Математические методы анализа деловой среды как основа построения системы поддержки принятия решений

Актуальность темы

исследования. 90-е годы прошлого века ознаменовали появление новой эпохи человечества — эпохи глобализации, которая характеризуется лавинообразным формированием единого общемирового финансово-информационного пространства на базе новых, преимущественно компьютерных, технологий. Данный процесс сопровождается заметным ростом нестабильности рынков, ускорением процессов взаимодействия и развития. Для российских промышленных предприятий проблема выживания заключается в том, чтобы освоить новые передовые технологии организации производства и управления, адаптировать их к особенностям российской экономики. В этой связи большое внимание уделяется методам стратегического планирования (в краткосрочном, среднесрочном и долгосрочном временном интервале). Основными отличиями стратегического планирования от долгосрочного планирования являются методы прогнозирования и большие объемы используемой информации. На процесс стратегического управления большое влияние оказывают данные о возможных изменениях собственного рынка и рынков смежных отраслей, поведении конкурентов, потребителей, поставщиков, появление новых научно-технических разработок и т. д. Для обработки больших объемов информации, используются экономические информационные системы. В решении задач стратегического планирования применяют Системы поддержки принятия управленческих решений' (СППР). Выбор критериев разработки СППР самый важный и сложный этап процесса инженерного проектирования. Особенностью многих количественных методов формализованного представления требовании к СППР, является то, что они основаны на оценке статистических данных п не учитывают возможность влияния динамики внешней среды предприятия па изменение приоритетов в системе используемых показателей п информационных потоков. В применяемых методах качественной оценки пограничные значения показателей определяют усреднено по отраслям, не отражают концептуальную базу стратегического планирования отдельно взятого предприятия.

Проявляющиеся изменения в технологиях стратегического управления, приводят к тому, что методы оценки и выбора СППР должны учитывать скорость изменения ситуации на рынке, возможности смены технологии управления, динамизм всей производственно-управленческой системы. В настоящей работе рассматривается ряд конкретных вопросов формирования механизмов выявления функциональных требований к СППР на примере промышленных предприятий машиностроительного комплекса г. Перми и Пермской области.

Степень разработанности проблемы. В российской и зарубежной литературе значимый вклад в разработку теоретических основ методологии и инструментария проектирования экономических информационных систем, эффективности компьютеризации производственных и управленческих процессов, роли чловеко-машинных систем в принятии управленческих решений, внесли следующие авторы: Артемов Н. И., Букреева Н. С., Борисов А. Н., Головин И. Я, Дыбцина Е. Ю., Калянов Г. Н.,. Коренченко P.A., Ларичев О. И. Молодчик A.B., Минаев Ю. О, Мечитов А. И., Мошкович Е. М., Низамутдинов О. Б., Петров Е. А., Пластинин A.B., Смирнова Г. Н., Сорокин A.A., Ткачева О. Н., Филимоненко И. В., Ширяев В. И.,., Марио Алиселла, Деймс Борк, Магги Биггз и др.

Не умаляя значения разработок отечественных и зарубежных ученых, следует отметить, что разработки, посвященные проблеме использования методов формализованного представления предметной области и определения требований к экономическим информационным системам, при решении задачи проектирования СППР, оказываются недостаточными, вследствие того, что обобщенные методы анализа и оценки не учитывают возможности моделирования технологии менеджмента предприятий машиностроительной отрасли. Вместе с тем, остается нераскрытым ряд вопросов, относящихся к методами формализации технологии и принципов стратегического планирования. Их актуальность обусловлена местом и удельным весом данного отраслевого комплекса в развитии экономики страны и отвечает требованиям тенденции развития российской теории и практики стратегического, планирования.

Целыо диссертационного исследования является — разработка оценочной системы формирования функциональных требований к СППР.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:

1. анализ существующих методик выявления функциональных требований к СППР и определение задач решаемых с помощью методов инженерии знаний.

2. анализ влияния параметров, характеризующих внутреннюю и внешнюю сферы деятельности предприятия на процесс стратегического управления.

