов // Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований: сборник материалов I Международной практической конференции / Под. ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: Издательство НГТУ, 2012. - С. 127 - 132.

1<о А-

9. Меерсон В.Э. Модели анализа функционирования производственных корпораций [Текст]: / В.Э. Меерсон // Моделирование энергоинформационных процессов / Сборник статей I международной научно - практической интернет конференции (10-15. 12.2012). - Воронеж.гос. ун-т инж. технолог. - Воронеж: ВГУИТ . 2013. - С. 172- 178.

10. Сербулов Ю.С. Интеллектуальные средства разработки производственных корпораций [Текст]: / Ю.С. Сербулов, В.Э. Меерсон // Системные проблемы надежности, качества, математического моделирования и инфототелекоммуникационных технологий в инновационных проектах (ИННОВАТИКА - 2012) / Труды Международной конференции и Российской научной школы. Часть 1. / Под ред. д.т.н., проф. Кофанова Ю.Н. - Ивантеевка М.о.: Издательство НИИ предельных технологий, 2012. - С. 4950.

11. Меерсон В. Э. Технология формирования структурных графов при решении задач анализа потокораспределения целевого продукта в производственных корпорациях [Текст]: / В.Э. Меерсон // Научно - технический журнал Моделирование систем и процессов - Воронеж: ВГЛТА, 2013. - №2. С. 47-50.

12. Меерсон В. Э. Задача диагностики несанкционированных отборов целевого продукта в производственных корпорациях [Текст]: / В.Э. Меерсон, Юдин Р.В. // Научно - технический журнал Моделирование систем и процессов - Воронеж: ВГЛТА, 2012. -№2. С. 50-54.

13. Сербулов Ю.С. Задачи статистической оценки функционирования производственных корпораций [Текст]: /Ю.С. Сербулов, В.Э. Меерсон // Научно - технический журнал Моделирование систем и процессов - Воронеж: ВГЛТА, 2012. - №4. С. 58 - 64.

14. Меерсон В.Э. Статистические свойства оценки режима функционирования производственных корпораций [Текст]: / В.Э. Меерсон, Ю.С. Сербулов // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты: сборник материалов III Международной научно - практической конференции / Под общ. ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: ООО агентство «СИБПРИНТ», 2013. - С. 137- 144.

15. Меерсон В.Э. Формирование структурных графов производственных корпораций при решении задач анализа потокораспределения целевого продукта в электронной промышленности [Текст]: / В.Э. Меерсон // Элементная база отечественной микроэлектроники / Труды первой Российско - Белорусской научно - технической конференции. Том 1. / Под ред. А.Э. Рассадина - Нижний Новгород, 2013. - С. 200 - 203.

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой пе>и-тью, направлять по адресу: 394087, г. Воронеж, ул.Тимирязева, 8, ВГЛТА, ученому секретарю. Тел /

Факс (4732)-53-67-08.

Меерсон Вера Эдуардовна Модели и алгоритмы управления расходом целевого продукта в производственных

корпорациях

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 08.11.2013. Формат 60*84 1/16. Усл. печ. л. 1,0. Бумага писчая. Тираж 120 экз. Заказ № 489

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Издательства учебной литературы и учебно — методических пособий Воронежской государственной лесотехнической академии

с

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная

лесотехническая академия»

04201455495

На правах рукописи

МЕЕРСОН ВЕРА ЭДУАРДОВНА

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОРПОРАЦИЯХ

Специальность: 05.13.10 «Управление в социальных и экономических

системах»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук Черкасов Олег Николаевич

Воронеж — 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ_4

1. ОБОБЩЕННАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОРПОРАЦИЙ_10

1.1 Структура обобщенной модели управления производственными корпорациями _10

1.2 Система контроля над расходом целевого продукта и методы решения задач диагностики расхода целевого продукта _21

1.3. Выводы. Цель и задачи исследований _30

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ АНАЛИЗА ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОРПОРАЦИЯХ_38

2.1. Разработка модели анализа невозмущенного состояния _38

производственной корпорации_38

2.2. Разработка модели анализа потокораспределения целевого продукта возмущенного состояния производственных корпораций_50

2.3. Технология построения структурных графов для производственных корпораций при решении задач анализа потокораспределения целевого продукта _61

