Моделирование инновационных связей в технико-экономической системе: На примере инструментального производства НЭВЗ

Актуальность темы

Остановка и банкротство предприятий в период перехода к рыночной экономике стало практически повседневным и главным событием современного производства, а состояния «гибели-выживания» знакомы всем предпринимателям не зависимо от сферы их деятельности. В связи с этим проблема адаптации производственной системы к новым условиям становится весьма актуальной, ибо её решение предопределяет возрождение производства товаров и услуг и приведение его в соответствие с мировыми стандартами. Разработке этой проблемы посвящены научные исследования отечественных и зарубежных ученых: Арнольда В. И. [1], Жака С. В. 2], Доля-товского В.А. [3], Коханенко И. К. 4], Петракова В. А. 5], Джонса Д. К. [6] и др.

Переход к рыночным отношениям для отечественного товаропроизводителя сопряжен с потерей устойчивости и управляемости производства. Действительно, выполняя плановый заказ в системе распределения, управление производством сводится лишь к созданию условий (организационно-технических мероприятий) реализации этого плана. Эти условия могут быть достаточно точно формализованы, а значит и реализованы. Поэтому, проблемы устойчивости и управляемости в планово-распределительном производстве практически не существует. В современной системе рыночных отношений появились новые возмущения, реакцией на которые должно стать изменение «состояния» производителя. Эти возмущения в определенных случаях могут вызывать потерю устойчивости и управляемости производством. Именно это характеризует процессы, происходящие на большинстве отечественных предприятиях в настоящее время. Таким образом, автономная устойчивость и управляемость элементов технико-экономической системы (ТЭС): инвестор — товаропроизводитель — рынок, еще не определяют необходимые и достаточные условия устойчивости и управляемости системы в це5 лом. Моделирование таких условий в форме инновационных связей, переводящих товаропроизводителя в новое «состояние», определяющее управляемость и устойчивость технико-экономической системы в целом, определяет актуальность задачи настоящего диссертационного исследования.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является повышение эффективности управления производством путем моделирования инновационных связей, направленных на обеспечение устойчивости и управляемости технико-экономической системы в целом.

Для достижения сформулированной цели необходимо решить следующие задачи:

— определить обобщенную динамическую модель ТЭС, как наиболее полно представляющую взаимодействие во времени всех ее элементов и инновационные связи, образующие условия адаптации системы к рыночным возмущениям;

— разработать принцип адаптации, позволяющий компенсировать влияние рыночных возмущений путем введения инновационных связей в производственной системе;

— разработать методику моделирования инновационных связей на основе решения многокритериальной задачи оптимизации;

— разработать методику моделирования управляемой технико-экономической системы, основанную на представлении динамических моделей в едином векторном пространстве и синтезе инновационных связей.

Идея работы заключается в рассмотрении производственной структуры во взаимодействии с инвестором и рынком, оценки влияния инновационных связей на устойчивость производства товаров или услуг, определении принципов изменения состояния товаропроизводителя (адаптации) на основе разработки и применения инновационных связей, обеспечивающих устойчи6 вость, управляемость и наблюдаемость технико-экономической системы в целом.

Методы исследования. Для решения поставленной в работе задачи были использованы математические методы и модели в экономике, методы теории управления, процедуры оптимизации управления. Основные расчеты и моделирование проводились с использованием современных компьютерных технологий.

Основные положения, выносимые на защиту:

— обобщенная динамическая модель технико-экономической системы, представляющая процессы в элементах системы и их связи в едином векторном пространстве состояний;

— методика моделирования инновационных связей на основе решения многокритериальной задачи оптимизации;

— принцип адаптации, позволяющий компенсировать влияние рыночных возмущений;

— методика моделирования управляемой технико-экономической системы, основанная на представлении динамических моделей в едином векторном пространстве и синтезе инновационных связей;

— динамическая модель технического переоснащения в инструментальном производстве НЭВЗ.

Научная новизна работы заключается в том, что поставлена и решена актуальная научно-практическая задача моделирования управляемой технико-экономической системы, а именно:

— построена обобщенная динамическая модель ТЭС;

— разработана методика моделирования инновационных связей на основе решения многокритериальной задачи оптимизации;

— определен принцип адаптации, заключающийся в выборе эффективного решения многокритериальной задачи оптимизации путем введения координирующей связи по динамической модели рынка- 7.

