Информационная технология управления производством наукоемкой продукции на основе диссиметрии

В настоящее время сложилась устойчивая тенденция опережающего роста обрабатывающих отраслей, производящих наукоемкую продукцию. По экспертным оценкам в индустриально развитых странах прирост национального дохода достигается на 65−80% за счет научно-технической сферы [18,89]. В Российской Федерации эта доля не превышает 30−40%, что свидетельствует о большом потенциале наукоемких секторов страны, но низкой эффективности использования научно-технического потенциала. Целью государственной политики в области развития науки и техники является создание механизмов перехода страны на инновационный путь развития на основе избранных приоритетов. В решении этой проблемы наукоемкое производство является одним из основных факторов развития [1,62,65].

Наукоемкое производство характеризуется высокими абсолютными и относительными затратами на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Наукоемкая продукция — продукция, в себестоимости которой доля расходов на НИОКР существенно превышает значение среднеотраслевого показателя. В целях выполнения диссертационной работы можно определить наукоемкость продукции как характеристику объекта, отражающую степень его связи с научными исследованиями и разработками. В силу объективных причин наукоемкое производство всегда осуществляется в условиях ограниченных ресурсов, что связано с научной новизной проводимых исследований, выполнением опытно — конструкторских работ, внедрением полученных новых результатов в производство. С учетом этого требуется анализ механизмов повышения эффективности применения и развития, комплексная обработка информации для поиска потенциальных возможностей интеллектуального потенциала предприятия [64,65,101,102].

Основными отличительными и характерными признаками развития производства наукоемкой продукции являются: способность предприятий в получении, освоении, оперативном использовании научно-технических достижений, обеспечивающих технологическое лидерство и повышенную конкурентоспособностьумелое использование преимуществ программно-целевой методологии планирования и финансирования крупных научно-технических проектов, сочетающей целевую направленность исследований, разработок и производства на конкретный результат с перспективными направлениями работ общесистемного и фундаментального назначениявысокая динамичность производства наукоемкой продукции, которая проявляется в постоянном обновлении его элементов (объектов исследований, разработок, технологий, схемных и конструктивных решений, информационных потоков и др.), в изменении количественных и качественных показателей, в совершенствовании научно-производственной структуры и системы управлениядлительный полный жизненный цикл (от замысла до утилизации) многих видов наукоемкой продукции, достигающий 10—15 и более летналичие высококвалифицированного научного, инженерно — технического и производственного персонала, абсолютно преобладающего в общей численности работников предприятияналичие научных школ и опытно-конструкторских коллективов, способных создавать конкурентную на мировом рынке продукцию, удерживать лидерство в развитии научных направлений и технологий.

Указанные особенности вызывают необходимость в постоянном совершенствовании подходов в управлении производством наукоемкой продукции. Эффективное управление связано с применением общесистемного механизма, который обеспечивает поддержку и развитие выделенных взаимосвязанных направлений. В качестве такого механизма рассматривается процесс диссимметрии в развитии интеллектуального капитала предприятия, который проявляется во взаимодействии направленных асимметричных структур и реализуется с применением информационной технологии управления. В структуре интеллектуального капитала выделяется статическая часть, которая составляет базу данных объектов интеллектуальной собственности, и динамическая часть, которую представляют непосредственно специалисты предприятия. Статическая часть вносит устойчивость в развитие производства наукоемкой продукции, динамическая часть рассматривается как источник детерминированного хаоса и созидающей силы [72].

Состояние сложного объекта управления (ОУ), которым является производство наукоемкой продукции, характеризуется несколькими тысячами разнородных параметров, принятие решений осуществляется с учетом множества факторов в условиях неполноты информации, влияющих на ход производства. Диссимметрия как причина развивающихся процессов различной физической природы моделируется для получения интегративного эффекта с применением информационной технологии управления [2,16].

Существующие информационные технологии управления производственным процессом независимо от класса используемых информационных систем позволяют автоматизировать учет объектов интеллектуальной собственности предприятия, как элемента интеллектуального капитала, применение их для решения научно — производственных задач, а также функции управления проектом. В управлении производством наукоемкой продукции применяются также системы планирования и управления НИОКР, системы управления интеллектуальным и производственным потенциалом предприятия путем учета и анализа данных по различным видам ресурсов: кадровых, материально-технических, научно-теоретических, информационных, финансовых и др. Однако существующие модели и методы автоматизированного управления производством наукоемкой продукции не позволяют с учетом современных требований на должном уровне учитывать взаимное влияние выделенных структур интеллектуального капитала предприятия, использовать качественные и количественные показатели, характеризующие их динамическое равновесие, в принятии решений [29]. Кроме этого, для повышения эффективности принятия решений на основе диссимметрии важным является моделирование причинных связей по уровням декомпозиции ОУ.

