автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Система управления вертикально-организованными предприятиями на основе оптимизации планирования исполнителей по видам работ

На правах рукописи

СТРЕЛЬЦОВ Борис Евгеньевич

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНО-ОРГАНИЗОВАННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ПЛАНИРОВАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ ПО ВИДАМ РАБОТ

Специальность: 05.13.10 - Управление в социальных и

экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ

1В МАЙ 2013

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж —2013

005058335

Работа выполнена в Негосударственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Международный институт компьютерных технологий»

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор, Бурковский Виктор Леонидович

Сушков Сергей Иванович, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия», заведующий кафедрой промышленного транспорта, строительства и геодезии;

Азарнова Татьяна Васильевна, доктор технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет»

Защита состоится 17 мая 2013 г. в Ю00 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 научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия».

Автореферат разослан 15 апреля 2013 г.

Ученый секретарь ^ сА*^

диссертационного совета Анциферова Валентина Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Совершенствование структурной организации промышленных предприятий с целью получения стабильной прибыли является одним из основных направлений в процессе управления экономическими системами. Это может также достигаться за счет снижения себестоимости выпускаемых изделий и ускорения оборачиваемости оборотных средств предприятия. Международный опыт лидеров различных отраслей промышленности свидетельствует, что синергетического эффекта в деятельности предприятий и, как следствие, увеличения их конкурентоспособности на мировых рынках можно достичь на основе вертикальной интеграции производственных систем на базе территориально распределенных исполнителей различных видов работ. При построении вертикально-организованных предприятий или холдингов важнейшим вопросом, как правило, является формирование сквозного цикла комплекса работ, состоящего из множества промышленных объектов с учетом всех факторов их взаимной эффективности и требований к конечному продукту, транспортных и складских расходов. Специфика формируемых исполнителей различных видов работ диктуется содержанием в них функционально различных исполнителей разных видов работ с заданными функциональными свойствами. При этом для оптимизации сквозного цикла комплекса работ используются математические методы на основе программирования, теории графов и эвристических методов, учитывающих специфику объектной области. В настоящее время сбалансированность в системе управления вертикально-организованными предприятиями недостаточно проработана. За счет вертикальной интеграции исполнителей сквозного цикла комплекса работ решаются проблемы сбалансированности производства конечной продукции: взаимоувязываются практически все элементы производства - материальные, трудовые и финансовые; устанавливаются системные пропорции и нормы затрат труда, распределение ресурсов, мощностей, капиталов и информации.

Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования заключается в совершенствовании систем управления вертикально-организованными производствами с использованием специальных математических средств моделирования и анализа деятельности исполнителей сквозного цикла комплекса работ, а также эвристических подходов, учитывающих специфику объектных областей.

Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений Международного института компьютерных технологий «Интеллектуальные технологии и информационные системы». Диссертация выполнена в рамках госбюджетной НИР кафедры информатики и вычислительной техники (ГБ2009.01 «Математическое моделирование в области управления»).

Объект исследования-система управления вертикально-организованными предприятиями на основе оптимизации планирования исполнителей по видам работ.

Предмет исследования-модели, алгоритмы управления и программная реализация системы управления вертикально-организованными предприятиями.

Цель и задачи исследования. Целью работы является создание информационной системы управления вертикально-организованными предприятиями на основе предложенных моделей и алгоритмов оптимального планирования исполнителей по видам работ и обеспечивающей, в конечном итоге, повышение эффективности осуществления сквозного цикла работ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - провести анализ литературы по управлению вертикально-организованными предприятиями и использовать его в ходе исследования;

- сформировать структуру системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями, включающую подсистему управления процессом формирования, анализа и планирования исполнителей по видам работ;

- разработать структурную модель многоальтернативной среды планирования исполнителей по видам работ и структурно-функциональную модель сквозного цикла комплекса работ с учетом ограничений, накладываемых на материальные ресурсы, в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями;

- построить модель оптимального выбора сквозного цикла комплекса работ, обеспечивающую максимум критерия эффективности решения, и исследовать ее свойства с точки зрения устойчивости вариантов решения с последующим ее включением в систему управления вертикально-организованными производственными предприятиями;

- разработать алгоритмы оптимального синтеза сквозного цикла комплекса работ, способствующие повышению эффективности принятия управленческих решений, в рамках системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями;

- создать программное средство на основе разработанных моделей и алгоритмов.

Методы исследования основаны на теории графов, линейной алгебры, вычислительной математики и динамическом программировании.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

- предложена структура системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями, отличающаяся включением в нее подсистемы управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ, что позволяет получать дополнительный синергетический эффект при принятии управленческих решений;

- предложена структурно-функциональная модель сквозного цикла комплекса работ, отличающаяся накладываемыми на используемые материальные ресурсы ограничениями, выраженные в виде учета множества состояний сырья, в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями, что способствует повышению эффективности принятия управленческих решений в режиме мониторинга;

- разработана модель оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями, отличающаяся реализацией предложенной модификации алгоритма Форда-Беллмана, применяемого для поиска экстремальных путей на взвешенном графе с трехмерной сложностью задач и обеспечивающая сравнение между собой длин альтернативных путей между всеми вершинами графа, что позволяет принимать управленческие решения при формировании технологического маршрута;

- предложен алгоритм оптимального синтеза сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями на основе линейных функций, отличающийся сбалансированностью линейных неравенств в рамках линейных многогранных множеств, что способствует повышению эффективности принятия управленческих решений в режиме мониторинга.

Практическая значимость и результаты внедрения. Основным практическим результатом работы является разработка структуры системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями, включающая подсистему управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ на основе предложенных моделей и алгоритмов и созданного программного средства. Практическая апробация формирования сквозного цикла комплекса работ проведена на тестовом примере из области производства автомобильных шин на отечественных предприятиях с последующей их реализацией на региональных потребительских рынках.

