Информационное обеспечение и динамическая оптимизация комплексного управления технологическими процессами на предприятии

Актуальность темы

исследования. Решение задач информационного обеспечения управления является важнейшим компонентом системы комплексного управления любым предприятием. Разработка и создание соответствующих им инструментальных компьютерных систем позволяет повысить эффективность принятия управленческих решений на предприятии и значительно улучшить основные показатели его финансово-хозяйственной деятельности.

Современные предприятия представляют собой сложные организационные системы, отдельные составляющие которых — основные и оборотные фонды, трудовые и материальные ресурсы, готовая продукция и запасы на складах — постоянно изменяются и находятся в сложном взаимодействии друг с другом. В связи с этим, функционирование предприятий различного типа в условиях рыночной экономики поставило новые задачи по совершенствованию их управленческой деятельности на основе комплексной автоматизации управления всеми производственными и технологическими процессами, а также трудовыми ресурсами. Реализация деятельности российских предприятий в условиях возрастающей конкуренции приводит к возрастанию объема и усложнению задач, решаемых на каждом конкретном предприятии в области организации производства, процессов анализа, планирования, управления, связей с поставщиками и потребителями продукции и др. При этом эффективное решение таких задач невозможно без разработки и создания соответствующей компьютерной системы информационного обеспечения оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии (СИОКУТПП), базирующейся на адекватном, реализующимся процессам, информационном обеспечении. Такая система должна решать на предприятии задачи стратегического и оперативного управления, бухгалтерского учета, логистики и др. Имея в своем распоряжении такую СИОКУТПП, каждый конкретный руководитель предприятия, для подчиненного ему подразделения может оптимизировать технологические процессы, спланировать и сбалансировать использование имеющихся ресурсов, иаладить оперативное управление выпуском, хранением, транспортировкой продукции и ее себестоимостью, ходом выполнения плана производства продукции и ее реализации, оценить результаты принятых управленческих решений, проводить анализ финансово-хозяйственной деятельности и др.

Разработка и создание такой системы базируется на комплексном исследовании процессов комплексного принятия управленческих решений на предприятии, а также на формировании соответствующих им экономико-математических моделей и методов.

При этом СИОКУТПП должна иметь модульную структуру организации, которая зависит от типов процессов управления на предприятии, наличия различных уровней управления, сфер интересов субъектов управления, среды функционирования экономических объектов, информационных и управляющих связей и др. факторов.

Основная задача функционирования СИОКУТПП — получение посредством переработки первичных данных информации нового качества, на основе которой на предприятии формируются оптимальные управленческие решения. Это достигается за счет интеграции информации, обеспечения ее актуальности и непротиворечивости, использования современных технических средств для обеспечения эффективного функционирования качественно новых форм информационной поддержки деятельности аппарата управления. Отметим, что СИОКУТПП должна проектироваться с учетом увеличения объема перерабатываемой информации в каждом последующем периоде ее использования и обеспечивать минимальное время на ее обработку. При этом такие системы представляют из себя особую среду, составляющими элементами которой являются средства и способы преобразования данных. Необходимо отметить, что реализация информационных технологий является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций над информацией, циркулирующей в компьютерной информационной системе, и который зависит от многих факторов, систематизирующихся предписанным образом.

Основополагающим фактором для необходимости разработки и создания СИОКУТПП с привязкой ее к принятой экономико-математической модели комплексного управления технологическим процессом на предприятии и существующей информационной инфраструктуре, является стремление приближения реализации деятельности хозяйствующего субъекта к наилучшим значениям его экономических показателей. При этом необходимо отметить, что многие компьютерные программные системы, представленные на отечественном рынке программного обеспечения, зачастую не обладают нужным конкретному хозяйствующему субъекту потенциалом и не учитывают специфики его деятельности. Функциональность таких систем зачастую ограничена типовыми задачами и требует серьезной доработки, которая обычно затруднена в силу отсутствия качественной документации для встроенных в них инструментальных средств проектирования, а также отсутствием описаний, имеющихся структур данных. Даже любая незначительная доработка подобной системы требует обращения к производителю, огромных временных и финансовых затрат, а в случае, если разработчиком является зарубежная фирма, то эти затраты возрастают в десятки раз, что в конечном итоге растягивает процесс внедрения таких систем в практическую деятельность предприятия на несколько лет и значительно увеличивает затраты на их внедрение и эксплуатацию.

