Модели информационного обмена и методы формирования обобщенных технико-экономических показателей предприятий в системе поддержки управленческих решений

Современный организационный и технологический уровень предприятий промышленности и транспортного комплекса в первую очередь определяется возможностью оперативного и динамичного управления производственными процессами. Текущая ситуация определяет необходимость автоматизации технологических процессов, начиная с формирования портфеля заказов и, заканчивая оперативным управлением производственной деятельностью, что невозможно без использования систем мониторинга с возможностью интеллектуального анализа данных.

Перспективный план развития* любого предприятия в предстоящий период предусматривает активное внедрение информационно-коммуникационных технологий, разработку и внедрение программно-математических методов и средств автоматизации сбора, обработки и выдачи информации, необходимой для принятия управленческих решений.

Все это делает актуальным решение задач создания системы мониторинга технико-экономических показателей с использованием современных методов аналитической обработки данных.

Предметом исследования являются технологии сбора, передачи и аналитической обработки данных о технико-экономических показателях функционирования предприятий промышленности и транспортного комплекса.

Целью работы повышение эффективности оперативного контроля и мониторинга обобщенных технико-экономических показателей предприятий на основе создания формализованных методов и моделей информационного обмена и моделей агрегирования.

Для достижения данной цели в работе решаются следующие задачи:

• системный анализ моделей управленческих решений и методов интеллектуального анализа данных;

• разработка моделей информационного обмена в системе поддержки управленческих решений;

• разработка методов и моделей агрегирования обобщенных показателей;

• разработка модели аналитической деятельности руководителя;

• реализация программно-моделирующего комплекса распределенной информационной системы мониторинга.

Научную новизну: работы составляют методы и модели поддержки управленческих решений в системе оперативного контроля технико-экономических показателей? предприятий промышленности и транспортного комплекса:

На защиту выносятся: .

• декомпозиция. системы информационного обмена;

• факторная модель агрегирования обобщенного? показателя;

• нечеткая модель аналитической деятельности руководителя-,.

• программно-моделирующий комплекс системы, поддержкиуправленческих решений.

Диссертация состоит из четырех главв- которых, приводится* решение поставленных задач. В первою главе диссертации проводится системный анализмоделей*' управленческих решений и методов интеллектуального анализа данных.

В рамках направлений управленческой деятельностируководитель, как правилонепосредственно не: выполняет трудоемкие расчеты, связанные с прогнозированием и календарнымпланированием, не занимается обработкой и оформлением, документов,. подготовкой материалов отчетов, не решает мелкие задачи оперативного, управления и контроля, связанные с основной деятельностью организации и * т.д. Но в обязательном порядке руководитель оставляет за собой определение целей деятельности в этих направлениях, условий и порядка достижения этих целей, контролирует и: воздействует на ход достижения поставленных целей, оценивает полученные результаты и вносит коррективы в деятельность исполнителей. При таком подходе валено не. столько то, какие методы, алгоритмы и аппаратно-программные средства используются. 6 для решения управленческих задач, а на каких этапах и каким образом реализует руководитель свои управленческие функции.

На основании проведенного анализа выделены следующие типы информационных объектов, с которыми работает система. КРЭ: подсхема базы данных-: Ы-мерная матрица разнотипных элементов* (гиперкуб) — >1-мерная матрица разнотипных элементов-, включающая семантическое описание по всем измерениям? (семантический гиперкуб)-: однородная" матрица (двумерный срез: гиперкуба, содержащий объекты, одного типа)-: время. Все типы информационных объектов, принадлежат базовому понятию: «информационного объекта системы» и дополнительно, к нему имеют свойнабор. методов, специфичных для каждого типа.

Во второй главе диссертации: разработаны-: моделиинформационного обмена и: предложена методика формирования^ агрегированных показателей в условиях искажения? информации?. В сис темах, базирующихся — на обмене информацией, целесообразно, выделять два/ типаорганизационных элементов: включающие и: не включающие основную деятельность. Элементы первого типа: являютсяпотребителями-поставщиками: (конечными) информации: и могут взаимодействовать какнепосредственно: (реализуя: информационную деятельность: в собственных организационных рамках), так и через посредство элементоввторого типа, которые представляют собой промежуточных потребителейпоставщиков информацииили информационные системьь.

Одной из основных, функции: (результат) информационного обмена: дляруководителя.: является: формирование некоторых агрегированных показателей деятельности: отдельных подразделений? предприятия. В основу предлагаемой' модели положеноиспользование' аддитивных: относительных интегральных показателей — индексов, характеризующих, по мнению экспертаисследуемый объект — фактор или явление: Каждый индекс представляет собой средневзвешенное: значений специальным образом нормированных показателей, связанных с исследуемым объектом, где совокупность неотрицательных значений: коэффициентов отвечает свойству нормировки.

Нормирование исходных значений осуществляется с учетом целевого характера монотонности изменений натурного показателя, определяемого экспертом. Например, при анализе финансового состояния предприятия доходы и расходы имеют прямо противоположный смысл целевой монотонности. Финансовой устойчивости способствует рост доходов и уменьшение расходов.

