Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Исследование технического состояния промышленных предприятий методами системного анализа 14
1.1. Технико-экономическое состояние промышленных предприятий в Российской Федерации: проблемы современности 14
1.2. Промышленное предприятие как сложная техническая и организационная система с активными элементами: согласованная оптимизация и согласованное управление при принятии решений по ее техническому развитию... 23
1.3. Применение системного анализа при исследовании технического состояния промышленных предприятий 33
1.4. Целевая программа технического развития промышленного предприятия как инструмент улучшения его технического состояния 45
1.5. Выявление причин для формирования целевой программы технического развития промышленного предприятия 51
1.6. Постановка задачи научных исследований согласованной оптимизации и управления техническим развитием промышленного предприятия 53
1.7. Выводы по главе 1 55
Глава 2. Разработка методов и алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации при выборе направления технического развития промышленного предприятия 57
2.1. Модель описания согласованной оптимизации целевой программы технического развития промышленного предприятия 57
2.2. Разработка метода формирования на промышленном предприятии активной системы по генерации, принятию и выполнению управленческих решений 63
2.3. Разработка метода проведения экспертизы технического состояния производственных подразделений промышленного предприятия и проверки согласованности экспертных оценок 79
2.4. Разработка метода и алгоритмического предписания решения задачи обработки данных при выборе направления технического развития промышленного предприятия 87
2.5. Выводы по главе 2 95
Глава 3. Разработка методов и алгоритмов решения задачи оптимизации технического перевооружения промышленного предприятия 98
3.1. Разработка метода оптимизации распределения финансовых средств на техническое перевооружение производственных подразделений промышленного предприятия 98
3.2. Формализация и постановка задачи согласованной оптимизации распределения финансовых средств на техническое перевооружение промышленного предприятия 104
3.3. Разработка метода согласованной оптимизации распределения финансирования на техническое перевооружение производственных подразделений промышленного предприятия 108
3.4. Разработка модификации метода решения задачи выбора оптимального варианта технического перевооружения промышленного предприятия 115
3.5. Согласованное управление формированием целевой программы технического перевооружения промышленного предприятия и ее реализацией 122
3.6. Выводы по главе 3 127
Глава 4. Применение оптимизационных методов при формировании целевой программы технического перевооружения промышленного предприятия 129
4.1. Формирование активной системы по генерации и принятию управленческих решений в ООО Лихославльский завод «Светотехника» 129
4.2. Проведение анализа технического состояния ООО Лихославльский завод «Светотехника» и обоснование необходимости его технического перевооружения 133
4.3. Компьютерная модель согласованной оптимизации технического перевооружения ООО Лихославльский завод «Светотехника» 136
4.4. Предложения по разработке информационно-управляющей системы формирования целевой программы технического перевооружения промышленного предприятия 152
4.5. Выводы по главе 4 160
Заключение 164
Библиографический список 168
Приложения 185
- Технико-экономическое состояние промышленных предприятий в Российской Федерации: проблемы современности
- Модель описания согласованной оптимизации целевой программы технического развития промышленного предприятия
- Разработка метода оптимизации распределения финансовых средств на техническое перевооружение производственных подразделений промышленного предприятия
- Формирование активной системы по генерации и принятию управленческих решений в ООО Лихославльский завод «Светотехника»
Введение к работе
В условиях рыночной экономики эффективность производства и конкурентоспособность промышленных предприятий имеют первостепенное значение для успешного социально-экономического развития страны. Уровень и динамика технического и технологического развития являются наиболее важными характеристиками производственных мощностей предприятия, определяющими его текущее состояние и потенциальные возможности. На современных промышленных предприятиях возникает много проблем, требующих незамедлительного решения по следующим причинам:
ускорение темпов развития промышленного производства, обусловленные влиянием мирового научно-технического прогресса и выражающиеся в росте выпуска продукции, расширении ее номенклатуры, усложнении изделий, необходимости внедрения наукоемких технологий, увеличении частоты сменяемости изделий и технологий, увеличении наукоемкости производства [117, с. 52];
усиление конкуренции;
износ и устаревание технического оборудования, машин и механизмов; неустойчивый спрос и т.д.