Обоснованы и отработаны проектные варианты сквозного цикла комплекса работ, начиная с добычи нефти и заканчивая реализацией готовой продукции, с использованием интегрального критерия оценки эффективности функционирования. Разработанные модели и алгоритмы, апробированные на тестовом примере, реализованы в рамках задачи оптимизации сквозного цикла комплекса работ, состоящего из предприятий-поставщиков, производящих ламинат в виде ЛДСП и ЛДВП, и подразделений ОАО ХК «Мебель Черноземья», осуществляющих сборку готовой продукции с его использованием. Внедрение разработанных средств подтвердило высокую эффективность предложенных решений. Созданные средства внедрены с ожидаемым годовым экономическим эффектом 1.5 млн руб. Научные и практические результаты работы, проведенной в рамках НИР, внедрены в учебный процесс Международного института компьютерных технологий по дисциплинам «Производственный менеджмент», «Информационные технологии управления предприятием», «Стратегический менеджмент».

Основные положения, выносимые на защиту:

- система управления вертикально-организованным производственным предприятием с включением в нее подсистемы управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ;

- модель оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в системе управления вертикально-организованными производственными предприятиями на основе модификации алгоритма Форда-Беллмана;

- алгоритм оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в системе управления вертикально-организованными производственными предприятиями на основе линейных функций, отличающийся сбалансированностью линейных неравенств в рамках линейных многогранных множеств в пространстве состояний сырья;

- структурно-функциональная модель сквозного цикла комплекса работ в системе управления вертикально-организованными производственными предприятиями, учитывающая ограничения, накладываемые на материальные ресурсы, выраженные в виде областей пространства состояний сырьевого потока.

Соответствие паспорту специальности. В соответствии с формулой специальности 05.13.10 - «Управление в социальных и экономических системах» в диссертационном исследовании разработаны и конкретизированы вопросы математической, организационной и методической основы управления, а также математические, алгоритмические и программные средства управления с целью повышения эффективности их функционирования.

В соответствии с целью, задачами и полученными научными результатами проведенное исследование соответствует следующим пунктам паспорта специальности: 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 и принятия решений в социальных и экономических системах.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Всероссийской конференции "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах" (Воронеж, 2010); Всероссийской научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве" (Воронеж, 2010); Всероссийской научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве" (Воронеж, 2011); а также на научных семинарах кафедры информатики и вычислительной техники МИКТ в 2009-2012 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 7-в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве

и приведенных в конце автореферата, лично соискателем предложены: [5,6,7,8] - модели и алгоритмы для оптимизации технологических цепочек, сформированных на основе территориально распределенных производственных объектов, и оценка эффективности их функционирования в системе управления вертикально-организованными предприятиями; [1,4,12] - модели внутрипроизводственных взаимодействий промышленных систем и их оптимизация, способствующая повышению эффективности решений в системе управления вертикально-организованными производственными предприятиями.

Всего лично автором по всем работам выполнено 7.3 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, трех приложений, заключения и списка литературы из 138 наименований. Основная часть работы изложена на 143 страницах, содержит 11 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи, научная новизна, практическая значимость результатов, приведены сведения об апробации и внедрении результатов работы.

В первой главе рассмотрены методологические подходы к управлению в социально-экономических системах. Проведен анализ существующих математических подходов к моделированию при сквозном цикле комплекса работ, выполняемых различными предприятиями, которые территориально расположены в различных местах, на основе теории графов с заданной целевой функцией рекуррентного вида. Рассмотрены также методы, применяемые на практике для решения указанного класса задач.

Для решения задач управления вертикально интегрированными производственными системами (ВИПС) проведено исследование на основе:

1. Методологических подходов - системного подхода, функционального подхода, стратегического мониторинга в управлении финансовой и хозяйственной деятельностью, функциональных стратегий развития, стратегии финансового обеспечения, стратегии развития структурных единиц, концепции управления развитием потенциала, проектно-планового и программного подхода. При этом технология эффективного управления в экономических системах представляет замкнутый цикл.

В ходе исследования предложена структурно-функциональная схема системы управления вертикально-организованным производственным предприятием, включающая подсистему управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ, представленная на рис. 1.

Сбалансированность систем управления производственными предприятиями достигалась за счет их вертикальной интеграции на основе территориально распределенных технологических объектов. Упрощенная концепция функционирования предприятий производства и потребления продукции (ПК и ПЛ) представлена в виде:

Производство ПК —► Склад ПК —► Продажа ПК —> Склад ПЛ —► Производство ПЛ —» Спрос ПЛ —► Закупка ПЛ —► Производство ПК

I

Склад ПЛ —► Продажа ПЛ

При этом сбалансированность спроса и предложения выпускаемой продукции позволяет предприятиям получать максимальную прибыль и обеспечивает финансово-экономическую устойчивость их работы и в то же время наиболее полно удовлетворяет потребности покупателей.

Рис. 1. Структурно-функциональная схема системы управления вертикально-организованным производственным предприятием

2. Существующих математических подходов - линейного программирования; нелинейного программирования; методов динамического программирования; дискретного программирования, целочисленного линейного программирования; поиска экстремальных потоков и путей на графах и сетях; имитационного моделирования систем с использованием сетевых структур.

При моделировании сквозного цикла комплекса работ можно использовать аппарат сетей Петри и производные от него сетевые структуры. Этот метод позволяет проводить имитационное моделирование выбора исполнителей сквозного цикла в зависимости от исходной системы, а также устанавливать характеристики динамики состояний в процессе моделирования. Использование аппарата сетей Петри характерно при моделировании асинхронных процессов на основе их причинно-следственной зависимости. Возможности применения сетей Петри не заложены при решении задач оптимизации технологических маршрутов в вертикально-организованных производственных системах, что требуется в данном случае. По этой причине построение модели на основе сетей Петри является неактуальным. Для решения задач оптимизации технологических маршрутов проанализировано применение методов на основе генетического алгоритма, метода ветвей и границ, методов отсечения (в том числе Гомори), метода полного перебора всех допустимых решений. Однако, их использование в данном случае не актуально по различным причинам, в частности, они не обладают полиномиальной сложностью, а при увеличении размерности задачи в исследуемых функциях увеличивается число локальных экстремумов и их эффективность приближается к случайному перебору решений, что затрудняет их практическое применение. Для решения данной задачи рассмотрено дискретное программирование, в котором производится поиск экстремального пути на взвешенном графе за счет многошагового процесса, при каждом шаге которого осуществляется оптимальный выбор параметров постановки задачи. На каждом из шагов вводятся характеристики состояния потока сырья. При этом выбор последующего состояния зависит от предыдущего и не изменяется ни при каких условиях. Рассмотрено также применение известных алгоритмов

