Совершенствование имитационного моделирования с применением оптимизационных методов (на примере модели "Организатор") тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.13, кандидат экономических наук Ким Ен Ун, 0

• Ким Ен Ун, 0
• кандидат экономических наук
• 1985

Оглавление диссертации кандидат экономических наук Ким Ен Ун, 0

Введение

Глава I. Особенности имитационного моделирования и его эффективность

§1.1. Основные принципы построения имитационных моделей

§1.2. Объективная необходимость применения имитационного моделирования для анализа и синтеза сложных систем

§1.3. Особенности проведения имитационных экспериментов с моделями сложных систем

Глава 2. Методологические основы совершенствования имитационного моделирования с помощью оптимизационных методов

§2.1. Классификация и особенность практического использования оптимизационных методов

§2.2. Возможные направления использования методов оптимизации в имитационном эксперименте

§2.3. Методика определения области применения оптимизационных методов в процессе построения и эксплуатации имитационных моделей

Глава 3. Практическая реализация методики использования оптимизационных методов на примере имитационной модели структуры

§3.1. Формализованная постановка оптимизационной задачи при поиске рациональной степени централизации и; децентрализации управления с помощью модели оргструктуры

§3.2. Формализованная постановка оптимизационной задачи при выборе пускового комплекса задач

АСУ с помощью модели оргструктуры

§3.3. Применение оптимизационных методов на этапе планирования статического детерминированного имитационного эксперимента с моделью оргструктуры

§3.4. Оценка эффективности предложенной методики

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование имитационного моделирования с применением оптимизационных методов (на примере модели "Организатор")»

Всякий непосредственно общественный или совместный труд, осуществляемый в совместно крупном масштабе, нуяодаатся в большей или меньшей степени в управлении" [1«С.И42] .

На последних съездах КПСС и Трудовой партии Кореи (ТПК) был поставлен вопрос о необходимости повышения эффективности народного хозяйства путем совершенствования организационных структур управления, Это связано о тем, что эффективность управления и в конечном счете эффективность деятельности народного хозяйства по достижению поставленных целей в значительной степени зависит от того, как организована система управления, на каком уровне, каким образом принимаются управленческие решения и как осуществляется обмен информацией мезду подразделениями [58] . Кроме того, решение проблемы построения рациональной структуры управления становится важным в силу требований научно-технического прогресса и роста масштаба социалистического производства £27 3 .

При решении поставленной проблемы важное место занимает, в первую очередь, вопрос совершенствования структуры аппарата управления предприятием. Предприятие " . является экономической ячейкой народного хозяйства, составляет часть микроструктуры социалистической экономии и в то же время представляет собой основное звено народного хозяйства, определяющее в конечном счете всю экономическую структуру современного общества" [2, С»21] .

В сфере управления промышленным предприятием тенденции роста и увеличение совокупности работ по управлению, стремлением специализации при выполнении их отдельных видов в значительной степени усложняет процесс управления предприятием и координации деятельности большого количества специалистов аппарата управления, а также эффективного перераспределения материальных и трудовых ресурсов исхода из сложившихся ситуаций. Решение проблемы синтеза организационных структур управления заключается в определении рациональной для каждого предприятия структуры управления, отвечающей современному этапу развития экономики и специфическим особенностям объекта управления [ 251 .

В настоящее время эффективным способом системного исследования и решения задачи анализа и синтеза сложных экономических систем, в том числе организационных структур управления предприятиями, является использование современной вычислительной техники и ее программного обеспечения для проведения имитационного моделирования, которое позволяет [51, 67, 77] :

- изучать новые системы, выявлять законы их функционирования и совершенствовать их характеристики;

- оценивать результаты внедрения изменений в систему с целью ее улучшения;

- наблюдать модель в условиях, которые редко реализуются или трудно получать в действительности;

- проверять и оценивать качества методов управления системой;

- заменять экспериментами на модели дорогостоящие, длительные эксперименты на реальной системе, которые могут также приводить к нарушению ее функционирования;

- преодолевать трудности, которые возникают при анализе и синтезе сложных систем с помощью аналитических методов;

- обеспечивать информационную базу для планирования и прогнозирования работы системы в будущем и предлагаемых условиях;

- изучать или проверять новые системы, идеи, метода.

