Система поддержки принятия решений при управлении бизнес-процессами группы предприятий

В действующих экономических реалиях всё более актуальными становятся формы интеграции хозяйствующих субъектов путем создания групп предприятий (ГП), реорганизованных из отраслевых структур или создаваемых заново путем приобретения существующих компаний. Хозяйственная деятельность ГП осуществляется в условиях экономической нестабильности и совершенствования системы экономических отношений, что предъявляет принципиально новые требования в сфере управления взаимодействием предприятий. В этих условиях успешное развитие предприятий ГП и нередко само их существование зависят как от эффективного использования самих систем управления, так и от компетентности принимаемых управленческих решений. Следовательно, для лиц, принимающих решения (ЛПР) — руководителей ГП, проблема оценки развития ГП и оперативного принятия обоснованных управленческих решений в условиях нестабильной и быстроменяющейся экономической обстановки приобретает особую актуальность.

Одним из перспективных путей решения указанной проблемы является разработка систем поддержки принятия решений (СППР), использующих научно обоснованные методы формирования решений, основанные на современном математическом аппарате и средствах вычислительной техники. В настоящее время подход к управлению развитием ГП связан с представлением последней в виде мультиагентной системы (MAC), элементы многоуровневой сетевой структуры которой рассматриваются как атомарные автономные единицы — агенты. В отличие от традиционных ГП с вертикально-иерархической структурой, сетевая структура по своему устройству является открытой, т.к. входящие в её состав предприятия могут напрямую взаимодействовать друг с другом. СППР не заменяет, а дополняет существующие системы управления в ГП, взаимодействуя с ними, и использует в своей работе информацию о функционировании подразделений ГП.

На всех этапах экономического развития ГП наиболее важной проблемой в деятельности предприятий является проблема повышения конкурентоспособности продукции, что может быть достигнуто как за счет модернизации производства, так и за счёт оптимизации взаимодействия предприятий в ГП. Одной из первоочередных задач становится разработка и использование СППР при управлении бизнес-процессами ГП.

Под управлением бизнес-процессами в дальнейшем понимается система целенаправленных воздействий, в которой посредством ' управляющих решений ЛПР реализуются мероприятия по повышению эффективности работы ГП. В качестве нескольких видов воздействий в работе рассматриваются: выбор и осуществление инвестиционных проектов (ИП), обеспечивающих выпуск конкурентоспособной продукцииоптимизация параметров системы взаимодействия агентов MAC по изготовлению и реализации продукцииреструктуризация подразделений ГП.

От успешного управления бизнес-процессами зачастую напрямую зависит выживание промышленных предприятий ГП в условиях экономической нестабильности. В то же время в ГП уже на начальном этапе модернизации управления появляются значительные трудности. Это связано с тем, что большинство существующих традиционных программных средств по управлению развитием предприятий построены на классических принципах бюджетирования и контроля и оказываются недостаточно эффективными для управления бизнес-процессами ГП. Кроме того, переход от обозначенной стратегии развития ГП к конкретным действиям исполнителей трудно реализуем из-за отсутствия регулярного единого механизма, который бы устанавливал нужные приоритеты, позволял подготавливать и оценивать варианты решений, анализировал распределение ИП по предприятиям ГП, контролировал согласованность и оперативность исполнения ИП, а также поддерживал возможность совместного принятия решений по ряду текущих вопросов.

Начало разработки и реализации СППР связано с работами как зарубежных, так и отечественных специалистов — Дж. Форрестер, С. Йом, Т. Саати, А. Симонович, Б. Слободан, Д. Нордкотт, Д. Уотерман, A.B. Андрейчиков, В. Н. Бурков, Д. А. Новиков, JI.A. Матвеев, Б. В. Москвин, Б. М. Рапопорт, В. Н. Спицнандель, Э. А. Трахтенгерц, Ю. В. Фролов. Различными вопросами оптимального управления взаимодействием предприятий, а также MAC ГП занимаются В. А. Виттих, Н. В. Дилигенский, A.A. Горский, Г. Б. Евгеньев, Ю. В. Косачев, Ю. И. Параев, П. О. Скобелев, В. Б. Тарасов и др.