В настоящее время промышленные предприятия характеризуются существенным увеличением объема информации, требующей обработки и необходимой для принятия оперативных, тактических и стратегических решений в плане технического, организационного обеспечения производственного процесса, обеспечения стабильного финансово- и технико-экономического положения всего предприятия. И если на предприятии не предусмотрен специальный механизм обработки накапливаемой и постоянно меняющейся информации, то в результате снижается оперативность и качество принимаемых решений. От этого в проигрыше, как правило, остаются все участники процесса принятия решений. Существуют и другие причины принятия нерациональных решений:
1) большое количество внутренних и внешних факторов, влияющих на процесс принятия решений. Результаты анализа принимаемых решений на уровне руководства предприятий и их подразделений, проведенного отечественными и зарубежными аналитиками, показали стремление руководителей и сотрудников предприятий упрощать сложные ситуации, не принимать во внимание мнения специалистов, находящихся на нижних уровнях иерархии подчиненности и работающих в разных под-
Технико-экономическое состояние промышленных предприятий в Российской Федерации: проблемы современности
Подавляющее большинство отечественных промышленных производств относятся к третьему и четвертому технологическим укладам и соответствуют технологиям, созданным в 60-е годы XX века. Лишь незначительное число промышленных предприятий может быть отнесено к пятому технологическому укладу, опирающемуся на инженерные решения, основанные на электронике, телекоммуникациях, оптоволоконных и лазерных устройствах и биотехнологиях 80-х годов. В то же время развитые страны мира уже начали переход к шестому технологическому укладу, основанному на широком применении микро- и наноэлектроники, генной инженерии, нетрадиционной энергетики и информационных сетей, следующих после Internet-поколения. Увеличение в структуре производства доли высокотехнологической продукции требует модернизации и технического перевооружения предприятий всех отраслей промышленности. Без технического перевооружения отечественные промышленные предприятия не смогут удержать позиции в конкурентной борьбе даже на внутреннем рынке [178].
В 90-е годы XX в., в связи с практически полным прекращением государственных инвестиций в основные промышленные отрасли их производственный аппарат в значительной мере морально и физически устарел. Однако, старение производственного аппарата - проблема не новая. Еще в советское время до 30% действующего оборудования в промышленности эксплуатировалось за пределами нормативных амортизационных сроков службы. Задача интенсивного обновления производственного потенциала страны уже тогда стояла очень остро. [163, с. 265.]. Россия вступила на путь рыночной экономики, сохранив в основе старую законодательную базу, финансовую и производственную структуры. Архитектура заводов, их оснащение, численность персонала были рассчитаны на государственную систему управления. Поэтому в ряд ключевых задач промышленной политики России входит необходимость приведения структуры производства в соответствие с критериями рыночной экономики и одновременного широкомасштабного технико-технологического перевооружения на основе внедрения наукоемких технологий (hiech) [60].
В настоящее время проблеме износа основных промышленно-производственных фондов (ОППФ) и способам ее решения уделяется большое внимание в литературе [1, 9, 19, 21, 22, 31, 43, 67, 76, 83, 85, 87, 96, 107, 116, 156, 160, 162, 164, 165 и др.]. При этом называются разные цифры, характеризующие технико-экономическое состояние российских промышленных предприятий. Так, например, в [94] отмечается, что износ ОППФ в 2004 г. в России и странах СНГ достиг 70 - 80% и по оценкам экспертов на нужды технического перевооружения ежегодно должно закупаться оборудование на сумму порядка 150 млрд. долл., причем большая часть - за рубежом. Этому есть простое объяснение: Россия, как и страны СНГ, не в состоянии производить качественное оборудование для промышленных предприятий различных отраслей, поскольку на предприятиях по изготовлению станков и др. цехового оборудования износ их собственного достиг критической отметки, из-за чего невозможно также внедрение на этих предприятиях новых технологий производства. В машиностроении коэффициент износа ОППФ в 2004 г. составил 85%. Это оборудование в основном было выпущено еще в 1960 - 1970-х гг., в то время как во всем мире технологическое перевооружение происходит каждые 3-5 лет. Однако и в XXI веке значительная часть создаваемых в России машин и оборудования по-прежнему отличается низкими технико-экономическими характеристиками и качеством. 75% продукции не имеет сертификата качества и безопасности, 54% - систем сервиса и эксплуатационного обслуживания, технологий утилизации отходов производства [60].
