Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Управление в социальных и экономических системах

Диссертационная работа:

Абламунец, Семен Георгиевич. Методы оптимизации общепрограммных эффектов при формировании научно-технических программ : Дис. ... канд. технические науки : 05.13.10.- Москва 2007

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА I. РАЗРАБОТКА ПРОЦЕДУР ОПТИМИЗАЦИИ ОБЩЕПРОГРАММНЫХ
ЭФФЕКТОВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
ПРОГРАММ 14

  1. Формированиезперечня основных общепрограммных эффектов научно-технических программ 14

  2. Обоснование основных этапов оптимизации общепрограммных эффектов 24

  3. Выбор математических методов, применимых

для оптимизации общепрограммных эффектов 39

ГЛАВА П. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ
ОБЩЕПРОГРАММНЫХ ЭФФЕКТОВ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
ПРОГРАММ 52

  1. Математическая модель планирования общепрограммных эффектов. 52

  2. Алгоритм генерирования эффективных вариантов программы на основе* ранжирующей функции 79

  3. Алгоритм оценки полноты сгенерированного набора эффективных вариантов программы 88

ГЛАВА Ш. АНАЛИЗ ОПЫТА ОПТИМИЗАЦИИ ОЩЕПРОГРАММНЫХ ЭФФЕКТОВ

ПРИ ФОРМИРОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОГРАММ 98

  1. Оптимизация общепрограммных эффектов при обосновании первоочередных направлений совершенствования управления наукой и техникой в стране....98

  2. Оптимизация общепрограммных эффектов при формировании научно-технической программы автоматизации управления в отрасли 137

3.3. Оптимизация общепрограммных эффектов при расче
те пускового комплекса НТА на систему управле
ния промышленным объединением Т70

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЩИ 182

ЛИТЕРАТУРА 185

ПРИЛОЖЕНИЕ. Документы, подтверждающие внедрение результатов

диссертационной работы 20 Т

Введение к работе:

В соответствии с решениями ХХУ и ХХУІ съездов КПСС, постановлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР в планирование и управление наукой и техникой широко внедряются программно-целевые методы. В текущей пятилетке все основные направления научно-технического прогресса охвачены 170 научно-техническими программами, общие затраты на выполнение которых составляют 39 млрд.р. Программно-целевые методы планирования и управления проникают и в другие сферы народного хозяйства, охватывая решение социально-экономических, отраслевых и территориальных проблем.

Исследования Д.М.Гвишиани, Г.С.Поспелова, В.А.Трапезникова, Н.П.Федоренко, Г.М.Доброва, В.А.Диссона, Н.И.Комкова, Б.З.Миль-нера, В.А.Покровского, Ю.М.Самохина и других позволили разработать методические материалы [6 - 9], обеспечивающие многовариантное формирование научно-технических программ, исходя из достижения конечного целевого результата, увязывающие научно-технические программы с планами социального и экономического развития народного хозяйства. Однако несмотря на их наличие, анализ опыта реализации программно-целевого подхода позволяет выявить цел^ый ряд недостатков. Так, в общей сложности около 40% работ по созданию и выводу опытны» и опытно-промышленных образцов, предусмотренных научно-техническими программами ГКНТ, было снято или перенесено на другие более поздние сроки, что явилось следствием допущенных ошибок как при формировании программ, так и в процессе управления их реализацией [136] . Поэтому разработку методических, а тем более математических основ формирования научно-технических программ нельзя считать завершенной.

Эффективность научно-технических программ во многом определяется этапом их формирования, поэтому важное значение имеет разработка методов формирования научно-технических программ, предусматривающих наиболее полную реализацию преимуществ программы перед обычным планом, так называемые, программные эффекты. В литературе их называют по-разному - эффекты системного взаимодействия, программные, синергические, эмерджентные и т.п. Перечисленные эффекты изучались М.Виленским (1976 г.), В.Красовским (1976 г.), Л.М.Гатовским (1979 г.), В.Г. Фельенбаумом (1982 г.), Г.М.Добро-вым (1982 г.) и др.

