|
Херсонський національний технічний університет
Пляшкевич Олена Миколаївна
УДК 517.977, 681.3.06
МОДЕЛІ, МЕТОДИ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
ОПТИМІЗАЦІЇ УПРАВЛІННЯ
СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИМИ ПІДПРИЄМСТВАМИ
05.13.06 – автоматизовані системи управління
та прогресивні інформаційні технології
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Херсон - 2005Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Херсонському державному аграрному університеті на кафедрі економічної кібернетики Міністерства агропромислового комплексу України.
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор
Марасанов Володимир Васильович, Херсонський державний аграрний університет, завідувач кафедри економічної кібернетики
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор
Шарко Олександр Володимирович, Херсонський
національний технічний університет,
професор кафедри загальної та прикладної фізики
кандидат технічних наук, доцент
Хошаба Олександр Мирославович, Вінницький
національний технічний університет, доцент кафедри
інтелектуальних систем
Провідна установа: Харківський національний університет
радіоелектроніки, кафедра системотехніки,
Міністерство освіти і науки України, м. Харків.
Захист відбудеться ”25” травня 2005 р. о 9.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 67.052.01 Херсонського національного технічного університету за адресою: 73008, м. Херсон, Бериславське шосе 24, корп.1, ауд, 223.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Херсонського національного технічного університету за адресою 73008, м. Херсон, Бериславське шосе 24, корп.1.
Автореферат розісланий ”21” квітня 2005 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Костін В.О.ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Функціонування сільськогосподарських підприємств в умовах ринкової економіки вимагає нових підходів до оптимального управління. Рішення задачі оптимального управління сільськогосподарським підприємством, приводить до рішення задачі керування у вигляді розподілу ресурсів між галузями господарства. Необхідність знання стану ринку приводить до задачі управління динамічною системою зі зворотним зв'язком. В якості ланки зворотного зв'язку буде виступати ринок. Знаходження оптимального управління, яке визначає найбільшу ефективність результатів функціонування, передбачає побудову моделей об'єктів управління, а також рішення багатокрокової задачі знаходження оптимального управління при заданому функціоналі ефективності функціонування.
Рішення даної проблеми не можливо без використання інформаційних технологій, які базуються на сучасній комп'ютерній техніці.
Науковою базою для дисертаційних досліджень стали роботи Бусленко Н.П., Вагнера Г., Гейла Д., Люнга Л., Ледсона Л.С., Марчука Г.І., Марасанова В.В., Кузнєцова Ю.А., Шарко О.В., Кротова В.Ф., Попова Н.А., Хеді Э., Ділона Д., Хошаби О.М.
Актуальність теми. В сучасних соціально – економічних умовах вимоги до ефективності функціонування сільськогосподарського підприємства не відповідають можливостям традиційного керування. Тема роботи, яка орієнтована на створення інформаційних методів і моделей сільськогосподарського підприємства, дозволяє вирішувати задачі вибору управлінських рішень по окремих областях, а також по господарству в цілому на основі порівняльного аналізу виробничих функцій.
Задача, особливо актуальна, в умовах ринкової економіки і спроба вирішувати цю задачу в умовах конкуренції, безумовно, може бути використана керівником господарства. Тому проведення нових досліджень, розробка моделей, алгоритмів, методів, програм, інформаційних технологій для удосконалення функціонування агропромислового комплексу є актуальною науковою задачею.
Зв’язок з науковими програмами, планами, темами. Тематика дисертаційної роботи, мета й основні задачі відповідають державним науково-технічним програмам, що сформульовані в Законах України “Про наукову і науково-технічну діяльність”, “Про основи державної політики в сфері науки і
науково-технічної діяльності”, “Про професійно-технічну освіту”, “Про національну програму інформатизації”, “Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки”, а також планам найбільш важливих науково-технічних робіт Міністерства утворення і науки України:
6- Інформатика, автоматизація і приладобудування;
6.2.2. – Перспективні інформаційні технології і системи.