Сегодня моральный и физический износ ОППФ предприятий РФ, особенно технологического оборудования, находится почти на 45%-ном уровне и в целом по РФ наблюдается тенденция к его повышению (рис. 1.1). Если же говорить об износе именно производственных машин и оборудования, то с 2004 г. здесь прослеживается некоторое снижение коэффициента износа (рис. 1.2), так же, как и снижение удельного веса полностью изношенных машин и оборудования. В 2006 г. эти величины составили, соответственно, 52,5% и 24,5% [166, с. 329]. Однако такое снижение произошло скорее в результате их выбытия.
Коэффициент износа машин и оборудования и удельный вес полностью изношенных машин и оборудования на промышленных предприятиях по РФ Подтверждением служит низкий, по данным на 2004 г., процент оборудования в возрасте до 5-ти лет (8,6%) и еще более низкий процент оборудования (5,1%) в возрасте 6 - 10 лет, т.е. в том интервале, когда в развитых странах происходит замена оборудования. В промышленности сегодня 74% оборудования старше 15 лет [172, с. 22]. О степени изношенности ОППФ красноречиво свидетельствуют гистограммы, приведенные нарис. 1.3, 1.4 [166, с. 329].
Модель описания согласованной оптимизации целевой программы технического развития промышленного предприятия
Решение поставленных задач осуществляется в последовательном интерактивном процессе, который состоит из следующих этапов: 1. Формирование на промышленном предприятии АС. При этом создаются центры ответственности за постановку и решение тактических задач ЦПРП (ЦОЗ) и ответственные исполнители за мероприятия ЦПРП (ОИМ). 2. Анализ технического (технико-технологического) состояния промышленного предприятия «А» за прошлый и текущий периоды. 3. Выбор направления технического развития предприятия из множества возможных на основе результатов проведенного СА. 4. Определение направления движения от исходного состояния в пространстве стратегических целей, тактических задач и мероприятий по выполнению ЦПРП. 5. Определение направления движения от исходного состояния в пространстве финансирования ЦПРП по тактическим задачам. 6. Определение направления движения от исходного состояния в пространстве показателей мероприятий по достижению тактических задач при заданном их финансировании. 7. Оценка соответствия ЦПРП ожидаемым результатам и анализ слабых и сильных ее сторон последовательно ЦО ЦПРП, командными группами предприятия (экспертной, финансового обеспечения и т.д.), группой принятия решения об утверждении ЦПРП, в который входят представители собственников, руководства и персонала предприятия, а таюке инвесторы, привлекаемые для финансовой поддержки проекта. 8. Остановка процесса. Принятие, доработка или непринятие ЦПРП. Решение задач СО осуществляется в процессе интерактивного взаимодействия ЦО ЦПРП с командными и целевыми группами предприятия, ЦО ЦПРП с ЦОЗ и ЦОЗ с ОИМ, ЦО ЦПРП с группой принятия решения об утверждении ЦПРП. Интерактивное взаимодействие имеет форму человеко-машинного процесса (ЧМП) поиска и формально описывается с помощью алгоритмических предписаний и методов математического программирования.
Применяются несиловые методы остановки процесса поиска для всех агентов одновременно из условия получения приемлемого результата за конечное количество шагов. Возможно применение ситуаций равновесия с одновременной возможной потерей оптимальности решения. Можно воспользоваться минимумом силы в демократической форме. Принятие решений возможно по большинству голосов или по другому какому-то признаїсу силы части АС (коалиции), представляющей авторитет, опыт или общественное мнение. Возможна передача решения на арбитраж некоторой группе экспертов по выработке «справедливых» решений (специалисты, профессионалы, неформальные лидеры, выбранные АС и т.д.), т.е. решений, не вызывающих возражений со стороны ЦС.