2.4. Выводы_69

3. ДИАГНОСТИКА НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ОТБОРОВ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОРПОРАЦИЯХ_ 73

3.1 .Сущность и формализованная постановка задачи диагностики несанкционированных отборов_73

3.2. Детерминированный алгоритм диагностики несанкционированного отбора целевого продукта _81

3.3. Результаты вычислительного эксперимента диагностики несанкционированного отбора целевого продукта_86

3.4 Управленческие процедуры для ликвидации несанкционированных отборов и выхода на плановые показатели_97

3.5 Выводы_99

4. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ AESCULAP-SOLVER ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДА ЧИ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ ОТБОРОВ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА В СТРУКТУРЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОРПОРАЦИЙ_102

4.1 Общие сведения о программном обеспечении _102

4.2 Функциональные схемы программного обеспечения AESCULAP-SOLVER при решении задачи поиска источника несанкционированного отбора_104

4.3 Результаты вычислительного эксперимента_106

4.4 Диагностика ошибок_112

ЗАКЛЮЧЕНИЕ_114

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ_ 116

ПРИЛОЖЕНИЯ_130

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одним из главных участников рынка товаров и услуг являются производственные корпорации (ПК). В структуре таких корпораций представлено большое количество фирм и предприятий, которое выступают самостоятельными юридическими лицами, и вследствие этого нуждаются в разработке механизмов централизованного управления, что обуславливает актуальность темы настоящего исследования.

Существенной является проблема контроля над расходованием материальных, финансовых и др. ресурсов (в дальнейшем ЦП - целевого продукта).

Проблема контроля за расходом целевого продукта широко освещена в научных трудах российских ученых (Исакова Р. Е. Оленев Н. И., Карминский А. М., Попова Л. В. Примак А. Г., Фалько С. Г., и др.), которые сравнивают немецкую (Шмидт А., Ортман Г., Хан Д.) и американскую системы контроллинга (Каплан Р., Друри К., Хорнгрен Ч., Нортон Д.,), но анализируя особенности российской системы контроллинга и ее отличия от западных и американских систем, можно заметить, что она пока еще не пребывает на должном уровне.

Влиять на затраты возможно при условии широкого внедрения методов управления процессами потокораспределения ЦП. По существу единственным способом обоснования принимаемых решений при управлении производственными корпорациями являются методы математического моделирования. Но методологическая база решения задач управления производственными корпорациями пока далека от совершенства, при этом проблема контроля над расходованием целевого продукта на всех жизненных циклах практически не решена, чему мешают сложность и размерность задачи.

Решение этих проблемных вопросов актуально в научном плане, поскольку тем самым создается основа для разработки универсальных моделей потокораспределения (МП) для любых производственных корпораций. Кроме

того, на основе модели потокораспределения в работе формализована и решена важная и актуальная прикладная задача управления производственными корпорациями - диагностика несанкционированного отбора целевого продукта, что увеличивает надежность системы.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с грантом РФФИ «Средства проектирования и управления проектами предприятий микроэлектроники» № 12-08-31439 и межвузовской научно - технической программой И.Т.601 « Перспективные информационные технологии в высшей школе» ,а так же научным направлением Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) - «Разработка средств автоматизации управления и проектирования в промышленности»

Объект исследования. Система управления функционированием производственных корпораций.

Предмет исследования. Модели, алгоритмы управления функционированием производственных корпораций.

Цель и задачи исследования: разработать методы, модели и алгоритмы управления функционированием производственных корпораций.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Провести анализ проблемы функционирования производственных корпораций и методов контроля над расходованием целевого продукта и определить пути ее решения.

2. Построить модели установившегося и возмущенного состояний потокораспределения целевого продукта в системе функционирования производственных корпораций.

3. Разработать алгоритмы диагностики несанкционированного отбора целевого продукта в системе функционирования производственных корпораций.

4. Разработать средства управления функционированием производственных корпораций.

5. Провести апробацию результатов исследования на конкретных примерах диагностики несанкционированных отборов целевого продукта

Методы исследования. В работе использованы методы теории управления, матрично - векторного математического аппарата, вариационных принципов механики, графов, линейной алгебры, корреляционного анализа, положения энергетического эквивалентирования, математического моделирования и программирования. Системный подход являлся общей методологической основой.

