Исследование и разработка методов формирования состава задач управления как объекта автоматизации при проектировании организационного обеспечения АСУП (на примере обувной промышленности) тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Никифоров, Алексей Иосифович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ВЫБОРА СОСТАВА

ЗАДАЧ АСУП-И ОЧЕРЕДНОСТИ ИХ ВНЕДРЕНИЯ.

1.1» Проблемы формирования организационного и информационного обеспечения систем управления предприятием в условиях автоматизированного управления.

1.2. Анализ существующих подходов к формированию состава функциональных подсистем управления

1.3. Системный подход к формированию состава автоматизируемых задач управления.

1.4. Концептуальная постановка задачи исследования

ГЛАВА П. РАЗРАБОТКА НОРМАТИВНО-ДЕСКРИПТИВНОЙ МОДЕЛИ ГРУППИРОВКИ ЗАДАЧ АСУП С ЦЕЛЬЮ .ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИОРИТЕТА АВТОМАТИЗАЦИИ

2.1. Классификационный подход к группировке задач АСУП.

2*2. Выбор алгоритма автоматической классификации

2*3. Системный метод классификации задач, решаемых методами экономико-математического моделирования

2.4. Задание способа формирования информационных векторов.

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАНЖИРОВАНИЯ ПЕРЕЧНЯ ЗАДАЧ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

3.1. Комплексный анализ функции управления при формировании перечня задач АСУП и оценка экономической эффективности от их внедрения

3Методика расчетов по модели вдппировки

3.3. Определение приоритета внедрения задач АСУП по результатам предпроектной стадии обследования

ГЛАВА 17. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВА КОМПЛЕКСОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ ОБУВНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ.Ц

4.1. Сбор и анализ исходной информации.1X

4.2. Расчет меры сходства задач перечня

4.3. Анализ итоговой группировки и разработка ре» комендаций.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Исследование и разработка методов формирования состава задач управления как объекта автоматизации при проектировании организационного обеспечения АСУП (на примере обувной промышленности)"

Одной из характерных особенностей современного этапа научно-технического прогресса является усложнение структуры систем организационного управления, обусловленное ростом размеров и сложности производственных процессов и процессов управления, что выдвигает ряд задач, связанных с научно обоснованным построением структуры.

В речи товарища К.У.Черненко на Всесоюзном совещании народных контролеров 5 октября 1984 года отмечалось: пМы вступили в период, когда жизнь властно предъявляет новые, повышенные требования к качеству работы всех звеньев, образующих систему управления нашим обществом. Речь идет о качественных сдвигах, подготовленных всем ходом нашего развития, огромной творческой работой партии и народа, развернутой на основе решений Ш1 съезда КПСС, последующих Пленумов ЦК.

Такие сдвиги назрели, стали необходимыми в развитии производительных сил, в преобразовании их на основе технического прогресса. Без таких сдвигов не обойтись и в системе управления экономикой, в ее планировании /6,с.З/.

Вопросы научно обоснованного построения структуру систем управления занимали одно из центральных мест на ХХУ1 съезде КПСС. Большое значение в настоящее время придается совершенствованию структуры автоматизированных систем управления отрасли, предприятиями, технологическими процессами, что связано с широким их внедрением. За годы XI пятилетки в СССР предполагается ввести в действие большое число автоматизированных информационно-управляющих систем в различных отраслях народного хозяйства.

В основных направлениях, принятых на ХХУ1 съезде КПСС, отмечается необходимость повышения качества управления объектами народного хозяйства Применительно к современным требования управления планирования и анализа хозяйственной деятельности с эффективным использованием электронно-вычислительной техники" /4, с.200/.