После того, как будет осуществлен выбор варианта технического перевооружения промышленного предприятия, формируется целевая программа реализации данного проекта в соответствии со структурой ЦПРП, представленной в Приложении 16. Для этого определяются и согласовываются сроки и этапы реализации программы.
Целевая эффективность ЦПРП в целом достигается построением динамического расписания реализации организационно-технических мероприятий с указанием объемов и источников финансирования, сроков и исполнителей работ программы [14, 15, с. 29 - 31]. Для этого также предлагается использовать методы СО.
Отсутствие временных рамок реализации ЦПРП сразу делает ее неконкретной. Определение временного горизонта для достижения целей, решения задач и выполнения мероприятий является очень важной, хотя и непростой задачей. Это связано с характером и скоростью изменения внешней среды, а также с предметом и условиями деятельности предприятия [149, с. 31]. Допустим, что из множества возможных направлений технико-технологического развития промышленного предприятия «А» (табл. 2.7) выбрано техническое перевооружение, тогда реализация тех или иных организационно-технических мероприятий может быть затруднена по причинам: 1) отсутствие или ограниченное количество необходимых производственных машин и оборудования на внутреннем рынке; 2) необходимость специального заказа на изготовление нестандартного оборудования в связи со спецификой производства; 3) поскольку рынок - динамическая, постоянно изменяющаяся система, то в момент реализации программных мероприятий возможно увеличение стоимости необходимых предприятию машин и оборудования и т.д. В связи с этим необходимо расставить приоритеты по выполнению организационно-технических мероприятий, руководствуясь следующими принципами: 1) из перечня мероприятий следует выявить трудно реализуемые мероприятия, заключающиеся в приобретении необходимого оборудования с учетом, что согласно прогнозным оценкам, данное оборудование в ближайшее время значительно подорожает; а также с учетом срочности выполнения каждого к-го мероприятия для удовлетворения потребностей производства, обеспечения бесперебойного технологического цикла; 2) в первую очередь следует выполнять мероприятия, удовлетворяющие обоим требованиям п. 1); 3) при установлении сроков для выполнения мероприятий необходимо учитывать тип производства рассматриваемого промышленного предприятия: дискретный или непрерывный, а также зависимость выпуска продукции одного подразделения от выпуска других подразделений. Важно знать все ТЦ изготовления конечного продукта и то, как подразделения предприятия связаны друг с другом. С учетом перечисленных выше причин и принципов в итерационном процессе согласования устанавливаются: период Т (в мес.) для проведения технического перевооружения всего промышленного предприятия, который не должен превышать критическое значение Tpred\ Выполнение неравенства Т Tpred означает, что реализация такой ЦПРП не приведет к ожидаемым результатам, а может и вообще оказаться бессмысленной, т.к. при значительном превышении Tpred ЦПРП потеряет свою актуальность. Принятию ЦПРП предшествует предварительная работа, включающая две стадии: подготовительную и предварительную.
Разработка метода оптимизации распределения финансовых средств на техническое перевооружение производственных подразделений промышленного предприятия
На промышленных предприятиях эксплуатируется большое количество сложных оптимизационных задач различного характера и направленности. Это оптимизация ассортимента производимой продукции, ее качества, оптимизация организации производства, размещения производственных линий, оптимизация распределения разного рода ресурсов (материальных, финансовых, трудовых и т.д.) [3, 8, 10, 63, 64, 78 и др.]. Среди этого многообразия задач, перманентно решаемых на предприятиях, одной из главных оптимизационных задач выступает эффективное распределение денежных средств, выделяемых на техническое перевооружение производственных подразделений предприятия «А».
