Власов М.П., Шимко П.Д. Моделирование экономических процессов

Моделирование экономических процессов

требований решения конкретных задач управления. При формиро-

вании информационной системы должны быть обеспечены полнота

характеристики управляемого объекта в аспекте решаемых задач,

отбор существенных переменных и представление их в форме, наи-

более удобной для восприятия и анализа.

Следует подчеркнуть, что информационная модель является

результатом концептуального анализа и в таком понимании ин-

формационная модель противопоставляется концептуальной мо-

дели. Если информационная модель представляет наблюдателю

данные на входе, то концептуальная модель формируется самим

наблюдателем в процессе обучения или наблюдения за объектом

как образ механизма его функционирования. Концептуальная мо-

дель фиксирует не конкретные значения переменных, а законо-

мерные связи между ними, знание которых позволяет предвидеть

изменения в состоянии объекта. На основе концептуальных моде-

лей оценивается значимость переменных для конкретной задачи и

определяется структура информационной модели. Если термин

«модель» употребляется без атрибутов, то имеются в виду чаще

всего концептуальные модели. Однако назначением любой модели

является получение информации об объекте.

этом смысле разли-

чие между информационной и концептуальной моделями следует

признать условным.

В исследовании потоков информации информационные модели

отображают движение и преобразование данных в процессах уп-

равления, выделяя аспекты сбора, накопления, обработки и переда-

чи информации. В таком понимании объектом, отображаемым ин-

формационной моделью и, следовательно,, определяющим ее, явля-

ется информация.

этом случае информационная модель разраба-

тывается при проектировании любой системы управления, вклю-

чая компьютеризированную, но только в последнем случае этот

процесс наиболее структурирован. Обычно информационные сис-

темы (не компьютеризированные) развиваются стихийно, что по-

рождает, с одной стороны, дублирование информации, а с другой

—

недостаточную информированность менеджера.

информационной

модели фиксируется:

• информация, преобразуемая на выходе этой системы в доку-

менты;

100

5. Основные понятия, подходы и средства концептуального анализа

• маршруты движения документов;

• источники первичных данных и адресаты конечного инфор-

мационного продукта;

• экономические показатели, связи между ними и процедуры

их формирования;

• функции управления и аппарат, который их выполняет.

Функции и структура данных описываются в терминах потоков

информации. Традиционно для описания информационной модели

используются графы и матрицы.

Предметная область рассматривается прежде всего как некото-

рая совокупность реальных объектов, часто называемых сущнос-

тями. Каждый из этих объектов обладает определенным набором

свойств (атрибутов) и должен быть отличным от других объектов.

этой целью объектам предметной области ставятся в соответствие

уникальные идентификаторы, роль которых выполняют значения

какого-либо одного или нескольких атрибутов объекта.

В простейших случаях создатель концептуальной модели ог-

раничивается содержательным описанием предметной области

на естественном языке, используя для этого графы, вершины ко-

торых соответствуют типам объектов, а ребра — типам связей

между ними.

Определенный таким образом концептуальный анализ близок

к системному анализу и является его разновидностью. Системный

анализ имеет направленность на решение проблем, т. е. генера-

цию и оценку вариантов решения и изыскания общих методов ре-

шения. Концептуальный анализ ограничивается исследованием

того,

что необходимо знать о предметной области например, о

производственной системе, оставляя в стороне все аспекты того,

как эти знания реализованы в компьютере. Даже язык представле-

ния концептуальной модели не имеет в концептуальном анализе

принципиального значения. Для практики же проектирования ма-

шинные и языковые средства концептуального анализа, наоборот,

весьма важны.

В создании модели системы и, в частности, информационных

систем концептуальный анализ является первым и критическим

этапом жизненного цикла системы. На основе концептуальной мо-

дели предметной области и требований к информации формирует-

101

Моделирование экономических процессов

ся функциональная спецификация будущей системы. Поэтому ка-

чество выполнения концептуального анализа в значительной сте-

пени влияет на все последующие фазы проектирования и качество

готовой системы.

5.2. Цели концептуального анализа

экономических систем

Объектом концептуального анализа являются экономические

системы, например, производственное объединение, предприятие

или цех. Экономическая система ограничена в пространстве и во

времени, имеет автономное назначение, внутреннюю структуру и

ресурсы. Экономические системы являются открытыми, т. к. они об-

мениваются с внешней средой материалами, энергией и информа-

цией, которые представляют, в свою очередь, потоки, изменяющиеся

во времени. В то же время экономические системы, как и живые

организмы, обладают свойством поддержания динамического рав-

новесия, за исключением, может быть, экстремальных условий. Ус-

тойчивость производственной системы обеспечивается системой

управления в различных условиях внешних возмущений и для раз-

ных целей.