— разработана методика моделирования управляемой технико-экономической системы, основанная на представлении динамических моделей в едином векторном пространстве и синтезе инновационных связей.

Практическая ценность работы заключается:

— в разработке и научном обосновании принципа адаптации производственной структуры к условиям создания конкурентоспособной продукции путем моделирования инновационных связей в технико-экономической системе;

— в новой методике моделирования управляемых, устойчивых и наблюдаемых технико-экономических систем;

— в прогнозировании конъюнктуры рынка товаров и услуг по его динамической модели в пространстве состояний;

— в разработке модели технического переоснащения как форме нововведений в инструментальное производство НЭВЗ.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления кафедры «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасский политехнический институт) «Разработка теоретических основ и принципов построения автоматизированных технологий и оборудования для химических, пищевых и консервных производств».

Разработанная в ней методика моделирования инновационных связей используется в практике создания и совершенствования техники и технологий на Новочеркасском электровозостроительном заводе, Научно-конструкторском технологическом бюро «Пьезоприбор» (г. Ростов-на-Дону), в учебном процессе в ЮРГТУ (НПИ) при подготовке инженеров по специализации «Автоматизация технико-экономических процессов» и магистров по направлению «Автоматизация и управление», а также магистров по направ8 лению «Менеджмент» в Ростовском государственном экономическом университете (РИНХ).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 14 печатных работахдокладывались, обсуждались и получили одобрение на трех региональных научно-технических конференциях «Управление в технических, социально-экономических и медико-биологических системах» (Новочеркасск, 1999 г., 2000 г., 2001 г.), трех международных научно-технических конференциях «Новые технологии управления движением технических объектов» (Новочеркасск, 1999 г., 2000 г., 2001 г.), двух международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (Санкт-Петербург, 2000 г., Смоленск, 2001 г.), всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности» (Таганрог, 2001 г.).

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемых источников из 102 наименований, содержит 95 страниц основного текста, включает 16 рисунков и 5 таблиц.

Выводы.

1. Разработана динамическая модель производственной системы с использованием вспомогательной модели технического переоснащения производства.

2. Для производственной системы решена задача многокритериальной оптимизации как нахождение не улучшаемой инновационной связи из множества допустимых, принадлежащих множеству Парето.

3. Построена динамическая модель рынка, определяющая изменение его состояния и движение к точке равновесия в пространстве переменных: спрос, предложения, цена и позволяющая не только установить их равновесные значения, но и прогнозировать изменение во времени.

4. Представление динамических моделей производственной системы и рынка определенного вида продукта в едином векторном пространстве позволило определить координирующую связь между ними, тем самым, формализовать процедуру моделирования инновационных связей.

5. Разработан алгоритм моделирования управляемой технико-экономической системы, реализующий динамические модели производственной системы и рынка в едином векторном пространстве, координирующую связь, процедуру моделирования инновационных связей (нововведений) с использованием вспомогательной модели технического переоснащения производства, осуществляющей перевод производственной системы в новое технологическое состояние, соответствующее равновесному состоянию рынка.

4. ИННОВАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРЕОСНАЩЕНИЯ В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ОАО НПО «НЭВЗ».

Рассмотрим применение модели технико-экономической системы [9495] на примере инструментального производства ОАО НПО «НЭВЗ».

Временным шагом расчета будем считать 1 месяц. Расчет начинаем с шага^О.

Поскольку модель однопродуктовая, выберем из широкой номенклатуры производства одно изделие и построим модель для него. Пусть производственная система изготавливает сверла спиральные. Для конкретизации затрат будем считать, что это сверла ИС-120 диаметром 12 мм. Технологическая карта на данный продукт включает перечень технологических операций, нормы времени на каждую из них и расценки оплаты труда (табл.4.1). Карта раскроя металла включает норму расхода, цену и марку используемой стали.

Для изготовления сверла такого типа необходимо выполнить 18 операций, часть из которых выполняется на станках: токарно-винторезном, вертикально-фрезерном, горизонтально-фрезерном, заточном, кругло-шлифовальном, а часть вручную. Таким образом, имеется вектор времени обработки изделия на каждой операции — Т (0) (табл.4.1).