Таким образом, необходимо систематизировать механизмы выявления и реализации потенциальных возможностей интеллектуального и производственного потенциала предприятия с применением подхода диссимметрии за счет более детального анализа поведения сложного ОУ, выявления скрытых закономерностей на множестве параметров и признаков их свойств. Это позволит повысить уровень формализации процедур принятия решений на базе моделей и методов анализа и оценки состояния взаимодействующих направленных асимметричных структур, создания новых уровней их развития, а также создать алгоритмические механизмы для повышения эффективности применения интеллектуального капитала предприятия и развития.

В связи с изложенным актуальным является разработка общесистемного механизма управления процессом диссимметрии взаимодействующих структур интеллектуального капитала в производстве наукоемкой продукции на основе информационной технологии в форме автоматизированной системы с принятием решений.

Решается научная задача построения алгоритмического механизма диссимметрии в управлении производством наукоемкой продукции путем развития интеллектуального капитала предприятия.

Целью работы является решение научной задачи по созданию информационной технологии управления производством наукоемкой продукции на основе диссимметрии, обеспечивающей поддержку принятия решений путем^ моделирования уровней подвижного равновесия взаимодействующих структур интеллектуального капитала предприятия.

Поставленной целью определяются следующие задачи исследования:

— построить единое критериальное пространство для анализа и оценки состояния взаимодействующих статической и динамической структур интеллектуального капитала в управлении производством наукоемкой продукции;

— создать алгоритмический механизм управления процессом диссимметрии взаимодействующих структур в производстве наукоемкой продукции для достижения их подвижного равновесия;

— выполнить постановку задачи на создание информационной технологии управления производством наукоемкой продукции на основе диссимметрии, которая позволяет реализовать поддержку принятия решений в едином критериальном пространстве взаимодействующих структур;

— разработать математическую модель для определения уровней взаимного влияния взаимодействующих направленных асимметричных структур и уровней их рационального соотношения для устойчивого развития производства наукоемкой продукции;

— произвести оценку эффективности информационной технологии управления производством наукоемкой продукции на основе системных моделей диссимметрии.

Объект и предмет исследования. Объект исследования — механизмы проявления диссимметрии для выявления закономерностей в управлении производством наукоемкой продукции путем развития интеллектуального капитала предприятия. Предмет исследования — способы формализации процедур принятия решений на основе диссимметрии взаимодействующих структур интеллектуального капитала.

Методы исследования. Используются методы теории принятия реше- • ний, системного анализа, информационного и структурного моделирования, теории вероятностей и дифференциальных уравнений, теории чисел, дискретно-непрерывных преобразований.

На защиту выносятся:

1. Матричная модель аналитической оценки многокритериальных альтернатив по выбору стратегии управления производством наукоемкой продукции путем развития интеллектуального капитала предприятия, элементы которой отражают структуру дерева оценочных критериев и правило построения результирующей функции полезности альтернатив;

2. Алгоритмическая модель для определения интегрального показателя по выполнению работ подразделениями предприятия на основе обобщения составных критериев статической и динамической структур и моделирования функциональных системных связей;

3. Концептуальная модель построения информационной технологии управления производством наукоемкой продукции на основе системных моделей диссимметрии, которая функционально представляет операционную среду АСПР и позволяет реализовать алгоритмы поддержки принятия решений в интегрированном информационно-функциональном пространстве;

4. Математическая модель для определения уровней подвижного равновесия статической и динамической структур в производстве наукоемкой продукции на основе аппарата цепных дробей и дискретно-непрерывных преобразований.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов основывается на том, что предложенные модели и алгоритмы базируются на фундаментальных положениях структурного анализа, математического программирования, теории принятия решений и их корректном применении. Достоверность результатов также подтверждается их практическим) применением на предприятии наукоемкой сферы производства.

Научная новизна. Полученные в работе модели и методы определяют методологический базис информационной технологии управления производством наукоемкой продукции на основе диссимметрии в структуре интеллект туального капитала предприятия.

Впервые предложен подход диссимметрии в управлении производством путем выделения статической и динамической структур, который позволяет выявить и формализовать механизмы их взаимного влияния на устойчивость наукоемкого производства и динамику развития. Методологический базис информационной технологии управления в форме АСПР обеспечивает поддержку принятия решений на основе анализа и оценки состояния взаимодействующих структур и определения уровней подвижного равновесия.

Матричная модель аналитической оценки многокритериальных альтернатив по выбору стратегии управления аккумулирует экспертные знания и представляет способ их формализации для построения альтернатив.

Предложен алгоритм для определения интегрального показателя производственной деятельности подразделений на основе методов математического программирования, который позволяет проводить причинный анализ по уровням декомпозиции ОУ и в соответствии с деревом критериев, повысить эффективность применения интеллектуального капитала предприятия в производстве наукоемкой продукции.