Разработкой количественных моделей и общих методов решения подобных проблем занимается специальный раздел прикладной математики, называемый методами исследования операций (ИСО) (англ. название - Operations Research). Формирование ИСО как самостоятельной области науки произошло в основном в XX веке, а практическое применение развитых в ней методов теснейшим образом связано с изобретением и бурным развитием компьютеров во второй половине XX века (особенно - в 80-90-х годах). Область ИСО, которая занимается оптимизацией, т.е. нахождением максимума (или минимума) целевой функции (ЦФ) при заданных ограничениях, называется математическим программированием (МП). С точки зрения современного русского языка этот термин не вполне удачен, поскольку сейчас под программированием однозначно понимается написание программ для компьютеров. В английском языке значение слова programming определено не столь жестко и может означать планирование, выбор программы (плана) действий. Именно в этом контексте следует понимать и термин математическое программирование. Некоторым оправданием этому термину в русском переводе может служить то обстоятельство, что всякая реализация методов МП в практике управления невозможна без использования компьютерных программ. Поэтому все эти методы являются фактически компьютерными ал 99 горитмами. В зависимости от вида ЦФ различают линейное и нелинейное программирование [10, 24, 63, 69, 99, 121, 168].
Линейное программирование имеет дело с оптимизацией моделей, в которых ЦФ линейно зависит от переменных решения и ограничения представляют собой линейные уравнения или неравенства относительно переменных решения. Фактически это означает, что ЦФ и ограничения могут представлять собой только суммы произведений постоянных коэффициентов на переменные решения в первой степени, т.е. и т.п., то они относятся к моделям нелинейного программирования [194].
Промышленное предприятие «А» представляет собой сложную систему (Приложение 18), включающую ряд как производственных, так и непроизводственных (вспомогательных) подразделений с большой номенклатурой используемых ресурсов и выпускаемой продукции. Каждое подразделение имеет совершенно конкретное, четко определенное предназначение, исполнение которого характеризуется различными объемами (yjk, j = l,m,k = l,s) выпускаемой продукции либо услуг, где у - номер подразделения, к- вид выпускаемойу-м подразделением продукции. Эти величины зависят от разных факторов: технического оснащения предприятия, применяемых технологий, квалификации персонала и т.д., которые, в свою очередь, таюке зависят от определенных внешних и внутренних обстоятельств, воздействия окружающей среды. Поэтому зачастую вид функций у-к - fjk[xx,x2,...,xl,...,xq) определить достаточно сложно, а порой - и невозможно, но однозначно, что о линейной зависимости здесь не может быть и речи.
Один из методов решения задачи распределения финансирования на техническое перевооружение приведен на рис. 3.1. Этот метод основан на решении двух задач нелинейного программирования и применении экспертных оценок при выборе приоритетного критерия решения. По результатам исследования промышленного предприятия как технической системы были выявлены все существующие на предприятии ТЦ (l-l,w) изготовления всех видов продукции: w - количество ТЦ. При этом можно выделить две важнейшие характеристики каждого агрегата (/ = 1,/7) в 1-й цепочке: вероятность его без 100 отказной работы Puif) и финансовые затраты на закупку, доставку и установку нового оборудования (нового /-го агрегата) или на внеплановое техническое обслуживание, ремонт, эксплуатацию старого /-го агрегата, включая финансовые потери от брака продукции (# /,-(/)); t - срок, в течение которого затраты на внеплановый ремонт и возмещение потерь от бракованной продукции на новом оборудовании не предполагаются (гарантийный срок).
Формирование активной системы по генерации и принятию управленческих решений в ООО Лихославльский завод «Светотехника»
Временной аспект характеризует возможность выполнения сформулированных в ЦПРП мероприятий в заданные (требуемые) сроки. Ресурсный аспект характеризует обеспеченность выполняемых работ всеми необходимыми ресурсами: финансовыми, материальными, трудовыми. Рассматриваемые аспекты выполнимости ЦПРП взаимосвязаны и взаимообусловлены, что накладывает определенные трудности на методологию проведения оценки реализуемости [14, 15, с. 114- 125].
Оценка реализуемости ЦПРП должна осуществляться как в процессе формирования и обоснования, так и по мере ее выполнения, если в струїсгуре работ или программных мероприятий, в составе исполнителей, в струїсгуре их основных фондов, в общих условиях хозяйствования, внешних по отношению к самой программе, происходят существенные для целей программы изменения. Достоверность и обоснованность оценок реализуемости ЦПРП имеет определяющее значение для принятия решения по ней еще на стадии ее формирования.
