Модели и алгоритмы принятия решения о производстве новых изделий на начальных этапах их разработки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, кандидат технических наук Тищенко, Анастасия Анатольевна

• Тищенко, Анастасия Анатольевна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тищенко, Анастасия Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ НОВОГО ИЗДЕЛИЯ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРЕДПРИЯТИИ

1.1. Анализ проблем, связанных с процессом разработки нового изделия

1.1.2 Понятие нововведения и анализ проблем, связанных с разработкой нового изделия

1.1.2. Понятие жизненного цикла изделия

1.1.3. Риск и принципиальные особенности разработки нового изделия

1.2. Анализ состояния маркетинга на машиностроительных предприятиях

1.2.1. Анализ современных представлений о маркетинге

1.2.2. Общая ситуация с маркетингом на российских предприятиях

1.2.3. Учет фундаментальных отличий промышленного и потребительского маркетинга при разработке нового изделия

1.3. Этапы процесса разработки нового изделия

1.4. Анализ методов принятия управленческого решения

1.5. Анализ автоматизации процессов разработки новых изделий

1.5.1. Анализ моделирования процессов управления предприятия

1.5.2. Анализ информационных систем, представленных на российском рынке, позволяющих автоматизировать процесс разработки новых изделий

1.5.3. Анализ путей автоматизации процессов принятия управленческих решений

1.5.4. Концептуальная схема автоматизации процесса разработки нового изделия

1.6. Выводы по первой главе . Цель и задачи диссертационной работы

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ НОВЫХ ИЗДЕЛИЙ НА НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПАХ ИХ РАЗРАБОТКИ ПРИ МАРКЕТИНГОВОМ ПОДХОДЕ УПРАВЛЕНИЯ 43 2Л. Понятие начальных этапов разработки нового изделия

2.2. Формирование научно-методических основ маркетингового подхода управления при разработке новых изделий

2.2.1. Методические основы маркетингового подхода управления машиностроительным предприятием

2.2.2. Потребительско-производственная модель нового промышленного изделия при маркетинговом подходе управления

2.2.3. Организация взаимодействия различных отделов предприятия при маркетинговом подходе управления

2.3. Исследование и разработка общей методики принятия решения о производстве новых изделий

2.3.1. Постановка задачи принятия решения на начальных этапах разработки нового изделия и экспертная оценка

2.3.2. Неопределенность и субъективность при принятии решений на начальных этапах разработки нового изделия

2.3.3. Сущность и критерии оценки нового изделия

2.3.4. Требования к специалистам предприятия, привлекаемых к процессу принятия решения на начальных этапах разработки нового изделия

2.3.5. Методика принятия решения на начальных этапах разработки нового изделия

2.4. Особенности ценообразования нового изделия на начальных этапах процесса разработки.

2.5. Алгоритм автоматизированной системы поддержки принятия решения.

2.6. Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ НА НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПАХ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ИЗДЕЛИЙ.

3.1. Математическая модель системы принятия решения

3.2. Разработка математических моделей используемых в автоматизированной системе принятия решений

3.2.1. Математическая модель выбора аналогов нового изделия по параметрам предпочтения потребителей

3.2.2. Математическая модель прогнозной оценки нового изделия

3.2.3. Математическая модель формирования рекомендаций экспертов, по их оценкам нового изделия.

3.2.4. Математическая модель формирования рекомендаций для ЛПР.

3.3. Разработка распределенной-функциональной схемы автоматизированной системы принятия решения о производстве новых изделий.

3.4. Формирование моделей структуры данных

3.4.1. Модель структуры данных автоматизированной системы принятия решения о производстве нового изделия.

3.4.2. Модель структуры данных подсистемы «Автоматизированный банк идей»

3.5. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. СОЗДАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ «МЕ\ШАЯК».

4.1 Функциональные характеристики и интерфейс программного комплекса поддержки принятия решения на начальных этапах разработки нового изделия «№\уМагк»

4.2. Реализация и тестирование программного комплекса «№\уМагк»

4.2.1 .Автоматизированные рабочие места специалистов

4.2.2. Тестирование программного комплекса «№\уМагк».

