Модели анализа, синтеза и оптимизации показателей организованных систем хлопкового комплекса. Проблемы хлопка

Рахматулла Асадуллаевич Усманов

В книге приводятся модели анализа, синтеза и оптимизации: технико-экономических параметров систем машин для переработки хлопка; финансово-экономических показателей предприятий и систем предприятий хлопкового комплекса; параметров социально-экономических систем. Для специалистов хлопкового комплекса, экономистов, инженеров, руководящих работников. Может быть полезным для научных работников, а также использовано студентами и магистрами высших учебных заведений.

Введение

Проводимая с целью социально-экономического развития страны и повышения благосостояния общества радикальная экономическая реформа направлена на повышение качества жизни населения, обеспечение его всеми видами потребительской продукции собственного производства. Для этого требуется интенсификация производства с глубокий переработкой всех видов сырьевых ресурсов, осуществление принятия научно обоснованных хозяйственных решений на базе научно-технического прогресса, которое обеспечит сбалансированный и динамичный рост экономики.

Системы машин, предприятий и их систем хлопкового комплекса являются организованные (искусственные) системы, созданные человеком, состоящие из совокупности элементов, взаимно связанных некоторыми общими целями и режимами работы, характерными для этой совокупности. При объединении элементов в систему они приобретают иные качества, которых нет у этих элементов, находящихся в изолированном состоянии. Свойство системы осуществлять взаимосвязанные и взаимодействующие процессы производства хлопка-сырца, хлопковолокна, хлопковой пряжи, хлопково-текстильных материалов и швейных изделий присуще системе, но не отдельным ее элементам.

Эти производственно-экономические системы обладает свойством большой системы и имеют следующие отличительные признаки:

— сложная внутренняя организация — сочетание социальной (людей), технической (оборудования, машин и механизмов), экономической (ограниченность ресурсов) и информационной (потоки информации для принятия решений) составляющих;

— наличие выделяемых частей или подсистем, имеющих содержательной характер деятельности соответственно многоцелевому аспекту функционирования системы;

— наличие большого числа разнообразных внутренних связей в каждой подсистеме между ее элементами и минимально необходимых внешних связей между подсистемами;

— наличие большого числа разнообразных связей между системой в целом и элементами внешней среды (поставщики, потребители, конкуренты, государство и т.п.);

— циркуляция внутри системы больших материальных и информационных потоков, а отсюда необходимость организации разветвленной информационной сети, обеспечивающей рациональное функционирование системы;

— иерархическая структура управления с вертикальными (внешними) и горизонтальными (внутренними) связями между частями (подсистемами), соответственно сочетающая принципы централизованного и децентрализованного управления;

— адаптивность (приспосабливается к изменяющемся во времени свойством системы и реагирующим на систему внешним воздействием) и эргатичность (обязательное присутствие человека в системе управления, который играет главную роль и без участия которого система существовать и выполнять свою функции не может) системы управления;

— многовариантность развития и функционирования — ожидаемый темп роста глобальных показателей системы можно обеспечить несколькими допустимыми вариантами развития системы, отличающихся между собой по структурным показателям, составу и параметрам объектов, затратам материальных и трудовых ресурсов.

Поскольку изменяются во времени требования, предъявляемые к системам, то эти системы с переменными во времени составом параметров и характеристиками представляет собой класс развивающейся систем. Они являются динамическими системами, и их изучения возможно только на основе системного подхода, в котором осуществляется последовательный переход от общего к частному, когда в основе лежит эффективность функционирования системы в целом, рассматриваемой как единое целое, с учетом всех взаимосвязей как внутри системы, так и вне ее.

Ознакомление с любой производственно-экономической системой и дальнейшее принятие тех или иных решений всегда начинаются с изучения имеющейся предварительной информации о системе. Процесс принятия решений можно всегда истолковать как процесс преобразования информации. Использование информации увеличивает наши знания об этой системе, уменьшает неопределенность. Без информации невозможно существование организованных систем. Использование информации о процессах и явлениях, происходящих во внешней среде и внутри системы, определяет организованность системы, т.е. ее способность выполнять поставленные перед ней задачи.

Для системного подхода важным является определение структуры системы. Это строение, устройство системы, определяемое составом основных частей системы, их взаимосвязью и взаиморасположением. При структурном подходе выявляются состав выделенных элементов системы и связи между ними, которые в зависимости от цели можно рассмотреть в разных уровнях иерархии. Алгоритм поведения системы реализуется при функциональном подходе, оценивающем выполняемые системой функции, причем под функцией понимается свойство, приводящее к достижению цели. На основании структуры системы можно составить представление об основных свойствах и показателях работы и развития системы. Под структурой хлопкового комплекса понимают его основной состав: сельскохозяйственные производители хлопка-сырца; промышленные предприятия, перерабатывающие хлопок; предприятия текстильной и легкой промышленности, производящие и реализующие готовую хлопковую продукцию и изделия.

