Математические модели мониторинга и алгоритмы принятия управленческих решений при реализации аналитических ведомственных целевых программ в высшей школе

Актуальность темы

диссертации. Инновационное развитие экономики России на современном этапе в значительной степени зависит от результатов модернизации отечественного образования, одним из приоритетов которой является обеспечение нового качества подготовки специалистов. Важное значение в подготовке специалистов, научных и научно-педагогических кадров имеют научные исследования, проводимые в высшей школе в рамках аналитических ведомственных целевых программ Минобрнауки России (АВЦП). Эти программы представляют собой комплекс взаимосвязанных мероприятий, направленных на решение конкретной задачи в области развития высшей школы России, стоящей перед Минобрнауки России как главным распорядителем средств федерального бюджета. Выполнение в рамках АВЦП научных проектов, результаты которых обеспечивают повышение качества образовательного процесса в вузах, является их отличительной чертой от программ других ведомств, носящих, в основном, характер целевой поддержки и не требующих выполнения научных проектов.

Несмотря на большой опыт России реализации АВЦП, они выполняются с недостаточной результативностью, в частности, из-за отсутствия эффективного управления реализацией АВЦП, необходимым условием которого является проведение мониторинга. Он обеспечивает контроль, анализ и оценку реализации АВЦП, а также представление органам государственного управления своевременной, достоверной, полной информации о ходе реализации АВЦП.

К трудностям проведения мониторинга АВЦП следует отнести значительный документооборот (до десятков тысяч документов), территориальную разобщенность вузов, «ручное» выполнение операций мониторинга. Это приводит к нерациональным ресурсным затратам при проведении мониторинга, как людским, к которым следует отнести количество мониторов на первичном контроле и экспертизе, количество комиссий заказчика, количество экспертов (штатные параметры мониторинга), так и 4 временным (продолжительности и периодичности операций, выполняемых мониторами, исполнителями, заказчиками), и требует принятия управленческих решений как по сокращению продолжительности операций мониторинга, так и по выбору штатных и временных параметров мониторинга.

Общие подходы к построению моделей и алгоритмов принятия управленческих решений в сложных системах рассматривались в работах Гаврилова В. М., Ногина В. Д., Подиновского В. В., Тихонова А. Н., Цветкова В. Я., использовались при исследовании механизмов управления федеральными целевыми программами (работы Баркалова С. А., Баркасова М. С., Буркова И. В., Кульбы В. В., Леонтьева C.B.), оценке научно-исследовательской деятельности в вузах (работы Бетехтиной Е. И., Воронина A.A., Маслова В. Г., Монфор А. О., Цимбала В. А).

Для обеспечения аналитической обработки информации при мониторинге различных процессов в работах Андрониковой Н. Г., Бахмутского А. Е., Буркова В. Н., Данилюка С. Г., Новикова Д. А., Тодосийчука A.B. и др. применялись формально-математические модели отдельных операций мониторинга, таких как проведение конкурсов, экспертиз, оценки результативности научно-исследовательской деятельности.

Тем не менее, в работах названных и других авторов не уделяется должного внимания вопросам сокращения продолжительности операций мониторинга путем совершенствования процессов сбора и обработки информации для формирования документов (таких как задания на выполнение научных проектов и отчетная научно-техническая документация) при реализации АВЦП, а также вопросам обоснования принятия управленческих решений по выбору штатных и временных параметров мониторинга.

На основании проведенного анализа выявлено противоречие между значительными, нерациональными ресурсными затратами на проведение мониторинга АВЦП, с одной стороны, и недостаточной проработанностью вопросов математического моделирования и разработок алгоритмов, обеспечивающих принятие управленческих решений по выбору параметров системы мониторинга АВЦП, с другой стороны.

Таким образом, актуальность приобретают вопросы обоснования управленческих решений по совершенствованию мониторинга АВЦП, базирующегося на математических моделях мониторинга с последующей разработкой алгоритма интерактивного сбора и обработки информации для формирования документов и алгоритма принятия решения по выбору штатных и временных параметров мониторинга АВЦП.

Целью диссертационного исследования является совершенствование системы мониторинга АВЦП путем сокращения продолжительности его операций и обеспечения принятия решения по выбору штатных и временных параметров.

Указанная цель достигается решением следующей научной задачей: разработка марковских математических моделей системы мониторинга АВЦП, реализуемых в высшей школе, и алгоритмов принятия управленческих решений, позволяющих сократить продолжительности операций мониторинга и выбрать штатные и временные параметры системы мониторинга при заданных сроках его завершения с требуемой вероятностью.