4.2.3. Пример практического использования ПК «ЫешМагк» на ОАО Людиновский агрегатный завод

4.2.4. Пример функционирования подсистемы «Автоматизированный банк идей»

4.3. Показатели экономической эффективности при использовании ПК «№\уМагк»

4.4. Перспективы развития ПК «№\уМагк» в рамках комплексной автоматизации процесса разработки нового изделия.

4.5. Выводы по четвертой главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и алгоритмы принятия решения о производстве новых изделий на начальных этапах их разработки»

В современных условиях функционирования машиностроительных предприятий, при изменении рынка продавца на рынок потребителя и ужесточения конкурентной борьбы, предприятие не может себе позволить выпускать старые неконкурентоспособные изделия. Встает вопрос о создании более гибкой системы управления машиностроительным предприятием, постоянно ориентированной на рынок, на разработку и выпуск новых конкурентоспособных товаров.

Исследованием процессов управления разработкой новых изделий занимаются: В.И. Аверченков, П.Н. Завлин, С.Д. Ильенкова, Я. Кук, П.Майерс, Медынский, Д. Мерси, Н.Мончев, Б.Твисс, Э.А. Уткин, Фатхундинов, и др. Несмотря на большое количество теоретических разработок по инновационному менеджменту риск, связанный с выпуском новых товаров, остается довольно высоким. Как правило, причинами неудачи новых изделий на рынке являются несоответствие данного изделия потребностям конечных потребителей или же более ранний выпуск конкурентами товара-аналога или товара-заменителя.

Одним из путей снижения риска при выпуске нового изделия является переход от традиционных подходов в системе управления к маркетинговому подходу управления, в основе которого лежит объединение усилий всех подразделений предприятия для достижения общей цели удовлетворения потребителя.

Исторически вопросами разработки новых товаров очень активно занимались отечественные ученые: A.M. Дворянкин, Е. Дихтль, Н.Б.Мироносецкий, А.И Половинкин., Э.И. Попов, X. Хершген. Центральное место в процессе разработки в них занимал инженер, что оправдано и применимо и по сей день, так как промышленные изделия представляют собой сложные технические системы. Но сегодня основным координатором и направляющим элементом разработки нового изделия становиться маркетолог, он должен быть центральным звеном при разработке нового изделия, которое с наименьшей степенью риска будет принято на рынке. Только при тесном взаимоотношении маркетолога, конструктора и технолога может появиться новый конкурентоспособный продукт. Сотрудничество этих специалистов должно начинаться уже на начальных этапах разработки нового изделия, когда еще не имеется никакого конструкторско-технологического и физического воплощения будущего изделия, при этом их взаимодействие успешно может быть реализовано только с использованием современных информационных технологий.

Возникает весьма актуальная задача исследования научно-методических основ, моделей и алгоритмов принятия решения о производстве новых изделий на начальных этапах их разработки на машиностроительном предприятии с учетом требований потребителя к конечному изделию.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности принятия решений о производстве новых изделий на начальных этапах их разработки за счет автоматизации этих процедур на машиностроительном предприятии.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

- Проанализировать особенности начальных этапов разработки новых изделий с использованием маркетингового подхода управления.

- Разработать методику поддержки принятия решения на начальных этапах создания нового изделия, управляющим звеном которой является маркетолог.

- Разработать математические модели выбора наиболее близких по потребительским параметрам аналогов для создаваемого нового изделия и формирования на основе данных о ближайших аналогах прогнозных оценок для нового изделия.

- Разработать математические модели и алгоритмы автоматической генерации рекомендаций экспертов и ЛПР с учетом субъективности экспертных оценок на основе теории нечетких множеств.

- Создать программный комплекс принятия решения на начальных этапах разработки новых изделий, функции управления и координации в котором возложены на маркетолога.