7

Данцига, Дейкстры, Форда-Беллмана, Флойда и их модернизированных вариантов, применяемых в зависимости от условий моделирования, в том числе при решении задач с мультипликативным функционалом длины пути или нахождение оптимального маршрута в рамках использования взвешенных вершин графа. Минимизация длины маршрута предполагает, что путь между не инцидентными вершинами бесконечен. Данные алгоритмы при нахождении экстремальных путей на графической структуре частично или полностью используют метод Форда-Беллмана, выполняя одинаковые операции, но в другой последовательности и не в полном объеме. Так как их сложность ниже, чем ц{пъ), то базовым

был выбран метод Форда-Беллмана. В задаче поиска оптимального решения выбор оптимального пути на графической структуре предполагает сравнение между собой маршрутов альтернативных путей между вершинами графа, а целевая функция при известном начальном состоянии потока сырья может быть получена только для конечного состояния, то есть только для полностью сформированного маршрута. Маршрут же между произвольными вершинами графа не может быть оценен вообще, так как заданное начальное состояние потока сырья имеет смысловую характеристику только в истоковой вершине графической структуры, а целевую функцию можно вычислить только для его конечного состояния, то есть в стоковой вершине графа.

Во второй главе описывается предложенная структурно-функциональная модель многоальтернативной среды планирования сквозного цикла комплекса работ и модель оптимального выбора сквозного цикла комплекса работ в условиях вертикальной организации производственных систем.

Структурно-функциональная модель сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями в аналитическом виде имеет следующую постановку. Пусть дано пространство состояний потока сырья С и граф технологических операций G ={w = {«,,...,«„}- £е W2), при этом множеству вершин графа соответствует множество функций F = {/.—./.}: IV <-> F, С f'eF >С и подмножества {Л/,,...,Л/„}: M, ç С, описывающие допустимые состояния потока сырья, проходящего определенные технологические операции. Выделены подмножества операций W" и , элементы которых могут являться начальными и конечными операциями в цикле.

Требуется найти последовательность операций L = (wil,H'(i,...,w;ni), удовлетворяющую ограничениям: (w,.,w,M}eE (1); w^eW" (2); и7т е п'К (3); V/ Ф у, ну. е IV, wi. s W-.щ.ф щ. (4) и V/ < m : //. (...//, (с0 )) е Мр.+{ (5), которая при заданном начальном состоянии с0 потока сырья приводит к максимизации целевой функции t/(£(c0))->max, (6) где £(с0) = //т (...//, (q>)) = cm, a U(cm) является целевой функцией

от конечного состояния сырьевого потока. Задача поиска сквозного цикла комплекса работ с фиксированным конечным состоянием записывается аналогичным образом. Если все производственные функции /¡(с) являются обратимыми, то функция

L(cq) = fi (•••//[ (с0)) = сш также является обратимой. Тогда задачу, для которой заданы

требуемые характеристики конечного продукта, можно отразить как

U'{l~X (с„,)] -> шах (7) с ограничениями (1-5) и решить как (1-6).

Задача формирования сквозного цикла комплекса работ сводится к комбинаторной задаче выбора упорядоченного подмножества элементов. Предложенная модель задачи позволяет с использованием произвольного выбора последовательности операций

^ = ('V ) моделировать процесс производства. При этом не удается выяснить

допустимость выбранного решения £ по условию (5) до завершения процедуры вычисления конечного состояния потока сырья.

Для исследования возможности применения тех или иных методов решения задачи необходимо рассмотреть вид решения и его свойства. На основе исследования свойств решения сделаны следующие выводы: изменение технологического маршрута операций на одну единицу изменяет конечное состояние потока сырья, которое зависит от дальнейших операций, что равнозначно замене одной производственной операции в технологическом маршруте, то есть бессистемно; улучшение решения технологического маршрута равнозначно случайному перебору; замена одной технологической операции в маршруте ограничивается улучшением текущего решения; перебор большого количества допустимых решений требуется для улучшения решения при одновременной замене нескольких операций.

Целесообразно рассмотреть решение задачи не только в смысле структурной, но и параметрической оптимизации, считая, что вектор начального состояния с0 не задан и также является оптимизируемым параметром. Тогда для различных начальных состояний сырьевого потока оптимальные исполнители видов работ могут оказаться разными, что может быть представлено функцией С (сп), определяющей оптимальный сквозной цикл комплекса работ для заданного начального состояния сырья. Функция С (с0) принимает дискретные значения, каждое из которых сохраняется на некоторой области аргумента. Область определения функции может быть меньше множества 5 по причине ограничения (5).

Для вычисления функции С (с0) следует ввести в рассмотрение функцию

^ (со) = (^*(со))(со). возвращающую конечное состояние потока сырья при начальном состоянии с0 и переработке с использованием сквозного цикла комплекса работ, задаваемого функцией /.' (с0). При условии непрерывности производственных функций функция будет иметь непрерывные значения на областях с0, на которых значение функции С (с,) неизменно. Однако на границах этих областей могут наблюдаться разрывы функции (/(¿"(с0)), а следовательно и функции С(с„).

В третьей главе разработаны модель и алгоритм оптимального формирования сквозного цикла работ в условиях вертикальной организации производственных систем.

