Модели и методы автоматизированного решения задач планирования и управления ресурсами в подразделениях ГПС МЧС России

Особенностью современного периода является изменение условий хозяйственной деятельности, переход экономики России к рыночным отношениям, быстрая сменяемость экономических условий, непрерывное поступление на рынок новых товаров, в том числе иностранных, повышение качества товаров и услуг. Эти изменения оказывают сильное влияние на финансово-экономическое положение и организацию хозяйственной деятельности подразделений ГПС МЧС России (далее МЧС). Вопросы экономической оценки инженерно-технических и организационных решений, обеспечивающих пожарную безопасность объектов, в условиях рыночных отношений приобретают особое значение. Решение данных вопросов позволяет наиболее эффективно использовать материальные, трудовые и финансовые ресурсы, выделяемые на противопожарную защиту (далее ППЗ). В деятельности подразделений МЧС преобладают услуги производственного и производительного характера, поэтому необходим поиск оптимальных решений при организации мероприятий при осуществлении ППЗ и экономического эффекта от выполнения соответствующих работ и услуг.

Анализ трудностей, возникших на многих российских предприятиях и в организациях, показывает, что опыт и интуиция руководителей оказываются не в состоянии обеспечить принятие правильного решения в сложных условиях современной обстановки. С другой стороны, проведенные исследования показывают, что объекты экономической природы могут быть представлены в достаточно строгой математической форме, т. е. формализованы. Это означает, что возникающие в практической деятельности предприятий ситуации могут быть смоделированы, а варианты наиболее целесообразных решений по их управлению могут быть получены из анализа результатов моделирования. В XX в. математические методы анализа экономических систем окончательно утвердились как методология их исследования благодаря трудам JI. Вальраса, В. Парето, Ф. Эджуорта, П. Самуэльсона. Переходу на более строгий математический язык процессов моделирования способствовало развитие системного анализа. В России к серьезным достижениям в этой области можно отнести модели поведения потребителя Е. Слуцкого, открытие длинных волн в экономике Н. Кондратьевым, разработку первого баланса народного хозяйства В. Леонтьевым, труды Л. Канторовича, В. Новожилова, В. Немчинова, А. Лурье, Н. Федоренко, С. Шаталина, А. Аганбегяна, А. Анчишкина, А. Гринберга, В. Макарова, Д. Львова, В. Полтеровича и др.

Указанные аспекты обуславливают объективные трудности в разработке универсальных подходов к автоматизированному решению задач планирования и управления хозяйственной деятельностью подразделений МЧС.

Анализ известных источников показал, что только в [8,59] впервые рассмотрены вопросы управления хозяйственной деятельностью подразделений МЧС, где определены принципы, цели и задачи планирования и управления хозяйственной деятельностью, рассмотрены органы управления материально-техническим обеспечением подразделений МЧС и основные подходы к информатизации процессов управления поставками для подразделений МЧС. Однако, в [8,59], как и в других известных источниках, отсутствует математическая постановка решения задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС, не разработаны модели и алгоритмы автоматизированного решения задач планирования и управления цепями поставок, не рассмотрены вопросы реструктуризации и имитационного моделирования при автоматизированном решении задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС, не разработана методика автоматизированного решения указанных задач.

Поэтому целью данной работы является разработка моделей и методики автоматизированного решения задач планирования и управления ресурсами подразделений МЧС для эффективного управления их хозяйственной деятельностью.

В соответствии с этой целью объектом исследования является хозяйственная деятельность подразделений МЧС, а предметом исследования является задача управления ресурсами и выработка решений по эффективному управлению хозяйственной деятельностью подразделений МЧС.

Достижение поставленной в диссертации цели предопределило постановку и решение следующих основных задач исследований:

1. Анализ существующих особенностей решения задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС.

2. Разработка моделей эффективного решения задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС.

3. Разработка методики применения разработанных моделей в подразделениях МЧС для эффективного управления их хозяйственной деятельностью.

4. Оценка эффективности применения разработанной методики в органах управления подразделениями МЧС.