3. разработка методики количественной оценки качественных показателей сложности, стабильности и неопределенности деловой среды предприятия.

4. разработка методики формирования критериев оценки функциональных требований к СППР.

5. разработка оценочной системы формирования функциональных требований к СППР с использованием методов инженерии знаний.

Объектом исследования является промышленное предприятие, решающее задачи внедрения информационных технологий для поддержки процесса принятия управленческих решений.

Предмет исследования — математические методы анализа деловой среды как основа построения систем поддержки принятия решений.

Теоретической и методологической базой диссертационного исследования послужили современные теории стратегического планирования, организации саморазвивающихся структур, жизненного цикла организации, методы дедуктивной ииндуктивной логики, структурно-функциональный анализ, ситуационный анализ, методы теории принятия решений, методы представления знаний (семантических сетей и систем продукций), правила выявления экспертных знаний на основе методики «мозгового штурма», интервьюирования. Использовалась вычислительная техника, табличный редактор «Excel 2000», базы данных Access.

Научная новизна выполненного в диссертации исследования заключается в следующих положениях:

1. Предложен метод формализации предметной области, который предполагает анализ и взаимосвязь трех групп факторов: персональной системы критериев принятия решений, производственной системы предприятия и архитектуры системы поддержки принятия управленческих решений.

2. Разработаны модели математической формализации параметров нестабильности и сложности деловой среды предприятия, которые позволяют оценить параметры внешней сферы деятельности предприятия через структуру затрат.

3. Предложен метод оценки уровня неопределенности деловой среды предприятия, гибко формирующий шкалу качественной оценки этого показателя, учитывая сценарии стратегического планирования.

4. Разработана оценочная система функциональных требований для разработки СППР, основанная на принципах выработки инновационных решений и включающая анализ уровня коллегиальности в процессе принятия решений и концепции управления, оценку показателей деловой активности предприятия, тип производственной системы, неопределенность деловой среды. 1.

Практическая значимость результатов исследований заключается в разработке оценочной системы функциональных требований для проектирования СППР, которая содержит:

— методику формирования комплексных критериев оценки;

— методику количественной оценки сложности и нестабильности деловой среды;

— методику формирования функциональных требований на основе оценки показателей привлекательности отрасли в соответствии с планируемыми, стратегическими направлениями деятельности;

— методику формирования функциональных требований на ' основе комплексных критериев оценки с использованием методов продукций;

— методику формирования линейного вектора взвешенных функциональных требований, который позволяет осуществить выбор альтернативных проектов.

Реализация результатов: Результаты диссертационного исследования нашли применение в практической деятельности ООО «ТЭЛА» г. Березники, осуществлено внедрение разработанной оценочной системы функциональных требований к СППР для разработки инвестиционных проектов по их приобретению и внедрению на промышленных предприятиях машиностроительного комплекса в курс лекций «Экономическое обоснование инвестиционных проектов» в Пермском государственном техническом университете, что подтверждено соответствующими актоми о внедрении.

Апробация результатов исследования и его практического применения осуществлялась на пяти конференциях, в том числе: Научно практическая конференция студентов и аспирантов ПГТУ в секции «Информационные технологии» Пермь — 2000 г.- Всероссийская НПК ПГТУ «Концепция формирования гуманитарной среды и внеучебная работа в вузе, техникуме, школе» Пермь -2001 г, 2-я Международная конференция молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» в секциях «Информатика, вычислительная техника, АСУ» и «Экономика» Самара -2001г.- Российская научно практическая конференция «Бухгалтерский учет, налогообложение, анализ, аудит: теория и практика.» Г1ГУ, Пермь — 2001 г.), областная научная конференция молодых ученых, студентов и аспирантов «Молодежная наука Прикамья -2002» .

Разработанная методика оценки неопределенности деловой среды предприятия была представлена на конкурс аспирантов на лучший доклад по гуманитарным дисциплинам (ПГТУ-2002г.) и получила диплом 1 степени.

Публикации.' По теме диссертационных исследований опубликовано И научных публикаций, общим объемом 7 печатных листоа, в том числе 5 статей.