Особое внимание уделяется совершенствованию организационной структуры управления: уточнению функции организации, распределению прав и обязанностей, устранению многоступенчатости в управлении, дублирования в работе в информационных потоках. Вопросы совершенствования структуры систем весьма разнообразны: рациональная организация структуры управляемых объектов, рациональная организация структуры управляющих органов, а также средств, которые все шире используются при их практической реализации. Эти вопросы взаимосвязаны и образуют сложные проблемы при теоретическом исследовании.

Усложнение структуры систем организационного управления предъявляет повышенные требования к эффективности и качеству принимаемых решений по их совершенствованию и требует создания теоретических основ, моделей и методов формализации и автоматизации синтеза структуры сложных систем и управления их разработкой и внедрением.

Проблемы и задачи синтеза управляющих систем в экономике тесно взаимосвязаны и образуют в совокупности сложную проблему, которая в полном объеме не решена, и-в настоящее время разрабатывается многими учеными. Известны различные подходы к синтезу структур управления, разрабатываемые В.И.Дудориным, Б.Э.Мильне-ром, А.А.Модиным, И.М.Сыроежиным, В.Д.Овсиевичем, В.П.Морозовым, А.Д.Двиркуном, Р.Акоффом, М.Месаровичем и другими /12,19,22,32,38 51,53/.

В данных исследованиях все большее внимание уделяется разработке методологических основ проектирования систем организационного управления в условиях использования электронно-вычислительной техники. Следует однако заметить, что если сами вопросы классификации математического обеспечения ЭВМ решены в работах В.В.Шуракова /69/, то проблемы классификационного анализа функций и задач управления еще неьяашли полностью адекватного освещения.

Мероприятия по совершенствованию систем организационного управления на основе внедрения достижений современной науки, техники и технологии управления создают предпосылки для более быстрого роста экономического потенциала за счет усиления комплексного характера руководства социально-экономическими системами, Однако на пути решения задач формирования организационных структур в условиях использования информационно-управлящих автоматизированных систем имеются определенные трудности, одна из которых - недостаточно разработанная теоретическая база формирования состава задач управления, как объекта автоматизации на уровне промышленного предприятия и производственного объединения. Исследования, посвященные разработке научного инструментария для решения данной проблемы, развиваются недостаточно интенсивно и их результаты ориентированы в основном на применение в части создания организационных структур управления крупными народнохозяйственными комплексами /34/ и отдельными, входящими в их состав отраслями /32/, в то время как для уровня промышленного предприятия (производственного объединения} эти вопросы не получили должного освещения.

Первые попытки разработки комплексного подхода к решению проблены синтеза организационной структуры управления предприятием в условиях интенсивного использования экономико-математических методов и средств электронно-вычислительной техники появились сравнительно недавно и методологически еще недостаточно хорошо обоснованы. В работах экономико-математического направления можно выделить два основных типа исследований. Первый из них характерен постановками задач выбора объектов автоматизации на предприятии и синтеза реализующих их систем организационного управления, сводящихся к нормативным моделям, моделям математического програмирования. При этом зачастую сами вопросы формирования перечня задач управления и оценки их экономической эффективности не исследуются, поэтому предлагаемые модели скорее представляют собой концептуальные съемы, мало пригодные для практического использования.

Второй тип постановок задач синтеза систем организационного управления на предприятии сводится к дескриптивным моделям. При построении подобных моделей зачастую копируются организационные формы, полученные путем интуитивного поиска без адекватного научного инструментария, отсутствуют обоснованные критерии выбора соответствующих организационных форм, их синтеза в единую структуру. Поэтому возможности дескриптивного подхода к моделированию систем организационного управления в настоящее время достаточно ограничены.

В этих условиях возникает необходимость разработки методов синтеза систем организационного управления, на основе использования передовых средств и методов управления, базирующихся на применении электронно-вычислительной техники и экономико-математических моделей. Важную роль при этом играет определение состава задач управления, группировка их в подсистемы управления и определение целесообразности их автоматизации в условиях конкретного предприятия.