Одной из проблем, требующей дальнейшей разработки, является выявление и оптимизация общепрограммных эффектов научно-технических программ, под которыми мы понимаем, наряду с достижением намеченного целевого результата, сокращение сроков разработки программ и требуемых ресурсов за счет релевантного подбора исполнителей, типизации разработок, совместного использования научно-технического потенциала, расширение сферы использования промежуточных результатов и другие эффекты, получаемые в результате проведения специальных организационно-технических мероприятий, обусловленных спецификой программного управления. Эти эффекты присущи многим научно-техническим программам независимо от их предметного содержания, поэтому мы их назвали общёпрограммными эффектами. Методы формирования научно-технических программ, направленные на наибольшую реализацию перечисленных выше эффектов, недостаточно изучены и разработаны. Одной из причин этого является то,что различные виды общепрограммных эффектов оказываются, как правило, противоречивыми, то есть в условиях ограниченности ресурсов наиболее полная реализация одних общепрограммных эффектов приводит к уменьшению степени проявления других. Таким образом, необходимой предпосылкой к созданию методов формирования научно-техничес-

ких программ является разработка алгоритмов оптимизации общепрограммных эффектов, позволяющих установить наиболее рациональное сочетание уровней реализации этих эффектов в научно-технических программах.

Цель настоящей работы состоит в разработке методов оптимизации общепрограммных эффектов и необходимого программного обеспечения с тем, чтобы создать основу для формирования научно-технических программ с учетом всех присущих им эффектов.

Предметом исследования являются общепрограммные эффекты целевых научно-технических программ. Как уже отмечалось, к их числу, например, относятся:

повышение целевой значимости программы за счет полного описания предметной области и цели программы и целенаправленного поиска, подбора и включения заданий;

экономия времени и средств в народном хозяйстве за счет передачи в практику промежуточных результатов и максимальное их внедрение как внутри программы, так и вне программы;

повышение качества результатов за счет оптимального подбора исполнителей и управления их загрузкой;

уменьшение сроков и снижение затрат на выполнение заданий программы за счет типизации разработок и др.

Разрабатываемые в диссертационной работе методы и алгоритмы оптимизации общепрограммных эффектов ориентированы на определенный класс научно-технических программ. По содержательной направленности эти программы можно определить как "программы организационного характера" или "целевого развития", а по характеру связей между заданиями и их влиянию на конечный результат «сак "комплекснодискретные" (смотри классификацию, приведенную в [75, с.54,56 ] ). Это достаточно широкий класс программ, включающий в частности, программы охраны окружающей среды, развития производ-

ства и широкого использования новых видов техники, в том числе, информационно-вычислительной, сокращения использования в народном хозяйстве ручного, тяжелого и малоквалифицированного труда, совершенствования управления научно-техническим прогрессом и др. Основное внимание в этих программах уделяется полноте достижения конечных целей, обоснованному поиску и включению в программу тех или иных заданий, четкому подбору исполнителей, экономии времени, денежных и других видов ресурсов за счет использования типовых решений, совместного использования научно-технического потенциала и т.п.

Основы развиваемого в диссертационной работе подхода заключаются в следующем.

Анализируется влияние, оказываемое программно-целевым подходом, на все элементы взаимодействующей системы "ресурсы -форма деятельности - конечный результат". На основе этого анализа формируется обладающий логической полнотой перечень общепрограммных эффектов как многоаспектная оценка мер и мероприятий, реализуемых в рамках программной деятельности. Для описания отдельных общепрограммных эффектов, вошедших в этот перечень, разрабатываются математические модели, представляющие собой совокупность линейных соотношений, связывающих непрерывные и дискретные переменные величины. Объединение этих моделей позволяет получить модель планирования общепрограммных эффектов, отражающую организационные, технические и другие связи между заданиями и исполнителями и влияние (сколь угодно отдаленное) выполнения одних заданий на эффективность других.

Использование существующих методов векторной оптимизации позволяет при условии задания различных вариантов управляющих параметров (например, коэффициентов относительной значимости показателей общепрограммных эффектов) генерировать ряд эффективных

научно-технических программ, обладающих различной степенью реализации общепрограммных эффектов. Для преодоления вычислительной сложности решаемых при этом задач целочисленного линейного прог-, раммирования разработаны специальные алгоритмы.

