Применение методов имитационного моделирования в практике управления промышленными предприятиями

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЕМ

ДОХОЛЯН С.В.,ПЕТРОСЯНЦ В.З. , ДЕНЕВИЗЮК Д.А.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРАКТИКЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМ ЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ

Аннотация. Рассматриваются методы имитационного моделирования внутренних и внешних условий деятельности промышленного предприятия. Представлены схема процесса имитационного моделирования социально-экономических систем, основные структурные элементы имитационной модели промышленного предприятия, схема взаимодействия отдельных подсистем с внешней подсистемой предприятия. Обоснована информационная база имитационной модели для принятия решений по управлению социально-экономической системой. Сделан вывод о том, что проведение компьютерного эксперимента методом деловой игры и оценки результатов принимаемых решений на основе критериев рыночной эффективности способствуют выявлению проблем промышленных предприятий, возникающих в результате изменения внешних и внутренних условий, недостатков планирования, а также ошибочно принятых решений. Ключевые слова: имитационное моделирование, промышленное предприятие, модель, внутренние и внешние условия, подсистема, система, планирование, устойчивость.

DOKHOLYAN SV,PETROSYANTS V.Z. ,DENEVIZYUK D.A.

USING METHODS OF IMITATIONAL MODELLING IN THE PRACTICE OF MANAGING INDUSTRIAL COMPANIES

Abstract. The methods of imitational modelling of internal and external conditions of activity of an industrial company are discussed. The scheme of the process of imitational modelling of social-economic systems, the main structural elements of the imitational model of a manufacturing enterprise, a scheme of interaction of separate subsystems with the external subsystem of the company are shown. The information basis of the imitational model to make decisions on the management of the social-economic system is explained. The conclusion is made that holding a computer experiment using the method of a business game and evaluating the results of the decisions made based on criteria of market effectiveness facilitates finding the problems of industrial companies that happen as a result of changes of external and internal conditons, lack of planning as well as erroneosly made decisions.

Keywords: imitational modelling, industrial company, model, internal and external conditions, subsystem, system, planning, stability.

Применение информационных технологий способствовало развитию и использованию в практике управления организацией методов имитационного моделирования. Эти методы используются для исследования сложных многофункциональных систем, выработки правил принятия управленческих решений и прогнозирования развития социально-экономических систем в тех ситуациях, которые не поддаются решению аналитическими методами. Метод имитационного моделирования внутренних и внешних условий деятельности промышленного предприятия — субъекта рыночных отношений — является одним из методов принятия управленческих решений на этапах выявления проблем, выбора, определения и оценки возможных результатов управленческого воздействия с целью повышения устойчивости промышленного предприятия.

Устойчивость системы рассматривается в литературе как способность динамической системы поддерживать намеченный режим функционирования, несмотря на воздействующие на нее внешние возмущения; способность системы восстанавливать исходное (или близкое к нему) состояние после какого-либо возмущения, проявляющегося в отклонении параметров системы от номинального значения [5].

Устойчивость характеризует состояние объекта по отношению к внешним на него воздействиям. Более устойчивым является такое состояние объекта, которое при равных по силе внешних воздействиях и внутренних сдвигах подвержено меньшим изменениям, отклонениям от прежнего положения [5].

Условием обладания устойчивостью к внешним воздействиям являются внутренние свойства самого объекта. Следовательно, устойчивость есть внешняя форма, внешнее проявление внутренней структуры объекта. Основа устойчивости заложена внутри самого объекта. Для того чтобы повысить его устойчивость к воздействию различных факторов, необходимо, прежде всего, совершенствовать сам объект изнутри [5].

Сущность метода состоит в построении имитационной модели исследуемого объекта и в целенаправленном экспериментировании с этой моделью для получения ответов на те или иные вопросы [7]. Метод имитационного моделирования может рассматриваться как экспериментальный метод исследования, однако в качестве объекта исследования выступает реализованная при помощи компьютера имитационная модель.

Имитационная модель позволяет руководителю определить необходимую меру воздействия на реальную систему — управленческое решение, результат которого приведет к повышению эффективности промышленного предприятия при изменении тех или иных релевантных переменных. Экспериментируя на модели системы, можно установить, как она будет реагировать на определенные изменения или события, в то время когда отсутствует возможность наблюдать эту систему в реальности [6].