В соответствии с научной задачей исследования определены ее подзадачи:

1. Провести системный анализ управления реализацией АВЦП.

2. Разработать марковские математические модели системы мониторинга АВЦП: модель мониторинга заданий на выполнение научных проектов (Заданий) и модель мониторинга отчетной научно-технической документации (ОНТД) и экспериментально подтвердить их работоспособность.

3. Разработать алгоритм интерактивного сбора и обработки информации для формирования документов при реализации АВЦП.

4. Разработать алгоритм принятия решения по выбору параметров системы мониторинга АВЦП и экспериментально их проверить на примере действующей АВЦП.

Объектом исследования в диссертации является система мониторинга АВЦП, а предметом — модели системы мониторинга и алгоритмы принятия управленческих решений при реализации АВЦП.

В ходе проведения исследования были получены следующие основные результаты:

— марковские математические модели системы мониторинга АВЦП: модель мониторинга Заданий и модель мониторинга ОНТД, позволяющие определить область допустимых значений штатных и временных параметров, определяемую выполнением требований к продолжительности мониторинга и вероятности его завершения.

— алгоритм интерактивного сбора и обработки информации для формирования документов, позволяющий сократить продолжительность выполнения операций мониторинга и расширить возможности автоматизированного управления мониторингом АВЦП.

— алгоритм принятия решения по выбору параметров системы мониторинга АВЦП при заданных ограничениях к продолжительности мониторинга и вероятности его завершения.

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием при построении моделей апробированного математического аппарата теории марковских процессов, учётом представительного числа параметров, влияющих на решение научной задачи, сходимостью результатов моделирования с имеющимися экспериментальными данными, их ясной физической трактовкой.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов состоит:

— в разработке моделей мониторинга Заданий и ОНТД, обеспечивающих широкий спектр исследований и позволяющих определить область допустимых значений параметров мониторинга, обеспечивающих выполнение требований заказчика к продолжительности мониторинга Ттреб и вероятности завершения мониторинга Ртреб, и представляющих новый инструментарий для исследования процессов мониторинга;

— в разработке алгоритма интерактивного сбора и обработки информации для формирования документов, позволяющего аккумулировать исходные данные для анализа и оценки результативности реализации АВЦП и обеспечивающего автоматизированное формирование документов АВЦП;

— в разработке алгоритма принятия решения по выбору параметров мониторинга АВЦП, базирующегося на его математических моделях и правила принятия решения по выбору штатных и временных параметров.

Практическая значимость результатов работы заключается в следующем:

1. Разработанный алгоритм интерактивного сбора и обработки информации для формирования документов позволил сократить продолжительность первичного контроля Заданий в 3 раза, ОНТД — в 7 раз, продолжительность экспертизы ОНТД — в 7 раз.

2. Разработанные модели мониторинга Заданий и ОНТД и алгоритм принятия решений по выбору параметров мониторинга АВЦП позволили определить значения штатных и временных параметров мониторинга АВЦП, существенно улучивших параметры мониторинга, а именно: сокращено количество мониторов на 70%, снижены требования к времени доработок документов на 30%.

Полученные результаты могут быть использованы заказчиком при организации мониторинга и оценке реализации программ и проектов, организациями-мониторами при определении временных и штатных параметров, исполнителями программ и проектов при оценке результативности выполняемых научно-исследовательских работ, а также при подготовке и повышении квалификации специалистов в области управления научно-исследовательскими работами.

Диссертация состоит из введения, трёх разделов, заключения, списка литературы и приложений.

Результаты работы были апробированы и реализованы:

— в ФГНУ Госметодцентр при организации конкурсных, экспертных процедур, мониторинга выполнения проектов и оценки ОНТД в программах АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009;2010 годы), ФЦП «Научные, научно-педагогические кадры инновационной России (2008;2013 годы» и «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008;2010 годы», а также проведении научно-исследовательских работ (акт о реализации от 11.07.2011 г. № 88/07);

— в Государственном институте новых форм обучения при организации экспертных процедур и оценки ОНТД ФЦП «Научные, научно-педагогические кадры инновационной России (2008;2013 годы» (акт о реализации от 22.04.2011 г. № 55/1−04/2011);

— в образовательном процессе Московского института новых информационных технологий при проведении занятий по курсу повышения квалификации по дисциплине «Управление научно-исследовательскими работами» (акт о реализации от 10.11.2011 г.);

— в образовательном процессе Иркутского государственного университета при проведении занятий по курсу повышения квалификации аспирантов, докторантов, соискателей ученых степеней «Управление научно-исследовательскими работами» (акт о реализации от 24.05.2011 г. № 01−01−303).