Научная новизна работы результатов работы состоит в следующем:

- модель анализа параметров состояния функционирования производственных корпораций в условиях установившегося потокораспределения целевого продукта, отличающаяся от известных учетом переменности потерь целевого продукта в узлах сети;

- модель анализа возмущенного состояния производственной корпорации как объекта с регулируемыми параметрами при переменной диссипации целевого продукта, которую можно считать обобщенно - упорядоченной формой представления частных моделей потокораспределения целевого продукта, позволяющая учитывать структурные особенности моделируемой системы и отличающаяся постепенным переходом от ситуации невозмущенного к ситуации возмущенного состояния производственной корпорации, что достигается последовательной модификацией граничных условий модели;

- модель диагностики несанкционированных отборов целевого продукта на основе модели потокораспределения в зависимости от вида контроллинга узлов системы, отличающуюся возможностью определения структурных звеньев отбора целевого продукта и оценки величины отбора;

- алгоритмы и программное обеспечение нахождения звена отбора целевого продукта и его величины, предназначенных для экспертных оценок состояния сложных структур взаимосвязанных объектов при управлении функционированием производственных корпораций.

Достоверность научных результатов. Обоснованием научных положений, теоретических выводов и практических рекомендаций, включенных в диссертацию, являются математические доказательства, расчеты на примерах, производственные эксперименты и проверка разработанной системы при внедрении в практику управления функционированием производственными корпорациями.

Практическая значимость работы заключатся в том, что разработаны средства управления в виде предметно - ориентированных моделей и алгоритмов диагностики несанкционированных отборов целевого продукта. При их соответствующем техническом и организационном уровне оснащенности средствами измерения потокораспределения целевого продукта в сети можно рассматривать как компонент автоматизированных систем диспетчерского управления, выполняющий информационную функцию. При этом появляется возможность корректного решения ряда практических важных задач управления функционированием производственных корпораций, в том числе: расчет и анализ текущего режима функционирования; индивидуальный контроль потребления целевого продукта всеми абонентскими подсистемами; имитация состояния системы в результате любых возмущающих факторов. В результате существенно повышается оперативность, обоснованность и качество принимаемых управленческих решений в процессе функционирования производственных корпораций.

Результаты внедрения. Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы внедрены в ЗАО «ЛОТ» и в ООО «КДМ». Ежегодный суммарный экономический эффект составляет 1 437 тыс. рублей.

Так же результаты работы были использованы при создании обучающих программно - технических комплексов ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», для применения в учебном процессе при проведении лекций, лабораторных и практических работ, курсовых и дипломных проектов, научно - исследовательской работы

аспирантами, докторантами и соискателями по специальным дисциплинам направления подготовки 230400 - «Информационные системы и технологии».

На защиту выносятся;

модель анализа параметров состояния функционирования производственных корпораций в условиях установившегося потокораспределения целевого продукта;

- модель анализа возмущенного состояния производственной корпорации;

- модель диагностики несанкционированных отборов целевого продукта на основе модели потокораспределения в зависимости от вида контроллинга узлов системы;

- алгоритмы и программное обеспечение нахождения звена отбора целевого продукта и его величины.

Соответствие паспорту специальности. В соответствии с формулой специальности 05.03.10 «Управление в социальных и экономических системах» в диссертации разработан комплекс моделей функционирования управлением производственных корпораций и инструментальный комплекс управления функционированием производственных корпораций.

Данное исследование в соответствии с целью, задачами и полученными научными результатами соответствует следующим пунктам паспорта специальности: 3. Разработка моделей описания и оценок эффективности решения задач управления и принятия решений в социальных и экономических системах. 4. Разработка методов и алгоритмов решения задач управления и принятия решений в социальных и экономических системах. 5. Разработка специального математического и программного обеспечения систем управления принятия решений в социальных и экономических системах.