Системный подход — это методология рассмотрения разного рода комплексов, позволяющая глубже и лучше осмыслить их сущность (структуру, организацию и другие особенности) и найти оптимальные пути и методы воздействия на развитие таких комплексов и систему управления ими [3].

Системный подход является необходимым условием использования математических методов, однако его значение выходит за эти рамки. Системный подход — это всеобъемлющий комплексный подход, который предполагает всесторонний учет специфических характеристик соответствующего объекта, определяющих его структуру, а следовательно, и организацию [3].

Каждая система имеет свои, присущие ей, особенности, свою реакцию на управление, свои формы возможного отклонения от программы, свою способность реагировать на различного рода воздействия. Производительные объекты представляют собой сложные иерархические системы, состоящие из комплекса взаимосвязанных и взаимозависимых подсистем: предприятие, цех, производственный участок, участок «человек-машина» [3].

Имитационное моделирование рыночных процессов позволяет вводить в компьютерный эксперимент факторы риска и неопределенности. Управление промышленным предприятием — субъектом рынка в таких условиях предполагает прогнозирование развития конкурентной ситуации. Формализация условий функционирования промышленного предприятия требует структурирования и анализа данных о рынке, построения системы экономической информации, которая в комплексе с данными о внутренней среде предприятия служит основой для стратегического планирования и принятия решений.

Система стратегического планирования представляет собой структуризованный процесс организации и координации служб, занимающихся планированием. Успешной реализации системы стратегического планирования способствуют:

- выделение в организационной структуре предприятия стратегических хозяйственных центров, формируемых на базе программно-целевого подхода;

- создание эффективной системы распределения ресурсов предприятия под стратегические цели независимо от сложившейся структуры производственно-хозяйственной деятельности;

- разработка организационного механизма реализации стратегических решений;

- формирование развитой информационной системы и современное методическое обеспечение принятия плановых стратегических решений;

- создание системы мотивации деятельности работников и подразделений в достижении стратегических целей;

- определение источников финансирования стратегического плана.

Организация процесса планирования на разных предприятиях имеет свои отличительные особенности, обусловленные различиями в организационной структуре управления в целом и характере производственно-технологического процесса. Эти отличия касаются сроков плановых периодов, самой процедуры планирования и функций отдельных подразделений, занимающихся вопросами планирования [4].

Применение метода имитационного моделирования в исследовании функционирования социально-экономического объекта включает два основных этапа:

1. Построение имитационной модели объекта.

2. Целенаправленное экспериментирование с имитационной моделью.

От качества имитационной модели и ее адекватности исследуемому объекту в значительной степени зависит эффективность решения поставленной задачи. Имитационная модель должна отражать объект и процесс его функционирования именно с тех сторон, которые представляют наибольшую ценность с точки зрения исследователя. Функционирование любого объекта сопровождается дискретным или непрерывным изменением большого числа показателей. Выбор показателей, характеризующих особенности функционирования объекта, определение границ и закономерностей их изменения производятся на этапе построения имитационной модели.

Функционирование исследуемого социально-экономического объекта связано, как правило, с изменением очень большого количества характеризующих его показателей (многокритериальность задачи). Ряд этих показателей не поддается формализации в процессе построения модели, отдельные показатели могут быть исключены из рассмотрения в рамках данной модели, так как не представляют интереса с точки зрения целей исследования. В зависимости от целого ряда факторов отдельные показатели, изменяющиеся в реальной экономической системе, могут быть представлены в имитационной модели условными величинами (коэффициентами), значения которых определяются эмпирическим путем для определенного условиями исследования состояния объекта. Эти показатели (характеристики) являются, тем не менее, взаимосвязанными и играют значительную роль в процессе имитации функционирования объекта. Показатели, изменение которых носит в действительности непрерывный характер, могут быть заменены в имитационной модели дискретно изменяющимися величинами (параметрами), значения и соотношения которых в каждый момент времени определяют состояние исследуемого объекта.