На основе сгенерированной совокупности (так называемого предварительного банка) оптимальных вариантов научно-технической программы осуществляется человеко-машинный диалоговый выбор предпочтительного варианта программы с использованием метода агрегированного учета неопределенности при выборе решений [108 1 .

При разработке описанного подхода и его математического обеспечения в диссертации получены следующие новые теоретические результаты:

  1. Разработан перечень общепрограммных эффектов научно-технических программ.

  2. Разработана математическая модель планирования общепрограммных эффектов, которая в дополнение к существующим моделям научно-технических программ ориентирована на формализованное описание мер и мероприятий, реализуемых в рамках программного подхода с целью достижения общепрограммных эффектов.

  3. Введено и обосновано понятие оптимальности общепрограммных эффектов, разработана процедура их оптимизации, предусматривающая генерирование предварительного банка эффективных вариантов программ и выбор на его основе предпочтительного варианта программы.

  4. Разработаны нетрудоемкие алгоритмы автоматизированного генерирования предварительного банка для частных случаев научно-технических программ.

  5. Введено и обосновано понятие полноты предварительного банка эффективных вариантов программы и разработаны методы ее оценки.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в следующем:

1. Разработана система процедур формирования научно-техни
ческих программ, которая в дополнение к принятым обеспечивает
планирование и оптимизацию общепрограммных эффектов формируемой
программы. Разработанные процедури и соответствующие алгоритмы
включены в состав методического обеспечения взаимодействия орга
нов народного хозяйства при формировании долгосрочных научно-
технических программ автоматизации управления, разработанного в
соответствии с заданием 01.01., предусмотренным программой по
решению научно-технической проблемы 0.80.02: "Создать и ввести

в эксплуатацию новые и развить действующие автоматизированные системы управления (АСУ) общесоюзных и республиканских органов, областей. Провести работы по обеспечению объединения АСУ различных уровней в Общегосударственную автоматизированную систему сбора и обработки информации для учета, планирования и управления" (приложение № 23 к постановлению ГКНТ и Госплана СССР от 8 декабря 1980 г., № 491/244).

  1. Разработанные процедуры и математические методы использовались при формировании Долгосрочных целевых программ автоматизации управления в Минэнерго СССР и Минцветмете СССР. Это позволило добиться рационального сочетания общепрограммных эффектов, повысить логическую полноту программ в среднем на 20$, исключить неэффективное использование средств, направленных на выполнение технологически неподготовленных работ, обеспечить рациональную загрузку исполнителей с учетом их специализации.

  2. Создано и реализовано на ЕС ЭВМ математическое обеспечение для оптимизации общепрограммных эффектов научно-технических программ. При этом использованы как существующие алгоритмы векторной оптимизации и принятия решений в условиях неопределенности,

согласованные с особенностями разрабатываемого подхода, так и специально разработанные автором методы и алгоритмы, включенные в Государственный фонд алгоритмов и программ (№ гос.рег.П004226).

Результаты диссертационной работы использовались во Всесоюзном НИИ проблем организации и управления при ГКНТ в ходе совместно проводимых с Куйбышевским инженерно-строительным институтом исследований при выполнении постановления ГКНТ № 125 от 31. 03.80 года о формировании предложений по совершенствованию управления наукой и техникой и названного вьше задания 01.01.ДІ.программы по решению научно-технической проблемы 0.80.02, в С0ПС при АН УССР в качестве методического и программного обеспечения деловой игры "ПРОГРАММА", проводимой с руководящими работниками министерств

и ведомств - разработчиками целевых комплексных программ республиканского уровня. Деловая игра используется также на ФПК Киевского института народного хозяйства и Куйбышевского инженерно-строительного института.

Разработанное в диссертации математическое обеспечение использовалось при разработке программы работ по совершенствованию системы управления электротехнического завода (г.Мытищи), а также на ряде других промышленных предприятиях, что позволило получить экономический эффект в размере 142 тыс.р.

На защиту автором выносятся следующие основные положения:

  1. Оптимизация общепрограммных эффектов на этапе формирования научно-технических программ является одним из основных факторов, предопределяющих эффективность научно-технических программ.

  2. Разработанная математическая модель планирования общепрограммных эффектов адекватно описывает основные общепрограммные эффекты и дает возможность построить теоретически обоснованную

и практически реализуемую процедуру их оптимизации.

