Библиотечный каталог авторефератов Украины

Національний аерокосмічний університет імені М.Є. Жуковського

"Харківський авіаційний інститут"

СОРОКІНА Ірина Анатоліївна

УДК 65.012

МОДЕЛІ, МЕТОДИ І ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ДЕЦЕНТРАЛІЗАЦІЇ УПРАВЛІННЯ РЕСУРСАМИ РОЗПОДІЛЕНИХ СИСТЕМ ФУНКЦІОНАЛЬНО НЕОДНОРІДНИХ ОПЕРАЦІЙНИХ ПІДРОЗДІЛІВ В УМОВАХ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ

05.13.06 – автоматизовані системи управління та

прогресивні інформаційні технології

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків – 2005

       Дисертацією є рукопис.

       Робота виконана в Національному аерокосмічному університеті імені М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут", Міністерство освіти і науки України

       Науковий керівник -        кандидат технічних наук, доцент

               Лисенко Олександр Іванович ,

       Національний аерокосмічний університет

               імені М.Є. Жуковського "ХАІ",

               доцент кафедри менеджменту.

       Офіційні опоненти:

• доктор технічних наук, професор Раскін Лев Григорович, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", професор кафедри Економічної кібернетики і маркетингового менеджменту;
• кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Кучук Георгій Анатолійович, начальник науково-дослідного відділу інформаційно-обчислювального центру Харківського університету повітряних сил, Міністерство оборони України.

       Провідна установа

       Харківський національний університет радіоелектроніки, кафедра інформаційних управляючих систем, Міністерство освіти і науки України

       Захист відбудеться " 10 " червня 2005 р. о  14   годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.062.01 у Національному аерокосмічному університеті імені М.Є. Жуковського "ХАІ" за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова 17, радіотехнічний корпус, ауд. 232.

       З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аерокосмічного університеті імені М.Є. Жуковського "ХАІ" за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17.

       Автореферат розісланий " 4  "  травня    2005 р.

       Вчений секретар

       спеціалізованої вченої ради        Латкін М.О.ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

       Актуальність теми роботи. В багатьох сферах людської діяльності, зокрема в  економіці та соціології, велику роль відіграє раціональний розподіл ресурсів. Особливого значення ця проблема набуває в тому випадку, коли вирішують задачі, пов'язані з розподілом обмеженого ресурсу. Ефективність розподілу обмеженого ресурсу однозначно пов'язана з якістю роботи функціональних підрозділів систем, а також цих систем у цілому.

Отже, підвищення ефективності різних об'єктів може залежати від розподілу ресурсів. Проблема раціонального розподілу ресурсів особливу актуальна в умовах невизначеності, породженої нестабільністю ринкової економіки

Вирішення даної проблеми вимагає розробки економіко-математичних моделей, що дозволяють оцінити й аналізувати різні концепції організації управління при нестабільності функціонування.

В умовах відсутності однозначності як екзогенних, так і ендогенних факторів процес планування (вирішення задачі раціонального розподілу ресурсів не що інше, як один з елементів процесу планування) повинен передбачати деяку процедуру узгодження планів діяльності зі всіма елементами розподіленої структури.

Таким чином, одним із шляхів підвищення ефективності діяльності виробничих систем є децентралізація управління шляхом делегування функціональним (операційним) підрозділам визначеної частки повноважень щодо прийняття управлінських рішень.

У зв'язку з цим  актуальною стає науково-прикладна задача визначення кількісного співвідношення ступеня децентралізації управління і величини неузгодженості фактичних і планових витрат.

       Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Подана робота виконувалася  в   рамках НДР   каф. 602  Національного   аерокосмічного   університету               ім. М.Є. Жуковського за держбюджетною темою Д 602-60/2001 "Розробка інформаційно-аналітичних методик аналізу  бізнес-процесів" № ДР 0102U004894 Інв. № 0203U000523 і за договорами про науково-технічне співробітництво 602-13/02 і 602-15/02 , результатом яких були науково-технічні звіти  "Структурний синтез організаційного управління виробничо-збутовими процесами в умовах ризику і  невизначеності ринку "  № ДР 0103U000013 , Інв. № 0203U002601 і "Концептуально-аналітичне моделювання принципів організаційного управління фінансово-кредитними  процесами в  умовах неповної чи асиметричної  інформації"  №  ДР 0103U000014, Інв. № 0203U002600.

Роль автора в цих НДР і проектах, у яких дисертант була безпосереднім виконавцем, полягає в аналізі і розробці методів і моделей децентралізації управління ресурсами в умовах нестабільності функціонування досліджуваних систем.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є  підвищення ефективності функціонування розподілених виробничо-збутових і кредитно-фінансових систем в умовах нестабільності параметрів зовнішнього середовища.