Концептуальная модель построения информационной технологии управления производством наукоемкой продукции на основе диссимметрии определяет структуру операционной среды АСПР для реализации алгоритмов поддержки принятия решений по заданным критериям и правила унификации модулей функциональности в соответствии с требованиями открытых информационных систем.

Математическая модель для определения уровней подвижного равновесия статической и динамической частей интеллектуального капитала в производстве наукоемкой продукции на основе аппарата цепных дробей и дискретно-непрерывных преобразований позволяет выявить закономерности в поведении взаимосвязанных структур, сформировать адекватные управленческие решения в штатных и нештатных ситуациях.

Практическая ценность работы. Полученные научные выводы и результаты определяют алгоритмический базис построения информационной технологии управления производством наукоемкой продукции на основе диссимметрии, который направлен на повышение эффективности применения интеллектуального капитала предприятия и его развитие.

Применение общесистемного механизма управления процессом диссимметрии в структуре интеллектуального капитала позволяет в значительной степени повысить устойчивость производства наукоемкой продукции без дополнительных вложений.

Информационная технология управления в форме АСПР функционирует на основе интегрированного информационно-функционального пространства подразделений предприятия и включает объяснительные компоненты по формированию управленческих решений в соответствии с деревом критериев. Интерактивное взаимодействие специалистов с базой знаний АСПР дает возможность автоматизировать контур обучения путем адаптации настроечных параметров, повышать точность принимаемых решений по мере обучения системы.

Принцип построения информационной технологии управления на основе унификации модулей в соответствии с критериями открытых систем снижает непроизводительные затраты на достижение преемственности накопленного на предприятии программно-информационного задела, повысить эффективность адаптации и применения АСПР в конкретных производственных условиях.

Функциональная структура АСПР позволяет реализовать алгоритмические механизмы самореализации специалистов и вовлечения объектов интеллектуальной собственности в хозяйственный и коммерческий оборот для повышения эффективности применения и развития интеллектуального капитала предприятия.

Практическая значимость полученных результатов подтверждается актами внедрения разработанных методов и алгоритмов на предприятии в сфере высокотехнологичных производств, а также в учебный процесс Московской академии рынка труда и информационных технологий при чтении лекций и проведении практических занятий по исследованию систем управления и информационным технологиям.

Апробация работы. Научные результаты докладывались в 2004;2007 гг. на научно-практических семинарах и конференциях Московской академии рынка труда и информационных технологий, Института системного анализа Российской академии наук, ОАО «НИИ суперЭВМ», МГТУ им. Н. Э. Баумана. Практическое применение результатов исследования подтверждается актами внедрения, в том числе по госконтракту № 8/3 — 333−07 с Департаментом науки и промышленной политики Правительства г. Москвы.

Основные выводы.

В диссертационной работе решена научная задача по созданию информационной технологии управления производством наукоемкой продукции на основе диссимметрии, обеспечивающей поддержку принятия решений путем моделирования уровней подвижного равновесия взаимодействующих структур интеллектуального капитала предприятия.

1. Предложен подход в автоматизированном управлении производством наукоемкой продукции на основе диссимметрии взаимодействующих структур интеллектуального капитала предприятия, суммарный вектор которых ориентируется на достижение заданных значений параметров.

2. Построена матрица оценок многокритериальных альтернатив в принятии управленческих решений, которая определяет структуру единого критериального пространства взаимодействующих частей интеллектуального капитала и правила построения их функции полезности в производстве наукоемкой продукции.

3. Разработан алгоритм для определения интегрального показателя производственной деятельности подразделений предприятия на базе единого критериального пространства.

4. Разработана концептуальная модель создания информационной технологии управления производством наукоемкой продукции в форме АСПР, определяющая структуру унифицированных модулей функциональности и последовательные этапы построения интегрированного информационно-функционального пространства системы.

5. Создана математическая модель для определения уровней подвижного равновесия статической и динамической структур интеллектуального капитала предприятия, которая отражает их взаимное влияние на ход производства наукоемкой продукции и позволяет определить степень отклонения от эталонной модели поведения.

6. Разработанные системные модели информационной технологии управления позволяют повысить интеллектуальный потенциал предприятия путем реализации алгоритмов самореализации специалистов и вовлечения объектов интеллектуальной собственности в хозяйственный оборот.

7. Проведена оценка эффективности информационной технологии управления производством наукоемкой продукции в форме АСПР на основе диссимметрии взаимодействующих структур интеллектуального капитала предприятия. Время обработки информации по реализованным функциям АСПР уменьшается более чем в 3 разаточность оценки интегральных показателей по подразделениям предприятия и взаимного влияния статической и динамической структур на ход производства повышается более чем в 2 раза за счет детального анализа причинных связей по уровням декомпозиции ОУ и адаптации параметров настройки системыколичество объектов интеллектуальной собственности, включаемых в хозяйственный и коммерческий оборот, увеличивается в 3−4 раза за отчетный период.