Однако необходимо отметить, что состояние дел в сфере применения СППР для обеспечения эффективности управления бизнес-процессами недостаточно отвечает потребностям ГП в современных условиях, и существует ряд научных проблем, требующих системного решения. Среди них можно отметить: необходимость разработки методологии принятия решений при определении режимов оптимального управления взаимодействием промышленных предприятий, входящих в ГПнеобходимость разработки принципов информационно-аналитического обеспечения СППР при оптимизации систем управления ГП, отсутствие общих моделей реализации ИП на нескольких предприятиях ГП, находящихся под единым управлением.

Поэтому разработка и применение СППР при управлении бизнес-процессами ГП в настоящее время является задачей актуальной и своевременной.

Объект исследования: система поддержки принятия решений при управлении бизнес-процессами группы предприятий.

Целью диссертационной работы является системный анализ информационных процессов управления деятельностью ГП, разработка СППР для повышения эффективности реализации ИП, а также оптимизации совместной работы (взаимодействия) предприятий, входящих в ГП. Анализ и моделирование бизнес-процессов управления взаимодействием предприятий, а также разработка на основе этого методик принятия оптимальных управленческих решений, обеспечивающих наибольшую эффективность работы ГП.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

1) Проведен системный анализ информационных процессов управления, как отдельных предприятий, так и предприятий, входящих в ГП под руководством управляющей компании группы предприятий (УК ГП). Проанализированы существующие подходы, методы и программные средства, используемые для построения сетевых структур MAC ГП.

2) Проведен анализ показателей эффективности внедрения ИПразработаны программы их сравнительной оценки на основе функции Харрингтона.

3) Разработаны модели динамики систем управления ИП для повышения на их основе эффективности работы промышленных предприятий, входящих в ГП.

4) Разработаны функционалы качества для оценки работы ГП, представленных в виде MAC и осуществляющих весь цикл по производству и реализации продукции.

5) Определены возможные варианты совместной работы предприятий, представленных в виде MAC по изготовлению и реализации выпускаемой продукции, а также разработаны оптимальные режимы управления их совместной работой, на основе принципа максимума Понтрягина.

6) Выполнена программная реализация СППР при управлении бизнес-процессами ГП, обеспечивающая поддержку принятия ЛПР эффективных управленческих решений.

В качестве основных методов исследования были использованы: системный анализ, теория автоматического управления, теория принятия решений, структурный и динамический анализ, системное моделирование, численные методы, нелинейное программирование.

Диссертация выполнена в соответствии с требованиями специальности 05.13.01 «Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)». Она соответствует пунктам 4, 9, 10 и 13 паспорта специальности 05.13.01.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) Построена новая модель взаимодействия агентов в MAC: агента-предприятия ГП и агента-инвестора УК при реализации совместного ИП. Получено, что управление работой агентов в такой системе можно оптимизировать с использованием принципа максимума Понтрягина, позволяющего учитывать изменение функционалов качества агентов с течением времени их совместной работы.

2) Разработана методология оптимального управления совместной работы промышленного предприятия и инвестора, которая в отличие от существующих учитывает возможные варианты использования предприятием с течением времени своей прибыли и внешних инвестиций, а также как начальных, так и конечных значений параметров ИП.

3) Разработан комплекс моделей MAC ГП и их структурных подразделений, отличающихся тем, что учитывают как режимы работы, так и изменение количества промышленной продукции с течением, и в конце времени совместной работы агентов. Это позволило определить оптимальные моменты времени принятия управленческих решений по изменению режимов работы ГП для получения максимальной эффективности каждому из агентов от совместной работы в таких системах.