Решение этих задач в процессе диссертационных исследований позволило разработать и доказать ряд положений, которые выносятся на защиту. К ним относятся следующие положения:

1. Модели эффективного решения задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС.

2. Методика автоматизированного решения задач планирования и управления ресурсами для эффективного управления хозяйственной деятельностью подразделений МЧС.

Научная новизна полученных результатов.

1. Определен и обоснован базовый состав моделей эффективного решения задач планирования и управления ресурсами в органах управления подразделениями МЧС. В отличие от существующих моделей, предлагаемые модели отличаются специальными процедурами адаптации к внешним воздействиям и обеспечивают реструктуризацию структур в органах управления. С этой целью в работе разработаны следующие модели: концептуальная модель создания, применения и развития информационной системы органа управления подразделениями МЧС;

— модель экспертного анализа показателей рынка промышленных товаров, используемых для обеспечения подразделений МЧС;

— модель анализа состояния рынка промышленных товаров, используемых для обеспечения подразделений МЧС;

— модель оптимального распределения ресурсов в подразделениях МЧСмодель оптимального распределения ресурсов при эвакуации оборудования подразделения в чрезвычайных ситуациях;

— модель оценки стоимости объектов хозяйственной деятельности подразделений МЧС;

— имитационная модель в задачах планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС;

На конкретных примерах показана применимость предложенных и обоснованных моделей. Приведенные примеры позволяют сделать вывод о практической реализуемости разработанных моделей в проектируемых ИС ОУ подразделений МЧС.

2. Разработана методика автоматизированного решения задач планирования и управления ресурсами для эффективного управления хозяйственной деятельностью подразделений МЧС. В отличие от существующих, рассчитанных на жесткую структуру исходных данных, в предлагаемой методике решение задач планирования и управления ресурсами осуществляется с учетом изменения внешних воздействийпроизводится имитация условий реализации плана с учетом различных вариантов организации управления элементами и подсистемами органов управления подразделениями МЧС при действиях возможных возмущений, осуществляется адаптация планов к возможным вариантам воздействия внешней среды на этапе реализации планов.

3. В работе произведена оценка экономической эффективности применения разработанной методики, которая отражает основные преимущества автоматизированного решения задач сбора, хранения, обработки и выдачи информации и информационной поддержки принятия решения ЛПР по сравнению с ручным способом и основывается на появлении новых возможностей, ориентированных ИС ОУ подразделений МЧС на конечного пользователя, доступности, персональности и относительно низкой стоимости машино-часа работы. В результате экономическая эффективность ИС ОУ подразделений МЧС складывается не только за счет сокращения временных затрат на решение задач управления, но и в результате реального улучшения деятельности персонала, задействованного в процессе решения задач планирования и управления на всех стадиях прохождения информации в ИС ОУ подразделений МЧС.

Практическая значимость результатов исследований состоит в следующем:

1. Проведен системный анализ задач планирования и управления ресурсами для эффективного управления хозяйственной деятельностью подразделений МЧС в условиях изменения внешних экономических ситуаций.

2. Проведено обобщенное теоретико-множественное описание моделей функционирования органов управления подразделениями МЧС при решении задач планирования и управления ресурсами, которое позволило с единых позиций подойти к анализу и выбору путей автоматизированного решения задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС.

3. Выбраны и обоснованы аналитические модели автоматизированного решения задач планирования, управления ресурсами в подразделениях МЧС и реструктуризации при изменяющихся условиях.

4. Разработанные методики, модели и алгоритмы позволяют обеспечить решение практических задач планирования и управления ресурсами подразделений МЧС для эффективного управления их хозяйственной деятельностью в условиях изменения экономических ситуаций.

5. Практическая значимость полученных результатов определяется возможностью их использования органами управления подразделений МЧС в Российской Федерации при организации управления их хозяйственной деятельностью.

