Разработка оптимальной стратегии развития парка оборудования на предприятиях машиностроения с использованием методов динамического моделирования

Актуальность темы

исследования. Одной из основных проблем, сдерживающих развитие отечественного машиностроения особенно в инновационном направлении, является неудовлетворительное состояние активной части основных фондов, т. е. парка оборудования. Уровень производственной мощности, возможность выпускать конкурентоспособную продукцию, высокая производительность труда — все это в конечном счете зависит от состояния парка оборудования: его возрастного состава, структуры, инновационности и других характеристик.

Износ основных фондов в промышленности превысил 55%, а металлообрабатывающего оборудования достиг почти 70%. Выбытие изношенного оборудования из года в год превышает его обновление, парк оборудования сокращается, что во многом связано с нехваткой инвестиций.

Эти причины обуславливают необходимость разработки на машиностроительных предприятиях эффективной стратегии принятия управленческих решений по техническому развитию парка оборудования.

Проблемам повышения эффективности использования оборудования и технического перевооружения производства на промышленных предприятиях посвящено значительное количество работ отечественных, среди которых можно отметить работы Р. З. Акбердина, Ю. С. Борисова, Б. К. Клименко, Р. Н. Колегаева, Д. М. Палтеровича, P.M. Петухова, В. М. Семенова, Е. К. Смирницкого и других. Однако большинство работ указанных авторов были выполнены в условиях плановой централизованной экономики и предполагали управление парком оборудования через систему директивных плановых заданий по техническому перевооружению производства, обновлению и восстановлению парка.

С переходом к рынку и изменением экономической среды в стране возникает необходимость разработки современного методологического аппарата управления парком оборудования, который должен опираться на маркетинговый, стратегический и системный подходы.

В последнее время все большую роль в управлении приобретают математические методы моделирования и информационные технологии. Однако их применение к задачам использования и развития парка оборудования остается весьма ограниченным. Известные работы, посвященные проблемам управления использованием оборудования на основе применения оптимизационных математических моделей носят преимущественно теоретический характер и не учитывают влияние многих факторов функционирования оборудования на предприятиях в рыночных условиях.

Особенно перспективным является применение методов динамического моделирования, которые позволяют сформировать долгосрочную стратегию развития парка оборудования на основе многопараметрического прогноза его динамики и динамики окружающей среды (в первую очередь ресурсов, спроса, затрат, доходности и потребности в инвестициях).

Недостаточная проработка теоретических и практических вопросов экономико-математического моделирования процессов функционирования парка оборудования и выработки по результатам моделирования оптимальных управленческих решений предопределила актуальность выбранной темы, цели и задачи диссертационного исследования.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационного исследования является разработка оптимальной стратегии развития парка оборудования на предприятиях машиностроения с использованием методов динамического моделирования.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи: • исследовать современное состояние парка оборудования на отечественных машиностроительных предприятиях и наметить наиболее подходящие подходы и методы по повышению эффективности использования парка оборудования и ускорению его технического развития;

• исследовать возможности применения метода динамического программирования для формирования оптимальной стратегии управления развитием парка оборудования;

• предложить концептуальную схему динамической оптимизационной модели управления развитием парка оборудования, учитывающей возможность дальнейшей эксплуатации, проведения ремонтов, сдачи в аренду и продажи оборудования;

• разработать экономико-математическую модель определения оптимальной величины арендной платы за оборудование на основе применения теории двойственности;

• опробовать разработанные модели на машиностроительном предприятии с использованием современных программных средств;

• разработать методику оптимального управления развитием парка оборудования как составную часть интегрированной системы управления ресурсами на предприятии.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования диссертационной работы является парк оборудования на промышленном предприятии. Предметом исследования являются методы моделирования системы управления и планирования использования, обновления и инновационного развития парка оборудования на машиностроительном предприятии.

Теоретической и методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам оптимального управления на основе экономико-математических методов. Использованы методы экономического анализа, экономической статистики, системного моделирования, исследования операций, математического программирования.

В качестве информационной базы были использованы законодательные акты и нормативные документы, данные Федеральной службы по статистике (бывшего Госкомстата РФ), обзорно-аналитические статьи, 6 опубликованные в периодических изданиях, материалы научно-практических конференций и семинаров, плановые и отчетные материалы, ряда предприятий.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

— обоснованы принципиальные подходы по применению метода динамического моделирования для разработки долговременной оптимальной стратегии принятия управляющих решений по развитию парка оборудования;

— разработана экономико-математическая модель долгосрочной стратегии развития парка оборудования, учитывающей возможности продажи, сдачи в аренду, закупки нового и восстановления без замены оборудования, оценивающей влияние выбранного решения на эффективность функционирования предприятия;

— доказана применимость взаимно-двойственных моделей линейного программирования для определения оптимальной величины арендной платы за оборудование.