4) Разработана система управления параллельной и последовательной работой предприятий-агентов в СПГТР, основанная на анализе совместных процессов изготовления и реализации промышленной продукции. Это позволило для нахождения оптимального управления такой системой использовать принцип максимума Понтрягина и определять на основе этого процессы изменения управляющих параметров каждого из агентов с течением времени их совместной работы.

5) На основе разработанных моделей и методов оптимального управления совместной работой предприятий-агентов выполнена программная реализация CliliP при управлении бизнес-процессами ГП. Это позволило повысить эффективность систем управления, а таюке сократить время разработки и реализации программ реструктуризации ГП.

Практическая ценность. Применение разработанных моделей системы управления совместных бизнес-процессов ГП позволяет учитывать изменение показателей деятельности каждого из промышленных предприятий с течением времени их совместной работы. Это дает возможность проводить анализ стабильности функционирования системы ГП и принимать управляющие решения в оптимальные моменты времени с целью получения максимальных значений функционалов качества каждого из предприятий.

Использование разработанной системы методик и моделей управления совместной работы системы структурных подразделений ГП позволяет ЛПР принимать обоснованные управленческие решения по выбору и реализации режимов и параметров эффективной работы в современных условиях.

Достоверность и обоснованность полученных результатов, выводов и рекомендаций обеспечивается: корректным применением методов системного и структурного анализа автоматизированных систем, методов анализа и моделирования работы систем (теория автоматического управления, нелинейное программирование, экспертное оценивание, принцип максимума Понтрягина, решение систем дифференциальных уравнений).

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Динамическая система принятия оптимальных решений при управлении совместной работой агента-предприятия и агента-инвестора MAC, учитывающая возможные варианты использования агентом-предприятием получаемой прибыли и инвестиций агента-инвестора.

2) Комплекс динамических моделей ГП и их структурных подразделений, а также интегральные функционалы качества для анализа и оптимизации процессов управления их совместной работой.

3) Оптимизация управления бизнес-процессами в ГП, состоящей из агентов-изготовителей и агентов-потребителей промышленной продукции. Методика принятия управленческих решений с целью оптимизации работы ГП с использованием принципа максимума Понтрягина.

4) Оптимизация управления параллельной и последовательной работой агентов в MAC ГП, основанная на анализе процессов их совместной работы. Разработка оптимальных управленческих решений, организующих непрерывную совместную работу агентов MAC по изготовлению и реализации продукции.

5) Алгоритмы и методы оптимизации управления совместной работой ГП, реализованные в виде СППР при управлении их бизнес-процессами.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в течение 2008;2010 г. на 12 международных и всероссийских научных, научно-технических и научно-практических конференциях (на 9 конференциях в г. Самара, а также в г. Новосибирск, г. Оренбург, г. Анжеро-Судженск).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 24 печатных работах, в том числе 3 из них (1−3) в изданиях, рекомендованных ВАК России.

Реализация результатов работы. Прикладные разработки и результаты исследовательской деятельности использованы в СППР при управлении бизнес-процессами ГП, которая внедрена на российском предприятии ООО Кондитерский дом «Шандени», имеющем организационную структуру ГП. В результате этого получено реальное улучшение организационной структуры и производственных показателей работы предприятия, подтвержденное актом внедрения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и 3 приложений. Она содержит 155 страниц основного текста, включая 40 рисунков и 22 таблицы.

Список использованных источников

из 100 наименований.

Основные результаты и выводы.

1. Рассмотрены практические особенности решения задач по выбору наиболее оптимального ИП из числа предложенных к их последующей реализации.

2. Показано, что с помощью предложенного критерия значимости можно учитывать влияние важности конкретного показателя, и таким образом регулировать его влияние на общие показатели эффективности реализации ИП.

3. В рамках разработанных моделях совместной работы группы промышленных предприятий определены численные значения и характер изменения основных показателей работы предприятий при различных вариантах их совместного взаимодействия друг с другом.

4. Показано, что путем оптимизации стоимости и скорости реализации изготовленной продукции можно повысить величину прибыли, получаемую предприятиями от их совместной работы. Для конкретного значения исходных данных определены величины этих показателей, обеспечивающих получение наибольших значений функционалов качества.