Апробация материалов диссертации проводилась в виде докладов на международной конференции в июле 2004 года, на региональной конференции участников Северо-Западной экономической зоны в августе 2005 года, на городских конференциях по вопросам анализа и управления хозяйственной деятельностью, на научно-технических семинарах и симпозиумах. Материалы диссертации опубликованы в семи научных трудах. Результаты диссертации реализованы при разработке методик управления хозяйственной деятельностью, в учебном процессе Санкт-Петербургского института Государственной противопожарной службы, в управлении Информационных систем Ленинградского металлического завода, в УГПС № 50 ГУГПС МЧС России и в ЛОВД на станции Санкт-Петербург-Финляндский.

Диссертационная работа включает введение, три главы, заключение, список литературы. Объем диссертации 138 страниц, из них 34 рисунков и таблиц.

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ.

1. Концепция единой информационной системы ОУ подразделениями МЧС, которая связывает между собой функции обеспечения подразделений МЧС, производства, транспортировки, складирования и закупок, представляется совершенно естественным способом управления этими разными процессами. Однако эволюция информационных систем в большинстве организаций свидетельствует о том, что до недавнего времени подобные интегрированные системы встречались крайне редко. Кроме того, большинство описанных здесь функциональных подразделений использовало свои собственные информационные системы, которые, как правило, не взаимодействовали между собой. Каждая из этих автономных информационных систем обеспечивала информационные потребности подразделений, занимающихся обеспечением, закупками, производством и т. п., однако эти информационные системы не были никоим образом связаны одна с другой. Эти разные информационные системы зачастую не взаимодействовали с системами бухгалтерского учета или выдачи финансовых отчетов в данном подразделении. Все это чрезвычайно затрудняло (или делало вообще невозможным) извлечение данных о затратах, относящихся к косвенным или вспомогательным функциям, чтобы точнее распределить накладные расходы по разным подразделениям МЧС. В результате органы управления не могли определить истинную величину издержек, связанных с обслуживанием каждого отдельного подразделения. В «унаследованных системах» решения в каждом функциональном подразделении и бизнес-процессе принимались независимо от других функциональных подразделений и бизнес-процессов и основывались на усеченном видении «общей картины» организации.

2. Разработана методика автоматизированного решения задач планирования и управления ресурсами для эффективного управления хозяйственной деятельностью в ИС ОУ подразделениями МЧС. В отличие от существующих, рассчитанных на жесткую структуру исходных данных, в предлагаемой методике решение задач планирования и управления осуществляется с учетом изменения внешних воздействийпроизводится имитация условий реализаций плана с учетом различных вариантов организации управления элементами и подсистемами ИС ОУ подразделениями МЧС при действиях возможных возмущений, осуществляется адаптация планов к возможным вариантам воздействия внешней среды на этапе реализации планов.

3. В работе произведена обоснованная оценка эффективности применения разработанной методики, которая отражает основные преимущества автоматизированного решения задач сбора, хранения, обработки и выдачи информации и информационной поддержки принятия решения ЛПР по сравнению с ручным способом и основывается на появлении новых возможностей, ориентированных ИС ОУ подразделениями МЧС на конечного пользователя, доступности, персональное&tradeи относительно низкой стоимости машино-часа работы. В результате экономическая эффективность ИС ОУ подразделениями МЧС складывается не только за счет сокращения временных затрат на решение задач управления, но и в результате реального улучшения деятельности персонала, задействованного в процессе решения задач планирования и управления на всех стадиях прохождения информации в ИС ОУ подразделениями МЧС .

4. За счет рационального (оптимального) планирования работы основных элементов и подсистем ИС ОУ подразделениями МЧС на ее различных уровнях:

— повышается пропускная способность ИС ОУ подразделениями МЧС ,.

— экономятся ресурсы ИС ОУ подразделениями МЧС;

— снижается инерционность (запаздывания, временные задержки) в контурах управления ОУ подразделениями МЧС ;

— уменьшается возможность возникновения пиковых информационных нагрузок при внезапных изменениях структуры ИС ОУ подразделениями МЧС;

— сокращается время, затрачиваемое на решение задач выбора;

— повышается обоснованность принимаемых при составлении планов решений по управлению ресурсами за счет резкого увеличения числа сравниваемых вариантов планов и их многокритериальной оценки.

