Поддержка принятия решений при управлении распределением ресурсов в двухуровневых производственных системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, кандидат технических наук Филиппов, Арсений Викторович

• Филиппов, Арсений Викторович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Филиппов, Арсений Викторович

Список основных обозначений, принятых в работе

Введение

Глава 1. Анализ моделей и методов решения задач распределения ресурсов

1.1. Анализ моделей и алгоритмов решения задач распределения ресурсов в двухуровневых системах

1.2. Моделирование как средство анализа и управления распределе- ^у нием ресурсов

1.3. Проблема разработки средств поддержки принятия решений по управлению распределением ресурсов

Выводы по главе 1.

Глава 2. Разработка алгоритмов поддержки принятия согласо- ^ ванных решений по распределению ресурсов

2.1. Постановки задач и математические модели двухуровневой оптимизации распределения ресурсов с учетом распредения 38 средств между материальной и социальной сферами

2.2. Метод поддержки принятия решений при распределении ресурсов в двухуровневых системах на основе алгоритмов согласова- 53 ния

2.3. Алгоритмы решения задач распределения ресурсов в двухуров- ^ невых системах

Выводы по главе 2.

Глава 3. Анализ результатов управления распределением ресур- ^ сов в двухуровневых системах

3.1. Анализ результатов управления распределением ресурсов в двухуровневых системах

3.2. Управление вычислительным экспериментом с моделями двухуровневых систем в задачах распределения ресурсов

3.3. Анализ чувствительности согласованных решений двухуровневых задач по распределению ресурсов Выводы по главе 3.

Глава 4. Методология поддержки принятия решений при управлении распределением ресурсов в двухуровневых произведет- 89 венных системах

4.1. Информационная система поддержки принятия согласованных ^q решений по управлению распределением ресурсов

4.2. Концепция разработки экспертной системы поддержки принятия решений при управлении распределением ресурсов на при- 92 мере финансирования группы компаний

4.3. Деловая игра как средство обучения пользователя распределе- ^ нию ресурсов

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Поддержка принятия решений при управлении распределением ресурсов в двухуровневых производственных системах»

Ресурс является дефицитным платным средством, обеспечивающим производство и воспроизводство экономических отношений общества. Распределение ресурсов в двухуровневых системах часто обусловлено противоречивыми тенденциями развития уровней иерархии, что не позволяет принять обоснованное согласованное решение по распределению дефицитных ресурсов в данных системах. Поэтому необходимо привлекать к решению таких задач современные информационные технологии, обеспечивающие получение не только согласованного численного решения для всех уровней иерархии, но и позволяющих с помощью моделирования учитывать возмущения внешней среды (поведение поставщиков, изменения цен на ресурсы, рынок сбыта и др.) в перспективах распределения ресурсов в двухуровневых системах.

Примерами прикладных задач распределения ресурсов являются: задача об оптимальных объемах предоставляемых финансовых ресурсов министерством, предприятиям, бюджетируемым за счет государственных средств; планирование численности сотрудников предприятия; распределение ограниченного количества материала по цехам; распределение объемов выпуска нескольких видов продукции для увеличения прибыли организации и другие.

Решения по распределению ресурсов принимаются руководителями, как правило, при наличии больших массивов информации сложной структуры. В этих условиях скорость принятия решений зависит как от профессионализма руководителей (выбрать из множества решений одно) так и от качества информационной технологии, которая должна обеспечить обработку больших объемов данных в сжатые сроки с нужным качеством. В этой ситуации компьютер играет роль "поддержки", а за человеком остается ответственность "принятия" решения.

Поддержка принятия решения о распределении ресурсов должна использовать эффективные оптимизационные алгоритмы с соответствующими процедурами согласования объемов распределения между двумя уровнями.

Существующие алгоритмы согласования не учитывают внешние возмущения и внутренние факторы двухуровневых систем:

- изменение спроса и предложения на выполняемую работу или услугу;

- изменение цен и спроса на ресурсы;

- соотношение глобальных и локальных критериев развития системы и другие.

Имеющиеся алгоритмы согласования эвристические, индикативные. Кроме того, нет алгоритмов, которые позволяли бы прогнозировать будущую стратегию в распределении ресурсов с учетом внешних и внутренних изменений в таких системах. Следовательно, возникает необходимость в разработке как вычислительных алгоритмов распределения и согласования распределения ресурсов в двухуровневых системах, так и соответствующих алгоритмов моделирования.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

- разработать постановки и математические модели задач двухуровневой оптимизации распределения ресурсов;

- разработать алгоритмы поддержки принятия решений по управлению распределением ресурсов;

- разработать алгоритмы поддержки принятия согласованных решений по распределению ресурсов между двумя уровнями системы;

- разработать методику поддержки принятия решений по управлению распределением ресурсов;

- разработать концепцию построения экспертной системы поддержки принятия решений по управлению распределением ресурсов;

- разработать деловую игру для обучения пользователей методике поддержки принятия решений по управлению распределением ресурсов.