В связи с актуальностью решения данных вопросов, цель исследования составляет попытка обосновать и разработать подход к формированию состава задач управления, как объекта автоматизации на промышленном предприятии на основе комплексного анализа функции объекта управления и построении подсистем управления с использованием нормативно-дескриптивной математической модели.

В соответствии с данной целью поставлены следующие задачи:

- анализ существующих подходов к методам формирования состава задач управления и математических моделей выбора объекта автоматизации с целью разработки комплексного, системного подхода к формированию перечня задач управления промышленным предприятием (производственным объединением);

- разработка математической модели формирования комплекс-сов задач АСУП, с использованием алгоритма автоматической классификации;

- разработка способа представления объектов исходной классифицируемой совокупности в форме, отвечающей требованиям математической модели, на основе учета информационных связей и сходства экономико-математической постановки задач управления промышленным предприятием;

- исследование вопросов комплексной оценки эффективности автоматизации функций управления Сна примере обувного производства);

- рассмотрение проблем формирования первоочередного комплекса автоматизированной системы управления предприятием на основе оценки информационной увязки и экономической эффективности задач управления.

Методологической базой диссертации явились труды классиков марксизма-ленинизма, решения съездов Коммунистической партии

СССР, постановления партии и Советского правительства по хозяйственным вопросам. При написании работы использованы теоретические исследования советских экономистов в области экономики промышленного производства, применения экономико-математических методов, теории автоматизированных систем управления; учтен опыт разработки и внедрения АСУ промышленными предприятиями и осуществления мероприятий по совершенствованию управления легкой промышленностью. Предлагаемый в диссертации подход к формированию состава задач управления базируется на применении методов общей теории систем, программно-целевого подхода и алгоритмов автоматической классификации.

Названные цель и задача исследования обусловили следующую структуру работы.

В первой главе анализируются основные подходы к формированию состава задач управления промышленным предприятием (производственным объединением) как объекта автоматизации. Данный анализ основывается на рассмотрении основных вопросов организационного и структурного обеспечения систем управления промышленным производством на базе внедрения электронно-вычислительной техники и экономико-математических методов, а также методов и моделей выбора состава задач управления, решаемых в условиях АСУП. На основе подобного рассмотрения обосновывается необходимость системного, комплексного подхода к формированию перечня задач управления и их информационного обеспечения для предприятий про-мышленно-производственных отраслей и предлагается схема декомпозиции системы целей предприятия вплоть до уровня задач управления с учетом функций объекта управления, временного горизонта принятия решений, уровня управления и производственно-технологической структуры объекта управления. В заключительном параграфе первой главы излагается концептуальная модель группировки функции управления в подсистемы (комплексы задач АСУ), сводящаяся к задаче классификационного анализа.

Во второй главе работы рассматривается математическая модель, ориентированная на решение данной задачи, обосновывается выбор алгоритма автоматической классификации, предлагается метод формирования информационных векторов задач управления, представляющих собой исходную информацию для расчетов по модели с использованием предлагаемого алгоритма.

Важным моментом в реализации нормативно-дескриптивного подхода к группировке задач управления является выбор алгоритма автоматической классификации, ввиду отсутствия опыта применения методов многомерной группировки объектов для решения задач выбора структуры АСУП. Исходя из содержательной постановки задачи в данной главе формулируются критерии приемлемости алгоритмов, под которыми понимаются требования, которым должен удовлетворять алгоритм» используемый для решения конкретной задачи. В результате выбран допустимый алгоритм и определены условия, которым должен отвечать способ представления исходной информации.

Существенной чертой классификационного подхода к формированию подсистем (комплексов задач) в автоматизированных системах управления является выделение Двух типов задач управления - заг дач прямых расчетов (ПР) и задач вариантных расчетов (BP), решаемых методами экономико-математического моделирования. Учитывая, что существующие классификации экономико-математических моделей не ориентированы на классификацию постановок задач, предложен "системный метод" классификации, основанный на представлении моделируемого объекта в виде относительно обособленной системы. На основе "системного метода" классификации разработан способ формирования информационных векторов, учитывающий информационные связи задач и сходство их экономико-математической постановки.