5. Инфраструктуры информационных технологий, которые требуются для поддержки коммуникационных сетей, баз данных и операционных систем ИС, отличаются большой сложностью, многосторонностью и важностью.

В определенном смысле, информационные системы и технологии, используемые в этих системах управления, представляют одно из фундаментальных звеньев, которое связывает подразделения, входящие в цепь поставок, в одну унифицированную и скоординированную систему.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Наиболее сложным является вопрос о способах и формах представления и обработки сведений о хозяйственной деятельности подразделений МЧС. В деятельности подразделений МЧС преобладают услуги производственного и производительного характера, что связано с производством соответствующего промышленного продукта. Каждый промышленный продукт характеризуется группой характеристик (физических, юридических, экономических и целевых), которые, в свою очередь, определяются целым рядом факторов. И все эти сведения находятся в различных органах управления и подразделениях МЧС. Создаваемая для целей сбора информации совокупность средств образует весьма сложную организационно-техническую систему. Поэтому при организации управления хозяйственной деятельностью подразделений МЧС важным является то, что сведения об основных характеристиках, факторах и условиях, влияющих на успешное решение задач управления хозяйственной деятельностью подразделений МЧС, имеют различную степень достоверности и определенности, отсутствует в большинстве случаев аналитическая зависимость между указанными характеристиками, факторами и условиями, определяющими топологию управления хозяйственной деятельностью, а в органах управления отсутствуют научно обоснованные методы и методики обработки информации, необходимые для управления хозяйственной деятельностью подразделений МЧС.

По анализу результатов исследований, выполненных по вопросам автоматизации процессов планирования и управления хозяйственной деятельностью, можно сказать следующее: а) в выполненных ранее работах:

— отсутствует необходимая степень унификации создаваемых элементов ИС, особенно в интересах управления развитием хозяйственной деятельности подразделений МЧС;

— разработанные модели и алгоритмы управления создаются в расчете на жесткую структуру исходных данных, не ориентированы на повышение в целом эффективности применения ИС МЧС, при планировании управления не учитываются варианты воздействия внешней среды на этапе реализации планов;

— при синтезе подсистем ИС МЧС, не проводится программное управление структурами ИС МЧС, решаются отдельные частные задачи управления ресурсами для первичных элементов в подразделениях МЧС, вопросы управления развитием подсистем ИС МЧС рассматриваются на детерминированном уровне, а вопросы управления развитием ИС МЧС в целом не подлежат рассмотрению. б) наибольший эффект от автоматизации процесса планирования и управления можно достичь только при комплексном планировании и управлении развитием структур в подразделениях МЧС, когда осуществляется собственно решение задач синтеза облика хозяйственной деятельности и планирование развития ИС МЧС при переходе от существующих к синтезированным, производится имитация условий реализации плана с учетом различных вариантов организации управления элементами и подсистемами ИС МЧС при действиях возможных возмущений, осуществляется адаптация планов к возможным вариантам воздействия внешней среды на этапе реализации планов.

Поэтому вопросы синтеза и управления в подразделениях МЧС и ИС МЧС являются актуальными и составляют научную задачу, имеющую важное народно-хозяйственное значение.

Важным и ответственным этапом при разработке математического обеспечения решения задач планирования и управления хозяйственной деятельностью в подразделениях МЧС является этап выбора математических моделей и алгоритмов, с помощью которых осуществляется формализация и решение задач управления. Анализ возможных вариантов построения аналитических моделей управления показал, что целесообразно при их создании ориентироваться на класс линейных моделей в сочетании с применением методов линейного программирования и имитационного моделирования. Применение указанных моделей позволяет:

— широко использовать в ходе создания моделей фундаментальные научные результаты, полученные к настоящему времени в современной теории управления сложными системами с перестраиваемой структурой;

— существенно сократить размерность задач, решаемых в каждый момент времени (за счет рекуррентного представления моделей);

— достаточно конструктивно проводить согласование и взаимную интерпретацию результатов, полученных на аналитических и имитационных моделях при планировании и управлении хозяйственной деятельностью в подразделениях МЧС.