Научная статья на тему 'К вопросу системного моделирования сложных инновационных проектов'

К вопросу системного моделирования сложных инновационных проектов Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
65
20
Поделиться
Ключевые слова
СИСТЕМА / ПРОЕКТ / СИСТЕМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / ПРОГРАММНОЕ МАКЕТИРОВАНИЕ / SYSTEM / PROJECT / SYSTEM MODELING / PROGRAM PROTOTYPING

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Савина Ольга Александровна, Баранов Иван Васильевич

Рассмотрены вопросы моделирования сложных систем хозяйствующих субъектов. Предложена методология моделирования, основанная на принципиально новой концепции имитационного моделирования в форме программного макетирования.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Савина Ольга Александровна, Баранов Иван Васильевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ON THE ISSUE OF COMPLEX SYSTEM MODELING OF INNOVA TION PROJECTS

In article questions of modeling of complex systems of economic entities are considered. The modeling methodology based on a new concept of simulation modeling in the form of program prototyping is offered.

Текст научной работы на тему «К вопросу системного моделирования сложных инновационных проектов»

Курский Виктор Алексеевич, д-р экон. наук, проф., kyrsva@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Чачина Елена Борисовна, канд. экон. наук, доц. chachinaebayandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

EFFECTIVE MANAGEMENT OF THE DEVELOPMENT AND USE OF THE FUNCTIONAL

POTENTIAL OF THE ENTERPRISE

V.A. Kurskiy, E.B. Chachina

Examines the problems of establishing a rational balance between efficiency of development and improve the functional capacity of the enterprise. Determined control parameter for potential of the participants of the reproductive cycle of the enterprise; performed tasks of the joint control parameters of the development and use of potential participants

Key words: functional capacity; phase of the reproductive cycle; components of building; managed the parameters of the potential; capacity building; using the potential.

Kurskiy Victor Alecseevich, doctor of economic scicences, professor, kyrsva@mail. ru, Russia, Tula State University,

Chachina Elena Borisovna, candidate of economic scicences, docent, chachinaebayandex. ru, Russia, Tula State University

УДК 338.2:004.9

К ВОПРОСУ СИСТЕМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ

О.А. Савина, И.В. Баранов

Рассмотрены вопросы моделирования сложных систем хозяйствующих субъектов. Предложена методология моделирования, основанная на принципиально новой концепции имитационного моделирования в форме программного макетирования.

Ключевые слова: система, проект, системное моделирование, программное макетирование.

Переход хозяйствующих субъектов России на инновационный путь развития связан с необходимостью разработки и внедрения комплексов мероприятий по модернизации производства, созданием современных технических средств и высоких технологий, т.е. созданием сложных технических систем (СТС) [1-2]. Создание таких систем связано с огромными капитальными вложениями, большой трудоемкостью, длительным сроком окупаемости вложений. Для разработки проектов СТС необходимо привлекать специалистов различных профессий. Отсюда вытекает важность начальных этапов проектирования, на которых закладываются основные структурные, управленческие и другие решения.

Просчеты и ошибки, допущенные на начальных этапах проектирования, приводят зачастую к неоправданно большим экономическим затратам, неоптимальным решениям. Поэтому требуется необходимость разработки и использования таких подходов и методов, которые позволяют обеспечить различную степень детализации системы, учитывать многовариантность и сложную динамику СТС.

Заметим, что существующие методы исследования не позволят создать достаточно адекватные для проектирования модели, которые учитывали бы различные аспекты функционирования сложных систем, многообразие возможных структур, наличие не одного, а набора критериев оценки эффективности, разнообразные ограничения и условия.

На основе анализа современных тенденций развития методов моделирования сложных систем авторы данной статьи предлагают методологию моделирования, основанную на принципиально новой концепции имитационного моделирования в форме программного макетирования [34]. Предлагаемая методология системного моделирования включает в себя два взаимосвязанных элемента: структурный и динамический анализ.

Структурный анализ используется для исследования и оценки многообразия вариантов проектируемой системы. С помощью использования графических методов формирования блочных структур сложной системы можно получить варианты с учетом модульности, разнообразия типов и конфигурации состава и структур, многослойности сложных систем управления. Использование структурного анализа наиболее целесообразно на стадии предпроектного исследования при формировании целей и задач, а также при построении блочных структур проектируемой системы.