На защиту выносятся следующие основные положения:

• метод формализации предметной области для разработки СППР;

• методика оценки параметров нестабильности и сложности деловой среды предприятия;

• метод оценки уровня неопределенности деловой среды предприятия;

• оценочная система формирования функциональных требований для разработки СППР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы из 122 наименований, 21 иллюстраций, 2^ таблицы и 8 приложений. Основной текст диссертации содержит 149 страниц.

Выводы.

На основе разработанных критериев оценки была сформирована оценочная система функциональных требований 7 для разработки СППР. Структура формирования данной оценочной системы отличается от традиционной тем, что: во-первых, критерии оценки используются опосредованно, то есть являются методологической базой для формирования функциональных требований к информационной системе. Во-вторых, формирование функциональных требований происходит с использованием подходов инженерии знаний и при помощи методов продукций. В-третьих, этап формирования оценки сравниваемой важности критериев проводится после того, как сформирована шкала для оценки, а не наоборот. При этом оценка сравниваемой важности проводится не по принципу выбора наиболее предпочитаемой альтернативы, как предполагает классический подход, а по принципу комбинирования лучших параметров для дальнейшей оценки альтернатив.

Математическая модель формирования линейного вектора взвешенных функциональных требований для разработки СППР, имеет следующий вид:

1. Формирование массива взвешенных оценок функциональных требований к СППР) f? =, при наличии требования, /) = 0, при отсутствии требования где В| - взвешенная оценка ¡—го функционального требования к СППР,.

5у — вес ¡—го функционального требования, определенного в ]-ой методике выявления экспертных знаний. со- — взвешенная оценка ]-ой группы факторов формирования функциональных требований. — генератор наличия ¡—го функционального требования в ]-ой группе факторов.

2. Ранжирование функциональных требований по степени убывания взвешенных оценок.

Апробация предложенных автором методических основ формирования функциональных требований для разработки СППР, показала, что методики просты для понимания, могут быть реализованы на базах данных, которые используются на предприятиях и не требуют дополнительных технических и информационных средств расчета. Дают возможность объективно ответить на вопросы руководства: «Какие функции процесса стратегического планирования должна поддерживать внедряемая информационная система? Как определить подходит она для предприятия или нет?».

В процессе моделирования предпроектного анализа на основе разработанной оценочной системы, который проводился по данным внедрения интегрированной системы управления Oracle Applications на ОАО «ЧМЗ», был выявлен экономический эффект. Фактически проведенные расчеты экономических показателей проекта информатизации не включали в затраты на проведение предпроектного анализа (они составили 63% от стоимости лицензии на ПО и техническую поддержку при внедрении). При этом индекс доходности проекта составил 2,46. Если включить затраты предпроектной стадии внедрения в расчеты экономической эффективности проекта, то индекс доходности снижается до 1,78. Моделирование ситуации предпроектного анализа при помощи разработанных методик определения функциональных требований показало, что полученные данные совпадают с результатами анализа внутренних аналитических групп и рекомендациями консалтинговой фирмы. Время на освоение методик и проведение процедуры выявления экспертных знаний совпало по продолжительности со временем проведения фактического анализа. Простота и доступность методик, конкретизация направления работ по предпроектному анализу позволили сократить количественный состав аналитических групп, и, тем самым, снизить затраты на их финансирование. Затраты по предпроектному анализ снизились с 27 510 у.е., до 1 1562 у.е., что повысило индекс доходности с 1,78 до 2,14.

Заключение

.

