Актуальность работы. Переход к рыночной экономике, происшедший в России в 90-е годы прошлого века, сам по себе сразу не решает все проблемы и автоматически не создает благоприятные условия в деятельности предприятий. Этот процесс, наоборот, порождает ряд проблем на всех уровнях управления — стратегическом, тактическом, оперативном (производственно-технологическом).
Экономические исследования отечественных ученых, проводившиеся в 90-х годах прошлого века, были в большей степени сосредоточены на проблемах стратегического уровня управления промышленными предприятиями. В первую очередь решались вопросы смены организационно-правового статуса предприятий, выбора формы собственности, реструктуризации, диверсификации спектра выпускаемой продукции. Такие направления исследования были обусловлены реальными процессами, проходившими в экономике. К тому же предприятия не имели опыта стратегического планирования, поскольку в «эпоху административно-командной экономики» эта функция была прерогативой отраслевых министерств.
Однако решение стратегических проблем (как в теории, так и на практике) во многих случаях не дало требуемых результатов. В настоящее время на мировом рынке российские предприятия реально конкурентоспособны, в основном, в отраслях, связанных с переработкой природных ресурсов, производством военно-космической продукции, а также в очень немногих областях фундаментальной науки. Для большинства российских промышленных предприятий все еще характерны устаревшие производственные фонды и технологии, недостаточная квалификация кадров, нехватка оборотных средств, и, в конечном итоге, для инвестиций в развитие предприятий недостаточно финансовых средств. По данным Госкомстата РФ степень износа основных фондов в промышленности возросла с 1995 по 2005 гг. с 46,2% до 50,6%. Темпы роста индекса физического объема инвестиций в основной капитал имеют с 2002 года тенденцию к замедлению.
Все это свидетельствует о том, что проведенные рыночные реформы пока не достигли в полной мере важнейшей цели — привлечения инвесторов (как отечественных, так и зарубежных) в российскую промышленность.
Все сказанное непосредственно относится и к предприятиям по производству обоев. Значение этой группы предприятий значительно возросло в последние годы в связи с реализацией Национального проекта по обеспечению населения доступным жильем. Однако выполнение этого проекта тормозится нехваткой строительных материалов необходимого качества по разумным ценам, в том числе, такого важного отделочного материала, как обои.
Производство обоев в России сосредоточено, в основном, на восьми предприятиях, испытывающих острую конкуренцию со стороны зарубежных производителей. Надо отметить, что пока они эту конкурентную борьбу проигрывают. Так, доля отечественных обоев на российском рынке с 2001 г. по 2005 г. упала с 76,7% до 52,63%. Объем производства за этот же период упал с 129 до 91,5 млн. условных рулонов.
Инвесторы будут вкладывать финансовый и интеллектуальный капитал в развитие предприятий только в том случае, если предприятие докажет эффективность капитальных вложений. Важнейшее доказательство такой эффективности — четкое функционирование системы управления предприятием на всех уровнях.
Производственно-технологический уровень управления предприятием является важнейшим, базовым для тактического и стратегического уровней.
Специфика управления предприятием по производству обоев обусловлена наличием существенных факторов неопределенности, затрудняющих реализацию такой важнейшей функции управления, как планирование. Суть дела заключается в том, что типичное предприятие по производству обоев имеет два совершенно разнородных по технологии производства — основное (печать обоев) и вспомогательное (изготовление печатных форм). Качество печатных валов — основной фактор (наряду с качеством бумаги и красителей), определяющий конкурентоспособность продукции. Для печатных валов характерен сравнительно небольшой средний срок службы, а также высокая вариабельность этого показателя.
Обширная номенклатура используемых в производстве обоев рисунков, неопределенность показателя срока службы отдельного печатного вала чрезвычайно затрудняют планирование производства валов. В результате на предприятии возможно возникновение одной из двух неблагоприятных ситуаций:
— приостановка печати обоев в связи с отсутствием необходимых типов валов;
— «омертвление» капитала в случае, когда печатные валы изготавливаются с «излишним запасом».
Отметим, что данная проблема — лишь одна из многих (но наиболее острая) проблем, возникающих при управлении обойным производством.
Для совершенствования планирования в условиях неопределенности необходимо использовать методы математического моделирования. Это относится не только к рассматриваемому типу промышленных производств. В настоящее время экономическая теория на микрои макроуровнях не может не включать в себя математические модели и методы как естественные и необходимые элементы. Однако в случаях, когда существенны факторы неопределенности, классические экономико-математические методы мало в чем помогают при решении задач управления предприятием. Альтернативой классическим экономико-математическим моделям являются имитационные модели. Идея метода имитационного моделирования (МИМ) состоит в том, что вместо аналитического описания взаимосвязей между входами, состояниями и выходами исследуемой системы строят алгоритм, отображающий последовательность развития процессов внутри исследуемого объекта, а затем «проигрывают» поведение объекта на персональном компьютере (ПК).
