книги из ГПНТБ / Отраслевые автоматизированные системы управления

Кроме того, в связи с отсутствием комплекса моделей в проектах некоторых ОАСУ большинство создаваемых ОАСУ на данном этапе ориентировано по существу на исследование ЭВМ в режиме решения частных задач, при­ чем и информация для их решения в основном готовится для каждой задачи отдельно. Стремление, с одной сторо­ ны, иметь быструю отдачу от применения экономико-мате­ матических методов, а с другой — действительно способ­ ствовать соединению с помощью средств математического моделирования основных этапов планирования и управ­ ления в единый комплекс обусловило разработку концеп­ ции построения ограниченного комплекса экономико-ма­ тематических моделей. Эта концепция основывается на одном из важнейших принципов разработки ОАСУ — установлении приоритета (важности) отдельных задач в общем комплексе функций управления отраслью.

При определении приоритета задач принимается во внимание главным образом следующее: в проектируемой системе управления в первую очередь должны быть авто­ матизированы те функции и задачи, решение которых традиционными методами (без использования экономикоматематических методов и ЭВМ) невозможно или автома­ тизация которых дает наибольший эффект. В выбранные таким образом экономико-математические задачи вклю­ чаются все контуры управления, т. е. прогнозирование развития отрасли, планирование, оперативное управление регулирование) ходом выполнения плана. Эти эконо­ мико-математические модели должны обеспечить ком­ плексный охват выделенного набора функций плани­ рования и управления в соответствии с требованиями си­ стемного использования электронной вычислительной тех­ ники.

Разработка комплекса моделей, реализующих основ­ ные задачи управления, должна проводиться на базе об­ щих принципов, соответствующих закономерностям раз­ вития регулируемого объекта. Это позволит: сформулиро­ вать принципиальные черты моделей управления деятель­ ностью отрасли; обеспечить реализацию основных плановоуправленческих задач; использовать в условиях эксплуа­ тации серийных ЭВМ известный широким кругам разра­ ботчиков ОАСУ математический аппарат.

Создание комплекса моделей осуществляется в рамках общей, концептуальной модели управления. Общая модель

определяет принципиальную схему функционирования объекта управления и на этой основе взаимосвязь функ­ ций и задач управления. Таким образом, разработка ком­ плекса экономико-математических моделей производится параллельно с формализацией процессов действующей системы управления. Это обеспечивает в рамках разработ­ ки проекта ОАСУ органическое сочетание двух упомяну­ тых выше подходов к построению общей модели управ­ ления отраслью.

Установление общего контура комплекса экономикоматематических моделей планирования и управления в от­ расли предполагает выяснение:

задач планирования и управления, реализация кото­ рых должна обеспечить наибольшее повышение эффектив­ ности деятельности регулируемого объекта;

характера информационно-вычислительных связей между моделями, реализующими выбранный круг задач планирования и управления деятельностью объекта;

характера связей между рассматриваемым комплексом экономико-математических моделей и всей системой уп­ равления и взаимодействующими с ней системами.

Реализация указанных требований может быть осу­ ществлена на базе системного анализа особенностей объекта управления. Системный анализ отрасли как объекта автоматизации управления позволяет определить прежде всего общее положение отрасли в народном хозяй­ стве, особенности ее функционирования в экономике страны и т. д.

Основная деятельность отраслевой системы управле­ ния, как уже отмечалось, концентрируется на выполне­ нии следующих функций: прогнозирования развития отрасли; перспективного планирования; текущего плани­ рования; оперативного управления (регулирования) хо­ дом выполнения плана; учета и анализа производственнохозяйственной деятельности отрасли и объединяемых ею предприятий. В соответствии с этим важное значение имеет: определение показателей вероятного развития

выпускаемой продукции; разработка текущей производ­ ственной программы, выполнение плана.

Решение этих задач не предусматривает рассмотрения всех функций экономического регулирования деятельно-

сти отрасли. Исключение составляет разработка текущей производственной программы и реализации хода выпол­ нения плана.

Разработка прогноза развития отрасли, перспектив­ ной производственной программы и определение опти­ мального набора выпускаемой подукции осуществляются главным образом на высшем уровне отраслевой системы управления. Использование для решения указанных проблем методов и средств математического моделирования может оказать положительное влияние на общую орга­ низацию функционирования отрасли, так как позволит оп­ ределить оптимальные условия ее функционирования. За­ дача получения перспективного плана решается на основе специального выбора представляемых предприятиями вариантов своего развития.