В третьей главе излагается комплекс методических приемов, предназначенных для формирования и ранжирования перечня задач системы автоматизированного управления предприятием на основе данных об экономической эффективности от внедрения задач управления, решаемых в условиях АСУ и информационного взаимодействия между ними.

Основным принципом предлагаемой методики является определение приоритета внедрения задач АСУП на основе выделения информационно-компактных блоков задач. Использование данного способа объекта автоматизации позволяет существенно сократить кан затраты на предпроектное обследование, проводимое в ходе разработки АСУП, так и на промышленную эксплуатацию. Применительно к предприятиям обувной промышленности данная методика предполагает, наряду с использованием результатов расчетов по модели группировки I перечня задач управления предприятием, использование экспертного метода оценки позадачной эффективности от автоматизации функции управления в условиях конкретного предприятия.

Формирование комплексов задач управления предполагает использование нормативно-дескриптивной модели автоматической классификации, в связи с чем ставится и решается задача разработки методики сбора и анализа исходной информации и проведения расчетов на ЭВМ. Выходные результаты комплексного анализа функции управления при формировании полного перечня задач АСУП и позадачной оценке их эффективности, используемые совместно с результатами расчетов по модели группировки, составляют исходную информационную базу для определения приоритета внедрения задач АСУП обувного предприятия (производственного объединения) по результатам предпроектной стадии обследования. В диссертации предложена принципиальная схема выбора состава задач первой очереди АСУП и излагается алгоритм его формирования, реализованный в диалоговом режиме на ЭВМ.

Четвертая глава работы посвящена описанию результатов практической реализации задачи формирования комплексов автоматизируемых задач управления. Объектом группировки послужил перечень задач управления обувным предприятием, разработанный на основе методики классификации функций объекта управления. Учитывая отсутствие опыта использования методов автоматической классификации в решении проблем распределения задач по подсистемам управления на уровне производственного объединения, особое внимание уделено экономическому анализу результатов каждого из этапов машинного эксперимента - сбора исходной информации, расчета коэффициентов информационной увязки задач перечня и итоговой группировки. Расчеты проводились на ЭВМ EC-I022 (язык программирования ПЛ-1). Апробация метода формирования состава задач управления,как объекта автоматизации, с использованием результатов расчетов по модели автоматической классификации, была проведена при разработке системы автоматизированного управления Кишиневским производственным обувным объединением "Зориле" и результаты работы использованы в техническом задании на разработку системы.

Основные положения диссертационной работы докладывались автором на научных конференциях и опубликованы в виде тезисов /39, 40, 45,48/; отражены в статьях автора, опубликованных в научных журнала /41,42,43,44,49/ и тематических сборниках /46,47,63/.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Никифоров, Алексей Иосифович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации получены следующие основные результаты:

- освещены актуальные вопросы совершенствования организационного и информационного обеспечения систем управления, определено место проблем формирования состава задач управления как объекта автоматизации в решении этих вопросов;

- рассмотрены основные подходы к формированию состава функциональных подсистем управления, обоснована необходимость подхода, предложенного в диссертации, названного по реализующему его математическому аппарату классификационным;.*

- проведен анализ предлагаемых различными авторами методов формирования перечня задач управления предприятием, установлена необходимость системного подхода к решению данного вопроса, основанного на декомпозиции комплекса целей промышленного предприятия вплоть до уровня задач управления, о учетом структурного и функционального аспектов выделения признаков описания объекта управления, а такке периода управления, уровня объекта управления и его производственно-технической структуры;

- предложена концептуальная модель, соответствующая задаче группировки задач управления с целью определения приоритета автоматизации;