Основные идеи МИМ были сформулированы еще в 60-е годы прошлого века. Однако только с появлением в последнее десятилетие систем имитационного моделирования нового поколения (например, объектно-ориентированного визуального инструментального средства GPSS World (2000 г.)) появилась реальная возможность практического применения данного подхода.
В связи с этим актуальной является решение проблемы по созданию информационных систем для поддержки процессов управления на промышленных предприятиях, базирующихся на методах имитационного моделирования.
Степень разработанности проблемы. В XX веке математические методы моделирования в экономике применялись широко и эффективно во многих странах мира (Д. Хикс, Р. Солоц, Д. Неш, В. Леонтьев, П. Самуэльсон, JL Канторович, А. Гранберг, Н. Моисеев, В. Крючков, К. Гофман, Ю. Овсиенко, А. Андрейчиков, Р. Косенков, М. Красс и другие).
Метод имитационного моделирования развивался в работах Р. Шеннона, А. Лоу, В. Кельтона, Т. Дж. Шрайбера, Б. Советова, В. Боева, В. Томашевского, А. Борщева, Ю. Карпова.
Вопросам применения технологий имитационного моделирования для решения задач совершенствования управления промышленными, транспортными и торговыми предприятиями посвящены работы Б. Гнеденко, А. Емельянова, С. Кокса, Б. Шмидта, С. Конюха, В. Девяткова, В. Марлея, И. Поспелова, Ю. Толуева и многих других.
Появление в 90-е годы прошлого века совершенно новых объектно-ориентированных, визуальных технологий имитационного моделирования, резкое повышение параметров ПК, существенно расширило возможности методов имитационного моделирования.
Известна поговорка: «Дьявол кроется в деталях». Именно возможность учесть в имитационных моделях многие ранее не рассматриваемые детали существенно повысило практическую значимость МИМ.
В связи с этим необходимо отметить, что наличие имитационной модели и обоснование с ее помощью выбранного варианта организации являются обязательными в странах ЕС в комплекте документов, подаваемых на рассмотрение для проектирования или модернизации нового производства, либо технологического процесса.1 Интеграция России во всемирную глобальную экономику, вступление в ВТО, безусловно, приведут к необходимости унификации процедур проектирования и модернизации производств.
Важность научного направления — имитационное моделирование признана и в нашей стране2.
Успешное функционирование предприятия в далеко не всегда предсказуемых изменяющихся условиях внешней и внутренней среды требует полной мобилизации усилий по соответствующей адаптации. Дефицит финансовых ресурсов на предприятиях заставляет полностью использовать все внутренние резервы комплексного использования потенциала предприятия. Технологии имитационного моделирования могут оказать при решении этих проблем неоценимую помощь.
К настоящему времени разработаны системы имитационного моделирования, используемые для поддержки управления предприятиями многих важных отраслей.
Однако проблема разработки систем ИМ, базирующихся на применении новейших объектно-ориентированных визуальных инструментальных средств.
1 Рыжиков Ю. И., Плотников A.M. Аналитический обзор материалов Второй Всероссийской научно-практической конференции по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности «Имитационное моделирование. Теория и практика. ИММОД-2005». СПБ, 2005. http://www.gpss.ru/paper/analit05irnrnod.pdf.
Федеральная целевая программа «Национальная технологическая база» на 2007;2011. Раздел VII «Технологии интеллектуальных технических систем», направление «Разработка технологий имитационного моделирования сложных технических и социально-технических систем». М.: Министерство промышленности и энергетики РФ, 2006. и предназначенных для повышения эффективности управления промышленными предприятиями требует своего дальнейшего развития.
Цель и задачи исследования
Целью диссертационного исследования является разработка концептуальных положений по развитию ИМ управленческих процессов на промышленных предприятиях и разработка на их основе информационной системы для решения задач совершенствования управления предприятиями по производству обоев.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
— проанализировать состояние качества управления на предприятиях по производству обоев и выявить критически важные управленческие задачи, требующие применения МИМпроанализировать развитые в последние годы объектно-ориентированные визуальные инструментальные средства имитационного моделирования и выявить среди них наиболее адекватные задачам управления промышленными предприятиями, в частности — предприятиями по производству обоев;
— разработать концепцию системы имитационного моделирования для решения задач совершенствования управления предприятиями по производству обоев в составе двух ключевых подсистем: подсистемы сбора и обработки статистических данных, необходимых для реализации алгоритмов имитационного моделирования, и подсистемы собственно имитационного моделирования;
— на примере решения критически важных управленческих задач (по данным ОАО «Саратовские обои») показать эффективность применения МИМ;
— разработать концепцию применения метода статистических испытаний (метод Монте-Карло) и соответствующее программное обеспечение (средствами новейших объектно-ориентированных визуальных инструментальных средств) для обеспечения достоверности результатов применения МИМ.