Апробация работы. Обоснование исследований и научных разработок были представлены и обсуждены на ежегодных конференциях профессорско -преподавательского состава ВГЛТА, на: IX Международной практической конференции «Перспективы развития информационных технологий» (Новосибирск, 2012); I Международной - практической конференции «Новое

слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований» (Новосибирск, 2012); I международной научно - практической интернет конференции «Моделирование энергоинформационных процессов» (Воронеж, 2012); Международной конференции и Российской научной школы «Системные проблемы надежности, качества, математического моделирования и инфототелекоммуникационных технологий в инновационных проектах» (ИННОВАТИКА - 2012,г. Сочи,2012); III Международной научно -практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты» (Новосибирск,2013), Первая Российско - Белорусской научно - технической конференция «Элементная база отечественной микроэлектроники» (Нижний Новгород, 2013).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 15 работ, в том числе 3 статьи в изданиях Перечня, определенного ВАК Минобрнауки Россини, и 1 монография. Всего по работам выполнено203 с, из них лично автором по всем работам выполнено 97 с.

При публикации работ в соавторстве, личным участием автора является проведении научно-технических исследований, определение и постановка цели и задач управления производственных корпораций [4,6,11]; разработка и анализ методов управления функционирования производственных корпораций[5,13], модели возмущенного и установившегося потокораспределения целевого продукта[1,2,3,7,8,] алгоритмы поиска несанкционированных отборов целевого продукта [10,12], реализация разработанных моделей и алгоритмов и их эффективность [9,14,15].

Структура работы. В состав диссертационной работы входит введение, четыре главы, заключение, список литературы и приложения. Объем работы составляет 114 страниц машинописного текста, содержит 10 рисунков, 4 таблицы, библиография включает 141 наименование.

1. ОБОБЩЕННАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОРПОРАЦИЙ

1.1 Структура обобщенной модели управления производственными

корпорациями

Как объект управления производственные корпорации (ПК) относятся к классу [120, 51] многомерных, многосвязных нелинейных стохастических систем с распределенными параметрами. Их специфической особенностью является многоуровневая структура, значительная степень неопределенности, состояний объекта, параметров, окружающей среды, присутствие в векторе управления непрерывных и дискретных компонент.

Непрерывный рост требований, предъявляемых к таким системам не только на этапе их проектирования, но главным образом при их функционировании, обусловлен увеличением числа абонентов (открытие новых филиалов, поставщиков сырья, точек сбыта продукции и т.п.) и изменением их параметров .

Мероприятия по управлению, как известно [94,107,108], представляют собой различного рода параметрические или структурные воздействия на отдельные элементы производственной корпорации или ее подсистемы. Параметрические воздействия - наиболее характерный вид управления функционированием. Для них свойственно достаточно кратковременное упреждение. Поэтому такой вид управления часто считается оперативным. К средствам реализации оперативного управления в ПК относятся: изменение характеристик активных элементов филиалов (крупно- и мелкооптовых баз, складов, пунктов продажи, магазинов и др.); изменение положения ПК на рынке товаров и услуг; изменение параметров потокораспределения материальных, финансовых и других ресурсов (в дальнейшем ЦП - целевого продукта) и т.д.

Структурное управление связано с различными воздейс твиями, приводящими к изменению конфигурации (топологической схемы) системы. Например, подключение новых пунктов сбыта конечного продукта, изменение расхода на подающих финансовых и материальных потоках и т.д. Разумеется, такие управляющие воздействия имеют более длительное время упреждения и обычно рассматриваются как плановые реконструкции системы. Само по себе подключение новых абонентов к системе также должно квалифицироваться как ее реконструкция. Однако в первом случае задача должна быть формализована как оптимизационная (то есть считается задачей синтеза), а во втором ее можно считать задачей анализа.

При определении производственной корпорации как объекта управления обычно [94,107,108] вводят совокупность базовых множеств, элементами которых являются: значения параметров целевого продукта (спроса, предложения и др.) на физических входах и выходах; значения непрерывных управляемых параметров активных и пассивных элементов производственной корпорации; значения дискретных управляемых параметров активных и пассивных элементов. Тогда производственную корпорацию можно определить как сложную систему [19,20]. В результате структуризации общей задачи управления функционированием производственной корпорации в интервале времени [0, Т] в условиях информационной неопределенности можно представить как минимизацию условного математического ожидания функционала вида:

ЦТ) = Е Jl[X(t),Z(t),U(t)]dt —» min. (1Л)

0 U(t)eQ

где X(t), Z(t) - вектор - функция параметров состояния системы и возмущающих воздействий соответственно; U(t) - вектор функция управляемы