Дисертаційна робота є складовою частиною програми дослідження держбюджетної теми Херсонського національного технічного університету (номер державної реєстрації в МОН України №0103U000076) і складовою частиною пошукової науково-дослідної програми кафедри економічної кібернетики Херсонського державного аграрного університету “Системний аналіз підприємств агропромислового комплексу і прийняття оптимальних рішень”.
При виконанні науково-дослідної роботи роль автора полягає у розробці моделей і методів для визначення оптимальних обсягів продукції, яка випускається, і для визначення максимального прибутку сільськогосподарських підприємств.
Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка методів і моделей прогнозування розвитку багатогалузевого сільськогосподарського підприємства на основі кількісного аналізу виробничих можливостей підприємства і поводження виробника в різних ринкових умовах. Дана задача здійснюється за допомогою наступних задач дослідження:
- аналіз методів динаміки функціонування багатогалузевих підприємств;
- виконання аналізу основних агрегованих фактів розвитку;
- розробка аналітичних взаємозв'язків між вхідними і вихідними величинами (галузевих виробничих функцій);
- розробка динаміки сільськогосподарських підприємств – магістралі розвитку;
- розробка інформаційних моделей – узагальнених динамічних моделей Леонтьєва;
- розробка оптимальних керувань на основі достатніх умов оптимальності;
- розробка інформаційних технологій дослідження моделей сільськогосподарських підприємств.
Об'єктом дослідження є сільськогосподарські підприємства з об'єднаними паями.
Предмет дослідження – динамічні моделі і методи прийняття рішень по оптимальному управлінню сільськогосподарських підприємств в умовах перехідної економіки.
Методи дослідження - методи побудови моделі поводження виробника в різних ринкових умовах, моделі максимізації прибутку, задачі попиту та пропозиції продукції, і їх оптимізація на основі принципу оптимальності. Реалізація даних методів зроблена на основі сучасних інформаційних технологіях, які дозволяють знайти кінцевий результат.
Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному:
- використаний і адаптований похід до моделювання динаміки сільськогосподарського підприємства;
- проведене моделювання процесу функціонування сільськогосподарських підприємств на основі законів збереження валового продукту;
- вперше, на основі достатніх умов оптимальності, побудована оптимізаційна модель сільськогосподарського підприємства і знайдені оптимальні методи управління;
- вперше проведене порівняння виробничих функцій сільськогосподарських підприємств зі серєдньогалузевими виробничими функціями;
- розроблені нові інформаційні технології побудови моделей сільськогосподарських підприємств і прийняття оптимальних управлінських рішень;
- запропоновані рекомендації з розподілу засобів між галузями, що дозволяє максимізувати загальний прибуток господарств.
Практичне значення отриманих результатів. Створені моделі, які реалізовані у вигляді алгоритмів і програм, дозволяють одержувати необхідну прогнозуючу інформацію для прийняття рішень у реальному масштабі часу і підвищувати ефективність функціонування сільськогосподарського підприємства.
Розроблені моделі і їх реалізації у виді програм використовуються в навчальному процесі Херсонського державного аграрного університету при підготовці економістів, бухгалтерів і менеджерів агропромислового комплексу.
Результати досліджень, розроблені моделі, методика розрахунку й оптимізації співвідношення галузей використовуються в процесі планування і реалізації продукції, а також впроваджені в сільськогосподарських підприємствах СК ім. Леніна, ТОВ “Світанок”, агрофірма “Сиваш” Новотроїцького району Херсонської області. Практичне впровадження підтверджене документально.
Особистий внесок здобувача лежить у постановці й обґрунтуванні задач і мети дослідження, в критичному аналізі науково-технічній літературі, детальному дослідженню функцій сільськогосподарських підприємств. Автором проведений практичний аналіз, на основі якого було запропоновано створити адаптовану до задач дисертаційних досліджень інформаційну технологію, при цьому сформульовані алгоритми досліджень і визначені вимоги до кінцевих результатів досліджень; розроблені математичні моделі для визначення максимального обсягу продукції, яка випускається, максимального прибутку господарства й
оптимального поводження виробника в різних ринкових умовах; розроблені алгоритми і створений програмний продукт.