Таким образом, при построении имитационной модели производится необходимая для математического описания объекта формализация происходящих процессов. Формализованное представление объекта исследования заменяет сам исследуемый объект и носит название системы. Функционирование данного объекта характеризуется изменением значений взаимозависимых показателей (параметров). Каждое сочетание мгновенных значений параметров системы соответствует мгновенному состоянию системы. Процесс функционирования системы, заменившей экономический объект, представляет собой, таким образом, процесс изменения ее состояния во времени. Заключительным шагом этапа формализации процесса функционирования объекта является математическое описание взаимосвязей между характеристиками состояния системы, соответствующей этому объекту, с учетом параметров системы и коэффициентов, характеризующих внешние воздействия [7].

Построение абстрактной системы, заменяющей экономический объект исследования, существенно затруднено из-за сложности формализации и математического описания такого объекта. Выбор показателей, характеризующих состояние объекта, опирается в этом случае на опыт и суждение экспертов, а также данные экономической статистики. Результаты исследования экономического объекта при помощи имитационной модели для их дальнейшего практического использования должны быть представлены в виде показателей, поддающихся учету и анализу в реальных социально-экономических системах [9].

Процесс имитационного моделирования социально-экономической системы представлен на схеме (рис. 1).

Применение метода имитационного моделирования в изучении социально-экономических объектов опирается на данные научных исследований в области макро- и микроэкономики. Имитационная компьютерная модель промышленного предприятия, функционирующего в условиях конкуренции, создает условия для проведения экспериментов по выбору необходимого управляющего воздействия (принятия управленческого решения) в различных по сложности ситуациях, характеризуемых параметрами имитационной системы.

Набор управляющих параметров имитационной системы определяет возможности оказания управляющего воздействия на объект и, следовательно, набор доступных управленческих ре-

шений. Целенаправленное изменение параметров и оценка изменения состояния системы в каждый момент времени позволяет оценивать эффективность управляющего воздействия. Изменение параметров и моделирование нового состояния системы производятся однократно в течение одного шага моделирования. В качестве параметров, характеризующих состояние имитационной системы, выбираются реальные социально-экономические показатели, отражающие состояние промышленного предприятия (финансовые и производственные показатели). Изменение значений управляющих параметров на каждом шаге моделирования аналогично в этом случае принятию решений по управлению организацией.

Рис. 1. Схема процесса имитационного моделирования социально-экономических систем

Процессы, протекающие в реальных социально-экономических системах, могут быть как непрерывными, так и дискретными. Воспроизведения этих процессов при помощи компьютерной имитационной модели связано с выбором промежутка времени между отдельными управляющими воздействиями, т. е. шага моделирования. Допущения и ограничения, связанные с необходимостью определения времени оказания управляющего воздействия на объект, вносят дополнительный элемент идеализации в исследуемую систему. Для получения результатов, характеризующих эффективность выбранного управляющего воздействия в долгосрочной перспективе, общее время моделирования должно в несколько раз превышать шаг моделирования. Подобное ограничение не является препятствием к использованию метода имитационного моделирования в исследовании эффективности решений стратегического характера. Напротив, учитывая итеративный характер принимаемых решений, имитационная модель позволяет выработать последовательность действий, приближающих состояние системы к определенному стратегией «будущему» состоянию промышленного предприятия с учетом влияния факторов внутренней и внешней среды.

Моделирование сложных многофункциональных социально-экономических систем связано со значительными трудностями формализации и математического описания. В этом случае отдельные функции системы могут воспроизводиться в рамках отдельных подсистем имитационной модели, взаимозависимость управляющих параметров проявляется во взаимосвязи

результатов функционирования каждой подсистемы — выходящих показателей.

Создание условий для принятия решений по управлению предпринимательской деятельностью организации в имитационной модели промышленного предприятия и оценки их эффективности предполагает выполнение следующих задач:

- определение набора управляющих параметров имитационной системы, позволяющих осуществлять необходимое управленческое воздействие;

- определение переменных, характеризующих изменение внешней и внутренней среды организации;

- определение набора и количественных значений коэффициентов, характеризующих исходное состояние системы;

- определение набора показателей, характеризующих результаты управленческих решений в предпринимательской деятельности организации;

- выбор методики исследований эффективности управленческих решений с учетом возможностей и ограничений имитационной модели.

