CC BY
11
4-
Региональная экономика
О = {О} 2={2т)
X = {XI}
Рис. 1. Модель взаимодействия эколого-экономической системы и окружающей среды
Рис. 2. Схема механизма эколого-экономического управления инновационными процессами в аграрной сфере
ОС и ОУ - соответственно, окружающая среда и экономический объект управления; МСД - модуль, отвечающий за сбор и первичную обработку данных о состоянии окружающей среды и объекта управления; МУ - модуль, служащий для формирования построения, реализации и корректировки управленческих мероприятий; БЗ - база знаний для автоматизированного принятия решений; МПР - модуль поддержки принятия решений; МПЦ - подсистема целеобразования
управленческих решении в этом случае должен осуществляться по результатам совпадения или различия сравниваемых моделей описания состояния инновационных процессов в соответствии с заданными на текущий момент времени целями производства. Для этого в эколого-экономических системах, в условиях, возникающих неопределенности и риска, необходима модель принятия решений, которую можно сформировать в виде формализованного представления элементов и процессов технологии принятия решений (рис. 2).
Из рис. 2 видно, что мониторинг состояния ОУ и сбор необходимой для принятия решений информации осуществляется подразделением
МСД. В модуле МПР на основе хранящегося в БЗ накопленного опыта управления, текущего состояния сельскохозяйственного предприятия и действующих на него экологических возмущений осуществляется выбор управленческих решений и мероприятий, позволяющих достичь целей инновационной деятельности. Смена текущих целей снабжения выполняется в подразделении МПЦ. Выявленные в МПР управленческие мероприятия поступают в подразделение МУ, где на их основе формируются и реализуются программные действия, которые в этом же модуле при необходимости корректируются по мере изменения условий их выполнения.
Основными проблемами на этапе эффективного перераспределения недостающих ресурсов является организация эффективных подсистем оперативного планирования и управления производством. Наиболее эффективной системой оперативного управления можно считать систему, способную:
а) быстро реагировать на изменения, происходящие в ОС и ОУ;
б) быстро выполнять анализ хода и результатов инновационного процесса, давать оценку его успешности на основании критериев экологического качества;
в) осуществлять оперативное регулирование и контроль динамики показателей эколого-эко-номической эффективности инновационного процесса;
г) организовать эффективное функционирование различных подсистем сельскохозяйственного производства в целях экологической оптимизации используемых ресурсов и достижения запланированных показателей устойчивого развития;
д) быстро адаптироваться и переносить накопленный опыт управления в новые условия.
Наиболее полно заданные требования можно удовлетворить, используя ситуационные принципы управления большими системами. Под ситуацией следует понимать временной срез, отражающий текущее состояние инновационного процесса с помощью:
а) заданной системы (вектора) эколого-эконо-мических показателей, отражающих состояние технологического процесса, называемых параметрами управления;
б) описания состояния технологического процесса и жизненного цикла задействованных в инновационной деятельности материальных и сырьевых ресурсов;
в) описания состояния внешней среды и действующих на производственный процесс возмущающих экологических факторов.
Это позволит при организации эколого-эконо-мического механизма управления инновационными процессами использовать автоматизированный выбор организационных и управленческих решений в соответствии с поставленной целью, а также рассогласованием с ситуацией, характеризующейся значениями этих показателей.
В этом случае каждая ситуация будет определяться системой технико-экономических и эколо-го-экономических показателей, количество элементов и содержание которой будет зависеть от уровня управляемости инновационного процесса.
Для достижения эффективного уровня наблюдаемости и управляемости инновационным процессом с учётом экологических факторов необходимо выбрать полную систему показателей, удовлетворяющих следующим требованиям;
— иметь количественную оценку для возможности их сравнения;
— обладать возможностью функционального распределения и измерения во времени и принимать скалярные, итоговые значения;
— изменяться независимо друг от друга;
— отражать влияние на инновационный процесс максимального числа внешних возмущающих воздействий;
— обладать высокой степенью возможности к структуризации и повышению определённости влияющих на них организационных и управленческих корректирующих мероприятий, приводящих прямым или косвенным образом к требуемым их изменениям;
— быть достаточными для организации принятия эффективных решений и охватывать все процессы деятельности предприятия.