Одним из решений данной проблемы может стать разработка и внедрение модульных компьютерных систем для решения задач комплексного управления технологическим процессом на предприятии, базирующихся на экономико-математическом моделировании и соответствующих специфике деятельности предприятия. В настоящее время разработка и создание программных продуктов, реализующих оптимизационные алгоритмы для решения таких задач на базе специальных экономико-математических моделей и адаптируемых под деятельность конкретного предприятия, находится в достаточно незрелой стадии. Основной причиной наличия такой ситуации является отсутствие универсальных экономико-математических моделей и методов решения сформированных в них задач комплексного управления технологическим процессом, которые можно положить в основу разработки и создания подобных систем.

Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью в разработке и создании экономико-математических моделей решения задач комплексного управления технологическим процессом на предприятии, соответствующих им методов и численных алгоритмов для компьютерной реализации в форме модульного программного комплекса СИОКУТПП.

Степень разработанности проблемы. Рассмотрение проблем, связанных с вопросами управления предприятием, нашло отражение в работах Алексеевой М. М., Афоничкина А. И., Бочарова В. В., Варфоломеева В. И., Грузинова В. П., Емельянова А. А., Калинина В. П., Камаева В. Д., Ковалева В. В., Кузина Б. И., Кукушкина А. А., Липунцова Ю. П., Лихачевой О. Н., Любановой Т. П., Ревенко Н. Ф., Толстопятенко А. В., Туровца О. Г., Царева В. В., Четыркина Е. М. и многих др. Вместе с тем, проблемы, связанные с совершенствованием моделей и методов управления для хозяйствующих субъектов недостаточно освещены в научной литературе, основаны на различных методологических подходах и требуют более детального исследования.

В зарубежной литературе вопросы управления для различных экономических структур разработаны в трудах Акоффа Р., Банди Б., Бригхема 10., Кинга У., Клиланда Д., Крушвица Л., Линдерса М. Р., МакГоуэна К., Мак-Дональда М., Марки Д., О’Лири Д., Фирона Х. Е., Фишера Л., Хана Д., Хойера В и др.

Вопросам экономико-математического моделирования и оптимального управления в экономике посвящены исследования таких российских ученых, как Бусленко Н. П., Волковой В. Н., Гранберга А. Г., Еремина И. И.,.

Канторовича JI.B., Лотова А. В., Мазурова Вл.Д., Макарова В. Л., Ногина В. Д., Первозванского А. А., Подиновского В. В., Пропоя А. И., Тер-Крикорова A.M., Федоренко Н. П., Федосеева В. В., Шикина Е. В., Ширяева А. Н., Черемных С. В., Чхартишвили А. Г. и других ученых.

Из трудов зарубежных ученых можно выделить работы Беллмана Р., Гейла Д., Интрилигатора М., Калабы Р., Карлина С., Леонтьева В., Мопгерштерна О., Тахи X., Томаса Р., Феллера В. и ряда других авторов.

В области структурного анализа и проектирования информационных систем известны работы Баронова В. В., Вендрова A.M., Маклакова С. В., Марка Д., МакГоуэна К., и др.

Работы Альбрехта Э. Г., Гольдштейна С. Л., Дуброва A.M., Емельянова А. А., Зайнашева Н. К., Кротова В. Ф., Лагошы Б. А., Летчикова А. В., Лялина В. Е., Малышевой Л. А., Никонова О. И., Попкова В. П., Попова Е. В., Соколова Р. В., Татаркина А. А., Хрусталева Е. Ю., Ширяева В. И., Шорикова А. Ф. и др. посвящены методам моделирования динамических бизнес-процессов.

Несмотря на многообразие работ посвященных вопросам управления на предприятии, наличие различных экономико-математических моделей и методов для выработки оптимальных решений, имеющихся методологий моделирования бизнес-процессов, проблема разработки, создания и внедрения модульной программной системы СИОКУТПП на базе специальной экономико-математической модели и адаптируемой под деятельность конкретного предприятия до сих пор не решена.

