В работах [1; 8] вскрыты особенности планируемой ИД и показано, что задачу следует ставить и решать, как оптимизационную задачу распределения ресурсов на графовых моделях. Для ее решения были введены новые показатели оценивания качества ИД на основе инновационного потенциала [2] модернизируемой производственной системы (МПрС). А именно: под целевым результатом ИД в задаче понимается улучшение эффектов модернизируемой производственной деятельности (МПД) и эффектов эксплуатационной деятельности (ЭД), включая применение изделий. МПД протекает в виде функционирования МПрС для достижения ею возможных целей. Улучшение эффектов МПД оценивается по показателям, характеризующим спектр процессов МПД и ЭД, соответствующих разным возможным целям функционирования МПрС.
Качество функционирования МПрС традиционно оценивают по эффективности её функционирования, то есть по свойству целенаправленного процесса функционирования системы (МПрС), характеризующему приспособленность функционирования системы к достижению заданной цели [3]. Свойство системы (МПрС), позволяющее использовать её для достижения любой из возможных целей, назовем потенциалом системы (МПрС).
Инновационный потенциал системы - потенциал системы, получаемый в результате ИД.
Задача планирования ИД в интересах создания приоритетных образцов изделий состоит в следующем.
Пусть заданы: ИММ, которые могут быть включены в план ИД; возможные способы реализации ИММ и прогнозируемые результаты ИММ (возможные затраты денег и времени на производственные мероприятия) для каждого способа реализации; графики МПД; ресурсы, которые могут быть израсходованы при инновационной, производственной и эксплуатационной деятельности, список типов изделий в тех количествах, которые должны быть произведены, и приоритетность для каждого из типов изделий.
Требуется найти оптимальный план ИД в интересах создания приоритетных образцов изделий (далее - ИД). При этом под оптимальным планом ИД будем понимать такой план ИД, который позволит добиться лучшего значения показателя качества инновационной, производственной и эксплуатационной деятельности в процессе достижения возможных целей МПрС и организаций, для которых выпускаются изделия. Этот показатель - мера возможности того, что требуемые целевые результаты функционирования МПрС и произведенных изделий после завершения ИД будут получены и при этом не будут перерасходованы ресурсы, предоставленные для реализации ИД, МПД и ЭД.
Процессы ИД, МПД, ЭД из спектра затронутых ИД процессов, последовательно реализуемых в разных целях, оцениваются по соответствию эффектов от каждого из таких процессов требованиям, в соответствии с той или иной целью, из множества возможных.
Обозначим:
Mi - i - е ИММ;
;
- это при pi-м способе его реализации, 
:
, если не реализуется;
;
; 
;
- вектор эффектов каждого мероприятия 
ЭД: 
;
изделие из списка 
приоритетных, выпускаемых в результате МПД в соответствии с целью 
; 
;
; вектор случайных величин эффектов h-го мероприятия ЭД по переводу zj-го изделия из заданного состояния в готовность к применению при выполнении 
; 
случайная величина затрат денежных средств на реализацию такого мероприятия; 
случайная величина затрат времени на его реализацию;
- вектор характеристик способа реализации 
;
, где 
- случайная величина затрат денежных средств на реализацию 
,
- случайная величина длительности 
, 
- размер множества 
мероприятий МПД, затронутых реализацией 
,
- вектор эффектов каждого мероприятия Vl МПД:
;
; 
вектор случайных величин эффектов l-го мероприятия МПД при выполнении 
;
случайная величина затрат денежных средств на реализацию такого мероприятия; 
случайная величина затрат времени на его реализацию;
;
; r - отношение зависимости между мероприятиями Vl и 
;
;
- сетевой график МПД для достижения j-й цели Gj, 
; 
вектор плановых моментов времени начала МПД по графику 
;
; 
; 
.