- построена математическая модель для решения данной задачи, ориентированная на формирование информационно-компактных комплексов задач (подсистем управления), осуществлен выбор алгоритма автоматической классификации для расчетов по модели на основе сформулированных критериев допустимости, определяемых концептуальной постановкой задачи и свойствами исходной информации; - разработаны схема паспортизации информационного взаимодействия перечня задач автоматизации управления и метод классификации постановок задач, решаемых средствами экономико-математического моделирования, соответствующие условиям формирования информационных векторов задач управления, как объектов исходной г/ классифицируемой совокупности;

- разработана методика формирования и ранжирования перечня задач системы автоматизированного управления предприятием, включающая в качестве основных этапов комплексный анализ функций управления с целью формирования полного перечня задач, позадачную оценку эффективности проектируемой АСУП с использованием методов групповой экспертизы, определение коэффициентов информационной увазки задач перечня на основе расчетов по модели группировки;

- предложен способ формирования состава задач первой очереди АСУП на основе позадачной оценки эффективности и коэффициентов информационной увязки, и алгоритм его реализации;

- проведены практические расчеты по модели 1руппировки на основе перечня задач автоматизации обувным производством, осуществлен анализ полученных результатов.

Проведенный анализ вопросов формирования состава задач управления при проектировании АСУП и практическая реализация разработанной математической модели применительно к условиям обувного производства позволяют сделать следующие выводы.

I. Повышающиеся требования к эффективности функционирования систем управления промышленными предприятиями и производственными объединениями на базе внедрения современных технических средств и экономико-организационных методов управления предлагают необходимость разработки адекватного аппарата для проектирования организационно-структурного обеспечения. Одним из важных моментов в реализации данной задачи является разработка научно обоснованных способов формирования состава автоматизируемых задач управления, решаемых с применением экономико-математических методов и средств электронно-вычислительной техники.

Анализ литературных источников показал, что между методами формирования перечня задач управления предприятием и способами формализованного выбора состава функциональных подсистем АСУП существует определенный разрыв, вызванный недостаточно полным учетом информационных и функциональных взаимосвязей мевду задачами управления, предлагаемыми в качестве объекта автоматизации. В связи с этим возникает настоятельная необходимость в системном, комплексном подходе к вопросам технико-экономического и информационно-алгоритмического обоснования состава автоматизируемых функций управления.

3. При реализации подобного подхода важную роль играет совмещение процедур эвристического характера, осуществляемых при формировании пполногоп перечня задач управления рассматриваемой про-мышленно-производственной отрасли и расчетов по математической модели группировки комплексов задач. В качестве единого средства описания как эвристических, так и формализуемых приемов при концептуализации задачи исследования используется аппарат классификационного анализа, что позволяет построить математическую модель, решаемую методами автоматической классификации.

4. Содержательные предпосылки автоматической классификации в решении вопросов формирования групп взаимосвязанных расчетов на основе перечня задач управления определяют ряд требований к свойствам используемой математической модели и алгоритма ее реализации, сводящимся к следующим основным условиям:

- итоговое разбиение должно иметь иерархическую структуру;

- целесообразность объединения любых двух задач управления в одну и ту ate группу расчетов (подсистему управления) определиется двумя основными факторами - единством информационной базы и сходством экономико-математической постановки;

- исходной классифицируемой совокупностью является множество информационных векторов задач управления, представляющих собой особым способом закодированные информационные связи задач перечня;

- задачи автоматизации управления могут относиться к одному из двух типов: задачам вариантных расчетов (ЕР), решаемых с использованием экономико-математических моделей, и к задачам прямых расчетов (ПР); причем, для задач HP необходима особая система классификации для разработки системы кодификации информационных векторов;

- на множество пар информационных векторов вводится мера сходства, определяющая степень целесообразности решения заданных задач управления в рамках одной и той же подсистемы;

- в одну и ту же группу объединяются элементы, значения меры сходства между которыми выше, чем между ними и элементами, не входящими в данную группу.