Для досягнення поставленої мети вирішено такі задачі:

1. проаналізувати і класифікувати методи та механізми підвищення ефективності функціонування розподілених систем операційних підрозділів в умовах невизначеності зовнішніх факторів;
2. формалізувати залежність результату діяльності операційного підрозділу від величини використовуваних фінансових засобів;
3. розробити модель жорсткої централізації управління ресурсами розподіленої системи функціонально неоднорідних операційних підрозділів  і визначити оптимальний розподіл витрат;
4. розробити модель узгодженого управління ресурсами розподіленої системи функціонально неоднорідних операційних підрозділів  і визначити раціональний розподіл витрат;
5. розробити модель відкритого управління ресурсами розподіленої системи функціонально неоднорідних операційних підрозділів  і визначити раціональний розподіл витрат;
6. розробити інформаційну технологію оцінки ефективності децентралізації управління залежно від величини неузгодженості фактичних і планових витрат розподіленої системи функціонально неоднорідних операційних підрозділів;
7. апробувати отримані інструментальні засоби аналізу ефективності децентралізації управління ресурсами реальних виробничо-збутової та кредитно-фінансової  організацій.

Об'єкт дослідження – процес децентралізації управління ресурсами розподілених систем функціонально неоднорідних операційних підрозділів, технологічно зв’язаних між собою.

Предмет дослідження – інформаційна технологія оцінки ефективності децентралізації управління ресурсами розподілених виробничо-збутових і кредитно-фінансових систем в умовах нестабільності параметрів зовнішнього середовища.

Методи дослідження. У даній роботі використано такі методи: методи регресійного і кореляційного аналізу, теорії ймовірності і математичного програмування, методи теорії ігор.

       Наукова новизна одержаних результатів. У дисертаційній роботі отримані наступні результати, що мають наукову новизну:

вперше одержано:

• ігрову модель відкритого управління ресурсами розподілених систем функціонально неоднорідних підрозділів, що дозволяє визначати трансфертні ціни внутрішньосистемних передач ресурсів, у відступі від яких не зацікавлена жодна зі сторін, що оперують;
• метод визначення раціонального ступеня децентралізації управління ресурсами кредитно-фінансової та виробничо-збутової систем залежно від величини неузгодженості планованих і фактичних витрат, що на відміну від існуючих дозволяє кількісно оцінити інтервали ефективності різних механізмів управління;

удосконалено:

• модель узгодженого управління ресурсами в системі функціонально неоднорідних операційних структур, технологічно зв’язаних між собою;

дістало подальший розвиток:

• метод вирішення дворівневої ієрархічної гри з фіксованою послідовністю ходів, у якій дослідження операції виконується з позиції функціонально неоднорідних і технологічно взаємозв’язаних виконавчих елементів (центрів діяльності), що прагнуть максимізувати обсяг свого виробництва.

       Практичне значення одержаних результатів. Практична цінність результатів дисертації полягає в розробці нового підходу до вирішення науково-прикладної задачі кількісної оцінки ступеня децентралізації управління залежно від величини нестабільності витрат з позиції підвищення ефективності діяльності розподіленої системи функціонально неоднорідних операційних підрозділів.

У практику підприємств і організацій впроваджені такі результати виконаних досліджень: графоаналітичний метод визначення ефективного ступеня децентралізації управління витратами за різними напрямками діяльності організації залежно від величини нестабільності зовнішніх факторів використано у ВАТ ”Великобурлуцький сироробний завод”, с.м.т. Великий Бурлук Харківської області, що дозволяє підвищити ефективність управління витратами виробничо-збутової системи; метод встановлення трансфертних цін внутрішньосистемних передач фінансових ресурсів, оснований на ігрових принципах управління витратами розподілених систем використовувався в Акціонерному Східно-Українському банку ”ГРАНТ”, м. Харків, що дозволяє оцінити рентабельність кожного операційного підрозділу банку; інформаційну технологію візуалізації аналізу ефективності децентралізації управління витратами операційних підрозділів впроваджено в навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут", що дозволило підвищити ефективність навчального процесу за фахом ”Менеджмент організацій”.

       Особистий внесок здобувача. У роботах, опублікованих разом зі співавторами, здобувачу належать такі результати: ігрова модель визначення трансфертних цін внутрішньосистемних передач ресурсів у розподіленій структурі [1], метод оцінки рентабельності технологічно пов’язаних функціональних підрозділів розподіленої системи [6,14], модель жорсткої централізації управління витратами в розподіленій структурі [2,13], модель узгодженого  управління витратами в розподіленій структурі [3,11], модель відкритого управління витратами в розподіленій структурі [12,15], ігрова модель формування стратегії діяльності підприємства в умовах ринкової невизначеності [4,10], аналітичний інструментарій кількісної оцінки кордонів ефективного використання децентралізації управління ресурсами [5,7], графоаналітичний інструментарій вибору необхідного ступеня децентралізації управління залежно від величини неузгодженості фактичних і планових витрат[8,9].

       Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертації доповідалися й обговорювалися на засіданнях кафедри менеджменту Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" і були представлені на науково-технічних  конференціях: міжнародній науково-технічній конференції "Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ 2001", м. Харків, 2001 р.; міжнародній науково-технічній конференції "Інформаційні комп'ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ 2002", м. Харків, 2002 р.; міжнародній науково-практичній конференції "Динаміка наукових досліджень", м. Дніпропетровськ, 2002 р.; міжнародній науково-практичній конференції "Сучасні технології в менеджменті", м. Алушта, 2003 р.; міжнародній науково-технічній конференції "Інформаційні комп'ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ 2003", м. Харків 2003 р.; II Міжнародній науково-практичній конференції "Сучасні технології в економіці і керуванні підприємствами, програмами і проектами", м. Алушта, 2004 р.; міжнародній науково-технічній конференції “Інформаційні комп’ютерні  технології в машинобудуванні  ІКТМ 2004”, м. Харків, 2004 р.

       Публікації. Основні результати дисертації опубліковані в 15 роботах, із них 5 статей у збірниках наукових праць, 7 матеріалів і тез конференцій, 3 звіти про науково-дослідні роботи.

       Структура роботи. Дисертація має вступ, 5 розділів, висновки, викладена на 164   сторінках, що містять 2 рисунки на 1 окремій сторінці, 10 таблиць на 5 окремих сторінках, список з 136 використаних літературних джерел на 12 окремих сторінках і 4 додатки на 14 окремих сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

       У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, показано наукову та прикладну спрямованість, сформульовано мету роботи та задачі дослідження, які потрібно вирішити для її досягнення. Подано коротку характеристику результатів дослідження, ступеня їх апробації й опублікування.

       У першому розділі була проаналізована проблема раціонального розподілу ресурсів в умовах невизначеності функціонування і сформульовані задачі дослідження.

Як модель дослідження розглянуто дворівневу ієрархічну систему, в якій операційні підрозділи (центри діяльності) виконують різнорідні функції , але технологічно пов’язані  між собою під управлінням єдиного центру (центру відповідальності). При цьому одні центри діяльності ЦДi є ресурсостворюючими , а інші центри діяльності ЦДj є ресурсореалізуючими.

Кожний виконавчий елемент описаний за допомогою деякої факторної моделі, що відображає функціональну залежність результатів його діяльності від факторів, які зумовили ці результати (прямих і непрямих витрат), у вигляді виробничої функції типу Кобба-Дугласа з убутною віддачею:

.                                                        (1)

Були розглянуті різні організаційно-економічні механізми управління витратами в розподіленій структурі, і на основі цього сформульована основна задача дослідження: при заданій величині неузгодженості фактичних  і планових прямих витрат

                                                       (2)

визначити необхідний ступінь децентралізації управління

   ,                                                        (3)

де величина виробничих витрат, що задається k-м центром діяльності, величина виробничих витрат k-го центру діяльності, що задається центром відповідальності; ,

за наступних  умов:

де функція

                       (4)

характеризує  ефективність функціонування системи.

       У другому розділі дослідження операції проведено з позиції принципу жорсткої централізації управління, що характеризується тим, що центр управління будує свою стратегію (вибір ), виходячи із загальної мети функціонування системи , при повному ігноруванні локальних інтересів функціональних підрозділів .

У даному випадку оптимальний розподіл виробничих витрат визначається максимізацією ефективності функціонування всієї системи в цілому (4) за умов:

; ; ; , ; ,

де N0 – беззбитковий обсяг реалізовних ресурсів; W0 – величина коштів, на які можна розраховувати.

Рішення знайдено за допомогою методу множників Лагранжа.

       У третьому розділі розглянуто механізм узгодженого управління витратами на основі розділення цілей центрів відповідальності й центрів діяльності з пріоритетом  у діях останніх.

Центр відповідальності (ЦВ) прагне максимізувати ефективність функціонування всієї системи в цілому:

,

оптимізуючи розподіл прямих витрат  .

Кожний центр діяльності ЦДк , вибирає величину своїх непрямих витрат , виходячи з максимізації власного обсягу “ виробництва ”:

Задача моделюється дворівневою ієрархічною грою з фіксованою послідовністю ходів, у якій кожен учасник операції має у своєму розпорядженні власні управління і переслідує свої локальні цілі.