Объект исследования — система управления на предприятии, разработка систем поддержки принятия решений для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях.

Предмет исследования — экономико-математическая модель решения задач комплексного управления на предприятии, разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений.

Цель диссертационного исследования заключается в определении основных теоретико-методологических подходов к системе комплексного управления технологическими процессами на предприятии, разработка соответствующей экономико-математической модели и создание объектно-ориентированного модульного инструментального средства для ее реализации.

Задачи исследования. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

— определение основных методологических подходов к решению задач информационного обеспечения и комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— разработка структурно-функциональной и объектной моделей информационной системы для решения задач оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— выбор целевой функции в задаче оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— построение статической и динамической экономико-математических моделей для решения задач оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии, а также разработки соответствующих методов и алгоритмов для их программной реализации;

— разработка и создание модульного программного комплекса СИОКУТПП, в качестве инструментального средства для решения задач информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— разработка методики внедрения программного комплекса СИОКУТПП на предприятии.

Теоретической и методологической основами исследования явились труды отечественных и зарубежных экономистов, математиков и специалистов в области управления, планирования и экономико-математического моделирования, монографические работы по теории динамической оптимизации процессов управления, научные публикации в различных изданиях по вопросам решения задач информационного обеспечения и управления на предприятии, применения экономико-математических моделей и методов при принятии управленческих решений.

В качестве инструментальной базы для проведения исследования использовались методики экономического и финансового анализа, а также инструментальные средства разработки прикладного программного обеспечения, структурно-функционального анализа и проектирования, такие как: объектно-ориентированная платформа разработки приложений Borland Developer Studio 2006 (язык программирования Object Pascal (Delphi)), средство проектирования Aris IDS Scheer AG, реализующее методологию структурного анализа и декомпозиции предметной области ARIS (Architecture of Integrated Information Systems), система календарного планирования Microsoft Project 2003 (Office 11) и язык структурированных запросов SQL (диалект ANSI).

Основными методами исследования явились общенаучные методы и приемы: анализ и синтез, сравнение и прогнозирование, а также экономический и финансовый анализ, планирование, экономико-математическое моделирование, методы линейного и динамического программирования, эконометрические методы и др.

Информационную базу исследования составили постановления Правительства РФ, данные Федеральной службы Государственной статистики РФ, информационных агентств, ежегодные и ежеквартальные статистические, бухгалтерские и экономические отчеты ОАО «Газпром», ООО «Уралтрансгаз» а также материалы и данные, полученные в процессе исследования.

В результате проведенного научного исследования получены следующие результаты, содержащие элементы научной новизны:

— определены основные методологические подходы к решению задач информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— разработаны объектная и структурно-функциональная модели информационной системы для решения задач оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— предложены статическая и динамическая экономико-математические модели для решения задач информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— в рамках статической и динамической экономико-математических моделей решения задач информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии предложены алгоритмы их решения, позволяющие формировать эффективные управленческие решения;

— предложен критерий оценки безубыточности производства относительно реализуемого технологического процесса и соответствующий ему алгоритм;

— создан модульный программный комплекс «Dynamical Project Control (DPC)», автоматизирующий функции информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии (Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2 006 614 013).

Практическая значимость диссертационной работы определяется тем, что разработанные в процессе исследования модели и методы могут быть использованы для повышения эффективности информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии. Созданный компьютерный программный комплекс DPC обеспечивает менеджеров предприятия инструментарием для решения задач информационного обеспечения и поддержки принятия управленческих решений на предприятии.

Материалы диссертации могут быть использованы в высших учебных заведениях для преподавания таких учебных курсов, как: «Математическая экономика», «Проектирование экономических информационных систем», «Исследование операций», «Информационные технологии в производственных структурах» и др.

Апробация работы и внедрение результатов диссертационного исследования. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях: «Инновационные процессы в управлении предприятиями и организациями» (2004 г.), «Управление государственным сектором экономики: технологии и инструменты» (2004 г.), «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире» (2005 г.), «Человеческий потенциал и конкурентоспособность России» (2005 г.), «Новые тенденции в экономике и управлении организацией» (2005 г.), «Государство и рынок» (2005 г.), «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании» (2006 г.), «Демидовские чтения на Урале» (2006 г.).