Объектом исследования являются системы имитационного моделирования, а также результаты их применения для поддержки процессов управления на промышленных предприятиях (в частности, на предприятиях по производству обоев).
Предметом исследования являются процессы управления промышленными предприятиями, требующие использования методов имитационного моделирования.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы теории вероятностей и математической статистики для подготовки исходных данных, необходимых для реализации алгоритмов имитационного моделирования, метод объектно-ориентированного программирования средствами новейшей системы имитационного моделирования GPSS World.
Диссертационная работа выполнена в рамках п. 2.2 «Конструирование имитационных моделей как основы экспериментальных машинных комплексов и разработка моделей экспериментальной экономики для анализа деятельности сложных социально-экономических систем и определения эффективных направлений развития социально-экономической и финансовой сфер».
Научная новизна результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:
— разработаны концептуальные положения применения методики процессного управления на предприятиях по производству обоев (а также на предприятиях других отраслей в случае существенной роли случайных факторов), включающие необходимость использования имитационных моделей, базирующихся на дискретно-событийном подходе, при решении критически важной задачи совместного планирования основного производства обоев и вспомогательного производства печатных форм, а также подготовку исходных данных для моделирования на основе информации, концентрируемой в базах данных корпоративных информационных систем;
— на основе инструментального средства для имитационного моделирования GPSS World и пакета программ STATISTIC, А разработана система имитационного моделирования для решения задач совершенствования управления предприятиями по производству обоев, включающая подсистему сбора и обработки статистических данных, необходимых для реализации алгоритмов имитационного моделирования, и подсистему собственно имитационного моделирования;
— с использованием статистических данных крупнейшего российского предприятия по производству обоев ОАО «Саратовские обои» проведено имитационное моделирование, позволившее спрогнозировать возникновение «узких мест» производства в случае увеличения объемов производства и выработать рекомендации по их устранению;
— разработана концепция применения метода статистических испытаний (метод Монте-Карло) и соответствующее программное обеспечение (средствами GPSS World) для обеспечения достоверности результатов применения системы имитационного моделирования.
На защиту выносятся:
— концептуальные положения применения процессного управления на предприятиях по производству обоев, включающие необходимость использования имитационных моделей при решении критически важной задачи совместного планирования основного производства обоев и вспомогательного производства печатных форм;
— система имитационного моделирования для решения задач совершенствования управления предприятием по производству обоев, включающая подсистему сбора и обработки статистических данных, необходимых для реализации алгоритмов имитационного моделирования, и подсистему собственно имитационного моделирования, разработанную с использованием современного объектно-ориентированного визуального инструментального средства GPSS World;
— результаты имитационного моделирования с использованием статистических данных ОАО «Саратовские обои», показавшие эффективность применения имитационного моделирования — в частности, для решения самых различных задач типа «что, если .», например, планирование потребности в печатных формах при увеличении объема производства обоев;
— концепция применения метода статистических испытаний (метод Монте-Карло) и соответствующее программное обеспечение (разработанное средствами GPSS World) для обеспечения достоверности результатов применения системы имитационного моделирования.
Теоретическая и практическая значимость результатов исследования. Теоретическая значимость результатов состоит в создании концепции поддержки управленческих решений на предприятиях по производству обоев на основе МИМ. Полученные результаты имеют значение также и для предприятий других отраслей промышленности в случае существенного значения факторов неопределенности внешней и внутренней среды.
Практическая значимость результатов исследования состоит в возможности применять разработанную систему имитационного моделирования для поддержки принятия управленческих решений на промышленных предприятиях (в частности, на предприятиях по производству обоев).
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты работы докладывались на 2-й Всероссийской научно-практической конференции по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности «Имитационное моделирование. Теория и практика. ИММОД 2005» (Санкт-Петербург, 2005), на 1-й Всероссийской научно-практической конференции «Информационный менеджмент: наука, практика, обучение», секция «Управление предприятием» (Самара, 2004), на научных конференциях Саратовского государственного социально-экономического университета (2004 — 2006 гг.).
По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ объемом 4,9 п.л., в том числе, одна статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ, одна монография (в соавторстве).
Разработанная система имитационного моделирования применяется в ОАО «Саратовские обои».