Полученные результаты могут быть использованы заказчиком при организации мониторинга и оценке реализации программ и проектов, организациями-мониторами при определении временных и штатных параметров, исполнителями программ и проектов при оценке результативности выполняемых научно-исследовательских работ, а также при подготовке и повышении квалификации специалистов в области управления научно-исследовательскими работами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Проведен системный анализ управления реализацией АВЦП и показана необходимость разработки марковских математических моделей системы мониторинга АВЦП и алгоритмов принятия управленческих решений при реализации АВЦП. Анализ существующих методов построения математических моделей системы мониторинга позволил выбрать математический аппарат теории марковских процессов, обладающий возможностью учета всех существенных для решаемых задач связей, анализа и синтеза сложных процессов, общностью моделей и хорошим соответствием эмпирических и теоретических результатов.

Разработаны марковские математические модели системы мониторинга АВЦП:

— модель мониторинга Заданий, которая описывает такие операции мониторинга, как первичный контроль и экспертиза Заданий, контроль качества работы мониторов, устранения замечаний в Заданиях;

— модель мониторинга ОНТД, которая описывает такие операции мониторинга как первичный контроль, экспертиза и приемка ОНТД, контроль качества работы мониторов, устранения замечаний в ОНТД, обеспечивающие широкий спектр исследований влияния изменения значений штатных и временных параметров, объема АВЦП на продолжительность мониторинга и позволяющие определить область допустимых значений параметров системы мониторинга, которые обеспечивают выполнение требований к продолжительности мониторинга Ттреб и вероятности завершения мониторинга Ртреб.

Проведенный вычислительный эксперимент подтвердил работоспособность разработанных моделей. Апробация моделей мониторинга Заданий и ОНТД, проведенная путем сравнения полученных результатов с реальными параметрами системы мониторинга АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2006;2008 годы)», подтвердила достоверность полученных результатов с точностью до 9% и 5% соответственно.

Разработан алгоритм интерактивного сбора и обработки информации для формирования документов, обеспечивающий автоматизированное формирование документов АВЦП и позволяющий аккумулировать и анализировать исходные данные для оценки результативности программы. Применение алгоритма в ходе мониторинга АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009;2010 годы)» позволило сократить продолжительности первичного контроля Заданий в 3 раза (с 0,3 до 0,1 часа), ОНТД — в 7 раз (с 1 до 0,15 часа) — экспертизы Заданий — в 7 раз (с 1 до 0,15 часа).

Разработан алгоритм принятия решения по выбору параметров системы мониторинга АВЦП. Этот алгоритм базируется на марковских математических моделях и правиле принятия решения по выбору штатных и временных параметров и позволяет как обосновывать временные и штатные параметры системы мониторинга АВЦП при заданных заказчиком ограничениях к продолжительности мониторинга и вероятности его завершения, так и корректировать их в ходе проведения мониторинга с оценкой эффективности принимаемых управленческих решений. Разработанный алгоритм принятия решений по выбору параметров системы мониторинга АВЦП позволил определить значения штатных и временных параметров системы мониторинга АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009;2010 годы)», существенно улучивших параметры системы мониторинга, а именно:

— количество мониторов сокращено в среднем на 70% (количество мониторов на первичном контроле Заданий сокращено в 2 раза, ОНТД — в 5 разколичество мониторов на экспертизе Заданий сокращено в 6 раз);

— снижены требования к времени доработки документов на 30%.

Результаты, полученные при подготовке диссертационной работы, докладывались на научно-технических конференциях и семинарах различного уровня, среди которых можно выделить следующие:

1) XXVI, XXIX и XXX Межрегиональные научно-технические конференции «Проблемы эффективности и безопасности функционирования сложных технических и информационных систем». (Серпухов, 2007 г., 2010 г., 2011 г.);

2) XVI Международный научно-технический семинар «Современные технологии в задачах управления автоматики и обработки информации» (Алушта, 2007 г.);

3) Международная научно-практическая конференция «Развитие отечественной системы информатизации образования в здоровьесберегающих условиях» (Москва, 2009 г.);

4) Научно-методический семинар «Информационные и коммуникационные технологии в образовании» (Москва, 2009 г.);

5) IV Международная научно-практическая конференция «Информационные технологии в образовании, науке и производстве» (Серпухов, 2010 г.);

6) I Всероссийская научно-практическая конференция «Современное непрерывное образование» (Серпухов, 2011).