Модель оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями, отличающаяся реализацией предложенной модификации алгоритма Форда-Беллмана, применяемого для поиска экстремальных путей на взвешенном графе, обеспечивает сравнение между собой длин альтернативных путей между всеми вершинами графа. Для решения задачи поиска сквозного цикла комплекса работ (1-6) рассмотрим уравнение Беллмана: Г„(с) = шах(^„_1(/5(с))) дляп>1

5 (8) ^(с) = тах({/(/5(с))), .у

где (с), Р2(с) - соответственно на всех этапах, только на последнем, только на

двух последних - являются функциями, оценивающими выбор исполнителей процесса производства на данном этапе или этапах. Каждая из функций /-¡(с) по смыслу соответствует функции и^Ь (с'о)| для неполной цепочки из / операций. Задача оптимального

формирования производственных систем поставлена на графической структуре, в качестве базового алгоритма решения принят метод Форда-Беллмана, предназначенный для поиска экстремальных маршрутов на графе. При выполнении этого алгоритма происходит построение и последовательное уточнение функций /-¿у (с), где I - поколение уточнения функции, а у определяет операцию wj, с которой начинаются все оптимальные маршруты, олицетворяемые функцией /7у(с). Результатом решения задачи является функция

1/^Ь* (со)^ = Fr¡j(c)\wj . Известно, что функции /7 (с), как и [/|^*(со)| могут иметь разрывы значений. Для удобства дальнейшего машинного представления этих функций вводится структура варианта решения: = (^с'^, где с'^ сС - непустая область начальных состояний потока сырья; (с) - непрерывная функция, совпадающая на области С1^ с функцией (с); ¿'¡^ - оптимальная последовательность операций, начинающаяся с ю]. Для решения задачи предлагается алгоритм, включающий выполнение следующих шагов:

Шаг 1. Для каждой операции е Цг" в набор вариантов первого поколения У1 = |у,1',.., V* " |, состоящих из единственной производственной операции, добавляются варианты V,'-' ={л/,.,[/(/Дс)),(и..)).

Шаг 2. Для ¡=2..п выполняется шаг 2.1 для последовательного улучшения вариантов. Шаг 2.1. Для каждой операции wj е IV выполняются шаги 2.2, 2.3 и 2.4 для создания

следующего поколения решений.

Шаг 2.2. В соответствии с маршрутами, начинающимися с операции иу, производится наполнение избыточного временного набора вариантов путем копирования вариантов предыдущего поколения У в их совокупности.

Шаг 2.3. Синтезируются варианты ^//1(с;*и)пЛ/;, /="/"'* (/, (с)), )}, где I - ин-

дексы вариантов предыдущего поколения, при этом для каждой операции ю^&УУ все известные варианты решений предыдущего поколения дополняются операцией wj. В набор

добавляются уже созданные варианты. Шаг 2.4. Производится сравнивание между собой вариантов из избыточного набора

Р^} путем исключения вариантов при пересечении областей с последующим объединением вариантов У1^ по признаку максимизации (с) на области Mj за счет исключения избыточности из набора вариантов . Дополняются в набор У' результирующие варианты У1'-1.

При выполнении алгоритма с одной стороны происходит экспоненциальный рост числа вариантов решений в новых поколениях, а с другой стороны выполняется исключе-

ние части вариантов с пустыми областями определения, усечение которых произошло в действиях 2.3 и 2.4. Поэтому значительное влияние на вычислительную сложность алгоритма оказывают размеры и взаимное положение областей Mj.

В реализации алгоритма 2 при последовательном усечении областей С';' соответствующие системы неравенств дополняются новыми ограничениями, при этом важным этапом является проверка пустоты множеств Cj у, для этого необходимо проверять совместность систем линейных неравенств. С увеличением количества неравенств в системе вычислительная сложность проверки ее совместности растет. В данной работе предложен алгоритм оптимального синтеза сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями на основе линейных функций, отличающийся сбалансированностью линейных неравенств в рамках линейных многогранных множеств. Алгоритм основан на переборе базисных подсистем системы неравенств, являющихся угловыми решениями системы, и на сопоставлении взаимного положения подсистем с плоскостью добавляемого неравенства. Линейная зависимость решений системы от количества крайних точек многогранного множества и зависимость полиномиальная от размерности пространства характеризуют вычислительную сложность данного алгоритма.

В четвертой главе осуществлена программная реализация разработанных моделей и алгоритмов, апробированных на тестовом примере, в рамках задачи оптимизации сквозного цикла комплекса работ, состоящего из предприятий-поставщиков, производящих ламинат, и подразделений ОАО ХК «Мебель Черноземья», осуществляющих сборку готовой продукции с его использованием.

Обоснован выбор платформы и структуры программного средства, дано описание пользовательского интерфейса, рассмотрена его функциональность.

Программное средство предназначено для выполнения следующих функций: формирование модели производственной среды - задание альтернативных производственных объектов и их характеристик, возможных вариантов передачи материалопотоков, аналитических параметров технологических операций; подготовка к решению задачи - формальное описание возможных начальных и конечных операций в рамках сквозного цикла комплекса работ, задание целевых функций; реализация процедуры моделирования и поиска оптимального состава исполнителей комплекса работ - реализация алгоритма, формирование оптимального технологического маршрута; вывод результатов решения задачи.

В качестве программной платформы избрана Microsoft .NET Framework 4.0. Для расширения возможностей взаимодействия с внешними информационными системами программа обменивается информацией о производственной среде и найденных решениях задачи в формате XML. Функциональная структура программного средства формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ приведена на рис.2.

Графический интерфейс подсистемы управления процессом формирования, анализа и оп-

тимизации сквозного цикла комплекса работ

1 1 1

Модуль экспорта- Модуль Модуль реализации процесса

формирования решения задачи выбора опти-

импорта данных производственной «-1 мальных исполнителей цикла

среды комплекса работ

Рис. 2. Структура программного средства

Практическая апробация моделей и алгоритмов формирования сквозного цикла комплекса работ проведена на тестовом примере из области производства автомобильных шин на отечественных предприятиях с последующей их реализацией на региональных потребительских рынках.