Значительный вклад в развитие теории и практики применения имитационного моделирования для анализа и синтеза сложных систем внесли Багриновский К.А., Бусленко Н.П., Вавилов A.A., Голенко Д.И., Егорова Н.Е., Ермаков С.М., Клейнен Дж., Мартин Ф., Ней-лор т., Шеннон Р. и другие авторы.

Тем не менее имитационное моделирование нуждается в дальнейшем развитии и совершенствовании. Имитационное моделирование • позволяет вместо бесконечного числа допустимых вариантов и соот-ветствупцих им траекторий динамики системы рассматривать лишь несколько вариантов и выбирать из них в определенном смысле более рациональный. Следовательно, для достаточно полного изучения системы с помощью имитационного моделирования приходится просматривать огромное количество вариантов. При этом сталкивается с определенными трудностями [44, 61] :

- из-за ограниченности машинного времени анализ . на ЭВМ огромного числа вариантов решения задачи может оказываться практически нереализуемым или может быть экономически нецелесообразным в связи с большими затратами машинного времени;

- с помощью имитационного моделирования не всегда может быть наеден оптимальный вариант решения или найден наиболее эффективный путь поиска такого варианта из-за специфики построения имитационной модели.

Поэтому при имитационном моделировании возникает вопрос о разумном выборе и исследовании лишь "наиболее интересных" из множества допустимых вариантов.

В противоположность имитационному методу оптимизационные метода, как известно, позволяют рассматривать среда возможных вариантов только ода - оптимальный вариант. Главным недостатком оптимизационных методов являетсятрудность адекватно описать с помощью их моделей сложные экономические системы и построить единственный критерий оценки.

Из вышесказанного вытекает необходимость совместного использования имитационных и оптимизационных подходов, что позволяет преодолеть препятствия, возникающие на пути практического применения математических методов, то есть объединить каким-либо способом достоинства имитационных и оптимизационных методов в одном исследовании и тем самым избежать недостатков, возникающих при использовании каздого из них в отдельности. Это обуславливает актуальность темы диссертационного исследования.

Целью диссертационной работы является исследование проблемы повышения эффективности имитационного моделирования с помощью оптимизационных методов и разработка методики определения области их применения в процессе построения и эксплуатации имитационных моделей.

В ходе исследования цель работы конкретизировалась в решении следующих задач:

- анализ методологической основы имитационного моделирования и его эффективности^'

- определение возможных направлений использования оптимизаь. ционных методов в имитационном эксперименте;

- разработка методики, позволяющей осуществлять согласование взаимодействия имитационной и оптимизационной моделей в процессе их совместной эксплуатации;

-постановка и формализация оптимизационных задач с учетом особенностей ситуаций, имитируешх с помощью модели оргструктуры управления промышленным предприятием /модели "Организатор"/;

- разработка программного обеспечения процесса проведения эксперимента на ЕС ЭВМ на основе пакетов прикладных программ /ПШ1/ имитационной модели "Организатор" и ЛП АСУ;

- проведение машинного эксперимента на условном примере с целью оценки работоспособности разработанного программного обеспечения.

Методологической основой диссертационной работы являются труда классиков марксизма-ленинизма, материалы съездов КПСС и ТПК, постановления партии и правительства СССР и КНДР по вопросам дальнейшего развития организации управления социалистической экономикой. В процессе работы над диссертацией была использована литература советских и зарубежных ученых по имитационному моделированию экономических систем, методам оптимизации и планирования эксперимента.

Объектом исследования в диссертационной работе является организационная структура управления промышленным предприятием, совершенствование которой проводится с применением имитационной и оптимизационной моделей.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

- разработке методики применения оптимизационных методов в процессе построения и эксплуатации имитационных моделей;

- формализованной постановке оптимизационных задач .для ситуаций, возникающих в реальной структуре управления предприятием;

- разработке процедур проведения имитационного эксперимента с совместным использованием оптимизационной и имитационной моделей оргструктуры для решения поставленных задач.