Формирование и выполнение ЦПРП, отвечающей условиям реализуемости, является многокритериальной задачей управления, для которой область допустимых решений определяется рядом традиционно используемых критериев реализуемости, ранжированных в соответствии с принципом их приоритетности. Критерии оценки реализуемости программы являются взаимозависимыми, поэтому на практике решение многофакторной задачи оценки реализуемости путем композиции критериев затруднительно. Необходимо поэтапное решение задачи путем последовательной оптимизации по указанной иерархической системе критериев.
Однако, использование традиционных технико-экономических показателей программы необходимо, но недостаточно для достоверной оценки ее реализуемости. В современных условиях развития промышленности их нужно рассматривать комплексно, совместно с основными отраслевыми критериями и пороговыми значениями параметров экономической безопасности производства, с определением мер по сохранению созданного потенциала, т.е. поиском дополнительных источников ресурсного, финансового обеспечения, а также способов конкурентной борьбы и завоевания прочных позиций на различных сегментах внутреннего и внешнего рынков аналогичной продукции.
В этом состоит принципиально новый подход к проблеме формирования и обоснования ЦПРП и оценке ее реализуемости в увязке со стратегическим планированием развития отдельно взятого производства с учетом прогнозов динамики его развития в обозримом временном периоде и длительного инерционного последействия различных факторов (в основном - деструктивных), воздействующих на данную отрасль промышленности в настоящее время [14, с. 3]. Достаточно четко определяются общие качественные характеристики ЦПРП: 1) динамическая сбалансированность между запасами ресурсов и потребностями в них; 2) продолжительность достижения целей проекта; 3) стоимостные характеристики, связанные с уровнем затрат и прогнозируемого эффекта, эффективностью инвестиций; 4) рентабельность и др. На практике сбалансированность является одним из важных критериев оценки качества ЦПРП. Однако общая оценка вариантов реализации планируемых работ или мероприятий по их сбалансированности и согласованности является недостаточной мотивационной основой для методов принятия эффективных управленческих решений [15]. По итогам анализа слабых и сильных сторон ЦПТП промышленного предприятия, сформированной на основе предложенной методики СО и результатов работы МОСО можно сказать, что: - слабые стороны ЦПТП выражены в том, что многие решения, прописанные в ней, принимаются со значительным применением экспертных оценок, априори известных своей субъективностью, из чего следует, что к подбору экспертов следует отнестись с особой тщательностью; - сильные же стороны ЦПТП состоят в том, что применение для ее формирования разработанных методов позволяет решать на предприятиях задачи любой сложности, причем не только связанные с техническим перевооружением промышленных предприятий.
В данной главе осуществлены постановка и решение задач оптимизации распределения финансовых средств на техническое перевооружение производственных подразделений промышленного предприятия и выбора оптимального варианта технического перевооружения. Для этого были разработаны два оптимизационных метода, позволяющих решать задачу распределения в зависимости от внешних и внутренних условий существования предприятия и его технического состояния.
Предложенный метод СО распределения финансирования основан на градиентных методах, которые обеспечивают сходимость человеко-машинных процессов и устойчивость скорости сходимости к точности определения градиентов на каждом шаге поиска. В этом случае, на каждом шаге поиска можно применять или субъективные оценки направления движения в пространстве критериев или субъективные оценки в виде коэффициентов их значимости. Алгоритмическое предписание решения дискретной задачи СО строится на основе алгоритма решения многокритериальной дискретной задачи оптимального управления для функции полезности, ядром которого являются градиентные методы математического программирования.
Задача считается решенной, когда ЦФ в виде индикатора достижения главной стратегической цели достигает своего максимума. Далее, исходя из полученного решения, - распределенного по тактическим задачам финансирования, - определяются наиболее и наименее важные мероприятия путем согласованной расстановки весовых коэффициентов их значимости; генерируются варианты их реализации - альтернативы и осуществляется многокритериальный выбор тех альтернатив, которые соответствуют заранее установленным критериям.