Наукові положення, рекомендації, практичні результати, які приведені в дисертаційній роботі і виносяться на захист, належать авторові і не містять результатів, що належать співавторам, разом з якими опубліковані наукові праці.
Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи заслуховувалися на наукових семінарах кафедри економічної кібернетики Херсонського державного аграрного університету; на семінарах кафедри інформаційних технологій і дизайну Херсонського національного технічного університету; на семінарах кафедри системотехніки Харківського національного університету радіоелектроніки; на першій Всеукраїнській конференції студентів і аспірантів “Сучасні технології ведення бізнесу в Україні” (Київ, 2002); на VII міжнародній науково-практичній конференції “Наука і освіта' 2004” (Дніпропетровськ, 2004); на VI науково-практичній конференції “Інформаційні технології в освіті і управлінні” (Нова Каховка, 2004); на науковій конференції “Проблеми ефективного функціонування АПК в умовах нових форм власності і господарювання” (Київ, 2001); на науковій конференції “Ринкова трансформація економіки АПК” (Київ, 2002)
Публікації. Основні результати виконаної роботи відображені в 13 наукових працях, що входять у перелік ВАК України. Серед них 6 статей у спеціалізованих виданнях, 4 статті в матеріалах конференцій.
Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з введення, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел, додатків. Дисертація містить 172 сторінки тексту, 22 таблиці, 25 рисунків, 144 найменувань літературних джерел. Обсяг додатків – 42 сторінки.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі дано загальну характеристику роботи, розкрито сутність і стан наукової роботи, обґрунтована актуальність роботи, сформульовані мета та задачі досліджень, наведений перелік отриманих результатів, характеризується наукова новизна і практична цінність. Наводиться зв'язок роботи з науковими програмами та темами університету, де вона виконана.
У першому розділі розглянуті особливості перехідного періоду, приведена класифікація методів ідентифікації динамічних об'єктів при різній апріорній інформації.
Перехід до ринкової економіки потребує від підприємців підвищення ефективності виробництва, конкурентноздатності продукції і послуг на основі впровадження досягнень науково-технічного прогресу, ефективних форм господарювання і управління виробництвом, активізації підприємництва, ініціативи і т.п. Важлива роль у реалізації цієї задачі приділяється економічному аналізу діяльності суб'єктів господарювання. З його допомогою виробляються стратегія і тактика розвитку підприємства, обґрунтовуються плани й управлінські рішення, виявляються резерви підвищення ефективності виробництва, оцінюються результати діяльності підприємства, його підрозділів і працівників.
Приведений опис об'єкта – господарства, досліджені взаємозв'язки елементів виробництва, що привело до розгляду технологічної інтерпретації економіки. При розгляді технологічного процесу варто враховувати такі фактори, як праця, основні виробничі фонди і предмети праці.
Для ефективного функціонування сільськогосподарських підприємств, на основі огляду сучасного стану цих підприємств і використання методів матеріального балансу, необхідно розробляти моделі у вигляді диференціальних рівнянь одне- і багатогалузевих господарств, які дозволяють вирішувати задачі ідентифікації динамічних об’єктів.
В результаті розгляду балансових моделей одне-, двох- і багатогалузевих господарств встановлена необхідність використання моделі з урахуванням запізнювання введення основних виробничих засобів, на основі достатніх умов оптимальності, що, у свою чергу, дозволять побудувати основну характеристику збалансованого росту - магістраль підприємства, і, за допомогою неї, здійснювати прогнози росту основних виробничих фондів господарства.
При розгляді двохпродуктової динамічної моделі, припускаємо, що економіка підприємства представлена двома галузями, кожна з яких випускає валову продукцію Х1, X2 і витрачає на відтворення працю, засоби праці і предмети праці. Валовий продукт кожної галузі розподіляється в блоках Рх1, Рх2 відповідно на кінцевий продукт У1, У2 галузей і виробниче споживання W1, W2 - X1=W1+Y1, X2=W2+Y2.
Дослідження економічних процесів сільськогосподарського підприємства за допомогою моделей зводиться до аналізу поводження траєкторій моделі, які імітують реальні процеси, що протікають у даному господарстві.