процессе формирования модели системы полезно различать:

• относительно постоянную информацию о структуре экономи-

ческой системы и связях подсистем, взаимодействии с внеш-

ней средой, целях и ограничениях;

• информацию об изменяющемся состоянии экономической

системы.

1-й тип информации формализуется в виде концептуальной мо-

дели экономической системы, которая отражается не только эконо-

мико-математической, но и информационной моделью, на основе

которой формируется база данных, являющаяся общей для всех

пользователей и задач. 2-й тип информации представляет информа-

ционную базу текущего состояния экономической системы.

Построение и анализ концептуальной модели системы могут

иметь следующие цели:

• дать общую основу для понимания поведения системы;

102

5. Основные понятия, подходы и средства концептуального анализа

• определить допустимые операции

над

информацией

системе;

• дать основу для интерпретации данных, которые представля-

ют систему;

• обеспечить соответствие внешних форм представления ин-

формации пользователю и внутренних форм реализации дан-

ных в компьютере.

Концептуальная модель объектной системы должна удовлетво-

рять некоторым общим требованиям:

• описывать классы объектов предметной области, а не отдель-

ные экземпляры;

• описывать правила и ограничения, имеющие постоянный,

малоизменчивый характер;

• содержать правила и ограничения, действующие в предмет-

ной области.

Существует много возможностей выбора состава концептуаль-

ной модели, но во всех случаях следует руководствоваться двумя

принципами:

• все относящиеся

рассматриваемой проблеме описания, пра-

вила и ограничения должны быть отражены в концептуаль-

ной модели (так называемый принцип 100% охвата), т. е. со-

здаваемая модель системы должна отвечать только за те опи-

сания, которые содержатся в ней самой;

• концептуальная модель должна содержать только концепту-

ально важные аспекты (принцип концептуализации). Все со-

ображения реализации модели системы остаются за предела-

ми этой модели.

Эти принципы требуют, чтобы концептуальная модель содержа-

ла необходимую и достаточную совокупность описаний объектной

системы, не касаясь способов представления результатов и данных

пользователю, организации данных в памяти или прочих аспектов

реализации модели.

Концептуальная модель должна предусматривать

охватывать:

• переменные, ограничения, параметры, условия и критерии

оценки моделируемой системы;

• область изменения и область действия модели;

• информационные аспекты функционирования моделируемой

системы;

103

Моделирование экономических процессов

возможности развития информационно-математического и

программного комплекса;

технические возможности средств вычислительной техники,

включая быстродействие и необходимость оперативность по-

лучения решения, объем информации и возможность ее об-

работки и хранения;

возможность перспективного использования как информа-

ционной системы, так и экономико-математической модели;

выбор методов как решения задач математического програм-

мирования, так и информационно-вычислительных,

т.

е. фор-

мирования откликов на запросы;

принципы проектирования базы данных (говорят также, что

создание концептуальной модели представляет концептуаль-

ное проектирование базы данных);

создание имитационных моделей производственных систем,

которые, в свою очередь, могут иметь разнообразное приме-

нение: при тестировании информационной или управляю-

щей систем, построении алгоритмов оптимизации, диагно-

стике и оценке производственных систем.

5.3. Особенности концептуального анализа

Любое моделирование должно удовлетворять требованиям,

предъявляемым к системе, и строиться на базе исследования выпол-

няемых ею функций. Но проблема заключается в том, какими мето-

дами, в какой последовательности, на каком языке формализации

эту принципиально важную и сложную работу выполнять, чтобы

результат был понятен самому исследователю, заказчику, проектан-

ту и был адекватен последующим этапам проектирования.

Широко распространенная практика создания систем такова, что

реальная проблема после краткого и поверхностного ознакомления

записывается сразу в виде таблиц структур данных, после формиро-

вания которых теряется возможность понимать, проверять или из-

менять формулировку проблемы. Несоответствия же в постановках

выявляются существенно позднее, когда изменять систему уже

слишком поздно.

104

5 Основные понятия, подходы и средства концептуального анализа

1-я особенность концептуального анализа заключается в том,

что при понимании (исследовании), формулировке и описании ре-

альной проблемы не используют никаких аспектов реализации, на-

пример, запросов (информации), передачи, обработки, хранения, по-

иска и представления данных в компьютере.

