Исследование устойчивости функционирования управляемого производственного комплекса методом математического моделирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.07, кандидат технических наук Закиева, Елена Шавкатовна

• Закиева, Елена Шавкатовна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Закиева, Елена Шавкатовна

Принятые сокращения

Введение

Глава 1 Анализ проблемы исследования и моделирования динамики функционирования производственного комплекса

1.1 Актуальность проблемы исследования и моделирования динамики функционирования производственного комплекса (ПК) как сложного динамического объекта

1.2 Анализ моделей и методов исследования динамики 18 производственно-экономических систем

1.3 Анализ методов исследования устойчивости ПК как 27 многосвязной динамической системы

1.4 Цель и задачи исследования. В^бо*р'н

§пр^ления 31 исследования

Выводы по главе

Глава 2 Разработка математических моделей управляемого производственного комплекса и его элементов

2.1 Разработка концепции исследования и моделирования управляемого производственного комплекса

2.2 Разработка функциональной схемы управляемого ПК

2.3 Разработка математических моделей организационных структур ПК и его подсистем

2.4 Разработка математических моделей связей между подсистемами производственного комплекса 62 Выводы по главе

Глава 3 Анализ устойчивости функционирования управляемого производственного комплекса

3.1 Обоснование системного подхода к анализу устойчивости функционирования управляемого ПК как многосвязной системы

3.2 Анализ устойчивости функционирования управляемого ПК на динамически равновесном режиме

3.3 Анализ устойчивости функционирования управляемого ПК на динамически неравновесном режиме

Выводы по главе

Глава 4 Математическое моделирование динамики функционирования управляемого ПК

4.1 Разработка автоматизированной системы имитационного моделирования (АСИМ)

4.2 Методика проведения системных исследований по оценке устойчивости функционирования ПК с использованием

4.3 Исследования устойчивости функционирования ПК при изменении связей между подсистемами

4.4 Экспериментальные исследования устойчивости функционирования ПК с различными динамическими характеристиками подсистем

4.5 Экспериментальные исследования функционирования ПК при действии возмущений

Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование устойчивости функционирования управляемого производственного комплекса методом математического моделирования»

Актуальность темы

В последние годы отчетливо наметилась тенденция к интеграции в разных областях человеческой деятельности, но, прежде всего, в экономике. Для России экономическая интеграция является объективно необходимой, т.к. стабилизация экономики немыслима без восстановления хозяйственных связей.

В результате интеграционных процессов образовались различные формы объединений производственно-экономических объектов (ПЭО). При объединении таких объектов в единую систему возникает проблема координации их взаимодействия, т.е. управления их взаимосвязанным функционированием. Для решения данной проблемы необходимо, прежде всего, исследовать устойчивость функционирования такой системы.

Среди возможных форм выделяются такие формы объединения, в которых объекты связаны между собой единством производственно-потребительской цепочки, когда продукция одного объекта используется в качестве ресурса для других объектов. К таким объектам относятся отраслевые, межотраслевые комплексы и др. В дальнейшем для обозначения выделенных объектов используется термин "производственный комплекс".

Производственный комплекс (ПК) относится к классу сложных систем, для которых характерно: наличие множества взаимосвязанных и взаимодействующих подсистем, множества связей между подсистемами, динамический характер протекающих процессов. Производственный комплекс функционирует в условиях неопределенности внешней среды, связи между подсистемами ПК носят нестабильный характер. Эти особенности создают определенные трудности в исследовании свойств производственного комплекса, связанные, в первую очередь, с построением динамических моделей ПК и с оценкой их адекватности реальным системам.

Проблемам исследования сложных динамических систем, в частности, производственно-экономических, посвящены многочисленные труды отечественных и зарубежных ученых. Из отечественных ученых, внесших большой вклад в решении этих проблем, следует выделить A.A. Вавилова, Г.С. Поспелова, П.С. Краснощекова, A.A. Колобова, A.A. Петрова, B.JI. Макарова, среди зарубежных ученых - Дж. фон Неймана, В. Леонтьева, Дж. Форрестера, П. Самуэльсона.

Анализ работ отечественных и зарубежных авторов в области исследования динамики функционирования производственно-экономических систем показал, что вопросы динамики взаимосвязанного функционирования подсистем в составе единого производственного комплекса освещены недостаточно. Это и определило цель данной работы и задачи исследования.