Основные результаты исследования и компьютерный программный комплекс «Dynamical Project Control» используются в практической деятельности на предприятиях ООО «Уралтрансгаз», ЗАО «Газмонтаж», НПЦ «Природа», ЗАО «Адаптируемые прикладные системы» и ООО «Прайм-Сервис», что подтверждено соответствующими актами о внедрении.

Материалы диссертационного исследования используются в Уральском государственном экономическом университете в лекционных курсах, практических и семинарских занятиях, что подтверждено соответствующим актом о внедрении в учебный процесс.

Данное диссертационное исследование было поддержано стипендией Правительства РФ (2006;2007 гг.) и стипендией Губернатора Свердловской области (2005;2006 гг.).

Публикации по теме диссертационного исследования. Основные положения и выводы диссертационного исследования отражены в 19 публикациях общим объемом 4,65 п.л.

Структура и содержание диссертационной работы соответствует решению поставленных в работе задач и логике проведенного исследования. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, содержит библиографию из 178 наименований и 3 приложения. Общий объем работы составляет 165 страниц. Основное содержание изложено на 148 страницах машинописного текста, включает 21 рисунок и 13 таблиц.

Выводы ПО ГЛАВЕ 3.

1. Программная реализация основных модулей информационной системы управления Dynamical Project Control была осуществлена в среде Borland Developer Studio 2006 на языке Delphi (Object Pascal) с поддержкой технологий XML, ASP.net, dotnetFX (MS Framework 2.0). Отдельные части системы были реализованы на языке С# в среде Microsoft Visual Studio 2005 Enterprise Edition. В качестве сервера БД был выбран промышленный SQL-сервер Borland InterBase 7.5. Также предусмотрен модуль, обеспечивающий полную или частичную миграцию данных на платформу MS SQL Server 2005 (путем выгрузки табличных пространств в XML, их программной обработкой и конвертацией диалектов языка SQL с последующей репликацией).

2. Реальной проблемой, для решения которой требуется информационная система является недостаток качественной информации, что не позволяет проводить адекватный анализ интересующей предметной области. Таким образом, задача формализации и оптимизации деятельности сводится к выделению бизнес-процессов и их увязке в сквозные процессы предприятия.

3. Выделение бизнес-процессов, их анализ и последующее совершенствование — колоссальный резерв для повышения конкурентоспособности предприятия и эффективности его работы. Принципиально важно обладать инструментальными средствами, позволяющими собирать полную информацию о деятельности всех подразделений и сотрудников предприятия в рамках единой методологии. (В данной работе это программный продукт ARIS фирмы IDS Scheer AG).

4. Внедрение информационной системы управления на предприятии любого уровня представляет собой процесс ее интеграции в финансовохозяйственную деятельность предприятия. Процесс внедрения сопряжен с капитальными затратами, включающими приобретение техники, внедрение и опытную эксплуатацию, создание регламентов управления, подготовку и обучение кадров.

Для эффективного управления проектом внедрения Информационной системы необходимо четко определить последовательность действий по его выполнению, имеющих конкретные цели, ограниченных во времени и допускающих независимые процедуры верификации.

Заключение

.

В результате проведенного научного исследования получены следующие основные результаты:

— определены основные методологические подходы к решению задач информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— разработаны объектная и структурно-функциональная модели информационной системы для решения задач оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— предложены статическая и динамическая экономико-математические модели для решения задач информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии;

— в рамках статической и динамической экономико-математических моделей решения задач информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии предложены алгоритмы их решения, позволяющие формировать эффективные управленческие решения;

— предложен критерий оценки безубыточности производства относительно реализуемого технологического процесса и соответствующий ему алгоритм;

— создан модульный программный комплекс «Dynamical Project Control (DPC)», автоматизирующий функции информационного обеспечения и оптимизации комплексного управления технологическими процессами на предприятии.

В диссертационной работе также рассмотрены вопросы разработки, построения и внедрения информационного обеспечения, реализующего предложенный экономико-математический аппарат динамической оптимизации комплексного управления технологическими процессами на производственном предприятии. Полученные в работе результаты внедрены в практическую деятельность ряда предприятий (см. акты о внедрении в Приложении 3).