В концептуальной модели нет понятий экономико-математиче-

ской модели, базы данных, СУБД, программы, файла, алгоритма

решения. Наоборот, все внимание сконцентрировано на описании

всей совокупности действующих правил, условий, законов, обычаев,

ситуаций, событий, вещей, действий и фактов экономической систе-

мы во

всей сложности их реальной взаимосвязи и изменчивости. Дру-

гими

словами,

требуется создать теорию функционирования анализи-

руемой

системы.

При этом реальная проблема, которая кажется опыт-

ному производственнику простой, оказывается исключительно слож-

ной, будучи сформулированной на любом существующем языке кон-

цептуального моделирования. Здесь остро встает вопрос

простоте и

доступности представления концептуальной модели.

2-я особенность концептуального анализа состоит в полном

признании права каждого пользователя иметь свою точку зрения на

исходную проблему. Более того, эти индивидуальные, субъектив-

ные взгляды как раз и являются исходным материалом для составле-

ния концептуальной модели, общей для всех пользователей. Приме-

няя абстракцию, классификацию и обобщение в ходе концептуаль-

ного анализа, проектировщик системы знает, что каждый производ-

ственник видит задачу по-своему, говорит на свойственном ему

жаргоне, применяет свои приемы работы. Множество индивидуаль-

ных, субъективных взглядов позволяет сформулировать совокуп-

ность предположений или гипотез, которые, будучи положенными в

основу концептуальной модели, позволяют сформулировать эконо-

мико-математическую и информационную модели.

Экономико-математические модели строятся на основании тех

или иных гипотез о структуре и взаимоотношениях элементов сис-

темы, о причинах тех или иных процессов. Проверка таких гипотез

осуществляется тремя способами:

1) статистическое наблюдение и изучение действительных

процессов, происходящих в экономике. Например, выдвину-

та гипотеза: введение премий за качество продукции снижа-

105

Моделирование экономических процессов

ет брак, повышает прибыль предприятия.

этом случае мож-

но изучить применение действующих поощрительных сис-

тем и проверить эту гипотезу;

2) проведение специально поставленного экономического экс-

перимента.

этом случае разрабатываются и вводятся в дей-

ствие новые стимулирующие факторы (премии) и ведется

наблюдение за тем, как они действуют;

3) машинная имитация, «проигрывание» модели (проведение

эксперимента) на компьютере.

Таким образом, результатом создания концептуальной модели

должна быть совокупность гипотез, достаточно полно описываю-

щих объект или процесс. При этом гипотеза рассматривается как

предпосылка, закладываемая в основу построения экономико-ма-

тематической модели. При использовании концептуального ана-

лиза взгляды пользователей формализуются в виде некоторой час-

ти концептуальной модели, называемой подсхемой концептуаль-

ной модели.

3-я особенность — структурированный подход, применяемый

при концептуальном анализе и моделировании.

Структурирование, или последовательное разбиение проблемы

на соподчиненные части при фиксации связей между ними является

общим методологическим приемом в большинстве

наук.

нашем кон-

тексте исследования сложных экономических систем структурирова-

ние свойственно многим этапам анализа. Этот подход «сверху —

вниз» в различных дисциплинах, близких к концептуальному анали-

зу, имеет несколько разных толкований.

Например, в структурированном системном анализе информа-

ционных систем целью моделирования является получение некото-

рого ориентированного графа (в математическом смысле — сети),

вершины которого представляют процессы обработки информации,

а дуги — потоки информации между процессами. Такие графы в

структурированном анализе обычно называются графами потоков

данных и широко применяются для описания структур схем обра-

ботки информации на предприятии.

При математическом моделировании систем структурирование

иногда трактуется как особый способ разбиения модели, а именно

выделение всех соотношений структуры в отдельные части модели

106

5. Основные понятия, подходы и средства концептуального анализа

или разбиение общей модели на ряд частных, образующих подсис-

темы. Локальные процессы описываются в этом случае взаимно не-

зависимыми моделями.

4-я особенность — учет конечной цели анализа: разработка

концептуальной модели создаваемой системы. На этапе концепту-

ального анализа это означает анализ требований

будущей системе

дополнительно к анализу существующей системы.

5.4. Концептуальная

модель предприятия

В результате проведения концептуального анализа может

быть построена либо одна экономико-математическая модель,

либо система моделей, охватывающих все или часть функций уп-

равления предприятием. Если будет создана комплексная модель

предприятия, то она должна быть инструментом контроля, анали-

за, прогнозирования, планирования и регулирования деятельно-

сти предприятия в целом, его отношений с окружающей средой.