С целью решения сформулированных задач и поиска оптимального распределения ресурсов в двухуровневых системах проводится анализ двухуровневых систем по следующим направлениям:

1) анализ каждой подсистемы с позиций новых целей исследования по аналогии с анализом системы в целом;

2) разработка алгоритмов согласования по распределению ресурсов между двумя уровнями для различных структурных ситуаций системы;

3) выделение типовых классов алгоритмов для численного решения задачи распределения централизованных ресурсов с учетом адаптивных свойств алгоритмов моделирования;

4) определение перечня показателей количественной оценки каждой моделируемой структуры

- с позиций достижения критериев оптимальности;

- в зависимости от достигаемых показателей (например, удельные нормы расхода ресурсов, показатели эластичности);

5) качественный и количественный анализ эффекта системности: в случае неудовлетворительных результатов моделирования двухуровневой системы может рассматриваться вопрос о статусе центрального органа управления (например, отказ от иерархии в управлении или переход к специальной схеме распределения ресурсов).

В основу разработок, выполненных в диссертации, были положены труды отечественных и зарубежных ученых: В.В. Леонтьева, JI.B. Канторовича, А.Г. Аганбегяна, А.Г. Гранберга, H.H. Моисеева, В.Н. Буркова, В.В. Кульбы, Г.Ф. Хахулина, Я. Корнай, Т. Липтака, М. Месаровича, А.Г. Рубинштейна, А.М.Алексеева, Б. Муртафа, К.А. Багриновского, Г.Ш. Рубинштейна, В.Ф. Венда, Х.А. Taxa, Т. Саати, И.Г. Поспелова, Д.А. Поспелова, Э.В. Попова, И.М. Бобко, В.Ф. Хорошевского, Е.И. Ефимова, Ю.Я. Любарского, Н.И. Юсуповой, Р. Ривеста, В.И. Дудорина, В.В. Шкурба, A.A. Вавилова, Б.Г. Тамма, Б.Г. Ильясова, Л.А. Исмагиловой.

Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов состоит:

1) в разработанной модели двухуровневой оптимизации распределения ресурсов, а именно во введении коэффициента распределения средств между видами затрат, что позволяет управлять потоками распределения ресурсов с учетом интересов объектов нижнего уровня;

2) в разработанном алгоритме централизованного распределения ресурсов, содержащем процедуру согласования распределения средств между объектами верхнего и нижних уровней;

3) в предложенной структуре информационной системы распределения ресурсов, включающей комплексную поддержку принятия решений при осуществлении управления с использованием единой базы данных, обеспечивающей повышение быстродействия и учитывающей особенности функционирования двухуровневой производственной системы;

4) в разработанной методике поддержки принятия решений при управлении распределением ресурсов на основе разработанного алгоритма и моделирования параметров двухуровневой системы, учитывающей многоэтапный процесс получения допустимых решений.

5) в разработанном программном обеспечении, включающем элементы обучения пользователя распределению ресурсов.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Филиппов, Арсений Викторович

Выводы по главе 4

1) С целью получения эффективной поддержки принятия согласованного решения по управлению распределением ресурсов использована информационная система, обеспечивающая организацию информации и доступ к данным, моделям принятия решений и результатам моделирования.

2) Предложена концепция построения экспертной системы поддержки принятия решений по управлению распределением ресурсов.

3) Для проведения вычислительных экспериментов используется программный продукт, разработанный на базе универсального языка программирования.

4) Применение методики решения и анализа двухуровневой задачи распределения ресурсов позволяют: a) для фиксированной исходной информации определить оптимальное согласованное распределение ресурсов; b) выявить тенденции изменения оптимального распределения при изменении пропорций м> и объемов В ресурса; c) определить объекты нижнего уровня с малой эластичностью.

5) Использование деловой игры при обучении персонала позволяет быстро изучить методику расчета, а так же преодолеть психологический барьер при работе с новыми алгоритмами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Особенностью современного этапа развития рыночных отношений России является появление новых видов производственных связей, что отражается в новых отношениях между верхними и нижними уровнями в двухуровневых системах. Изучение в диссертации двухуровневых систем позволяет сделать следующие выводы.

1) Существующие алгоритмы принятия решений по распределению ресурсов в двухуровневых системах не обеспечивают качество распределения дефицитных ресурсов (финансовых, материальных и других). Для улучшения качества принятия решений по распределению ресурсов необходимо использовать современную информационную технологию, в которой особое место занимают алгоритмы поддержки принятия решений.