Разработка текущей производственной программы осу­ ществляется в результате непосредственного взаимодейст­ вия высшего уровня отраслевой системы управления и ор­ ганов управления предприятий и предполагает увязку це­ лей функционирования отрасли в целом с критериями

отмечалось, направлены на ликвидацию илп предотвраще­ ние всякого рода сбоев или нарушений, возникающих в ходе выполнения плана. Далее будут рассматриваться основные производственные ситуации, которые требуют

.немедленного (порой чисто административного) вмеша­ тельства органов оперативного управления. Возможности математического моделирования этой сферы управленче­ ской деятельности пока еще очень ограниченны.

На базе системного анализа отрасли и рассмотрения общих свойств отраслевой системы управления строятся и анализируются экономико-математические модели в раз­ резе временных циклов управления. Схематически такой комплекс моделей представлен на рис. 10.

Итак, данный комплекс моделей отражает основные задачи системы управления отраслью в разрезе временных циклов ее деятельности. Такой выбор комплекса моделей обусловлен двумя обстоятельствами: он дает ^возможность увязать основные задачи управления отраслью в повре­ менном разрезе; в приведенный комплекс относительно просто включаются другие экономико-математические мо­ дели, характеризующие отдельные аспекты производст-

венно-хозяйственной деятельности отрасли и объединяе­ мых предприятий.

Следует заметить, что если основные технико-экономи­ ческие показатели отраслевого планирования рассматри­

РИСІ 10. Принципиальная схема комплекса экономпко-матсматпчсских моделей

отраслевого планирования

комплекс моделей может оказаться приемлемым для мно­ гих отраслей. Эта своего рода универсальность объясня­ ется в первую очередь тем, что комплекс моделей ориен­ тируется не столько на специфику производства, сколько на принципиально одинаковый характер организации планирования в производственных отраслях. Во всяком случае, если на первый взгляд те или иные аспекты моде­ лирования представляются формально ограниченными, то при последующем неформальном анализе, как правило, выясняется, каким образом эта ограниченность может быть снята.

планирования строятся непосредственно на основе пока­ зателей модели перспективного планирования.

Проблемы математического моделирования процессов оперативного управления в ОАСУ занимают особое место. Ведущиеся во многих научно-исследовательских органи­ зациях работы по проектированию и внедрению ОАСУ показывают, что оперативное управление ходом выполне­ ния плана на уровне отрасли наиболее трудно формали­ зуемая область повседневной деятельности аппарата ми­ нистерства.

Оперативное управление как функциональная подси­ стема ОАСУ связано непосредственно с рядом производ­ ственных факторов, характеризующих развитие отрасли, с материально-техническим снабжением, финансами, обес­ печением отрасли кадрами и т. д.

В настоящее время (и, очевидно, в обозримом будущем) основной источник информации в отраслевых автоматизи­ рованных системах управления — техпромфинплан пред­ приятий и статистические отчетности. Формы техпромфинплана и статистической отчетности характеризуются чрезвычайной громоздкостью и избыточностью показате­ лей, поэтому обработка их с помощью ЭВМ весьма затруд­ нена или экономически неоправданна. Построение в буду­ щем интегрированных систем обработки данных как информационной базы ОАСУ даст возможность сформиро­ вать рациональные формы планово-статистической доку­ ментации.

Матричные модели техпромфинпланов промышленных предприятий могут стать обобщающим документом для разработки годовых и перспективных планов. Они позволя­ ют в более экономной и наглядной балансовой форме пред­ ставлять основные показатели производственно-хозяйст­ венной деятельности предприятий, при этом методология планирования и внутризаводской организации докумен­ тооборота не изменяется. Непосредственно на промышлен­ ных предприятиях матричные-модели могут найти опреде­ ленное применение для алгоритмизации, механизации и автоматизации планово-экономических расчетов. Практи­ ка создания автоматизированных систем управления про­ изводством на промышленных предприятиях показала, что балансовые расчеты, базирующиеся на использования алгоритмов матричных моделей, получают большое рас­ пространение. Такие расчеты, как, например, определе-

ниє потребности в материальных ресурсах, трудоемкости выпуска продукции, загрузки производственного обору­ дования, полностью базируются на принципах матричного моделирования. К сожалению, эти расчеты^охватывающие все используемые на предприятии ресурсы, не ин­ тегрируются в балансовой, матричной схеме техпромфинплана. Введение матричных моделей техпромфинпланов как информационной базы ОАСУ будет содействовать распространению балансового метода планирования на предприятиях на" основе принципов матричного модели­ рования.

Механизированная сводка матричных моделей с по­ мощью средств электронной вычислительной техники поз­ волит получить: вариантные матрицы как информацион­ ную основу оптимального текущего отраслевого планиро­ вания; отраслевой баланс производства и распределения продукции как информационную основу решения задач прогнозирования развития отрасли и построения межот­ раслевого баланса страны.