Кроме того, эта модель должна быть иерархической, чтобы охва-

тывать все уровни управления с целью реализации указанных

функций для отдельных производственных процессов, происхо-

дящих внутри его, а также для каждого из его звеньев и их взаи-

модействия.

Комплексная модель предприятия, в зависимости от масштабов

производства, степени однородности продукции, применяемой тех-

нологии и многих других факторов, может быть:

• агрегированной (без детального представления звеньев

предприятия, производственных процессов и пр.);

• дезагрегированной, в этом случае поведение системы харак-

теризуется иерархичностью в пространственном и времен-

ном аспектах, охватывая функционирование элементов раз-

личных уровней в краткосрочном, среднесрочном и долго-

срочном периодах с учетом связей между ними.

Комплексная модель предприятия должна также отображать ре-

акцию звеньев любого уровня и/или всего предприятия на измене-

107

Моделирование экономических процессов

ние внешних условий и доступных предприятию средств через по-

казатели интенсивности их использования.

В состав комплексной модели входят локальные модели струк-

турных производственных и обеспечивающих подразделений, дея-

тельность которых регулируется модулем управления. Поэтому

комплексная модель предприятия снабжается модулем управления,

позволяющим на основе вычислений по взаимосвязанным пре-

скриптивным и дескриптивным моделям планировать, а затем кор-

ректировать структуру объекта, порядок поведения и параметры его

элементов в ориентации на критерии, отвечающие заданным целям.

При таком уточнении модуль управления действует:

• либо как встроенный: согласно принципу обратной связи,

немедленно реагирующий на недопустимое отклонение

объекта управления от оптимальной траектории;

• либо автономно: активируется «экспертом», когда тот счи-

тает необходимым, и функционирует в интерактивном ре-

жиме.

В состав комплексной модели предприятия кроме управляюще-

го модуля входят локальные модели, характеризующие процессы,

протекающие в структурных подразделениях. Локальные модели

должны позволять оценивать производственную деятельность по

реализации плановых заданий, а также фиксировать издержки. По-

этому каждое структурное подразделение может быть представлено

комплексом моделей.

Модуль управления в общем случае также представляет комп-

лекс моделей, отражающих возможности предприятия регулировать

экономические показатели за счет контроля над производственны-

ми процессами. Модуль управления должен учитывать решения,

принимаемые менеджером, к числу которых относятся:

• рыночная ориентация предприятия (ассортимент и количе-

ство выпускаемых товаров и услуг, состояние технологии,

ценовую и финансовую конъюнктуру);

• создание нового или совершенствование действующего про-

изводства;

• состояние технико-экономической подготовки производства

(конструкторской, технологической, организационно-эконо-

мической, анализа внутрипроизводственных резервов);

108

5. Основные понятия, подходы и средства концептуального анализа

• финансовое обеспечение, включая взаимоотношения с кре-

диторами, должниками, государством;

• оперативно-производственное планирование;

• реализация продукции и услуг, включая качество продукции,

рекламу, ценообразование;

• контроль производственных процессов, их оперативное ре-

гулирование.

Комплексная модель предприятия нуждается во внешнем допол-

нении в виде многочисленных экзогенных параметров, значения

которых задаются посредством экспертных оценок и качественного

прогнозирования. При построении комплексной модели предприя-

тия необходим композиционный подход как общий принцип при

возникновении внешних эффектов. Например, при измерении про-

изводительности труда, по которой определяется вознаграждение

работников, т. к. от величины оплаты труда зависит удовлетворен-

ность работников организацией того или иного производственного

процесса и, следовательно, его нормальное течение.

5.5. Концептуальный анализ

в методологии создания систем

Концептуальный анализ в общем случае имеет две фазы: анализ

объектной системы и синтез объектной модели.

Анализ объектной системы включает:

Сбор информации об объектной системе:

• исследование литературных источников;

• выявление групп пользователей;

• заказ автоописаний функций персонала.

Пассивное наблюдение:

• выявление узких мест и проблем;

• выявление особенностей производства, не отраженных в до-

кументации;

• хронометраж действий и операций;

• работа в роли персонала.

Активное наблюдение:

• опрос персонала;

109

Власов М.П., Шимко П.Д. Моделирование экономических процессов

Подождите немного. Документ загружается.