В этом случае эколого-экономическое управление инновационным процессом можно автоматизировать и осуществлять следующим образом. На этапе построения определяются целевые условия управления, позволяющие вычислить целевые значения показателей инновационного процесса. На основе полученной об ОУ информации выявляются фактические значения показателей его состояния и влияния на окружающую среду в произвольные моменты времени, которые формализуются, структурируются и передаются в виде кортежа в МПР. Одновременно с этим в МПР из БЗ заносятся нужные значения этих показателей. Это позволяет вычислить разности между требуемыми и фактическими значениями показателей и сформировать кортеж отклонений. На основании величины найденных отклонений и информации, поступающей из БЗ, в МПР формируется кортеж управленческих мероприятий, направленных на устранение различий между заданными и фактическими значениями регулируемых параметров.
Для автоматизации процесса принятия решений закономерности преобразования значений показателей состояния инновационного процесса формализуются в виде продукционных правил принятия решений, имеющих следующее содержание: "Если отклонение параметра имеет знак (+, -) и величину D(х), то для получения требуемого значения параметра необходимо организовать и выполнить мероприятия Я^) или Я2(-) в течение
заданного интервала времени Т". Ограничения по времени вводятся в том случае, если по истечении некоторого промежутка времени Т проведение управленческих мероприятий становится нецелесообразным.
Рассмотренные выше правила вывода хранятся в базе знаний для принятия решений, связанных с организацией эколого-экономического управления инновационным процессом.
Ситуационная система эколого-экономического управления инновационным процессом требует более сложного описания текущих ситуаций, возникающих во внешней среде. При этом в качестве текущей ситуации рассматривается вектор экологических возмущений, определяемый описанием действующих на предприятие внешних возмущающих факторов. Задача управления сводится к выбору организационно-технических и организационно-экономических мероприятий, направленных на компенсацию действующих экологических факторов и связанных с ними последствий.
В этом случае описание ситуаций на естественном языке можно формализовать, записав его с помощью принятой системы знаков. Такая модель описания объектов позволяет достаточно подробно описывать производство и окружающую среду на различных уровнях.
При этом каждая ситуация внешней среды инновационного процесса будет определяться описанием решаемой подзадачи, описанием внешней среды, описанием внутренней среды, программы реализуемых мероприятий. Для эффективного применения эколого-экономического механизма управления инновационным процессом весь технологический процесс необходимо разбить на подзадачи, определив время и ресурсы, требуемые для их реализации. Следовательно, с методической точки зрения, возникает необходимость построения редукционной модели инновационного процесса.
Так как на инновационный процесс влияет достаточно большое количество факторов, в том числе и экологических, оперативное управление является многокритериальной задачей. Решение таких задач обычно выполняется перебором и состоит из двух этапов.
На первом этапе сокращается область поиска решения задачи путём определения специального множества, которое содержит предполагаемое решение задачи.
На втором этапе проводится оптимизация параметров на выявленном множестве допустимых
значений. Для этого многокритериальная задача путем аддитивной свертки критериев сводится к однокритериальной задаче в следующем виде:
п
™ = Е к181'
i=1
где к. - коэффициент значимости ьго критерия функционирования системы материально-технического значения; g. - критерий эффективности г.
В этом случае подсистема управления служит для выбора метода реализации решаемых задач, которые ставятся в соответствии с внешними и внутренними условиями функционирования эко-лого-экономической системы.
Одной из важнейших проблем, которая решается с применением ситуационных систем управления инновационным процессом, является обеспечение высокой оперативности принятия решений и экологического контроля за их исполнением. Это объясняется тем, что инновационный процесс происходит в период быстрых и не всегда предсказуемых изменений внешней среды. Следовательно, разработка и развитие современных методов сбора, обработки, хранения, анализа и предоставления информации для подготовки управленческих решений является одним из важнейших факторов совершенствования технологии управления. Без обмена информацией между центром управления, с одной стороны, и исполнительной подсистемой и окружающей средой, с другой стороны, эффективное управление инновационным процессом организовать невозможно.
База знаний должна представлять собой структурированное описание в единой системе классификации и моделирования технико-экономической и экологической информации, унифицированных систем документации и массивов информации, служащей для описания инновационного процесса, технических характеристик, новых машин и механизмов, т.е. всех необходимых данных, используемых для описания внутренней и внешней среды объекта. Обычно большие массивы информации неудобно использовать при решении конкретных задач оперативного управления. Во избежание этого на базе основных массивов с помощью логических преобразований создаются различные по значению виды массивов: рабочие, по стоянные, справочные, плановые, отчётно-архивные, табличные и служебные внутренние массивы.
Информация, хранящаяся в базе, служит для корректировки принятых управленческих решений. Получение исходной информации о состо-
янии внешней и внутренней среды предприятия позволяют выявить слабые звенья в организации инновационного процесса.