В технологический цикл включены предприятия, осуществляющие добычу нефти из мест ее нахождения; нефтепереработку - крекинг нефти с выделением фракций для получения синтетического каучука (СК); производство СК - синтез мономеров, их концентрирование в ректификационных колоннах, полимеризацию и выделение каучука; производство автомобильных шин из смеси разного вида каучуков с добавлением ингредиентов в зависимости от специфики мест использования шин; реализацию готовой продукции.

Базовым местом добычи нефти в тестовом примере выбрано предприятие в Башкирии. Формирование проектируемого сквозного цикла комплекса работ производилось с учетом расположения всех предприятий переработки нефти и производства каучука и автомобильных шин и конечной точки реализации готовой продукции, выбранной в Московском регионе. Истоком графа в рассматриваемом сквозном цикле комплекса работ является предприятие по добычи нефти в Башкирии, стоком - Московский регион реализации готовой продукции - автомобильных шин.

В тестовом примере участвуют 20 производственных объектов. Что соответствует значению параметра размерности 20 (рис.3).

Добыча неф™ Нефтепереработка Заводы СК Производство шин Реализация

Рис. 3. Графическая модель производственной среды в тестовом примере

Решение данной задачи - при выборе истоком графа сквозного цикла комплекса работ предприятия в Башкирии (Уфе), а стоком графа - место их реализации в Московском регионе оптимальным будет цикл комплекса работ с включением в него пред-

приятии нефтепереработки в Новоуфимске, производства СК в г. Тольятти и автомобильных шин в г. Москве (Таганка).

Процесс оптимизации сквозного цикла комплекса работ и его корректировку в режиме мониторинга следует начинать с конечной точки - выбора места реализации готовой продукции, которое является стоком графа. После чего поэтапно осуществляется поиск истока графа - в данном примере места добычи нефти и оптимально подходящих в каждом случае предприятий нефтепереработки, производства синтетического каучука и автомобильных шин, т.к. исток и сток графа являются его вершинами, а количество ребер истока и стока графа соответствует числу предприятий производителей и потребителей продукции (ПК и ПЛ).

При оптимизации сквозного цикла комплекса работ по отдельному или интегральному критерию оценки эффективности их функционирования проводится соответствующий анализ экономических, технологических или других параметров работы предприятий, включая качество выпускаемой продукции, путем введения дополнительных условий в виде размера получаемой прибыли, транспортных и складских расходов; уровня налогообложения; объема оборотных средств, платежеспособности и коэффициентов капитализации и самообеспеченности сырьем; объема выпуска готовой продукции и спроса на нее, мощности используемого оборудования; процента выхода годной продукции и брака и наличия в готовой продукции регламентированных компонентов и т.п. Например, анализ налога с оборота, величина которого пропорциональна обороту фирмы, стимулирует вертикальную интеграцию предприятий. Он может сделать более дешевым производство промежуточных продуктов в рамках интегрированной фирмы, чем покупку таких же продуктов, произведенных даже с большей эффективностью у внешних поставщиков.

Разработанные модели и алгоритмы, апробированные на тестовом примере, реализованы в рамках задачи оптимизации сквозного цикла комплекса работ, состоящего из предприятий - поставщиков, производящих ламинат в виде ЛДСП и ЛДВП, и подразделений ОАО ХК «Мебель Черноземья», осуществляющих сборку готовой продукции с его использованием.

управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса

работ

ПК 1 - ООО «Завод Невский Ламинат», Ленинградская область, Всеволожский район, п. г. т. Дубровка; ПК 2 - ООО «Кроношпан», Московская область, Егорьевский район, пос. Новый; ПК 3 - ЗАО «Череповецкий фанерно-мебельный комбинат», Вологодская область, г. Череповец; ПК 4 - ООО «ЭКО ДОМ», Ростовская область, г. Волгодонск.

ПЛ 1 - изготовление кухонной мебели; ПЛ 2 - изготовление корпусной мебели; ПЛ 3 -изготовление мягкой мебели.

На рис. 4 представлена структура производственной среды, состоящая из предприятий - поставщиков ламината - ПК I, ПК 2, ПК 3, ПК 4 и подразделений ОАО ХК «Мебель Черноземья» - ПЛ 1, ПЛ 2, ПЛ 3, осуществляющих технологические операции по изготовлению мебели на основе ламината: раскрой плиты на детали, сверление соединительных отверстий, облицовывание кромок деталей и окончательную сборку готовой продукции. В соответствии с технологическим процессом в ОАО ХК «Мебель Черноземья» принята следующая схема работы: поступающий ламинат в зависимости от его потребности направляется либо на склад, либо сразу в подразделения холдинга. Технологическая карта диктует приоритет направления использования ламината, при этом потребляющие его подразделения определяют количественные и качественные характеристики необходимого им ламината.

При существующей структуре холдинга установлено:

• маршрут транспортировки ламината по территории холдинга проходит через промежуточный склад или сразу на технологическую линию;

• приоритетом является использование ламината для изготовления мебели в соответствии с договорами;

• соображения экономической эффективности и необходимостью иметь на складе определенное количество ламината разного вида для расходования его в случае отсутствия привоза являются приоритетными при выборе тех или иных исполнителей сквозного цикла комплекса работ.

Целью моделирования и оптимизации производственного процесса является выбор исполнителей сквозного цикла комплекса работ. За целевую функцию принят показатель прибыли всего производственного процесса. Моделирование процесса необходимо периодически повторять при изменении состояния склада и при изменении структуры заказов на продукцию холдинга. При этом состояние склада включено в модель в виде статистических параметров.