Вирішення отриманої гри зводиться до послідовного розгляду задачі параметричної оптимізації та безкоаліційної гри рівноправних осіб із забороненими ситуаціями.

Задача параметричної оптимізації зводиться до наступного задачі математичного програмування:                                        ,

.

Її рішення наведено у вигляді складних скалярних функцій векторного аргументу :

, ; ,                    (5)

де ,   ,

що задані в неявному вигляді системою рівнянь:

                                                       (6)

в якій індекс l вибирають з таких умов:

                            (7)

де

Отже, є (m+n) рівноправних учасників операцій (гравців), інтереси яких характеризуються наступними цільовими функціями:

       (8)

де       

Кожний учасник операції має у своєму розпорядженні можливі дії з множини

                               (9)

Функції виграшів гравців визначають на множині ситуацій:

       .        (10)

Операції розглядаються на множині ситуацій

                                       (11)

Рішення гри  визначається як рівноважна ситуація Неша (Nash):

,                        (12)

де    ; ,

З аналізу функцій виграшу за різних умов зв'язку на відповідних множинах визначення випливає, що завжди оптимальна точка належить псевдовгнутій функції 

.                        (13)

Рішення повинно задовольняти вимоги:

                                                       (14)

Виконання умов

; ; ;,       (15)

гарантує ,  .

При запланованому обсязі виробництва N рішення визначають з умов

                                  (16)

При запланованій величині виробничих витрат W рішення визначають з умов

                                  (17)

де

       У четвертому розділі побудовано модель, що дозволяє відповідно до вихідної постановки проблеми визначити раціональний розподіл виробничих витрат окремих центрів діяльності розподіленої системи й оцінити потенційну рентабельність функціонування кожного підрозділу окремо. Необхідні в цьому випадку правила взаємин будують на основі використання принципу відкритого управління. При цьому виникає проблема встановлення так званих трансфертних цін внутрішньосистемних передач фінансових ресурсів від одного підрозділу в інший. Причому підрозділи, що залучають ресурси, зацікавлені в підвищенні трансфертних цін, а ті, що розміщають, – у їхньому зниженні. Від меж установлення цих трансфертних цін залежить внутрішній розрахунковий прибуток тих та інших операційних підрозділів, а значить, і оцінка  управляючим центром результатів їхньої діяльності.

Якщо виробничі витрати центрів діяльності розглядати як суму прямих і непрямих витрат функціонування, то наведені обсяги виробництва можна подати, як такі функції відповідних виробничих витрат:

, ;         .        (18)

Тоді трансфертна ціна внутрішньосистемної передачі ресурсів:

, .                (19)

Цільові функції центрів діяльності ЦДк , :

                         (20)

          (21)

Задача моделюється безкоаліційною грою, вирішення якої

повинно задовольняти умови рівноваги Неша:

;                  (22)

де                                                (23)

З умови (23) з урахуванням (20), (21) випливає:

    (24)

тоді                                 ,  

                             ,  ,

де                      , ,

                 ; .

Оскільки                ,                                       (25)

випливає:                                   ,,                                                   (26)

то необхідні умови безумовного екстремуму цільових функцій

                                                  (27)

є одночасно і достатніми для досягнення глобального максимуму на непорожніх множинах визначення .

З умов (27) випливає:

З урахуванням економічної природи досліджуваних функцій рішенням гри буде

(28)

На підставі всього викладеного вище оптимальний розподіл виробничих витрат при використанні принципу відкритого управління буде таким:

, .

У п'ятому розділі розроблено аналітичний інструментарій вибору ступеня децентралізації управління по елементах виробничих витрат. 

Отримані оптимальні рішення , що відповідають різним організаційно-економічним механізмам управління витратами, дозволяють подати багатовимірну функцію ефективності діяльності системи у вигляді функції однієї відносної змінної шляхом підстановки: , , (рис. 1).

Рис. 1.  Якісний характер функцій

Це дозволяє, в свою чергу, виділити найвигідніші за ефективністю зони застосування різних організаційно-економічних механізмів управління витратами.

Отримані точки , , ,, що визначають межі ефективності різних організаційно-економічних механізмів управління витратами, є функціями ступеня децентралізації управління .

Отже, вибираючи ту чи іншу величину ступеня децентралізації управління в системі , можна завжди ”накрити” зоною узгодженого управління існуючу (прогнозовану) неузгодженість між фактичними і плановими витратами .

Отриманий аналітичний інструментарій вибору ступеня децентралізації управління по елементах виробничих витрат був успішно апробований у практичній діяльності Акціонерного Східно-Українського банку ”ГРАНТ” (рис.2) і ВАТ ”Великобурлуцький сироробний завод”

(рис. 3).