Полученные на первом этапе варианты детализируются и рассчитываются на следующем этапе. С помощью программных макетов системы рассчитывается ряд характеристик, оговоренных в техническом задании на проектируемую систему. Использование динамического анализа на этапах предва-рительного и эскизного проектирования, выбора предложений по техническому заданию, а также на стадии эксплуатации в задачах совершенствования и модернизации позволяет автоматизировать перечисленные работы, сократить сроки разработки сложной системы и получить приемлемые решения.

Предлагается принципиально новая концепция системного моделирования, с помощью которой исследование СТС проводится непосредственно разработчиком через развитый интерфейс и настраиваемый им программный макет проектируемой сложной системы. Такая концепция позволяет: обеспечить прямой контакт разработчика с создаваемой им моделью без участия профессионально подготовленного программиста; полностью автоматизировать исследование СТС; расширить набор возможных вариантов (проектов) исследования и добиться универсальности в моделировании сложной системы; обеспечить относительную независимость со-

здания и изменения программных моделей структуры и стратегий (алгоритмов) управления СТС; создать базу знаний СТС; диагностировать возможные конфликты, блокировки и т.п. в функционировании СТС, давать советы разработчику по изменению тех или иных параметров структур и условий функционирования сложной системы; создать интерактивный режим взаимодействия.

При разработке качественно нового подхода для системного моделирования необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ и классифицировать объект исследования;

- создать системные модели СТС;

- разработать методы системного имитационного моделирования

СТС;

- разработать основы и инструментарий программного макетирования СТС;

- создать иерархические модели без данных и знаний СТС;

- разработать пакеты прикладных программ для моделирования;

- провести исследование и расчеты проектируемой СТС.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В предложенных системных моделях исследование СТС осуществляется непосредственно разработчиком через средства интерактивного взаимодействия (диалоговый режим, "меню" и т.п.). Проектировщик может выбрать структуру СТС из некоторого подмножества, задать в упрощенном виде стратегию управления (приоритет обработки информации). Для удобства конструирования макета СТС и настройки модели созданы развитые диалоговые процедуры (иерархические, многослойные "меню"). Предусмотрена возможность автоматизированного целенаправленного экспериментирования с моделью для выделения существенных факторов и указания направления их изменения. Введены средства автоматической диагностики для анализа и выявления ограниченного, заранее заданного множества типов конфликтов.

Для предложенных моделей характерно структурированное представление основных компонент СТС в виде семантической сети или фреймов, а моделирование связано с "навигацией" и поиском в сетях знаний. За счет отделения фактических знаний (структур СТС) от управляющих возможно задание множества стратегий управления СТС.

При построении системной имитационной модели выделены следующие основные этапы:

1) формализованное описание алгоритма функционирования СТС;

2) выделение основных моментов (узлов) функционирования СТС и построение граф-схем, отражающих логику работы СТС;

3) разработка внутренней организации имитационной модели с использованием информационных списковых структур;

4) построение модулей для составления программного макета исследуемого СТС;

5) моделирование СТС.

Системная модель СТС состоит из модулей, каждый из которых отражает отдельный элемент динамики поведения комплекса (например, включение и выключение отдельных модулей, постановка в очередь заявок, имитация занятости отдельных устройств). Взаимодействуя между собой, эти модули создают картину поведения СТС в пространстве состояний и событий. Эта картина отражает основные моменты функционирования СТС. Изменение ряда внешних и внутренних факторов приводит к смене траектории состояний и событий и отражается в выходных документах моделирования.

Динамические процессы СТС в системной имитационной модели представлены в виде взаимодействия ряда составляющих: средств, очередей, активностей, событий и т.д.

Механизм действия системной имитационной модели заключается в следующем. События (основные операции) распределены во времени и выполнение одних вызывает выполнение последующих. Реализация событий во времени напоминает цепную реакцию. Каждое событие выполняется мгновенно во времени, модельное время затрачивается только на переход от события к событию. Пополнение списка будущих событий осуществляется во время реализации текущего события. Механизм управления модели обращается к списку запланированных событий (список заранее упорядочен) и выбирает первый элемент. Значение переменной модельного времени становится равным значению времени из списка. После выполнения действий, связанных с текущим событием, механизм управления осуществляет переход на следующее событие и т.д.