В соответствии с современными подходами к менеджменту организации в модели выделены отдельные структурные элементы организации, строго задана их взаимосвязь, определены внутренние и внешние переменные, характеризующие условия функционирования организации и взаимодействия с внешней средой. Изменение управляющих параметров модели дает возможность создавать различные условия деятельности системы и принимать управленческие решения, направленные на повышение эффективности работы системы.

Границы изменения количественных значений внешних и внутренних переменных определены эмпирически [10]. Определение значений переменных предполагает целенаправленное формирование внешней и внутренней среды промышленного предприятия в соответствии с целями исследования. Основные структурные элементы имитационной модели представлены на рис. 2.

Рис. 2. Основные структурные элементы имитационной модели промышленного предприятия

Имитационная модель предусматривает изменение ситуации конкуренции и условий деятельности промышленного предприятия с течением времени. Минимальный временной интервал (шаг моделирования), для которого действуют установленные значения управляющих параметров модели, условно назван периодом, он составляет три месяца деятельности предприятия.

Ситуация конкуренции формируется в каждом периоде тремя отдельными наборами параметров:

- база решений — набор значений коэффициентов, характеризующих исходное состояние имитационной системы;

- параметры решений — набор коэффициентов, характеризующих изменение внешних и внутренних условий деятельности организации (коэффициенты изменения рыночной конъюнктуры, развития жизненного цикла продуктов и других показателей);

- решения — набор управляющих параметров, изменение которых в каждом периоде адекватно принимаемым управленческим решениям.

Набор управляющих параметров, изменение которых адекватно принятию решений по управлению промышленным предприятием, включает в себя как инструменты, оказывающие влияние на формирование рыночной ситуации (цена продукта, затраты на маркетинг), так и переменные, определяющие результат производственной и финансовой деятельности. Рассматривая промышленное предприятие как сложную многофункциональную социально-экономическую систему, выделим три основных подсистемы, соответствующие трем основным видам деятельности: подсистемы маркетинга, производства, финансов и общего управления организацией [1].

Специализация процесса управления промышленным предприятием в соответствии с отдельными видами деятельности предполагает решение проблем, стоящих перед различными подсистемами. Выработка решений в отдельных подсистемах в имитационной модели может опираться на количественные методы1. В то же время достижение целей каждой подсистемы в отдельности не является залогом успешного управления предприятием в целом, так как сложная социально-экономическая система характеризуется взаимозависимостью процессов, протекающих в отдельных подсистемах, противоречивостью целей подсистем, а также зависимостью от внешних условий деятельности (среды). Имитационной модели присуще качество эмерджентности, поэтому решения, принимаемые в отдельных подсистемах, должны соответствовать целям деятельности промышленного предприятия в целом. Каждое решение, принятое в любой из трех подсистем имитационной модели, приводит к перераспределению материальных и финансовых потоков и к изменению внутреннего состояния предприятия и ее конкурентной позиции.

Схема взаимодействия отдельных подсистем с внешней средой представлена на рис. 3.

Рис. 3. Взаимодействие отдельных подсистем с внешней средой

Принятие решений в каждой из подсистем основано на информации о внутренней и внешней среде предприятия. В имитационной модели такая информация содержится в специальных отчетах, которые формируются в ходе проведения эксперимента по результатам деятельности виртуальной социально-экономической системы в каждом периоде. Описание исходного состояния системы, заданного значениями переменных базы решений, содержится в отчетах за нулевой период. Отчетная информация может быть условно разделена на группы, каждая из которых отражает результаты отдельных видов деятельности и изменение рыночной ситуации (табл.).

По данным, представленным в отчетах, в каждом периоде производится расчет основных показателей, характеризующих эффективность принимаемых управленческих решений.

Исследование процессов принятия решений по управлению промышленным предприятием в имитационной модели возможно при использовании метода деловой игры, когда управление организациями-субъектами рынка осуществляется различными группами экспертов или если для каждой организации, оказывающей влияние на развитие конкурентной ситуации, определены границы изменения управляющих параметров в рамках разных стратегий.