В основу исследований были положены: основные научные положения инновационного менеджмента, маркетинга, системного анализа и теории систем управления, основы экспертного оценивания, теория нечетких множеств, теория построения экспертных систем, основы ценообразования, математические методы поддержки принятия решений; при разработке программных модулей использовались методы структурного и объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке научно-методических положений, моделей и алгоритмов принятия решения на начальных этапах разработки изделия с учетом маркетингового подхода управления машиностроительным предприятием.

На защиту выносятся следующие результаты:

- методика принятия решения о производстве нового изделия на начальных этапах его разработки, управляющим звеном которой является маркетолог, с использованием разработанного программного комплекса.

- математические модели автоматического выбора наиболее близких аналогов и на основе данных по ним формирование прогнозных оценок нового изделия: его цены и сроков изготовления.

- математические модели автоматического формирования рекомендаций по принимаемому решению на основе экспертной оценки экспертов/специалистов предприятия: маркетолога, конструктора, технолога, юриста и экономиста, с использованием теории нечетких множеств и учета субъективности формирования оценок.

- алгоритм автоматизированной системы поддержки принятия решения о целесообразности дальнейшей разработки нового изделия на данном предприятии в данный момент времени на начальном этапе создания продукта.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем: сформированы модели и алгоритмы принятия решения на начальных этапах разработки новых изделий, на основе маркетингового подхода управления и создан программный комплекс, позволяющий автоматизировать предложенную методику.

Цель и поставленные задачи определили следующую структуру работы:

В первой главе проведен анализ проблем управления процессом разработки нового изделия в современных рыночных условиях. Разработку нового изделия исторически принято разбивать на этапы. Проведенный анализ показал наличие множества различных схем, описывающих этапы процесса разработки нового изделия. В технической литературе имеется значительное число работ, связанных с описанием промышленного нововведения. Но подобные модели обычно подходят к процессу создания нововведения с технологической точки зрения. Технические работники диктуют свои условия состава нового изделия, что не допустимо в современных рыночных условиях. При разработке нового изделия необходимо учитывать мнение конечного потребителя, при этом на каждом этапе производиться выбор наиболее востребованного со стороны покупателя варианта, для чего необходимо перейти на маркетинговый подход управления.

Ускорить процесс управления разработкой нового изделия и принятия решения позволяет автоматизация. Проведенный анализ 1Т-решений, представленных на российском рынке, позволяющих автоматизировать задачи, решаемые на каждом этапе разработки нового изделия, показал, что на сегодняшний день большую часть процесса разработки нового изделия можно автоматизировать на основе готовых 1Т-решений, за исключением начальных этапов. В итоге была сформирована концептуальная схема ^ комплексной автоматизации процесса разработки нового изделия.

Вторая глава посвящена разработке общей методики, моделей и алгоритмов принятия решения на начальных этапах разработки нового изделия на машиностроительном предприятии при маркетинговом подходе управления.

Анализ трудов отечественных и зарубежных ученых позволил выявить, что наиболее перспективной концепцией управления для многих предприятий на сегодняшний день является концепция маркетинга, или как еще ее называют маркетинговый подход управления. Была разработана ^ методика принятия решения на начальных этапах разработки нового изделия на основе теории нечетких множеств и оценок экспертов и специалистов предприятия, управляющим звеном которой является маркетолог. Согласно, разработанной методики формируются рекомендации по новому изделию, конечное же решения о дальнейшей разработке принимает лицо, принимающее решение (ЛПР).

Одной из серьезных трудностей возникающей при практической реализации системы поддержки принятия решения о разработки нового изделия является проблема неопределенности ситуации и субъективность 'Ш оценки.

На основе разработанной методики принятия решения на начальных этапах был разработан общий алгоритм программного комплекса автоматизированной поддержки принятия решения на начальных этапах разработки нового изделия, главным управляющим звеном которого является маркетолог.

Третья глава посвящена исследованию математических и информационных моделей принятия решения на начальных этапах процесса разработки нового изделия с использованием нечеткой логики и теории экспертных оценок.