По результатам произведенных программных вычислений, предложены три оптимальных маршрута производства мебели:

Начало - ПК 1 - Транспорт - ПЛ 2 - Вывоз со склада - Покупатель 2 - Конец; Начало - ПК 2 - Транспорт - ПЛ 3 - Вывоз со склада - Покупатель 2 - Конец; Начало - ПК 3 - Транспорт - ПЛ 1 - Вывоз со склада - Покупатель 1 - Конец. Разработанное программное средство внедрено в ОАО ХК «Мебель Черноземья» с ожидаемым годовым экономическим эффектом 1.5 млн руб., при этом синергетический эффект обусловлен включением в интегральный критерий учета стоимости ламината у каждого поставщика и сроков его поставки, транспортных и складских расходов и вида ламината. Следует отметить, что в связи с коммерческой деятельностью ОАО ХК «Мебель Черноземья» отражен только ожидаемый общий синергетический эффект от проведенной оптимизации без распределения его по каждому виду продукции. В дальнейшем планируется оптимизировать производство мебели в ОАО ХК «Мебель Черноземья» с учетом поставок всех комплектующих материалов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проанализирована литература по управлению вертикально-организованными предприятиями и сделано заключение о том, что для его совершенствования требуется модернизация.

2. Предложена структура системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями, включающая подсистему управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ, на основе многоаль-

тернативной производственной среды, обеспечивающая повышение эффективности принятия управленческих решений.

3. Предложена структурно-функциональная модель сквозного цикла комплекса работ с учетом ограничений, накладываемых на материальные ресурсы, выраженные в виде областей пространства состояний сырьевого потока, в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями.

4. Разработана оптимизационная модель формирования сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями, обеспечивающая эффективность решения и реализующая предложенную модификацию алгоритма Форда-Беллмана, применяемого для поиска экстремальных путей на взвешенном графе с трехмерной сложностью задач, и обеспечивающая сравнение между собой длин альтернативных путей между всеми вершинами графа при формировании технологического маршрута, что способствует принятию оптимальных управленческих решений.

5. Предложен алгоритм оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально-организованными производственными предприятиями на основе линейных функций, при сбалансированности линейных неравенств в рамках линейных многогранных множеств, что способствует повышению эффективности принятия управленческих решений в режиме мониторинга

6. Осуществлена программная реализация разработанных моделей и алгоритмов, апробированных на тестовом примере в рамках задачи оптимизации сквозного цикла комплекса работ, состоящего из предприятий-поставщиков, производящих ламинат, и подразделений ОАО ХК «Мебель Черноземья», осуществляющих сборку готовой продукции с его использованием. Внедрение созданных средств в ОАО ХК «Мебель Черноземья» обеспечивает ожидаемый годовой экономический эффект 1.5 млн руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, определенных ВАК РФ

1. Стрельцов Б.Е. Модели внутрипроизводственных взаимодействий в рамках территориально распределенных промышленных систем [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский // Инновационный Вестник Регион. 2009. №4.(18). С.32-36.

2. Стрельцов Б.Е. Проблематика формирования вертикально-организованных производственных систем на основе территориально распределенных производственных технологических объектов [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т.5. №4. С.4-10.

3. Стрельцов Б.Е. Моделирование и анализ инвестиционной деятельности промышленных предприятий в рамках вертикально-организованных производств [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский, Б.А. Шиянов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. Т.6. №1. С.10-15.

4. Стрельцов Б.Е. Система ограничений в рамках вертикально-организованного производственно-сбытового комплекса [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский, Б.А. Шиянов II Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009 Т.5. №12. С.84-89.

5. Стрельцов Б.Е. Программный комплекс оптимизации технологических цепочек вертикально-организованных систем [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012. Т.8. №3. С.29-33.

6. Вертикальная интеграция как фактор повышения экономической эффективности предприятий [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский, Б.А. Шиянов, B.C. Неженец //

1/ <f

Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. Т.6. №6. С.10-13.

7. Стрельцов Б.Е. Моделирование механизма формирования и оценка эффективности функционирования вертикально интегрированных производственных структур [Текст] / Б.Е. Стрельцов, B.JI. Бурковский, Б.А. Шиянов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. Т.6. №1. С.58-63.

Зарегистрированные программы ЭВМ

8. Стрельцов Б.Е. Программный модуль оптимизации вертикально-организованных производств / Б.Е. Стрельцов, В Л. Бурковский // Государственный информационный фонд неопубликованных документов ФГНУ «Центр информационных технологий и систем органов исполнительной власти» - Москва. Per. номер: 50201150968 от 05.07.2011.

Статьи и материалы конференций

9. Стрельцов Б.Е. Анализ инвестиционной деятельности промышленных предприятий в рамках вертикально интегрированных бизнес-структур [Текст] / Б.Е. Стрельцов, B.JL Бурковский, Б.А. Шиянов // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: труды Всерос. конф. Воронеж, 2010. С.120-121.

10. Стрельцов Б.Е. Формирование технологических цепочек при вертикальной интеграции предприятий [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский, Б.А. Шиянов // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. науч.-техн. конф. Воронеж, 2010. С.94-95.

11. Стрельцов Б.Е. Формирование холдингов при вертикальном взаимодействии производственных систем [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский, Б.А. Шиянов // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. науч.-техн. конф. Воронеж, 2010. С.74-75.

12. Стрельцов Б.Е. Оптимизация транспортных и складских расходов при вертикальной интеграции производственной системы [Текст] / Б.Е. Стрельцов, Б.А. Шиянов // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. науч.-техн. конф. Воронеж, 2011. С.251-252.

13. Стрельцов Б.Е. Проектирование вертикально интегрированных производственных систем [Текст] / Б.Е. Стрельцов, В.Л. Бурковский, Б.А. Шиянов // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: труды Всерос конф. Воронеж, 2010. С.116-117.

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой печатью, направлять по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ВГЛТА,

ученому секретарю. Тел. / Факс (473)-253-67-05.

Стрельцов Борис Евгеньевич Система управления вертикально - организованными предприятиями на основе оптимизации планирования исполнителей по видам работ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подп. в печать 10.04.2013 г. Формат 60*84 1/16. Объем 1 пл. Заказ № 131 Тираж 100 УОП ВГЛТА 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8.