s-й план ИД из множества 
возможных планов:
; 
;
- оптимальный план ИД;
- показатель качества инновационной и производственной деятельности при плане 
;
- ожидаемое значение показателя качества перевода в готовность к применению и применения по назначению производимых изделий из списка 
при плане 
с учетом приоритетности 
этих изделий;
Приоритетность изделий при достижении цели 
задается в виде вектора чисел 
(от 0 до 1), которые в задаче имеют смысл показателей результативности применения изделий 
. А именно: каждое из чисел мера возможности случайного события, состоящего в том, что применение 
го изделия в составе планируемой для использования системы и произведенного в запланированных количествах, при условии своевременного перевода в требуемую готовность к применению, достигнет ;
,
где 
показатель качества ЭД, реализуемой при эксплуатации 
го изделия при условии актуализации цели Gj;
множество значений приоритетности изделий для достижения различных целей;
промежуток времени, необходимый для перевода 
го изделия в готовность к применению из заданного состояния при эксплуатации для достижения цели 
;
затраты денежных средств, необходимых для перевода 
го изделия в готовность к применению из заданного состояния при эксплуатации для достижения цели Gj; 
директивный (требуемый) промежуток времени, необходимый для перевода zj-го изделия в готовность к применению из заданного состояния при эксплуатации, в соответствии с целью Gj; 
; 
директивные (требуемые) затраты денежных средств, необходимых для перевода zj-го изделия в готовность к применению из заданного состояния при эксплуатации, в соответствии с целью Gj; 
мера возможности наступления случайного события 
;
событие, состоящее в актуализации цели 
;
случайный момент времени окончания МПД в соответствии с 
при плане 
;
директивный (требуемый) момент окончания МПД в соответствии с 
; 
;
случайная сумма денежных средств, расходуемых на ИММ и МПД в соответствии с планом 
для достижения цели Gj;
директивная (назначенная) сумма денежных средств, выделенных на ИММ и МПД для достижения цели 
; 
;
, 
- сумма денежных средств, расходуемых на реализацию ИД в соответствии с планом 
для достижения цели 
; 
- сумма денежных средств, расходуемых на реализацию МД по графику 
при плане 
;
.
Тогда решаемая задача примет следующий вид.
Дано: 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
.
Найти 
: 
.
Для расчета значения 
при плане 
используется комплекс моделей, описанный в [8]. Он позволяет рассчитать значение путем обходов построенных моделей.
В случае если эффекты случайны, переход к соответствующим соотношениям для случайных величин целесообразно осуществлять с опорой на алгебру случайных чисел [5].
Полученные в результате моделирования рекуррентные алгебраические соотношения позволяют перейти к поиску решения оптимизационной задачи. Он выполняется с использованием модифицированного метода случайного поиска - фрагментарно контролируемого случайного поиска [8]. По сравнению с планом ИД, полученным эвристическим путем, оптимальный план позволил в среднем: на 15% изменить состав инновационных модернизационных мероприятий, на 42% изменить способы реализации этих мероприятий. Это позволило получить значение 0,74 показателя успешности ИД для полученного оптимального плана. Это значение на 14% выше, чем значение 0,65 для эвристического плана.
В результате проведенных исследований получены следующие основные результаты.
-
Предложена постановка задачи планирования ИД как оптимизационной задачи распределения ограниченных ресурсов.
-
Разработан комплекс моделей, позволяющих установить зависимость показателя успешности инновационной, производственной деятельности в зависимости от плана ИД.
-
Предложен метод фрагментарно контролируемого случайного поиска для решения оптимизационной задачи планирования ИД.
-
Разработана методика планирования ИД.
Полученные результаты позволяют на практике улучшить показатели успешности инновационной производственной деятельности на 10-15%.
Рецензенты:
-
Петров Г.Д., д.т.н., с.н.с., начальник кафедры организации эксплуатации и технического обеспечения вооружения, военной и специальной техники Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского, г. Санкт-Петербург.
-
Хомоненко А.Д., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Информационные и вычислительные системы» Петербургского государственного университета путей сообщения, г. Санкт-Петербург.
Работа получена 07.11.2011
/