Проблемы, выявленные в результате комплексного анализа, прогнозирования и экспертного прогноза, подлежат идентификации, в процессе которой одинаковые объединяются, а второстепенные исключаются. Окончательный массив проблем составляется в однотипных формулировках. При этом возможны два варианта. В первом случае формулировка отражает отрицательные стороны развития эколого-экономического взаимодействия и дается в терминах, описывающих его существующее состояние, во втором - отражает разрыв между желаемым и достигнутым уровнями среды и дается в терминах той потенциальной задачи, решение которой может обеспечить искомый конечный результат.
Разработка базы данных должна включать большой комплекс исследований и мероприятий по сбору информации об объекте управления, а также мероприятий, которые позволяют улучшить организационную структуру системы, упорядочить информационные потоки и автоматизировать документооборот. Решение этих задач увеличивает качество и оперативность принятия решений и, таким образом, повышает эффективность производственного процесса в целом.
Экологический контроль за состоянием инновационного процесса осуществляется путем сравнения между собой целевой и фактической ситуаций с целью выявления всех имеющихся между ними различий. Ситуационный же анализ проводится с целью выявления причин, вызвавших различия между фактической и целевой ситуациями для последующего их устранения.
Предложенный методический подход нами был реализован на системе принятий решений для разработанного нами инновационного технологического процесса регулирования склонового поверхностного стока - дифференцированного вертикального мульчирования почвы по а. с. № 1280686 [4]. Особенность процесса заключается в нарезке отрезков водопоглощающих щелей с органическим заполнителем не по всей площади склона, а только в местах перемещения концентрированного стока - на ложбинах, с интервалом адаптированном к рельефу и почвенно-климатическим показателям территории.
Для принятия управленческих решений нами использовалась виртуальная производственная система (ВПС), в рамках которой производилось моделирование водно-эрозионных процессов, технологическое проектирование и формирование оптимального управленческого решения, которое затем было наложено на реальную производственную систему [3]. Структура и возможности работы с такой системой представлены на рис. 3.
нформация о производственных заданиях
Производствен ные задания
Проектирование ТП защиты почв от водной эрозии
7\
Интеллектуальное управление технологическим проектированием
^ у
Менеджер (ЛПР) -
Дифференцированное вертикальное мульчирование
Рис. 3. Схема адаптивного управления инновационным производственным процессом
Видно, что для выполнения производственного задания (ПЗ) был спроектирован технологический процесс (ТП) дифференцированного вертикального мульчирования, а для его реализации сформирована ВПС на основе обобщенной производственной системы (ОПС). Информация о производственном задании поступает в систему интеллектуального управления технологическим проектированием (ИУ). Здесь осуществляется ее анализ, на основе которого принимают решения о выборе текущей конфигурации виртуальной производственной системы, по определению маршрутов ТП и формируется командная информация для менеджера и распределенных производственных систем (РПС), составляющих ВПС.
Анализ и принятие решений осуществлялись на основе информации о технологических возможностях ОПС, их распределении во времени, информации о ПЗ в виде спроектированных на них технологических процессов, например, защиты пашни на склонах от водной эрозии почв. При этом использовались базы данных (БД) и базы знаний (БЗ) для описания почвенно-климатического и агротехнического состояния агроландшафта, параметров рационального технологического процесса.
Система управления производством на основе получаемой информации о характеристиках производственного задания и информации об обобщенной производственной системе позволила определять стратегию технологического процесса, включающего в себя проектирование, распределение выполняемых операций непосредственно по технологическому оборудованию, а также последовательность выполнения производственного задания.
Процесс функционирования виртуальной производственной системы определялся результатами моделирования технологического процесса в ней. Для этого нами был сформулирован алгоритм и написана программа в системе СРББ/РС для имитационного моделирования движения и трансформации вод поверхностного стока по склону [2].
Имитационное моделирование движения и трансформации вод поверхностного стока проводилось на персональной ЭВМ. В результате были установлены линии тока вод поверхностного стока на контрольном участке, а также структура ложбинчатой сети, ее водно-эрозионные характеристики.
Ввиду неполной адекватности математической модели реальной производственной системе результаты моделирования корректировались. Коррекция параметров модели с целью уменьшения расхождения результатов моделирования и параметров производственной системы обеспечивалась введением обратной связи (ОС). Информация обратной связи представляет собой обратный информационный поток, который позволяет сопоставить информацию, получаемую в результате моделирования и реального функционирования частей распределенной производственной системы, обеспечивается передачей данных, получаемых в результате диагностирования развития потенциальных водноэрозионных процессов.