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ

04201357263 Стрельцов Борис Евгеньевич

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНО -ОРГАНИЗОВАННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ПЛАНИРОВАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ ПО

ВИДАМ РАБОТ

Специальность 05.13.10 - Управление в социальных и экономических

системах

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор В.Л. Бурковский

Воронеж - 2013

Содержание

Введение.......................................................................................4

Глава 1. Формирование структуры системы управления вертикально -организованными предприятиями на основе планирования исполнителей сквозного цикла комплекса работ.......................................................13

1.1 Системный анализ в управлении производством.......................13

1.2 Методологические подходы к совершенствованию управления промышленными предприятиями...............................................15

1.3 Вертикальная интеграция как фактор повышения эффективности современного производства......................................................26

1.4 Проблематика построения сквозного цикла комплекса работ в рамках вертикально - организованных производственных систем......31

1.5 Решение задачи выбора исполнителей сквозного цикла комплекса работ...................................................................................33

1.6 Математические методы моделирования и анализа планирования исполнителей сквозного цикла комплекса работ............................40

1.7 Цель работы и задачи исследования.......................................46

Глава 2. Модели формирования сквозного цикла комплекса работ в условиях вертикальной организации производственных систем.............................48

2.1 Формализованное описание производственной среды при вертикальной интеграции производственных объектов....................48

2.2 Математическая модель процесса формирования сквозного цикла комплекса работ.....................................................................52

2.3 Оптимизационная модель процесса планирования сквозного цикла

комплекса работ....................................................................59

Выводы..............................................................................70

Глава 3. Алгоритмизация процесса планирования сквозного цикла комплекса работ в условиях интегрального критерия оценки эффективности функционирования..........................................................................71

3.1 Метод случайного поиска при выборе оптимальных решений................................................................................71

3.2 Алгоритм поиска оптимальных решений на основе метода динамического программирования.............................................74

3.3 Моделирование выбора оптимальных исполнителей сквозного цикла комплекса работ.............................................................85

3.4 Линейное представление производственных функций................88

3.5 Алгоритм синтеза сквозного цикла комплекса работ с учетом ветвления потока сырья...........................................................96

3.6 Экономические составляющие интегрального критерия..............98

Выводы..............................................................................102

Глава 4. Оптимизация сквозного цикла комплекса работ на основе разработанных моделей и алгоритмов в системе управления вертикально -организованными предприятиями.....................................................103

4.1 Структура программного средства........................................103

4.2 Пользовательский интерфейс...............................................105

4.3 Результаты оптимизации сквозного цикла комплекса работ на основе тестового примера........................................................107

4.4 Результаты оптимизации сквозного цикла комплекса работ в ОАО ХК «Мебель Черноземья».......................................................112

Приложение 1. Графическая модель производственной среды в тестовом

примере......................................................................................116

Приложение 2. Модель производственной среды ОАО ХК «Мебель

Черноземья» и результаты ее оптимизации.........................................117

Заключение.................................................................................126

Список литературы.......................................................................128

Акты о внедрении результатов в учебный и производственный процессы....................................................................................142

Введение

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Совершенствование структурной организации промышленных предприятий с целью получения стабильной прибыли является одним из основных направлений в процессе управления экономическими системами. Это может также достигаться за счет снижения себестоимости выпускаемых изделий и ускорения оборачиваемости оборотных средств предприятия. Международный опыт лидеров различных отраслей промышленности свидетельствует, что синергетический эффект в деятельности предприятий и, как следствие, увеличение их конкурентоспособности на мировых рынках можно достичь на основе вертикальной интеграции производственных систем на базе территориально распределенных исполнителей различных видов работ. При построении вертикально-организованных предприятий или холдингов важнейшим вопросом, как правило, является формирование сквозного цикла комплекса работ, состоящего из множества промышленных объектов с учетом всех факторов их взаимной эффективности и требований к конечному продукту, транспортных и складских расходов. Специфика формируемых исполнителей различных видов работ диктуется содержанием в них функционально различных исполнителей разных видов работ с заданными функциональными свойствами. При этом для оптимизации сквозного цикла комплекса работ используются математические методы на основе программирования, теории графов и эвристических методов, учитывающих специфику объектной области. В настоящее время сбалансированность в системе управления вертикально-организованными предприятиями недостаточно проработана. За счет вертикальной интеграции исполнителей сквозного цикла комплекса работ решаются проблемы

4

сбалансированности производства конечной продукции: взаимоувязываются практически все элементы производства - материальные, трудовые и финансовые; устанавливаются системные пропорции и нормы затрат труда, распределение ресурсов, мощностей, капиталов и информации.

Актуальность диссертационного исследования заключается в совершенствовании систем управления вертикально - организованными производствами с использованием специальных математических средств моделирования и анализа деятельности исполнителей сквозного цикла комплекса работ, а также эвристических подходов, учитывающих специфику объектных областей.

Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений Международного института компьютерных технологий «Интеллектуальные технологии и информационные системы». Диссертация выполнена в рамках постбюджетной НИР кафедры информатики и вычислительной техники ( ГБ2009.01 «Математическое моделирование в области управления»).

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Система управления вертикально - организованными предприятиями на основе оптимизации планирования исполнителей по видам работ.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ

Модели, алгоритмы управления и программная реализация системы управления вертикально - организованными предприятиями.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью работы является создание информационной системы управления вертикально - организованными предприятиями на основе предложенных моделей и алгоритмов оптимального планирования исполнителей по видам работ и обеспечивающей, в конечном итоге, повышение эффективности осуществления сквозного цикла работ. Для этого необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ литературы по управлению вертикально -организованными предприятиями и использовать его в ходе исследования.

2. Сформировать структуру системы управления вертикально организованными производственными предприятиями, включающую подсистему управления процессом формирования, анализа и планирования исполнителей по видам работ.

3. Разработать структурную модель многоальтернативной среды планирования исполнителей по видам работ и структурно - функциональную модель сквозного цикла комплекса работ с учетом ограничений, накладываемых на материальные ресурсы, в составе системы управления вертикально - организованными производственными предприятиями.

4. Построить модель оптимального выбора сквозного цикла комплекса работ, обеспечивающую максимум критерия эффективности решения, и исследовать ее свойства с точки зрения устойчивости вариантов решения с последующим ее включением в систему управления вертикально -организованными производственными предприятиями.