Практическая ценность. Использование разработанных в ходе диссертационного исследования научных методик и программ позволило получить следующие практические результаты: разработаны методика и программный продукт, позволяющие сформировать долгосрочную оптимальную стратегию принятия управленческих решений по парку оборудования для предприятия, работающего в нестабильных условиях рыночной экономики, учитывающей возможности временной передачи в чужую собственность операционного имущественного комплекса предприятия или его части, а также проведены расчеты по построенным моделям с использованием средств MS Excel и специально разработанного программного обеспечения.

Апробация работы и использование ее результатов. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы 7 управления — 2003» в ГУУ, г. Москва, на 3-ем межотраслевом семинаре «Прочность и надежность нефтегазового оборудования», организованном Минатомом РФ и Союзом производителей нефтегазового оборудования, а также на 4-ой Международной научно-практической конференции «Оптимум — 2003» и получили положительные отзывы.

Основные результаты работы внедрены в ОАО «АК Корвет», где внедрено методическое и программное обеспечение модуля управления оборудованием в составе интегрированной системы управления ресурсами и процессами.

Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе в МГТУ «Станкин» при преподавании дисциплины «Математические методы в экономике» для студентов экономических специальностей. Внедрение подтверждено соответствующими актами.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 4 работы общим объемом 1,9 п. л.

На защиту выносятся следующие положения диссертации:

1. Принципиальные подходы, критерии выбора и ограничения, подлежащие учету при построении динамической модели развития парка оборудования.

2. Методы построения динамической модели применительно к поставленной задаче.

3. Динамическая модель, адаптированная к задаче управления развитием парка оборудования.

4. Программный продукт для реализации динамической модели.

3.4. Выводы по главе 3.

1. Используемая на ОАО «АК Корвет» автоматизированная система «Сталкер» имеет модульную структуру программного и прикладного обеспечения, легко может быть согласована с новыми программными разработками и автоматизирует разработку технологического процесса и проектирование изделий.

2. Разработано программное обеспечение по модулю принятия управляющих решений по парку оборудования, теоретической основой которого является построенная в п. 2.3. диссертации динамическая модель.

3. Модуль принятия управляющих решений по парку оборудования входит в состав используемой на предприятии автоматизированной системы управления процессами и ресурсами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

По диссертационной работе можно сделать следующие основные выводы:

1. Большая часть парка оборудования машиностроительных предприятий России находится в настоящее время в изношенном состоянии. Оборудование, длительность использования которого еще не превысила нормативного срока его службы, часто является устаревшим по своим техническим характеристикам и не отвечает применяемым современным технологиям.

2. Сокращение за годы реформы объема производства машиностроительных предприятий привело к тому, что многие из них не могут обеспечить изготовления требующегося оборудования для динамично развивающихся отраслей промышленности.

3. Многие известные работы, посвященные вопросам принятия управляющих решений по развитию парка оборудования, в частности на основе применения оптимизационных математических моделей, носят в основном теоретический характер, упрощают реальный процесс функционирования оборудования на предприятии и не учитывают особенностей современного экономического развития России.

4. Экономический рост, наметившийся в последние годы в России, вызывает необходимость разработки долгосрочной оптимальной стратегии принятия управляющих решений по операционно-имущественным комплексам предприятий и в их составе паркам оборудования.

5. Применение методов динамического моделирования позволяет, во-первых, разработать стратегию управления непосредственно оборудованием, а, во-вторых, учесть влияние выбранного решения по использованию оборудования на эффект, который оно принесет для предприятия в целом в течение периода времени, соответствующего работе предприятия или нормативному сроку использования оборудования.

6. В диссертации разработана экономико-математическая динамическая модель, методическое, алгоритмическое и программное обеспечение, применимые для формирования оптимальной стратегии простого обновления парка оборудования. Модель рассчитана с использованием системы MS Excel для действующего предприятия. Эта модель может использоваться на небольших предприятиях, которые не имеют возможности приобрести и использовать автоматизированную систему управления ресурсами и процессами.

7. Разработана экономико-математическая динамическая модель, рассчитывающая долгосрочную стратегию, учитывающую возможности восстановления, обновления и отчуждения оборудования, оценивающая влияние выбранного решения на эффективность функционирования предприятия в последующие годы и соответствующая рыночной экономике, характеризующейся непостоянством внешней экономической среды.

8. Построенная модель рассчитана с использованием специально разработанного программного обеспечения, на основе которого сформирован модуль управления использованием оборудования для предприятия ОАО «АК Корвет» в составе общей системы управления ресурсами, использующейся на этом предприятии.

9. На основе использования двойственных моделей линейного программирования разработана методика определения оптимальной величины арендной платы за оборудования.

10. Разработанные в диссертационной работе модели, методическое и программное обеспечение внедрены на предприятии ОАО «АК Корвет». Управление развитием парка оборудования с применением метода динамического программирования опробовано в локальном парке металлообрабатывающего оборудования на данном машиностроительном предприятии. Предложенная математическая модель обладает достаточной универсальностью и может быть использована для решения данной проблемы на предприятиях промышленности других отраслей.