В третьей главе диссертации разрабатывается формальные модели и методы аналитической деятельности ЛПР. В общем случае принятие решения заключается: в генерации возможных альтернатив решений, их оценке и выборе лучшей альтернативы. В результате оценки из исходного множества выделяют подмножество альтернатив, допустимых по качеству, изкоторого по определенным критериям качества и выбирается лучший вариант. Часто уже при выработке исходного множества альтернатив, особенно при решении сложных задач при многих критериях, в исследуемом процессе могут принимать активное участие эксперты, как правило, это специалисты в данной предметной области, либо, при необходимости, в смежных «критериальных» областях.

С целью построения модели поведения руководителя или лица, принимающего решение (ЛПР)' при решении задач стратегического управления, связанного с реализацией управляющих решений, рассмотрим нечеткий недетерминированный автомат, под которым понимается множество:

Алгоритмы выбора управляющих решений, на основе ситуационной сети, позволяют осуществлять поиск как тактических, так и стратегических решений. В' первом случае выбор решения определяется этапом решаемой задачи и текущим состоянием системы гибридного интеллекта, во второмоценкой недоминируемости имеющихся альтернатив. Предложенные модели выбора тактических и стратегических состояний при управлении сложных объектов позволяют организовать целенаправленныйпоиск управляющих решений в базах знаний.

8 В работе показано, что разработка методики формирования сетевого агрегирования показателей необходима для повышения оперативности формирования агрегированных показателей в системе поддержке принятии решений. Кроме того, поэтапное агрегирование дает параметризацию нечеткой модели самого принятия решения руководителем.

В четвертой главе диссертации была проведена апробация разработанных методов и алгоритмов. Так, по имеющимся статистическим данным прогнозирования объема до 2015 г. регрессионный анализ позволил г выявить линейную зависимость большинства технико-экономических показателей от роста объема производства. Нелинейная зависимость показателей достигается за счет отклонения значений-на 0,5−1%. Отклонение от линейности столь незначительно (коэффициент корреляции 0,99), что на общую картину развития не влияет.

Обоснованность научных положений, рекомендаций* и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, предварительным статистическим анализом динамики технико-экономических показателей отдельных предприятий, а также согласованностью результатов аналитического и имитационного > моделирования: Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы на ряде предприятий.

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования и представляют непосредственный интерес в области разработки’методов и моделей поддержки управленческих решений. Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения на ряде предприятий, а также используются в учебном процессе в МАДИ.

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

• на Российских и межрегиональных научно-технических конференциях и семинарах (2008;2011гг.);

• на заседаниях кафедры АСУ МАДИ.

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований в области создания моделей поддержки управленческих решений составляет актуальное направление исследований в области создания систем оперативного контроля и мониторинга показателей предприятий промышленности и транспортного комплекса.

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, моделей и методик.

Материалы диссертации отражены в 8 печатных работах.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 129 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 113 наименований и приложения.

Выводы по главе 4.

1. Проведен анализ структуры, информационных потоков передачи информации «Первый автокомбинат» и разработана программная поддержка система мониторинга, обеспечивающая оперативный обмен сжатыми информационными ресурсами всех предприятий в реальном времени.

2. Разработан комплекс программ обеспечения интерфейсного взаимодействия с пакетами статистической обработки технико-экономических показателей.

3. Разработана структура базы данных предприятий «Первый автокомбинат» и приложения, реализующие удаленный доступ для организации мониторинга технико-экономических показателей отдельных подразделений.

Заключение

.

1. Проведен системный анализ моделей управленческих решений, связанных с прогнозированием и календарным планированием, оформлением документов, подготовкой материалов отчетов, решения задач оперативного управления и контроля, связанных с основной деятельностью промышленного предприятия. По результатам анализа сделан вывод о необходимости решения задачи создания системы мониторинга технико-экономических показателей, с использованием. методов интеллектуального анализа данных.

2. Выполнен анализ методов интеллектуального анализа данных. Показано, что необходимым средством для^ поддержания управленческих решений являются хранилища данных. Выделены основные типы информационных объектов, .с которыми работает система интеллектуального анализа данных.

3. Разработана модель информационного обмена .в системе поддержки управленческих решений, где информационная деятельность рассматриваетсякак единая система или целостный объект описания и анализа, вне зависимости от конкретных форм и организационных рамок, в которых реализуются отдельные компонентыи подпроцессьъ.

4. На основе модели главных компонент разработанметод агрегирования обобщенных показателей, в: основу которого положено использование аддитивных относительных интегральных показателей, который позволяет рассматривать в. рамках, одного индекса различные, в том числе и трудно сопоставимые, натурные показатели-.

5. На основе формализма нечеткого автомата в диссертации разработана модель аналитической деятельности руководителяпри решении задач стратегического управления, связанного' с. реализацией: управляющих решений, .

6. На основе моделей нечетких ситуационных: сетей разработаны алгоритмывыбора управляющих решенийпозволяют осуществлять поиск как тактических, так и стратегических решений.

7. Разработана структура базы данных, интегрирующая—статистические данные и данные вычислительных экспериментовДля организации открытой структуры в процессе его апробации и внедрениякомплекс имеет отдельныеприложения, которые носят самостоятельный характер, а методы аналитической обработки данных базируются: ' на интерфейсном взаимодействии с пакетами статистического анализа.

8. Программный комплекс внедрен для практического применения в ряде промышленных предприятий, а также используется в учебном процессе вМАДИ.