5. Разработать алгоритмы оптимального синтеза сквозного цикла комплекса работ, способствующие повышению эффективности принятия управленческих решений, в рамках системы управления вертикально -организованными производственными предприятиями.

6. Разработать программное средство на основе разработанных моделей и алгоритмов.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на основе теории графов, линейной алгебры, вычислительной математики и динамического программирования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

В ходе исследования выделены основные научные результаты отражающие научную новизну:

предложена структура системы управления вертикально организованными производственными предприятиями, отличающаяся включением в нее подсистемы управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ, что позволяет получать дополнительный синергетический эффект при принятии управленческих решений;

- предложена структурно-функциональная модель сквозного цикла комплекса работ, отличающаяся накладываемыми на используемые материальные ресурсы ограничениями в виде учета множества состояний сырья, в составе системы управления вертикально - организованными производственными предприятиями, что способствует повышению эффективности принятия управленческих решений в режиме мониторинга;

- разработана модель оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально -организованными производственными предприятиями, отличающаяся реализацией предложенной модификации алгоритма Форда-Беллмана, применяемого для поиска экстремальных путей на взвешенном графе с

трехмерной сложностью задач и обеспечивающей сравнение между собой длин альтернативных путей между всеми вершинами графа, что позволяет принимать управленческие решения при формировании технологического маршрута;

- предложен алгоритм оптимального синтеза сквозного цикла комплекса работ в составе системы управления вертикально - организованными производственными предприятиями на основе линейных функций, отличающийся сбалансированностью линейных неравенств в рамках линейных многогранных множеств в пространстве состояний сырья, что способствует повышению эффективности принятия управленческих решений в режиме мониторинга.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ВНЕДРЕНИЯ

В результате проведенной работы разработана структура системы

управления вертикально - организованными производственными

предприятиями, включающая подсистему управления процессом

формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ на

основе созданного программного средства. Практическая апробация

формирования сквозного цикла комплекса работ проведена на тестовом

примере из области производства автомобильных шин на отечественных

предприятиях с последующей их реализацией на региональных

потребительских рынках. Обоснованы и отработаны проектные варианты

сквозного цикла комплекса работ, начиная с добычи нефти и заканчивая

реализацией готовой продукции, с использованием интегрального критерия

оценки эффективности функционирования. Разработанные модели и

алгоритмы, апробированные на тестовом примере, реализованы в рамках

задачи оптимизации сквозного цикла комплекса работ, состоящего из

предприятий - поставщиков, производящих ламинат в виде ЛДСП и ЛДВП, и

8

подразделений ОАО ХК «Мебель Черноземья», осуществляющих сборку готовой продукции с его использованием. Внедрение разработанных средств подтвердило высокую эффективность предложенных решений. Созданные средства внедрены с ожидаемым годовым экономическим эффектом 1.5 млн.руб. Научные и практические результаты работы, проведенной в рамках НИР, внедрены в учебный процесс Международного института компьютерных технологий в рамках дисциплин: «Производственный менеджмент», «Информационные технологии управления предприятием», «Стратегический менеджмент».

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

Система управления вертикально - организованным производственным предприятием с включением в нее подсистемы управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ;

- Модель оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в системе управления вертикально - организованными производственными предприятиями на основе модификации алгоритма Форда-Беллмана;

- Алгоритм оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в системе управления вертикально - организованными производственными предприятиями на основе реализации линейных функций, отличающийся сбалансированностью линейных неравенств в рамках линейных многогранных множеств в пространстве состояний сырья;

- Структурно-функциональная модель сквозного цикла комплекса работ в системе управления вертикально - организованными производственными предприятиями, учитывающая ограничения,

накладываемые на материальные ресурсы, выраженные в виде областей пространства состояний сырьевого потока.

СООТВЕТСТВИЕ ПАСПОРТУ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

В соответствии с формулой специальности 05.13.10 - «Управление в социальных и экономических системах» в диссертационном исследовании разработаны и конкретизированы вопросы математической, методологической основы управления с использованием алгоритмических и программных средств с целью повышения эффективности их функционирования.

Проведенное исследование соответствует следующим пунктам паспорта специальности:

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 и принятия решений в социальных и экономических системах.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты работы были доложены:

• на ежегодной Всероссийской конференции "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах", г. Воронеж, 2930 марта 2010г.;

• на Всероссийской научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве", г. Воронеж, 27-28 апреля 2010 г.;

• на Всероссийской научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве", г. Воронеж, 26-27 апреля 2011 г;

• на научных семинарах кафедры информатики и вычислительной техники МИКТ в 2009-2012 гг.

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 7 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Всего лично автором по всем работам выполнено 2.3 п.л.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, трех приложений, заключения и списка литературы из 138 наименований. Основная часть работы изложена на 143 страницах, содержит 11 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована актуальность диссертационного исследования, цель и задачи, научная новизна, практическая значимость результатов, приведены сведения об апробации и внедрении результатов работы.

В первой главе рассмотрены методологические подходы к управлению в социально-экономических системах. Проведен анализ существующих математических подходов к моделированию при сквозном цикле комплекса работ, выполняемых различными предприятиями, которые территориально расположены в различных местах, на основе теории графов с заданной целевой функцией рекуррентного вида. Для решения задач управления в

экономических системах проведено исследование на основе методологических и существующих математических подходов.

Во второй главе описывается предложенная структурно функциональная модель многоальтернативной среды планирования сквозного цикла комплекса работ и модель оптимального выбора сквозного цикла комплекса работ в условиях вертикальной организации производственных систем.

В третьей главе разработаны модель и алгоритм оптимального формирования сквозного цикла комплекса работ в условиях вертикальной организации производственных систем.

В четвертой главе проведена оптимизация структуры системы управления вертикально - организованными производственными предприятиями, включающая подсистему управления процессом формирования, анализа и оптимизации сквозного цикла комплекса работ на основе