Определены основные требования к программному комплексу. Выбрано программное и лингвистическое обеспечение. Разработана сетевая * функциональная модель программного комплекса. При программировании применен объектно-ориентированный подход, с использованием среды программирования Х^иаШаБЮ.

Предложена структура базы данных системы для хранения требований потребителя к соответствующему изделию, критериев оценки нового изделия, номенклатуры изделий, рекомендаций о новом изделии специалистов, задействованных в процессе разработки изделия, итоговых рекомендаций для ЛПР. Разработана структура базы данных для решения рассматриваемой задачи. ф В четвертой главе приведены функциональные характеристики разработанного программного комплекса ПК ««ЫешМагк», показаны пути его использования, даны рекомендации по организации автоматизированного рабочего места маркетолога и других специалистов использующих программный комплекс, описаны перспективы использования ПК.

Проведено тестовая апробация ПК ««№\уМагк».

Рассмотрен пример использования разработанного ПК ««№\уМагк», на примере продукции выпускаемой на ОАО «Людиновский агрегатный завод»

Представлены показатели экономической эффективности и 'Ф перспективы использования программного комплекса в рамках комплексной автоматизации процесса разработки нового изделия.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Тищенко, Анастасия Анатольевна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Проанализирована возможность комплексной автоматизации процесса разработки нового изделия с использованием готовых 1Т-решений, представленных на российском рынке, в рамках которого была разработана база данных автоматизированных систем управления предприятием. Результатом анализа является обоснование актуальности разработки моделей и алгоритмов, позволяющих автоматизировать начальные этапы разработки нового изделия.

2. Определена общая методика принятия решения о целесообразности дальнейшей разработки нового изделия на начальных этапах, позволяющая оперативно и обосновано принимать решение о производстве нового изделия соответствующего требованиям потребителя в данный момент времени.

3. Разработана математическая модель выбора аналогов, близких к новому изделию по потребительским свойствам, на основе, которой определяются наиболее близкие по потребительским свойствам изделия, выпускаемых на предприятии, или иными словами степень новизны заказываемого изделия.

4. Разработана математическая модель получения прогнозных оценок рыночных характеристик нового изделия и производственных возможностей его создания, позволяющая получать прогнозную цену на новое изделие, его срок изготовления, возможность производства в данный момент времени.

5. Предложены математические модели формирования рекомендаций специалистов, на основе введенных ими критериев и соответствующих оценок нового изделия. Результатом является обоснованная оценка и рекомендация о целесообразности и возможности выпуска нового изделия уже на начальных этапах его разработки.

6. Разработан алгоритм автоматизированной системы принятия решения, исследованы ее основные компоненты, на основании чего сформированы требования к структуре программного комплекса, и определен алгоритм функционирования «№\уМагк».

7. Создан программный комплекс «ЫешМагк» принятия решения на начальных этапах на основе экспертных оценок и нечетких множеств, реализующий предложенные модели и алгоритмы, позволяющий автоматизировать принятие решение о производстве нового изделия еще на начальных этапах производства в рамках комплексной автоматизации процесса разработки нового изделия.

8. При разработке программного комплекса учтена необходимость организации систематического поиска идей новых изделий и в качестве дополнительного модуля разработан автоматизированный банк идей.

Практическая реализация научных результатов, полученных автором, позволит существенно повысить адекватность, обоснованность и время принятия решения о новых изделиях на начальных этапах их разработки, с учетом их потребительских характеристик, что приведет к созданию востребованного рынком инновационного продукта.

130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате анализа проблемы и проведенных в работе исследований по разработке моделей и алгоритмов принятия решения о производстве новых изделий на начальных этапах их разработки при маркетинговом подходе управления предприятием была разработана методика принятия решения с использованием современных подходов к промышленному маркетингу, учету субъективности, теории нечетких множеств и экспертной оценки, которая была реализована в программном комплексе «Мен^Магк», что является достижением основной цели работы.