1 Решение задач линейного программирования и оптимизационных задач с заданным набором параметров.

Информационная база имитационной модели для принятия решений по управлению социально-экономической системой

№ п/п Вид информации Название отчетов Содержание отчетов

Управленческие решения отчетного периода Протокол решений Значения управляющих параметров модели, установленные в последнем периоде

Информация об условиях деятельности в следующем периоде Результат Индекс потребительских цен, стоимость ресурсов; данные фундаментального анализа

Информация о результатах маркетинговой деятельности Статистика сбыта Данные о плановых и фактических показателях сбыта и оборота на отдельных рынках; индекс конъюнктуры; расчет прибыли от реализации продукции на отдельных рынках; сумма прибыли от реализации продукции; расчет суммы прибыли от реализации единицы продукции каждого наименования

Информация о конкурентах Отчеты о рынке Цены на продукцию; качество продукции; доля рынка; общие по отрасли объемы сбыта и оборота; общие по отрасли затраты на маркетинг; данные о маркетинговых затратах, объемах сбыта и оборота отдельных предприятий

Информация о производственных ресурсах Производственный отчет Состояние оборудования; складские запасы сырья и готовой продукции; потенциал снижения производственных затрат; кадровые изменения, расходы на персонал

Информация о финансовом состоянии Финансовый отчет Данные об условиях получения и погашения кредитов; результаты финансовой деятельности; отчет о прибыли и убытках; баланс; отчет о движении денежных средств

Прогнозирование развития рыночной ситуации всеми участниками эксперимента производится на основе общей для всех информации, содержащейся в отчетах. Недостаток информации о решениях конкурентов, а также изменении отдельных параметров, характеризующих развитие рыночной ситуации, вносит в условия эксперимента присущий реальным социально-экономическим системам элемент неопределенности. Эта неопределенность может быть характеризована как информационная. В то же время, несмотря на ограниченное количество характеристик и управляющих параметров, сложность системы управления и особенности ее математического описания не позволяют установить количественные соотношения между всеми показателями, характеризующими деятельность промышленного предприятия. Таким образом, имитация деятельности предприятия создает условия для применения методов стратегического управления. В этом случае при отсутствии данных о конкретных действиях конкурентов руководство промышленного предприятия способно прогнозировать развитие конкурентной ситуации в целом и ориентироваться в принятии решений на созданный в процессе стратегического планирования образ «будущего» состояния собственной организации.

Принятие управленческих решений, направленных на достижение организационных целей в имитационной модели происходит не в одном периоде, а в нескольких, составляющих общее время имитации деятельности промышленного предприятия. Таким образом, в результате принятия управленческих решений в каждом периоде текущее состояние промышленного предприятия последовательно приближается к определенному стратегией «будущему» состоянию. При этом в качестве приоритетных краткосрочных целей в каждой из подсистем на каждом этапе реализации стратегии выбираются такие, достижение которых в долгосрочной перспективе будет максимально способствовать достижению запланированного «будущего» состояния.

Формализация условий деятельности промышленного предприятия в модели ограничивает возможности исследования. Так, например, моделью не предусмотрено изменение в процессе проведения компьютерного эксперимента количества конкурирующих организаций или количества наименований реализуемой продукции. Промышленные предприятия не могут найти новые рынки для сбыта своей продукции. Таким образом, набор стандартных стратегий, доступных для реализации в условиях имитационной модели, ограничен [2].

Функционирование промышленного предприятия в условиях конкуренции предполагает выбор в качестве основной цели деятельности направление всех ресурсов на достижение рыночного преимущества.

Проведение компьютерного эксперимента методом деловой игры и оценка результатов принимаемых решений на основе критериев рыночной эффективности способствует выявлению проблем промышленных предприятий, возникающих в результате изменения внешних и внутренних условий, недостатков планирования, а также ошибочно принятых решений. Определение основных этапов процесса принятия решений и методологии исследования их эффективности при помощи количественных показателей дают возможность выработать рекомендации по реализации стратегического подхода в управлении организацией в различных по сложности конкурентных ситуациях. Оценка результатов принимаемых решений производится методами финансового анализа (финансово-экономическая деятельность организации), анализа производственно-хозяйственной деятельности, а также при помощи специальных показателей, характеризующих рыночную позицию организации. Последовательное выполнение всех этапов принятия управленческих решений при изменении значений отдельных параметров имитационной модели позволяет выявить наиболее значимые факторы, оказывающие влияние на эффективность управления организацией.