Цель работы и задачи исследования

Цель работы заключается в проведении исследований устойчивости функционирования управляемого производственного комплекса как многосвязной системы методами комплексного анализа и математического моделирования.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи.

1. Разработана концепция исследования и моделирования функционирования производственного комплекса.

2. Разработаны математические модели производственного комплекса и его элементов в классе непрерывных детерминированных моделей.

3. Получены условия устойчивости функционирования производственного комплекса на динамически равновесном и динамически неравновесном режимах методом комплексного анализа.

4. Разработана структура и программное обеспечение автоматизированной системы имитационного моделирования (АСИМ), позволяющей проводить исследований устойчивости функционирования производственного комплекса.

5. Проведены экспериментальные исследования устойчивости функционирования управляемого ПК с использованием АСИМ.

Методы исследования

При решении указанных задач использованы методы системного анализа, теории управления, теории функций комплексного переменного, теории моделирования сложных систем.

Научная новизна результатов

Новизна заключается:

1) в разработке математических моделей ПК и его элементов, которые позволяют отразить динамику взаимосвязанного функционирования подсистем в составе единого комплекса, а также проводить исследования устойчивости функционирования ПК;

2) в определении условий устойчивости функционирования ПК на динамически равновесном и динамически неравновесном режимах, позволяющих определить границы областей устойчивости, а также выявить влияние связей между подсистемами на устойчивость функционирования комплекса в целом.

Практическая ценность результатов

Практическая ценность работы состоит

1) в разработке структуры и программного обеспечения АСИМ, реализующей разработанные модели ПК и его элементов;

2) в разработке методики проведения системных исследований функционирования производственного комплекса, позволяющей проводить анализ устойчивости функционирования ПК с применением АСИМ.

Основания для выполнения работы

Работа выполнена в период 1995-2000 гг. на кафедре технической кибернетики УГАТУ и связана с выполнением исследований по теме "Моделирование взаимодействия экономических комплексов в Республике Башкортостан" (1998 г.) в рамках Государственной научно-технической программы Республики Башкортостан на 1996-1998 гг. "Фундаментальные проблемы физики, математики, механики: эксперимент, теория, математическое моделирование", госбюджетных НИР "Разработка системы оперативного управления производством на основе динамических моделей развития предприятий в условиях рынка" (1995 г., рег.№01940008019, инв.№02960001662), "Автоматизированное управление большими организационными системами" (1995 г., рег.№01940008019, инв.№02960002223), "Анализ процессов функционирования и развития сложных динамических систем методами математического моделирования" (1998 г., рег.№01960005059, инв.№02990000579), "Динамические и интеллектуальные модели управления многокомпонентными производственными системами" (1999 г., рег.№03200002150), "Исследование проблем развития, управления, контроля и моделирования в сложных системах" (2000 г., рег.№ 01200006120).

Апробация работы и публикации

Основные научные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались, начиная с 1995 года на научных конференциях различного уровня. Среди них: Всероссийская молодежная научно-техническая конференция "Информационные и кибернетические системы управления и их элементы" (Уфа, 1995), Международная научно-практическая конференция "Математические методы и компьютеры в экономике" (Пенза, 1996), Международная научно-техническая конференция "Логико-математические методы в технике, экономике, социологии" (Пенза, 1998), II Международная научно-техническая конференция "Математические методы и компьютеры в экономике" (Пенза, 1999), Международная молодежная научно-техническая конференция "Интеллектуальные системы управления и обработки информации" (Уфа, 1999), II Международная конференция "Проблемы управления и моделирования в сложных системах" (Самара, 2000).

Результаты диссертационной работы непосредственно отражены в 18 публикациях, в том числе 4 статьях, 11 трудах конференций.

Структура работы

Диссертационная работа включает введение, 4 главы основного материала, заключение, библиографический список и приложения. Работа изложена на 160 страницах, в том числе 125 страницах текста, включает 36 рисунков и 7 таблиц, размещенных на 34 страницах. Библиографический список включает 115 наименований.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация технологических процессов и производств (в том числе по отраслям)», Закиева, Елена Шавкатовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