Практическая значимость .диссертации состоит в том, что разработанное программное обеспечение процесса проведения эксперимента на ЕС ЭВМ позволяет совместно использовать ППП модели "Организатор" и ППП ЛП АСУ, реализующий поиск оптимального варианта решения симплексным методом. Согласно предложенной методике можно осуществлять целенаправленный поиск оптимального варианта структуры управления предприятием в ходе проведения имитационного эксперимента, что позволяет повысить уровень и обоснованность принимаемых решений при анализе и проектировании оргструктур действующих и строящихся предприятий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат экономических наук Ким Ен Ун, 0, 1985 год

1. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд., т. 23.

2. Материалы ШТ съезда КПСС М.: Политиздат, 201 с.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий, М.:Наука, 1971 г.

4. Акою Р., Сасиени М. Основы исследования операций. М.: Мир, 1971 г.

5. Андреев В.А., Пенкин Г.П. Автоматизированные системы управления предприятиями, М.: финансы и статистика, 1981 с. --248 с.

6. Багрнновский К.А., Егорова Н.Е., Радченко В.В. Имитационные |модели в народнохозяйственном планировании, М.: Экономика, 1980 г., 200 с.

7. Багриновский К.А., Егорова Н.Е., Имитационные системы в планировании экономических объектов, М.: Наука, 1980 г.,-240 с.I

8. Багриновский К.А., Црокопова В.С., Исследование экономических ;1механизмов в планировании и управлении объединениями методами \ имитационного моделирования, Экономика и математические ме- ! тоды. 1981 г. т. 17,вып. 3, с.575-583.

9. Багриновский К.А., 0 методах имитационного моделирования экономических процессов, в кн. "Имитационное моделирование экономических систем". М.:Наука, 1978 г.

10. Багриновский К.А. и др. Методологические вопросы построения имитационной человеко-машинной системы планирования отрасли. е кн. "Методы машинной имитации экономических процессов" Под ред. Багриновского К.А., М.:Наука, 1982 г., с.133-144.

11. Бенайюн Р. и др. Линейное программирование с многими критериями. Метод ограничений. Автоматика и телемеханика, 1971г.1.■вып. 8.

12. Брахтн Т.Р. , Многокритериальное^ и выбор альтернативы в ■ технике. М.: Радио и связь, 1984 г., 288 с.

13. Бусленко Н.П. Автоматизация имитационногомо моделирования сложных систем, М.: Наука, 1977 г., 240 с.

14. Бусленко Н.П. и др. Лекции по теории сложных систем. М.: Советское радио. 400 с. 1973 г.

15. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем, М.:Наука, 1978 г. 400 с.

16. Вагнер Г. Основы исследования операций, Т.1,2,3. М.:Мир,1972г.

17. Вентцель Е.С. Исследование операций, М.¡Советское радио, 1972 г. 551с.

18. Геронимус Ю.В. О некоторых аспектах применения и конструирования имитационных моделей. Экономика и математические метода, 1982г. Т.18, вып. 3, с.424-435.

19. Голенко Д.И. , Статистические модели в управлении производством, М,:Статистика, 1973г. 368с.

20. Голенко Д.И., Лившиц Е.С., Кеслер С.Ш., Статистическое моделирование в экономико-экономических системах /управление разработками/, Л.: изд-еоленинградского университета, 1977г.-264 с.

21. Горстко А.Б., К вопросу о содержании понятия "имитационное моделирование" в кн. "Имитационное моделирование экономических систем", М.:Наука, 1978г.

22. Даргей ко Л.Ф., Метод ограничений в линейных задачах векторной оптимизации, Кибернетика и вычислительная техника. 1976г. еып. 31, с.87-93.

23. Джонсон Н., Лион Ф., Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Метода планирования эксперимента. М.:Мир, 1981г.- 520 с.

24. Донксеов И.В. Моделирование развития предприятий в ОАСУ. Оптимизавдя. Новосибирск, СО АН СССР, 1982г. вып. 29(46), с.103-115•

25. Дудорин В.И. и .цр., Моделирование организационных структур управления, M. :МИУ. 1976г, 85с.