Предложенная в диссертационной работе методика принятия решения на начальных этапах и разработанный на ее основе программный комплекс внедрены на ряде промышленных предприятий.

Работа прошла апробацию в Орловском государственном техническом университете и на ОАО «Людиновский агрегатный завод». Основные научные и практические результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Экономические проблемы становления рыночных отношений в Российской федерации» в 2004 г. в г. Брянске, международная научно-техническая конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права» в г. Москве и других. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов. В соавторстве автором диссертационного исследования подготовлено 2 электронных учебника «Маркетинг в бизнесе» и «Информационные технологии в предпринимательской деятельности».

Диссертационная работа выполнена на кафедре "Компьютерные технологии и системы" Брянского государственного технического университета. Результаты работы используются при подготовке специалистов по специальности 220300- САПР в БГТУ.

При выполнении работы были получены следующие основные выводы и результаты:

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тищенко, Анастасия Анатольевна, 2006 год

1. Андрейчиков A.B., Андрейчикова О.Н. Компьютерная поддержка изобретательства (методы, системы, примеры применения).- М.: Машиностроение, 1998, -476 с.

2. Андрейчиков A.B., Камаев В.А., Андрейчикова О.Н. Морфологические методы исследования новых технических решений. Учебное пособие. Волгоград 1994, 153 стр

3. Багаутдинова Н.Г. Промышленный маркетинг:Учебное посо бие/Н.Г. Багаутдинова, Д.С. Новиков, В. А. Саламашкин.-М.Экономика,2004.-239 с.

4. Багиев Г.Л., Тарасевич В.М., Анн X. Маркетинг: Учебник для ВУЗов-М: ОАО Изд-во "Экономика". 1999.- с. 703.

5. Балабанов, И.Т. Инновационный менеджмент/ И.Т. Балабанов. Сиб: Питер, 2000. - 208с.

6. Батыршин И.З. К анализу предпочтений в системах принятия решений // Тр. МЭИ, Вып. 533. Вопросы оптимизации больших систем. М.:1. МЭИ, 1981.-С. 56-62.

7. Бендиков М. А. Оценка реализуемости инновационного проекта // Менеджмент в России и за рубежом, 2001, №2.

8. Береза Т.Н., Хрусталев Е.Ю. Методы оценки маркетинговых решений в условиях неопределенности и риска// Маркетинг в России и за рубежом. 2000, №6. с.З.

9. Борисов А.Н., Крумберг O.A., Федоров И.П. Принятие решений на основе нечетких моделей: Примеры использования.- Рига: Зинатне.1990. 182 с.

10. Васильев В.Н. Организация производства в условиях рынка. М.: Машиностроение, 1993

11. Волкова К. А. и др. Предприятие: стратегия, структура, положение об отделах и службах, дополнительные инструкции. -М.: НОРМА, 1997.

12. Воронов А, Валькович О. Маркетинговый подход к измерению эффективности производства//Маркетинг. -2002, №6,с.32-42

13. Все о маркетинге: Сборник материалов для руководителей предприятий, экономических и коммерческих служб. М.: Азимут-Центр, 1992.

14. Гильде В., Штарке К.Д. Нужны идеи/ пре. с нем. М.: Мир, 1973, 64с.

15. Голубков Г.Л. Маркетинговые исследования: теория, практика, методология.- М: Изд-во "Финпресс". 1998.-е. 416

16. Голубков Е. П. Определение методов сбора маркетинговых данных//Маркетинг в России и за рубежом, 1998, № 1, С. 3 27.

17. Голубков Е.П. и др. Маркетинг: выбор лучшего решения. — М.: Экономика, 1993.

18. Голубков Е.П. и др. Маркетинг: выбор лучшего решения. — М.: Экономика, 1993.

19. Гольдштейн Г. Я. Стратегический инновационный менеджмент ~ системный фактор глобальной конкуренции // Труды конференции «Системный анализ в проектировании и управлении». СПб.: Изд-во25