При моделировании все основные составляющие СТС отражены в виде набора данных в информационной модели. Совокупность наборов данных образует файл имитационного моделирования, который реализован с помощью фреймовых структур. При разработке системных имитационных моделей наиболее рациональной информационной структурой оказался связный иерархический список, каждая ячейка которого состоит из ряда полей.

При разработке системной модели СТС использованы основные приемы структурного программирования, а именно - выделены модули событий, которые соответствуют вершинам составленной граф-схемы, модуль статистики и модуль монитор. Координация всех рабочих модулей осуществляется монитором, который инициирует управление, получает и передает необходимую информацию (рисунок).

При разработке монитора учтены логико-временные связи, выделенные в граф-схеме модели, организованы логические переходы с указанием номеров рабочих модулей, на которые осуществляется передача управления, и номеров заданий, связанных с передвижением их в СТС. Кроме того, на монитор возлагаются функции ведения списка событий.

Модуль статистики осуществляет сбор и выдачу тех результатов, которые необходимы при проектировании и расчете характеристик СТС.

Исходными данными для системной программной имитационной модели СТС являются: формализованное задание СТС в виде графического представления структуры; формализованное представление функциональных задач. Задание структуры СТС включает в себя: перечень модулей, из которых состоит исследуемая структура; особенности связей между модулями; топологию системных каналов связи.

Общая структура системной программной модели СТС

Топологическим эквивалентом представления структуры СТС является ориентированный граф, дуги которого нагружены информационными связями и их атрибутами, а узлы являются функциональными структурными элементами соответствующего уровня представления. Процесс функционирования модели СТС имеет две четко выраженные фазы: фазу задания (или генерации) системной информационной модели; фазу расчета и обработки атрибутов структурных элементов.

Разработанный комплекс системных моделей был использован для моделирования и расчета основных характеристик проектируемой автоматизированной системы управления промышленным предприятием.

Список литературы

1. Мау В. В ожидании новой модели роста: социально-экономическое развитие России // Вопросы экономики. 2014. № 2. С. 4-32.

2. Савина О.А. Управление промышленными предприятиями с использованием систем поддержки принятия решений. М.: Издательство МАИ, 2000. 256 с.

3. Савина О.А. Информационно-аналитическая поддержка принятия решений в управлении промышленными предприятиями // Информационные технологии в науке, образовании и производстве (ИТНОП): материалы IV Междунар. науч.-техн. конф. Орел: ОрелГТУ, 2010. Т1. С. 61-70.

4. Савина О.А., Машкова А.Л. Управление инвестиционными программами в агентной модели экспериментальной экономики // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия «Экономика. Информатика». 2015. №19 (216). Вып. 36/1. С.86-90.

5. Правительство России [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //government .ru

6. Территориальный орган Федеральной службы государтсвенной статистики по Тульской области [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.tulastat.gks.ru

Савина Ольга Александровна, д-р экон. наук, проф., зав. кафедрой, o.a.savina@gmail.com, Россия, Орел, Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева,

Баранов Иван Васильевич, канд экон. наук, докторант, director orel@mail.ru, Россия, Орел, Орловский государственный университет экономики и торговли

ON THE ISSUE OF COMPLEX SYSTEM MODELING OF INNOVATION PROJECTS

O.A.Savina, I.V. Baranov

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

In article questions of modeling of complex systems of economic entities are considered. The modeling methodology based on a new concept of simulation modeling in the form of program prototyping is offered.

Key words: system, project, system modeling, program prototyping.

Baranov Ivan Ivanovich, candidate of economic sciences, director_orel@mail.ru, doctoral candidate, Russia, Orel, Orel State University of economy and trade,

Savina Olga Aleksandrovna, doctor of economic sciences, professor, manager of ka-thedra, o.a.savina@gmail.com, Russia, Orel, Orel State University of economic I.S Turgenev