5. Рассмотрены различные возможные варианты совместной работы промышленных предприятий. Для заданных исходных данных рассчитаны значения функционалов качества, определено количество имеющейся продукции на их складах, а также рассчитан характер изменения этих показателей стечением времени их совместной работы.

6. Определены такие исходные данные последовательной работы предприятий, которые дают им возможность организовать непрерывную работу в замкнутом цикле по изготовлению и реализации продукции.

7. Рассмотрены способы нахождения оптимальных значений целевых функций. Получено, что для нахождения оптимальных значений показателей работы предприятий нужно использовать численные методы нелинейного программирования. Проведена модификация существующего метода поиска экстремума функции многих переменных с помощью деформируемого многогранника, которая позволяет сократить требуемое время расчетов и повысить точность нахождения оптимальных показателей работы предприятий.

8. Представлена и описана практическая реализация в виде СППР при управлении бизнес-процессами ГП.

9. Подробно описан опыт внедрения результатов работы в ГП «Шандени» и полученные экономические результаты, подтвержденные актом внедрения (Приложение В).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе проведены системный анализ информационных процессов управления бизнес-процессов ГП, разработана СППР для повышения эффективности, а также оптимизации совместной работы (взаимодействия) предприятий, входящих в ГП. Проведен анализ и моделирование бизнес-процессов управления взаимодействием ГП и их структурных подразделений, на основе этого разработана методика принятия оптимальных управленческих решений, обеспечивающих наибольшую эффективность работы ГП.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы состоят в следующем.

1. Проведен системный анализ СППР при управлении бизнес-процессами ГП. Это позволило определить направления и методы оптимизации систем их управления для использования при реализации совместных бизнес-процессов.

2. С использованием принципа максимума Понтрягина решена задача управления распределением инвестиций с течением времени реализации совместного ИП для MAC агента-предприятия ГП и агента-инвестора (УК ГП). Это позволило определить оптимальные траектории изменения процесса управления ИП, которые в отличие от существующих учитывает как начальные, так и конечные значения требуемых параметров инвестиционного процесса. Показано, что применение разработанной методики позволяет инвестору снизить свои затраты при достижении одних и тех же результатов процесса инвестирования.

3. Рассмотрено управление динамической MAC совместной работы агента-предприятия и агента-инвестора, учитывающее возможные варианты использования агентом-предприятием получаемой прибыли и инвестиций агента-инвестора. Показано, что для получения максимальной прибыли от совместной работы каждому из агентов, им необходимо менять режимы использования своей прибыли (для предприятия) и внешних инвестиций (для инвестора) с течением времени. Получены выражения для определения моментов времени, при которых должно проводиться изменение управляющих параметров агентов, для обеспечения наибольшей эффективности работы MAC.

4. Проведен анализ работы динамической системы, состоящей из изготовителей и потребителей промышленной продукции в течение произвольного периода времени. Получены выражения для функционалов качества (целевых функций) агентов MAC, учитывающие как статические, так и динамические показатели их совместной работы. Это позволило определить моменты времени, в которых в СППР должны приниматься управленческие решения по изменению параметров, характеризующих работу агентов MAC, в зависимости от поставленных перед каждым агентом задач.

5. Разработана схема и варианты управления параллельной и последовательной работы агентов в СППР, основанные на динамическом анализе процессов изготовления и реализации промышленной продукции. Определены режимы изменения управляющих параметров, продолжительность и режимы работы агентов в такой системе из условия получения каждому из агентов максимальной прибыли от их совместной работы. Определены такие исходные данные последовательной работы ГП, которые дают им возможность организовать непрерывную работу в замкнутом цикле по изготовлению и реализации продукции.

6. Определена структура и разработана СППР при управлении бизнес-процессами ГП и структурными преобразованиями ГП. Проведена апробация и реализация СППР в ГП «Шандени», подтверждающая результативность и эффективность её использования на реальных объектах.