Таким образом, матричные модели в отраслевых авто­ матизированных системах управления имеют особое значе­ ние как инструмент организации информации. Матричные модели, кроме того, могут стать основой моделирования большинства планово-экономических расчетов непосред­ ственно на промышленных предприятиях. Использование матричных моделей в отраслевых системах управления даст возможность перейти от существующего в настоящее время информационного обеспечения к интегрированной системе обработки данных.

ОАСУ — определение" ориентировочных показателей пла­ на развития отрасли на перспективу (на 10т лет и*"более) в условиях неполной информации. При этом министерство прежде всего проводит неформальные исследования, в ре­ зультате которых всесторонне изучаются потребности народного хозяйства в продукции отрасли с учетом обще­ го научно-технического прогресса, повышения культуры производства, уровней мировых стандартов и т. д.

В области прогнозирования автоматизация расчета представляется возможной при исчислении потребностей в выпуске продукции отрасли в укрупненной номенкла­ туре, определении оптимального типажа (разукрупнение номенклатуры) изделий, расчете необходимых в перспек­ тиве производственных мощностей и капитальных вложе­ ний.

Рассмотрим экономико-математические модели, свя­ занные с прогнозированием указанных объектов.

. При построении математической модели расчета по­ требности в выпуске продукции отрасли за нулевой момент времени примем начало этапа прогнозирования. Разделе­ ние этапа прогнозирования на временные интервалы мо­ жет не иметь такого определенного смысла, как, напри­ мер, разбиение пятилетнего плана развития отрасли по годам или годового плана по кварталам и месяцам, поэто­ му для расчета потребности в выпуске продукции отрасли в укрупненной номенклатуре целесообразно строить не­ прерывную по времени модель.

Примем следующие обозначения.^ Q (і) — общее чис­ ло изделий рассматриваемой группы (в укрупненной но­ менклатуре) в народном хозяйстве в момент t; q (t) — не­ обходимый объем выпуска отраслью изделий рассматри­ ваемой группы (в укрупненной номенклатуре) в момент t; Т — средний срок службы изделий; A (t) — прирост про­ дукции отрасли в момент t, который необходим для рас- -ншрения общественного производства; X (t) — норматив дополнительного выпуска изделий на непредвиденные по­

Обе зависимости показывают, что скорость изменения об­ щего числа изделий отрасли в момент t равна суммарному приросту числа изделий в данный момент. Прирост про­ дукции обусловлен потребностями народного хозяйства в продукции отрасли с целью расширения производства

всмежных отраслях, а также различными непредвиденны­ ми потребностями, которые принимаются во внимание вследствие неполноты информации на этапе прогнозиро­ вания.

Скорость изменения числа изделий в момент t равна, кроме того, разности между объемом производства изделий

вмомент t и числом изделий, которые в момент t снимаются с эксплуатации в народном хозяйстве. Средний срок службы изделий в народном хозяйстве равен Т, поэтому снимаемое с эксплуатации в момент t число изделий будет составлять величину q (t — Т). Соотношение принимает вид:

Для решения этих систем уравнений необходимы на­ чальные условия, которые представим в виде: при t = О известны величины Q (t) и g (t).

Такое определение начальных условий предопределено тем, что к началу этапа прогнозирования можно считать известными текущее состояние в отрасли (в момент t = 0)

Приравнивая в системе (4.4) правые части, определяем необходимый объем выпуска отраслью изделий рассмат­ риваемой группы в момент t:

где

Соотношение (4.5) показывает, что в каждый момент времени объем производства продукции в отрасли должен восполнять количество выбывающей продукции и обеспе-

Нетрудно заметить, что с математической точки зрения второй случай является частным случаем первого. В самом деле, если в системе уравнений (4.4) к (t) = 0 и A (t) = = [1 + К* (£)] A* (t), то мы получим систему уравнений (4.10). Решение (4.11) системы уравнений (4.10) также вы­ текает из решений (4.8), (4.9) системы (4.4). В связи с этим в дальнейшем будем рассматривать только систему (4.4). Так, проанализируем три простейших частных случая.

В первом случае к началу этапа прогнозирования вы­ пуска продукции отрасли в народном хозяйстве имеется Q (0) изделий. Предполагается, что на этапе прогнозиро­ вания не планируется прирост продукции отрасли, произ­ водимой для расширения производства в смежных отрас­ лях, и выпуск продукции па непредвиденные потребно­ сти. Тогда при

Подставляя эти значепия в решения (4.8) и (4.9) системы уравнений, получаем:

В данном случае продукция отрасли выпускается только для поддержания производства: объем выпуска в каждый момент времени равен числу изделий, которые в этот мо­ мент снимаются с эксплуатации. Общее число изделий, находящихся в эксплуатации, не изменяется и равно на­ чальному.

Рассмотренный случай, конечно, идеален. Однако он представляет расчет потребности в выпуске запасных ча­ стей для тех изделий, которые сами уже сняты с произ-