26. Дудорин В.И. и др., Моделирование организационной структуры управления промышленного предприятия, М. :МИУ, 19777г. 76с.

27. Дудорин В.И. и др., Моделирование структур АСУ на ЭВМ. М.: •финансы и статистика, 1982г. 168с.

28. Дудорин В.И. Особенность формализации имитационных моделей. М.:МИУ, 1983г. 40с.

29. Дудорин В.И., Построение .динамических имитационных моделей. М.:МИУ, 1982г. 32с.

30. Егорова Н.Е., Радченко В.В . Согласование имитационной и оптимизационной моделей при формировании отраслевых планов, вкн. "Имитационное моделирование экономических систем", М.:На-ука, 1978г,

31. Емельянов C.B. и др. Методологические вопросы построения / .имитационных систем, обзор, М.: МЦНТИ, 1978г.

32. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Статистическое^моделирование, МГ: Наука, 1982 г., 296 с.Ч

33. Ермольев Ю.М., Метод стохастического программирования, М.:Нау-ка, 1971 г., 253 с.

34. Зак Ю.М. Модели и метода построения компромиссных планов в V задачах математического программирования с несколькими функциями, Кибернетика, 1972г. вып. 4.

35. Зангвилл У.И., Нелинейное программирование, М.:Советское радио, 1973г. 311 с.

36. Зыбарев Ю.М., Имитационная модель .для. решения калецдарного планирования машиностроительного производства. Оптимизация,122 . Новосибирск, СО АН СССР, 1978г., ш. 20(37), с. 5-35.

37. Зыбарев Ю.М., Макаров В. Л. и др., Ошт разработки и исполь-- .зования имитационных моделей,-, на промышленном предприятии.- Экономика и математические метода. 1978 г. Т.15, вып.6, C.II55-II69.

38. Иванилов Ю.П., Лотов A.B., Математические модели в экономике, М.:Наука, 1979г. 304с.

39. Имитационное моделирование производственных систем, Ред. Вавилов A.A., М.: Машиностроение, 1983г., 416с. '

40. Интрилигатор М., Математические метода оптимизации и экономическая теория, М.: Прогресс, 1975г.

41. Ким Ен Ун. Применение методов оптимизации в имитационном моделировании. В кн. "Анализ и синтез экономических систем и имитационное моделирование", /научный труда/, МИУ, 1983г.с.20-22.

42. Кисель В.Е. Имитация и оптимизация процессов производства, промышленной продукции, М.: ИНФРШЭЛЕКТРО. 1983г. 47с.

43. Клейнен Дж., Статистические метода в имитационном моделирова-. -нии, М. :Мир, 1978г.

44. Корнеев И.К. и др. Имитационное моделирование систем управления /учебное пособие/. М.:МЙУ, 1984г., 64с.

45. Курицкий Б.Я. и др., Оптиаальное планирование машиностроительного производства на снове пакетов прикладных программ, л.: Машиностроение, 1981г. 230с.

46. Люблинский С.М. и др. Система имитационных моделей взаимодействия хозяйственных звеньев в процессе реализации годового народнохозяйственного плана, Оптимизация, Новосибирск,СО АН СССР, 1981г. вып. 27(44), с.96-115.

47. Леж'.бкинд А. Р. и др. Модели /йоршрования организационных структур, обзор. Экономика и математические метода, 1980г. T.I6 вып. I, с. 39-59.

48. Лотов A.B., Введение в экономико-математическое моделирование. М.:Наука, 1984г. 304с.

49. Лутков В.И., Имитационное моделирование и управление производством. В кн. "Имитационное моделирование экономических систем". М.:Наука, 1976г.

50. Макаров В.Л. и .др. Модель формирования производственной программы промышленного предприятия. Оптимизация. Новосибирск, СО АН ССССР, 1972г. вып. 7(24), с.61-70.

51. Макаров В.Л., Маршак В.Д. 0 соотношении оптимального и ими- V тационного подходов при построении и анализе экономическихмоделей . Оптимизация, Новосибирск, СО АН СССР, 1974 г., вып. 13(301 с. 12-43.