При реалізації програм управління можливі відхилення від заданої розрахункової траєкторії. Ці відхилення позначаться і на подальшому поводженні господарства. При цьому є два принципово різних результати, викликаних цими відхиленнями. Перший полягає у тому, що
невеликі відхилення від траєкторії в даний момент часу призведуть також до невеликих змін траєкторії в майбутньому. При цьому відхилення в майбутньому можуть бути зроблені, як завгодно малими, за рахунок їх зменшення в сьогоденні. В другому випадку відбувається протилежне. Мале відхилення від траєкторії в даний момент неминуче приводить до її зміни не менше, ніж на визначену величину в майбутньому. У зв'язку з цим запропоновані необхідні і достатні умови стійкості моделі.
На підставі виконаного аналізу сформульовано предмет, задачі і мети дослідження.
В другому розділі розглянута необхідність адаптації і доробки моделей і методів управління сільськогосподарськими підприємствами, використовуючи в якості управлінського впливу обсяг інвестицій. Виконано уточнення моделі запізнювання при освоєнні капітальних вкладень основних виробничих засобів:
V(t) = лI(t) + (1–л) V(t–1),
де V(t) – основні фонди, I(t) – інвестиції в момент часу t,
В розглянутій оптимізаційній моделі в якості критерію оптимальності передбачається максимізувати дисконтировану суму споживання, створюваного протягом усього терміну функціонування:
де С(t) - невиробниче споживання; Θ(t)- функція дисконтування, яка відображає міру переваги споживання, в даний момент часу t, щодо споживання того ж продукту в наступні моменти.
Встановлено необхідність створення, на основі достатніх умов оптимальності, моделі оптимального розвитку сільськогосподарського підприємства, що дозволило розробити основну характеристику збалансованого росту (магістраль) сільськогосподарського підприємства:
де Ь, в- параметри виробничої функції, n, д – долі попиту, м – коефіцієнт амортизації, при обмеженнях 0< Ь<1 і 1- Ь= в.
Для розрахунку основних характеристик, результатів виробничої діяльності господарств, потрібна розробка виробничих функцій галузей.
У третьому розділі – показана необхідність використання виробничої функції, в якості основної характеристики результатів діяльності галузей господарств, яка є аналогом передатних функцій динамічних систем. А також запропонована методика аналізу і побудови виробничих функцій.
Побудовані і проаналізовані виробничі функції в м'ясному тваринництві, що дозволило визначити оптимальну вагу проданої тварини й оптимальний раціон годівлі. Проводилося дослідження для визначення виробничих функцій, ізоквант, ізокліналей, граничних норм заміняємості й інших відповідних економічних показників в кормових раціонах при відгодовуванні великої рогатої худоби. Здобуті моделі поверхонь приросту ваги та ізокванти, рівняння розрахункового загального і додаткового приросту ваги при обраних раціонах в табл.1.
Таблиця 1
Рівняння розрахункового загального і додаткового приросту ваги
Перераховані основні показники вкрай важливі для фермерів, тому що витрати на корми складають близько 75% усіх витрат, зв'язаних з відгодівлею худоби.
Про показники заміняємості окремих видів кормів, при відгодовуванні м'ясної худоби, є мало відомостей, тому однією з задач дослідження було визначення виробничих функцій для відгодівлі худоби й обчислення, на їх основі показників, заміняємості кормів. Виробничі функції визначалися для молодняку великої рогатої худоби, раціон яких складається з кукурудзи, сіна, білкових добавок. Визначалися також функції часу, які показують, скільки часу необхідно для того, щоб тварини, одержуючи різні раціони, досягли заданої ваги.
Знаючи виробничі функції і функції часу, можна порівняти прибуток, отриманий при раціонах з мінімальною вартістю кормів і при раціонах, які забезпечують одержання м'яса заданої якості в мінімальний час.
Побудовані розрахункові значення загального (сумарного) приросту ваги для різних комбінацій кормів (раціонів) при відгодівлі “рядових” і “відбірних” телят, а також розрахункові сумарні витрати часу, необхідного для згодовування кормів.