Научно-техническое развитие в любой области обычно идет по пути: наблюдение и эксперимент — теоретическое исследование — организация производственных процессов. При формулировании и проверке правильности гипотез, повышающих эффективность функционирования системы, большое значение в качестве метода суждения имеет аналогия, связывающая гипотезу с экспериментом. Гипотезы и аналогии, отражающие реальный, объективно существующий объект — все то, на что направлена человеческая деятельность, — должны обладать наглядностью или сводиться к удобным для исследования логическим схемам: такие логические схемы, рассуждения и логические построения, упрощающие или позволяющие проводить эксперименты, уточняющие природу явлений, называются моделями. Замещение одного объекта другим и экспериментирование с ним с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели называется моделированием.

В настоящее время в управлении различными системами, где основными являются процессы принятия решений на основе получаемой информации, широко используются методы моделирования. Общее, присущее моделям различных по своей природе объектов реального мира, заключается в наличии некоторой структуры, которая подобна структуре данного объекта. В процессе изучения модель выступает в роли объекта-заместителя, позволяющего получить при исследовании некоторые знания о самом объекте.

Процесс управления с моделированием предполагает наличие: объекта управления (исследования); субъекта управления (ЛПР — лицо, принимающее решения); субъекта исследования (исследователя), перед которым поставлена конкретная задача; модели, создаваемой для получения информации об объекте и необходимой для решения поставленной задачи. Причем по отношению к модели исследователь является, по сути дела, экспериментатором, только в данном случае эксперимент проводится не с реальным объектом, а с его моделью. Такой эксперимент для исследователя есть инструмент непосредственного решения организационно-технических задач. Сущность управления с моделированием схематически отображена на рис. В.1.

Рис. 1. Циклическая схема моделирования. Схема последовательного изучения свойств и целевое изменение характеристик неизвестного объекта.

Для исследования управляемой системы на первом этапе, используя имеющуюся информацию об объекте-оригинале, строится модель объекта, отображающая существенные черты объекта-оригинала. Любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле, поэтому для одного объекта может быть построено несколько специализированных моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта.

На втором этапе процесса моделирования модель выступает как самостоятельный объект исследования, в котором проводятся модельные эксперименты, при которых целенаправленно изменяются условия функционирования модели и систематизируются данные о ее функционировании. Конечным результатом этого этапа является множество информации о модели.

На третьем этапе осуществляется передача информации с модели на оригинал — формирование множества информации о состояниях объекта-оригинала. При этом исследователем информация о модели должны быть скорректирована с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели.

Четвертый этап — практическая проверка получаемых с помощью моделей информации субъектом управления и их использование для управления объектом.

Моделирование — циклический процесс: за первым четырехэтапным циклом могут последовать второй, третий и т. д. При этом знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная модель совершенствуется. Неточности, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные недостатком информации об объекте и ошибками в построении модели, можно исправить в последующих циклах.

Если результаты моделирования подтверждаются и могут служить основой для прогнозирования процессов, протекающих в исследуемых объектах, то модель адекватна объекту. При этом адекватность модели зависит от цели моделирования и принятых критериев.

Использование быстродействующих компьютеров для целей моделирования часто создает иллюзию, что их применение гарантирует возможность исследования системы любой сложности. При этом пренебрегается тот факт, что в основу любой модели положено трудоемкое по затратам времени и материальных ресурсов предварительное изучение процессов, имеющих место в объекте-оригинале. И от того, насколько детально изучены реальные процессы, насколько правильно проведены их формализация и алгоритмизация, зависит в конечном итоге успех моделирования конкретного объекта.

Ограниченность экспериментального исследования систем машин, предприятий и их систем хлопкового комплекса, возникновение при эксплуатации многочисленных задач, требующих оценки количественных и качественных закономерностей процессов функционирования систем, проведение структурного, алгоритмического, параметрического их анализа и синтеза делают актуальной разработку моделей анализа, предназначенного для анализа состояний, понимания систем и протекающих в них процессов; моделей синтеза систем для нахождения альтернативных вариантов количественно-качественных характеристик и оптимизационных моделей для нахождения наилучших решений от поставленной цели и принятых критериев. Эти модели позволили бы в соответствующей форме представить процессы функционирования систем, описать протекание этих процессов с помощью математических моделей, получить результаты экспериментов с моделями по оценке характеристики исследуемых систем.