Структура и объем диссертации
Работа состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического списка литературы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
1. Обойное предприятие — благодатный объект для опробования методов математического моделирования для решения задач поддержки управления промышленными предприятиями, включающими разнородные по технологиям взаимно связанные производства — наиболее сложный с нашей точки зрения тип промышленного предприятия.
Трудности планирования производства печатных форм, обусловленные действием многочисленных случайных факторов, приводят к невозможности применить стандартные принципы процессного управления. Действительно, как уже отмечалось, процессный подход концентрируется на оптимизации взаимодействия операций с той точки зрения, как реализация операций одних центров затрат влияет на эффективность выполнения операций других центров затрат и, соответственно, на общую эффективность вида деятельности. Можно выделить два центра затрат: обойное производство и производство печатных форм. Реализация операций центра затрат «обойное производство» (изготовление обоев) приводит к выходу из строя печатных форм, а, следовательно, — к возникновению заказов на изготовление печатных форм — потока случайных заявок. Кроме того, возможность утилизации вышедшей из строя печатной формы также случайна.
Эффективность работы производства печатных форм определяется не только объемом их выпуска, но, в первую очередь, — своевременностью подачи печатной формы в обойное производство. Только с помощью ИМ (найдя предварительно средствами статистического анализа необходимые характеристики случайных процессов) мы можем планировать производство печатных форм. Таким образом, производство печатных форм становится частью общего бизнес-процесса производства обоев, и принципы процессного управления могут быть в этом случае применены. Например, значительно проще связать заработную плату работников производства печатных форм с общим результатом работы предприятия. Ведь теперь работники производства печатных форм не смогут «свалить» ответственность на менеджеров обойного производства, не выдавших вовремя заказ на производство той или иной необходимой печатной формы.
Это означает, что разработанная в диссертации система ИМ позволяет реализовать при решении задач управления обойным предприятием наиболее современные подходы.
2. Содержание диссертации непосредственно связано с важным вопросом: как использовать ту огромную информацию, которая концентрируется в базах данных (БД) корпоративных информационных систем (КИС)?
В последние годы необходимость управления промышленными предприятиями на основе применения КИС не подлежит сомнению. Большинство предприятий (во всяком случае, все конкурентоспособные) уже внедрили КИС.
Однако тот огромный объем информации, который концентрируется в БД КИС, используется далеко не в полной мере. Как правило, процесс работы с КИС завершается выдачей отчетов — результатов выборок информации из БД по заданным запросам, анализируя которые менеджеры принимают решения. Например, получив отчет по дебиторской задолженности, менеджеры могут планировать меры по ее взысканию.
Однако в случае, когда важную роль играют факторы неопределенности (как внутренней, так и внешней среды), а объем информации огромен, такой подход далеко не всегда может дать удовлетворительные результаты. Человеческий ум не в состоянии качественно проанализировать такие объемы информации и принять правильное решение.
В последние годы наметились два направления использования информации БД КИС: интеллектуальный анализ данных (ИАД) для выявления скрытых закономерностей в массивах данных и имитационное моделирование. Между этими подходами нет непреодолимой «стены». Так, методы ИАД могут быть использованы для снижения размерности задач, выявляя наиболее важные для включения в имитационную модель факторы.
Имитационное моделирование, базирующееся на исходных данных, полученных путем статистической обработки информации из корпоративной БД, способно, как показано в диссертации, дать важные для управленческой практики результаты. Таким образом, дополнительно оправдываются те большие затраты, которые несет предприятие, внедрившее КИС.
3. Важнейшие идеи имитационного моделирования были сформулированы более сорока лет назад. В этот же период были разработаны и опробованы соответствующие программные средства. Однако имитационное моделирование было в те годы «страшно далеко от народа». Рядовое предприятие по производству товаров широкого потребления не могло позволить себе расходы на моделирование. КИС, ИАД, ИМ — эти технологии применялись фактически только на авиакосмических и оборонных предприятиях.
С тех пор многое изменилось. Появились высокопроизводительные и недорогие ПК, объектно-ориентированные визуальные инструментальные средства для реализации имитационных моделей. Для того, чтобы заниматься ИМ, уже не надо быть профессионалом-программистом — достаточно уверенно владеть информатикой, информационными системами и математической статистикой в объеме курсов для экономических специальностей вузов.
Поэтому нам представляется, что значение диссертационной работы не ограничивается конкретными результатами, полученными для предприятий по производству обоев. Фактически мы показали, что эффективное управление промышленным предприятием, включающим разнородные по технологиям взаимно связанные производства, и функционирующим в условиях неопределенности и рисков, трудно проводить без применения ИМ.