Установлено, на основі зібраних матеріалів і їх аналізу по діяльності сільськогосподарських підприємств, типи виробничих функцій по галузях рослинництва і тваринництва, а також запропонована методика перебування виробничих функцій.
Побудовано дві виробничі функції, які характеризують підприємства з фіксованою кількістю землі: одна характеризує рослинництво, інша - тваринництво. Функція для рослинництва має вигляд
Yc=acLlcMmcCcc,
де Yc - величина врожаю, Lc - витрати праці, Мc - всі витрати на машини або технічні витрати одного року (у тому числі ремонт, амортизація, пальне, олія і т.п.), Сc - всі річні витрати по вирощуванню врожаю (насіння, добрива, обробка насінь і т.п.).
Функція, яка характеризує продукцію тваринництва (виробництво стада і вирощування худоби), має вигляд
Y1=a1Ll1Cc1,
де Y1 - величина продукції тваринництва за рік (продані тварини + тварини, спожиті на підприємстві + приплід + приріст ваги поголів'я, поставленого на відгодівлю), L1 - витрати праці на стадо, С1 - всі річні капітальні витрати на стадо.
За допомогою побудови і аналізу виробничих функцій, які характеризують діяльність підприємства з фіксованою кількістю землі можна визначити ефективність функціонування підприємства.
Проведене порівняння виробничих функцій, які відбивають показники діяльності по галузях рослинництва і тваринництва по Херсонській області зі середньогалузевими виробничими функціями (рис.1.).
Рис.1. Аналіз діяльності сільськогосподарських підприємств
Показано, що побудовані моделі і зроблений аналіз дозволили намітити замикання моделі, що вимагає, у свою чергу, розглянути задачі поводження споживача в різних умовах. Порівняльний аналіз функції попиту та пропозиції, вихід виробничих функцій і функції попиту дозволяють вирішувати задачі оптимального прийняття рішень в умовах конкуренції.
У четвертому розділі запропоноване моделювання технологій виробництва за допомогою задач виробника в різних ринкових структурах. Дана інформація використовується при розгляді питань розподілу і споживання благ виробником, на основі яких запропонований процес прийняття рішень для керівника сільськогосподарського підприємства.
Основним учасником економічного процесу виробництва, розподілу та споживання благ є виробник, що визначається як деякий економічний об’єкт, який виробляє витрати факторів (ресурсів), таких як земля, труд, засоби виробництва для випуску товарів та услуг, які він продає споживачу на ринку товарів та услуг. Основна задача виробника становить в знаходженні кількості продукції, що випускається та в розрахунку необхідних для її випуску затрат в співвідношенні з прийнятою технологією виробництва та цінами на ресурси.
Розроблена модель визначення кількості продукції, яка випускається, і розрахунку витрат, необхідних для її випуску.
мах у = f(х1,х2,...,хn)
при умовах q1x1+q2x2+…+qnxn=C,x1≥0,x2≥0,…,xn≥0,
де хт - витрати, cj- прибуток від реалізації продукції, qj – ціни на ресурси
В змішаної економіці різноманітні виробники можуть функціонувати при різноманітних ринкових структурах. В наш час особливо цікавить функціонування сільськогосподарських підприємств в умовах досконалої конкуренції (рис.2).
Рис. 2. Оптимальна поведінка виробника в умовах досконалої конкуренції
Отримана інформаційна модель оптимального поводження виробника в умовах конкуренції
за умови  , xj ≥ 0, j =  .
де П – прибуток, Р- ціна продукції, яка випускається, х - витрати праці, f(x) - виробнича функція, q - ціни на ресурси
Запропонована методика визначення максимального прибутку, на основі функцій попиту та пропозиції продукції. Ця задача виникає при розрахунку плану випуску продукції виробником.
Розроблений алгоритм для визначення оптимального управління сільськогосподарських підприємств і машинна реалізація даного алгоритму. Додаток зручний у користуванні, має великі функціональні можливості і простий доступний інтерфейс.
| 