Анализ возможностей применения искусственного интеллекта в процессах управленческой деятельности, показал, что перед менеджерами встает ряд задач. С одной стороны имеются весомые предпосылки внедрения информационных технологий, которые обусловлены глобальным изменением подходов к управлению производственным и технологическим процессами, потребностью формирования стратегического и тактического планирования. С другой стороны, возникает проблема выбора и формирования информационных систем поддержки принятия управленческих решений, наиболее полно отражающих потребности управленческого персонала в планировании, прогнозировании, анализе и контроле. Поставленная в ходе диссертационного исследования цель по разработке оценочной системы функциональных требований для формирования систем поддержки принятия управленческих решений, определила основные направления создания методических подходов. Первостепенной составляющей является концепция формирования. В результате анализа существующих технологий и методов анализа и выявления функциональных требований для разработки и внедрения экономических информационных систем, было выявлено отсутствие методов анализа персональной системы критериев принятия стратегических решений. В этой связи нами предложен новый концептуальный подход к процессу выявления экспертных знаний и формированию функциональных требований к системе поддержки принятия управленческих решений. Он предполагает анализ и взаимосвязь трех групп факторов: персональной системы критериев принятия решений, производственной системы предприятия и архитектуры системы поддержки принятия управленческих решений.

Разработка критериев оценки и системы методов формализации персональной системы критериев принятия решений проводилась на основе результатов исследований важности показателей в процессе принятия решении руководителями промышленных предприятий. Критерии оценки функциональных требований для разработки СППР разработаны через такие показатели, как:

1. Ориентация концепции управления предприятия (стратегическое направление),.

2. Динамика развития рынка (отрасли),.

3. Состояние внутренней среды предприятия (потенциал производственных линий, технологий производства, информатизация производственного и управленческого процессов).

4. Состояние уровня деловой активности предприятия и возможные перспективы изменения, зависящие от состояния внешней сферы (уровня неопределенности и скорости изменений внешней сферы).

5. Технология ведения бизнеса.

Формирование подходов формализации параметров проводилось на основе разработанных отечественными и западными специалистами методик характеризующих потенциал и ёмкость рынка, долю предприятия на рынке, уровень концентрации и конкуренции, в условиях нового направления представления результатов. С точки зрения формирования множества функциональных приоритетов необходимых для разработки СППР, большой интерес представляет система параметров оценки привлекательности отрасли проранжированная в зависимости от стратегической ориентации предприятия. Использование существующей методики оценки неопределенности деловой среды в современных условиях связано с рядом сложностей. Во-первых, статистическая информация о внешней среде не всегда достоверна, во-вторых, методика основана на качественных характеристиках, в-третьих, она не дает определения границ перехода качественных оценок. В связи с этим были разработаны методики количественной оценки сложности и стабильности деловой среды предприятия, на их основе модифицирована методика оценки неопределенности деловой среды. Сложность деловой среды как качественный параметр можно формализовать через анализ структуры затрат производства продукции. Оценка стабильности рассматривается через количественные изменения элементов деловой среды во времени. Каждая из моделей предполагает анализ и оценку параметров с учетом собственной статистической базы, стратегических целей и задач, перспективных планов и сценариев формирования продуктового портфеля. Повышение точности в анализе параметров внешней среды предприятия достигается за счет использования внутренних экономических показателей.

На основе разработанных критериев оценки была сформирована оценочная система функциональных требований для разработки СППР. Структура формирования данной оценочной системы отличается от традиционной тем, что: во-первых, критерии оценки используются опосредованно, то есть являются методологической базой для формирования функциональных требований к информационной системе. Во-вторых, формирование функциональных требований происходит с использованием подходов инженерии знаний и при помощи методов продукций. В-третьих, этап формирования оценки сравниваемой важности критериев проводится после того, как сформирована шкала для оценки, а не наоборот. При этом оценка сравниваемой важности основывается не на принципе выбора наиболее предпочитаемой альтернативы, как предполагает классический подход, а на принципе комбинирования лучших параметров для оценки альтернатив.

Математическая модель формирования линейного вектора взвешенных функциональных требований для разработки СППР основана на гибких продукционных и семантических подходах представления знаний.

Не смотря на положительные результаты, полученные в ходе анализа эффективности внедрения предлагаемых методик, данное направление остается интересным для дальнейших исследований. Основными направлениями которых должны стать процессы моделирования универсальных подходов по отраслям промышленности, возможность включения в разработки моделей прогнозов динамики поведения предприятия, связанных с оценкой количественных параметров адаптивности предприятия.