Использование промежуточной информации о предполагаемых водноэрозионных процессах позволило произвести экономические расчеты технико-экономической эффективности производственных процессов. На основе этих расчетов оказалось возможным уже на ранних этапах жизненного цикла инновационного продукта получить данные о его себестоимости и условиях производства, определить оптимальные параметры технологического процесса применительно к конкретным производственным условиям.
Формирование рациональной производс -твенной системы защиты почв от водной эрозии с помощью ВПС и ее производственная проверка проводились на материалах ОПХ "Михайловское" Ставропольского края. Нарезка водопоглощающих щелей с заполнителем не по всей водосборной площади, а лишь в местах концентрации водных потоков отрезками по 3 метра с интервалом в соответствии с данными имитационного моделирования позволила полностью зарегулировать сток и смыв на опытном участке склона. При этом производственно-эксплуатационные затраты уменьшились в 1,9 раза, затраты труда сократились на 63%.
Следовательно, предложенные нами новые организационно-экономические принципы управления интеллектуальными технологическими процессами, в том числе формализованные методы рационального выбора управленческих решений в виртуальной производственной системе, позволят организовать эффективное аграрное производство на принципах устойчивого развития, например, в рамках адаптивно-ландшафтной системы земледелия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. О сохранении почв и земель, предотвращении их деградации [Текст] /: Закон Ставропольского края от 7 апреля 1995 года № 4-ХЗ.
2. Журавель В.Ф. Автоматизированная система "Расчет поверхностного стока": программа для ЭВМ / Журавель В.Ф. - № 2009610783 ; заявл. 16.12.2008 ; опубл. 04.02.2009 // Программы для ЭВМ, базы данных, топологии интегральных микросхем. Бюл. № 2. С. 46.
3. Капустин Н.М. Формирование виртуальной
производственной системы для выпуска изделий в распределенных системах [Текст] / Н.М. Капустин, П.М. Кузнецов // Машиностроитель. 2002. № 6. С. 42-46.
4. А. с. № 1280686 СССР: МКИ3 О 01 С 5/ 04/ Устройство для прерывистого вертикального мульчирования почвы / В.Ф. Журавель, А.М. Бруснев, Б.Г. Горди-енко (СССР). № 3877559/30 - 48; заяв. 07.01.84; опубл. 15.04.86. Бюл. № 14. С. 23.
УДК 332.1
Анимица Е.Г., Зверева С.А.
Обоснование факторов развития
КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ МЕГАПОЛИСА
Обоснование приоритетов, а также механизмов формирования и реализации конкурентоспособности крупнейших городов (муниципальных образований) в системе региональной экономики невозможно провести без выявления факторов и особенностей функционирования данных городов в системе территориальной конкуренции. Анализ соответствующей литературы показывает, что по существу все исследования, посвященные проблемам регионального развития, региональной экономике, включают разделы, рассматривающие те или иные факторы и условия развития экономики и ее отдельных компонентов во времени и пространстве.
По справедливому замечанию С.А. Николаева, вся "размещенческая" литература в той или иной мере посвящена изучению факторов размещения [1] и развития производственной деятельности. В этой связи можно привести цитату Ю.В. Яковца о факторах развития экономики: "Экономика как неразрывная часть общества не является чем-то изолированным, автономно развивающимся. Ее масштабы, структура, направления развития диктуются тремя находящимися вне ее факторами:
- население, ради удовлетворения растущих потребностей которого возникло, функционирует и развивается воспроизводство, фундаментом и источником динамики которого является коллективный человеческий разум (воплощенный в науке и технологиях) и совокупный работник - главная производительная сила;
- природная среда, которая является первоисточником всех используемых и потребляемых человеком материальных благ, естественной производительной силой, энергетическим базисом и в тоже время ограничителем, вынуждающим увеличивать в структуре экономики сектор, имеющий целью воспроизводство (в экономическом смысле) природных ресурсов и охрану окружающей среды от вредных воздействий производства и жизнедеятельности человека;
- технологическая основа общества, способ соединения разума и рук человека с естественным и преобразованными средствами производства для удовлетворения растущих потребностей увеличивающегося из года в год населения, насыщения рынка разнообразными товарами и услугами" [2].
Краткое изложение данной мысли возможно представить так: "Производство предполагает взаимодействие трех основных факторов: рабочей силы человека, предметов труда и средств труда".
Как ни парадоксально, четкость и однозначность в определении понятия "фактор" развития, размещения в литературе до сих пор отсутствует. Если обратиться к словарю иностранных слов, то можно прочесть, что фактор (лат. Factor - делающий, производящий) - это причина, движущая сила какого-либо процесса, явления, определяющая его характер или отдельные его черты [3]. Ученые, занимающиеся исследованием процессов развития, размещения производственной деятель-