Литература

1. Велесько, Е. И. Система имитационного моделирования управления предприятием деловая игра «Дельта» : учеб. пособие / Е.И. Велесько, А.А. Быков, А.А. Неправский. — Минск : Экоперспектива, 1999.

2. Велесько, Е. И. Стратегический менеджмент : деловая игра «Дельта» : учеб. пособие /Е.И. Велесько, А.А. Быков, А.А. Неправский.. — Минск : БГЭУ, 2001.

3. Дохолян, С. В. Системный подход к организации и управлению производством на предприятиях в условиях рынка / С.В. Дохолян, Э.А. Дадашева // Региональные проблемы преобразования экономики. 2008. № 1. С. 760 86.

4. Дохолян, С. В. Организационные аспекты процесса стратегического планирования на перерабатывающем предприятии АПК / С.В.Дохолян, З.А.Ибрагимова // Региональные проблемы преобразования экономики. 2011. № 2. С. 2350248.

5. Дохолян, С. В. Экономическая устойчивость агропромышленного предприятия: сущность и факторы / С.В. Дохолян, М.Э. Магомедова // Региональные проблемы преобразования экономики. 2011. № 3. С. 1690191.

6. Мескон, М. Основы менеджмента /М. Мескон, М. Альберт, Ф. Хедоури. — М. : Дело. 1993.

7. Нейлор, Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем / Т.Нейлор.

— М. : Мир, 1975.

8. Саломатин, Н. А. Имитационное моделирование в оперативном управлении производством / Сало-матин Н.А. [и др.]. — М. : Машиностроение, 1984.

9. Фомин, Т. П. Математические методы и модели в коммерческой деятельности / Фомин Т.П. — М. : Финансы и статистика, 2001.

10. Boettcher, T. Industrie — LUDUS. Handbuch der Leitung. — Hamburg, Universitaet der Bundeswehr, 1999.

References

1. Velesko E.I. System of Imitational Modelling of Company Management Business Game «Delta» / E.I. Veles-ko, A.A. Bykov, A.A. Nepravsky. Textbook. - Minsk.: Ecoperspective, 1999. - 109 p.

2. Velesko E.I. Strategic Management. Business Game «Delta» / E.I. Velesko, A.A. Bykov, A.A. Nepravsky. Textbook.-Minsk.: BSEU, 2001. - 268p.

3. Dokholyan S. V. Systemic Approach to the Organization and Management of Production of Companies in Market Conditions / S.V. Dokholyan, E.A. Dadasheva // Regional Issues of Economic Transformation. - 2008.

- No. 1. - P. 76-86.

4. Dokholyan S. V. Organizational Aspects of the Process of Strategic Planning at a Processing Enterprise of AIC / S.V.Dokholyan, Z.A.Ibragimova // Regional Issues of Economic Transformation. - 2011. - No. 2. - P. 235-248.

5. Dokholyan S. V. Economic Stability of an Agri-Industrial Company: Substance and Factors / S.V. Dokholyan, M.E. Magomedova //Regional Issues of Economic Transformation. - 2011. - No. 3. - P. 169-191.

6. Meskon M. Foundations of Management/M. Meskon, M. Albert, F. Hedouri. -M; Business. - 1993. - 703 p.

7. Neilor T. Machine Imitational Experiments with Models of Economic Systems / T.Neilor. - M.: Peace, -1975. - 504p.

8. Salomatin N.A. Imitational Modelling in Current Production Management / Salomatin N.A. [et al.]. - M: Machine building. 1984. - 208 p.

9. Fomin T.P. Mathematical Methods and Models in Commercial Activity / Fomin T.P. - M.: Finances and Statistics, - 2001. - 544 p.

10. Boettcher T. Industrie - LUDUS. Handbuch der Leitung. Hamburg, Universitaet der Bundeswehr: Hamburg, -1999.