2) Алгоритмы поддержки принятия решений включают в себя: а) оптимальные алгоритмы распределения ресурсов; б) алгоритмы согласования решений о распределении ресурсов между верхним и нижними уровнями; в) алгоритмы с элементами моделирования распределения ресурсов с целью изучения перспектив развития системы: разработаны алгоритмы моделирования распределения ресурсов между основными фондами и социальной сферой за счет введения коэффициента распределения -н>.

3) Для проведения вычислительных экспериментов используется программный продукт, разработанный на базе универсального языка программирования. Применение деловой игры при обучении персонала позволяет быстро изучить методику расчета, а так же преодолеть психологический барьер при работе с новыми алгоритмами.

4) Для организации эффективных вычислительных экспериментов, с целью получения согласованных оптимумов двухуровневой системы, используются классические правила построения вычислительных однофакторных, двухфакторных, 2 -факторных экспериментов.

Основными факторами для исследования двухуровневых систем являются: коэффициент распределения ресурсов - м>; объем ресурса - В; рентабельность - с]; эластичность использования ресурса. Исследование чувствительности оптимального решения двухуровневой системы позволяет выявить особенности поведения системы при изменении внешних условий функционирования.

5) Разработанная методика поддержки принятия согласованных решений по распределению ресурсов в двухуровневых системах с учетом алгоритмов согласования и моделирования позволяет а) для фиксированной исходной информации определить оптимальное согласованное распределение ресурсов;

6) выявить тенденции изменения оптимального распределения при изменении пропорций ч> и объемов В ресурса; в) определить объекты нижнего уровня с малой эластичностью.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Филиппов, Арсений Викторович, 2004 год

1. Адрианов Д.Л. и др. Имитационное моделирование и сценарный подход в системах поддержки принятия решений // Проблемы теории и практики управления.- 2002, № 12.

2. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика и основы эконометрики. -М.: ЮНИТИ, 1998.

3. Алиев P.A., Либерзон М.И. Безытеративные алгоритмы координации в двухуровневых системах // Известия АН СССР. Техническая кибернетика.-1986.- № 3.- С.163-166.

4. Алиев P.A., Либерзон М.И. Методы и алгоритмы координации в промышленных системах управления. М.: Радио и связь,1987.-208с.

5. Аникин Б. Логистика: учебник для ВУЗов/ М.: Инфра М, 2000.

6. Бабкова Е.В. Задача перераспределения ресурсов в иерархических системах / Принятие решений в условиях неопределенности : Межвуз. науч. сб.- Уфа: Уфимск. госуд. авиац. техн. ун-т, 1996. С.142-145.

7. Бабкова Е.В. Моделирование распределение ресурсов в двухуровневой системе // Принятие решений в условиях неопределенности: Меж-вуз.науч.сб./ Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, Уфа.- 2001. -С. 60-61.

8. Бабкова Е.В. Статистическое моделирование и прогнозирование показателей развития социально-экономических систем: Учебное пособие .Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т , 2002.- 128 с.

9. Бабкова Е.В., Филиппов A.B. Интеллектуальная информационная система распределения ресурсов для объектов с иерархической структурой: Труды Шестого международного симпозиума "Интеллектуальные системы": М.: РУСАКИ, 2004. С. 253-255.

10. Бабкова Е.В., Филиппов A.B. Методы имитационного моделирования сложных социально-экономических систем.: Уфимс.Госуд.Авиац.Техн. ун-т, 2004. ДЕП. ВИНИТИ, №189-В2004 от 03.02.2004- 80с.

11. Бабкова Е.В., Филиппов A.B. Моделирование пропорций распределения ресурсов в двухуровневой системе / Свид. об офиц. регистр, программы для ЭВМ №2003611768.- Выдано РОСПАТЕНТ 24 июля 2003г.

12. Бабкова Е.В., Филиппов A.B. Моделирование пропорций распределения финансовых ресурсов в двухуровневых системах: Сб. трудов CSIT'2003, Т.2 Уфа: УГАТУ, 2003.-С. 175-178. (На англ. языке)

13. Бабкова Е.В., Филиппов A.B., Бабков O.K. Активные формы обучения как средство повышения качества подготовки специалистов/ Система мониторинга качества профессиональной подготовки специалистов в вузе: Сб.-Уфа: БАГСУ, 2003.-С.8-11.

14. Бабкова Е.В., Филиппов A.B., Бабков O.K. Об адаптивной классификации ресурсов в распределительных задачах / Принятие решений в условиях неопределенности: Межвуз. науч. сб. Уфа: Уфимс.Госуд.Авиац.Техн. ун-т, 2002.-С.280-283.

15. Багриновский К.А. Основы согласования плановых решений. М.: Наука, 1977.-304 с.

16. Белый С.А. Интеллектуальная поддержка принятия управленческих решений в газовой промышленности // Газовая промышленность.- 2003.-№ 1.- С. 86-88.25