5. Указанным условиям отвечает алгоритм, в котором критерием формирования групп является требование максимальной цепочечной связанности элементов.

Пусть элементы "а * и принадлежат одной и той же группе В , тогда должна существовать последовательность элементов Сол с 1 • • •» Cm такая, что са =о; ст = 6 , с/еЛ, t = o+m Причем maxjO(cl,e) ^rninJD(Ct,Ct+1) где М - классифицируемая совокупность элементов;

J0 - коэффициент сходства, определяемый по формуле

L-Пп где ]\fi~ число элементов классифицируемой совокупности, об-ладавдих I -ым признаком;

QilSi) - i -ая компонента соответствующего двоичного информационного вектора апричем #/=1 если / принадлежит множеству индексов.информационных связей задачи а и 0 в противном случае.

6. Система модификации информационных векторов, соответствующая требованиям концептуальной модели, основывается на формировании для каждой /-ой задачи управления из перечня, списка информационных связей7? , представляющих номера задач исходного множества, с которыми при реализации данной задачи осуществляется информационное взаимодействие. Для задачи ПИР информационные вектора отражают связи из • Для задач БР дополнительно вводится ряд ненулевых позиций, обусловленных классификацией постановок задач по Системному методу", при котором определяется вход (/), выход (О) и переменные состояния (S ) моделируемого в задаче объекта. В зависимости от того, относится ли показатель (группа показателей), определяющих связь из -7? к входным или выходным, формируются множества У16х и Множества связей Л Tfx; ^ 7fx; %ХП

3]sf) определяют дополнительные позиции информационного вектора i -ой задачи, относящейся к классу BP, Данный способ формирования информационных векторов обеспечивает большее значение коэффициента для тех пар задач, которые наиболее тесно связаны между собой информационно, а также обладают общими характеристиками в смысле однородности экономико-математической постановки,

7, При выборе состава автоматизируемых задач управления на предприятии основную роль играет информационная и функциональная совместимость задач проектируемой АСУ. Наиболее аффективны, с точки зрения минимизации затрат на разработку и эксплуатацию системы, является внедрение задач управления не поодиночке, а в составе информационно связанных комплексов. При использовании результатов расчетов по предлагаемой математической модели вдшшровки перечня задач в практике разработки систем организационного управления представляются возможным объективно определить приоритет информационной увязки на основе рассчитанных значений коэффициента J0 *

8, Эффективным средством формирования первоочередного комплекса задач АСУП на предпроектной стадии разработки является предлагаемый в работе способ, основанный на определении приоритета внедрения с учетом коэффициентов информационной увязки задач управления и ожидаемой экономической эффективности от внедрения по каждой из них, определяемой методом группой экспертной количественной оценки влияния фактора автоматизации соответствующих функций управления на снижение потерь ресурсов на обследуемом объекте,

- модель группировки задач управления в информационно-компактные блоки прошла апробацию при расчете информационной структуры перечня типовых задач автоматизации управления обувным предприятием (производственным объединением)* В результате расчетов по модели получены 33 комплекса задач, распределение которых по группам отличается от распределения данных задач по априорно сформированным подсистемам, при этом в составе крупных комплексов задач управления более иелние комплексы выделялись исходя из различных признаков: периода управления, уровня управления и т.д. в зависимости от информационных связей и экономико-математической постановки. Анализ экономического содержания состава сформированных комплексов задач управления показал целесообразность использования полученной иерархической группировки с целью определения приоритета автоматизации задач управления для предприятий обувной промышленности;

- метод формирования первоочередного комплекса задач АСУП, основанный на использовании коэффициентов информационной увязки задач управления, был применен при формировании состава задач АСУП Кишиневского производственного обувного объединения пЗорилеп, результаты работы нашли отражение в техническом задании на разработку системы, экономический эффект от внедрения составил 48 тыс.руб.