52. Макаров В.Л., Перминов С.Б. О некоторых аспектах моделирования процесса выполнения плана. Экономика и математические метода, 1978г, Т.14, вып. 2, с.235-247.

53. Мартин Ф. Моделирование на вычислительных машинах, М.: Советское радо, 1972 г. 288 с.

54. Методологические основы и математические метода. В кн. "Исследование операций", Ред. Дж. Моудера, М. :Мир, 1981г.

55. Модин A.A. и др. Справочник разработчика АСУ , М.: Экономика, 1978г. 583с.

56. Нейлор Т., Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М.: Мир. 1975 г. 500с.

57. ОЕсиевич Б.Л., Модели формирования организационных структур. Л.:Наука. 1979г. 159 с.

58. ПерминоЕ С.Б. Динамическая модель процесс перераспределения материальных ресурсов. Оптимизация, Новосибирск, СО АН СССР, 1976 г., вып. 18(35)»C.II2-I33.

59. Перминов С.Б., Имитационная модель процесса выполнения плана. Оптимизация, Новосибирск, СО АН СССР, 1978г, еып. 20(37), с.60-79.

60. Петров А.Г. Деловые игры в имитационном моделировании. В кн. "Имитационное моделирование экономических систем". М.:Наука, 1978.

61. Подиновский В.В. Применение процедуры максимизации основного ' локального критерия для/решения задачи теории векторной оптимизации. Управляемые системы, 1970 г. вып. 6, с. 17-22.

62. Прокопова B.C. Об использовании оптимизационных методов в имитационных моделях предприятий. В кн. "Метода машинной имитации экономических процессов". Под ред. Багриновского К.А., М.: Наука, 1982г., с. 81-87.

63. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика, М. Жука, 1979г. 496с.

64. ПУртов С.Г., Смирнов С.Б. и др. Автоматизированная система управления предприятием. М.: Высшая школа, 1980г, 192 с.

65. Саломатин H.A. и др. Имитационное моделирование в оперативном управлении производством. М.:Машиностроение» 1984г.-208с.

66. Современное состояние теории исследования операций. М.:Наука, 1979г. 464 с.

67. Тамм М.И. Компромиссное решение задачи линейного программирования с несколькими целевыми функциями. Экономика и математические метода. 1973г., вып. 2.

68. Теория прогнозирования и принятия решений. Под ред. С.А. Сар-4, кисяна, м.: Высшая школа, 1977т, 351 с.

69. Титов В.В., Шейхетов Б.М. Модель функционирования предприятия^- Оптимизация, Новосбириск, СО СССР, 1978, вып. 20(37), с.114-134.

70. Титов В.В., Об о.дной модели оптимизации оперативно-производственного планирования, Оптимизация. Новосибирск, СО АН СССР, 1976, вып. 18 36, с. 134-146.

71. Титоренко Г.А. и др. Проектирование машинной обработки экономической инф ормации /учебник/, М.: Статистика, 1979 г.- 287с.

72. Тихонов В. Е., Корне ев И. К. Теоретические основы исследования системы, /учебное пособие/, М.:МИУ, 1983 г. 48 с.

73. Уманский Л.Х., Имитационная модель для поиска некоторых плановых решений в режиме диалога человека и ЭВМ- Экономика и математические метода. 1977г. ТЛЗ, вып. 4, с. 658-670.

74. Хин Е.Б. Блок финансов в имитационной модели взаимодействия структурных элементов отрасли. В кн. "Метода машинной имитации экономических процессов". Под ред. Багриновского К.А., М.: Наука, 1982 г., с. 182-189.V

75. Шейхетов Б.М. О моделировании механизма оперативного упраЕле- ' ния промышленным предприятием. Оптимизация, Новосибирск,СО АН СССР, 1982 г. вып. 27(44), с. 116-135.

76. Шеннон Р., Имитационное моделирование систем искусство и наука. М.: Мир, 1978г. - 418 с.

77. Ютлер X., Линейная модель с несколькими целевыми функциями.- Экономика и математические метода, 1967, , Т.З, вып. 3.

78. Яковлев Е.И. Машинная имитация. М.:Наука, 1975 г.