Вектор, А прямых затрат на производство единицы продукции будет включать в себя 3 блока ресурсов: ai — металл (источник данных — карта раскроя), а2 — труд (технологическая карта) и а3 — электроэнергия (паспорт обоа, рудования), т. е. будет иметь вид: А = а&bdquoа, где аi=0,3 кг — норма расхода стали на 1 сверлой?2=Т (0) — вектор норм времени обработки по операциям (табл.4.1);

18 аъ = ~ потребление электроэнергии на изготовление 1 сверла, 1 где а>1 — потребление электроэнергии i-м станком за 1 час (табл.4.1).

Соответственно, вектор цен на ресурсы PR имеет вид, аналогичный виду вектора А, и:

PRi=80 руб./кг — цена 1 кг стали Р6М5;

PR2= РТ руб./час — вектор расценок оплаты труда по операциям (табл.4.1);

PR3=0,63 руб./кВтч — стоимость 11сВтч электроэнергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе поставлена и решена актуальная научно-практическая задача повышения эффективности управления производством товаров или услуг путем моделирования и реализации инновационных связей, направленных на обеспечение устойчивости и управляемости технико-экономической системы в целом. Решение этой задачи потребовало осмысления и разработки в диссертационном исследовании нового подхода к проектированию управляемых эффективных технико-экономических систем, заключающимся в разработке и представлении динамических моделей элементов системы в едином векторном пространстве, что позволило сформулировать принцип ее адаптации к рыночным возмущениям на основе синтеза оптимальных динамических моделей инновационных связей. Реализация такого подхода определена следующими основными разработками, представленными в диссертации:

— обобщенной динамической моделью технико-экономической системы определенного класса, представляющей процессы в элементах системы и их связи в едином векторном пространстве состояний;

— динамической моделью рынка товаров, представленной в пространстве переменных состояний (спрос, предложение, цена);

— динамической моделью производственной системы в пространстве переменных состояний (себестоимость, производительность), позволяющей в едином векторном пространстве соотнести эти переменные с переменными состояния рынка;

— методикой моделирования инновационных связей на основе решения многокритериальной задачи оптимизации;

— принципом адаптации технико-экономической системы, заключающимся в нахождении эффективного решения многокритериальной задачи оптимизации путем введения координирующей связи, образован.

84 ной в результате сравнения действительно конкурентного фактора товара или услуги с предписанным, определенным по модели динамического равновесия рынка.

Изложенные в диссертации методики применены в разработке модели технического переоснащения как форме нововведений в инструментальное производство НЭВЗ, что позволяет реализовать конкурентоспособные свойства продукции предприятия на рынке инструмента Ростовской области.

Основные научные положения диссертационного исследования в виде изложенных методик в полной мере могут быть использованы и при совершенствовании образовательной или другой социально-экономической системы. Отличие здесь заключается лишь в виде критериев оптимизации и самих инновационных связей. Именно это позволило при участии автора настоящего исследования синтезировать новую модель образования подготовки специалистов по направлению «Автоматизация и управление» и реализовать ее в виде авторской программы «Автоматизация технико-экономических процессов» на кафедре «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасский политехнический институт), а также в Ростовском государственном экономическом университете при подготовке магистров по направлению «Менеджмент».

Результаты научного исследования, проведенного в диссертационной работе, в виде определенных методик моделирования инновационных связей и проектирования управляемых технико-экономических систем достаточно хорошо обобщаются и могут получить дальнейшее развитие и в других областях знаний, в частности, в теории управления, теории проектирования техники и технологий и др.

Несомненный интерес, на наш взгляд, имеют эти методики и при моделировании инновационных связей в системах управления качеством.

Обобщая сказанное, можно сделать заключение о том, что в диссертационном исследовании приведено новое решение актуальной научно-практической задачи повышения эффективности производства товаров и услуг, заключающееся в нахождении и реализации инновационных связей в структуре технико-экономической системы, тем самым реализации принципа адаптации производства к рыночным возмущениям, на основе моделирования процессов и систем в едином векторном пространстве состояний.