- II -

3. Расчленение и автоматизация процедуры оптимизации обще
программных эффектов на две стадии:

построение предварительного банка эффективных вариантов программ, осуществляемое головной организацией по формированию программы, как результат зондирования допустимого множества вариантов программ,

оперативный и нетрудоемкий диалоговый выбор предпочтительного варианта непосредственно ЛПР делает указанную процедуру реализуемой в реальных условиях, когда время, выделяемое ЛПР, жестко регламентировано.

4. Разработанные алгоритмы формирования эффективных (паре-
то-оптимальных) вариантов научно-технических программ при их
упрощенной структуре и алгоритмы оценки полноты предварительного
банка эффективных вариантов программы корректны и обладают хоро
шими эксплуатационными характеристиками.

5.Разработанное математическое обеспечение оптимизации общепрограммных эффектов может быть использовано при формировании реальных научно-технических программ.

б. Формируемые на основе разработанных процедур и математического обеспечения первоочередные направления совершенствования управления наукой и техникой и пятилетняя программа автоматизации управления в отрасли имеют оптимальное сочетание показателей, характеризующих ресурсные характеристики, целевые характеристики, обеспеченность научным заделом и др.

Диссертационная работа изложена на 142 страницах машинописного текста, включает 26 рисунков и 21 таблицу, состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы и приложения.

В первой главе разработан логически полный перечень общепрограммных эффектов, обосновывается специфика их оптимизации и предлагается соответствующая система процедур, дополняющих

общую схему формирования научно-технических программ, анализируются математические методы, которые предполагается использовать при реализации предложенных процедур.

Во второй главе разрабатывается математическая модель планирования общепрограммных эффектов научно-технических программ, алгоритмы генерирования предварительного банка эффективных вариантов программы и метод оценки полноты этого банка.

Третья глава посвящена анализу использования разработанного подхода, математических методов и машинных алгоритмов при формировании научно-технических программ различного уровня. Рассчитываются первоочередные направления совершенствования управления наукой и техникой в стране, оценивается целевая полнота Долгосрочных целевых программ автоматизации управления в Минэнерго и Минцветмете СССР (ДЦДА) и рассчитывается эффективная программа автоматизации управления отрасли на пятилетний период. Формируется пусковой комплекс НТД на систему управления электротехнического производственного объединения.

Так, например, целевая полнота ДЦЦА обеспечивалась за счет структурного анализа исходного множества заданий, который включал выделение родо-видовых связей ( или же часть - целое) между понятиями предметной области и обобщение заданий путем замены в них видовых понятий на соответствующие им родовые (при условии сохранения синтагматической структуры задания). Выявленные таким образом обобщенные задания верхнего уровня (их оказалось пять) позволили уяснить основное содержание программы и обеспечить соответстве исходного множества заданий этому содержанию. Обратная операция расширения обобщенных заданий с учетом родо-видовых связей позволила выявить необходимые для логической полноты программы дополнительные задания, которые по нашему предложению были включены в окончательную редакцию ДЦПА.

- ІЗ -

Расчет НТПА производился с использованием разработанной в главе Z математической модели. Она учитывала такие общепрограммные эффекты как полноту реализации программы, экономический эффект от реализации ИОАСУ, релевантность выполнения заданий программы (доля имеющегося научно-технического потенциала исполнителя задания по отношению к необходимому для выполнения задания программы)дополнительный экономический эффект, возникающий за счет целевой полноты программы, экономию средств за счет обеспечения единства проектирования, а также за счет совместного использования разрабатываемого научно-технического потенциала (ВЦКП, баз данных, отраслевых фондов алгоритмов и программ и т.п.). Модель учитывала требования к технологической последовательности разработки основных заданий и возможность перераспределения централизованных средств между отдельными организациями^исполнителями.

Реализованная на ЭВМ модель НТПА, содержащая более 200 переменных и соотношений, позволила сгенерировать необходимый банк парето-оптимальных вариантов программы и выбрать на его основе предпочтительный вариант, обладающий наилучшим сочетанием перечисленных выше общепрограммных эффектов.

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в восьми статьях и четырех научно-технических отчетах, а также докладывались на семи Всесоюзных конференциях, семинарах и совещаниях.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net