Альманах
  Главная страница

 

Выпуск: N 2(14), февраль 2004 года

Труд, капитал, энергия

ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
АНАЛИЗ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
Методология проектирования автоматизированной системы управления

П.Г. Кузнецов

Содержание монографии (с указанием адресов отдельных глав). Предисловие авторов.
Полностью монография - в библиотеке сайта (4.3 Мб)
http://situation.ru/app/rs/lib/pobisk/ur_enj-ek-an/ur_enj-ek-an.zip

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ МАШИНОВЕДЕНИЯ им. А.А. БЛАГОНРАВОВА

Р.И. ОБРАЗЦОВА П.Г. КУЗНЕЦОВ С.Б. ПШЕНИЧНИКОВ

; ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

АНАЛИЗ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

Методология проектирования автоматизированной системы управления

Ответственный редактор академик К.В. ФРОЛОВ

МОСКВА "НАУКА" 1990



ПРЕДИСЛОВИЕ

Представляя читателям данную работу, считаю важным высказать следующие соображения.

Во-первых, правильный и точный выбор критериев эффективности функционирования любой сложной технической или организационной системы составляет важнейшее условие современной научной методологии ее проектирования, анализа и оценки. То, что критерии следует искать в социально-экономической сфере, убедительно показано в этой книге, и экономические обобщения в ней отнюдь не являются чужеродным элементом: они обеспечивают нацеленность инженерно-экономического анализа на формулирование, а также выявление путей достижения конечной цели организационно-управляющей деятельности. При этом даже не столь важно, создается ли автоматизированная информационно-управляющая система для отраслей промышленного производства или транспорта или речь идет о совершенствовании "безмашинных" компонентов хозяйственного механизма.

Во-вторых, центральная идея книги состоит в формулировании таких показателей качества транспортной системы, которые бьии бы соизмеримы с показателями (или легко приводимы к ним) затрат общественно полезного труда на создание и развитие этой системы. Минимизируя номенклатуру этих показателей и опираясь на их ясный физический смысл, авторы существенно расширяют возможности количественного обоснования и выбора организационных решений при формировании и проведении в жизнь генеральных планов развития транспортной системы страны.

Наконец, в-третьих, в книге разумно и взвешенно определена роль машинной поддержки решений, принимаемых руководителями. Это обстоятельство оказывается существенным, поскольку и по сей день распространены подходы к проектированию автоматизированных систем управления как к средству, спасающему от всех бед.

В книге представлен широкий спектр проблем, волнующих сегодня руководителей народнохозяйственных объектов, экономистов и специалистов по управлению. Конечно, не все они достаточно глубоко проработаны, но первый шаг сделан — читатель получил оригинальное и плодотворное исследование.

Академик В. С. Семенихин



Полностью монография - в библиотеке сайта (4.3 Мб)
http://situation.ru/app/rs/lib/pobisk/ur_enj-ek-an/ur_enj-ek-an.zip


ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие .................................. 3

Предисловие авторов. ...... .................... 4

Часть 1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТОМ 6

Глава 1. Совершенствование системы управления транспортом ....... 7

1.1. Точный учет имеющихся средств и их количественная оценка. . . , 9

1.2. Составление перечня недостаточно используемых технических

средств ..................................... 11

1.3. Выявление неполадок в системе управления ............. 14

1.4. Разработка мероприятий по совершенствованию системы управления. ................................ . . 15

1.5. Организация работ по реализации комплексных целевых программ .............................. ....... 16


http://situation.ru/app/j_art_178.htm

Глава 2. Цели системы транспортировки как подцели системы общественного производства .................... ........ 18

2.1. Превращение работы по изготовлению продукта в труд ....... 18

2.2. Установление уровня производительной силы общественного

труда. ...................................... 20

2.3. Темп роста производительности труда в системе общественного

производства. ................................. 26

2.4. Вычисление ежегодного процента на вложенный капитал и

"цена" изобретений, открытий и "ноу хау" .............. 28


http://situation.ru/app/j_art_179.htm

Глава 3. Измерение эффективности всеобщего труда в системе общественного производства ............................. 31

3.1. Всеобщий труд как категория творческого труда ........... 32

3.2. Идея, замысел, проект - формы результатов всеобщего труда . . 34

3.3. Скорость доставки и потребная мощность транспортных средств . 35

3.4. Поддержание транспортного потока на постоянном уровне ..... 38

3.5. Абстрактная и конкретная мощность транспортных систем и технических средств ........ ...................... 39


http://situation.ru/app/j_art_180.htm

Глава 4. Количество, качество и мера в автоматизированных системах управления .................................. 41

4.1. Уравнения существования, применения и производства летательных аппаратов ................................ 44

4.2. Уравнение существования летательного аппарата. ... ..... 46

4.3. Связь между удельной мощностью и скоростью ........... 49


http://situation.ru/app/j_art_207.htm

4.4. Переход от одной нормы к другой. Перенормировка . . .... 53

4.5. Основы тензорной методологии Г. Крона ............ .55

4.6. Обобщающие постулаты Г. Крона ..................... 58

4.7. Закон или мера при математическом описании реальных систем . 64


http://situation.ru/app/j_art_296.htm

Часть 2. КОНКРЕТНАЯ ПРОГРАММА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМИ ПЕРЕВОЗКАМИ . . 68

Глава 5. Точный учет и оценка имеющихся технических средств. . . .... 71

5.1. Технические возможности и реальная величина транспортного

потока...................................... 72

5.2. Разработка карты организационной обстановки ............ 75

5.3. Предельные технические возможности . ................. 78


http://situation.ru/app/j_art_297.htm

5.4. Связь эффективности с полнотой использования технических возможностей ................................... 88

5.5. Эффективность тяги и величина руководящего уклона. ....... 97


http://situation.ru/app/j_art_299.htm

Глава 6. Методологические основы формирования комплексной целевой

программы развития железнодорожного транспорта ......... 100

6.1. План материально-технического снабжения как план перевозок . . 103

6.2. Система материально-технического снабжения как система установления связей. ............................... Ю7

6.3. Автоматизация системы управления ...................... 11;

6.4. Графическое представление плана в форме сетевой модели ..... 117

Часть З. СПИНОРНАЯ ТЕОРИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ

СИСТЕМ. .................................... 119

Глава 7. Уравнения транспортных сетей. ...................... 119

7.1. Нелинейные транспортные системы и потребность в адекватном

математическом аппарате ..........................119

7.2. Линейное приближение транспортной задачи .............. 124

7.3. Итерационные методы расчета транспортных сетей .......... 133

7.4. Метод Эйлера-Сильвестра-Кронекера решения системы уравнений. ...................................... 139

7.5. Пример восстановления линейности П.А.М. Дираком . ....... 142

Глава 8. Спинорное восстановление линейности систем нелинейных уравнений. ............................. ........ 143

8.1. Алгебра альтернионов и многомерные спиноры ............ 143

8.2. Альтернионный метод исключения неизвестных в системах нелинейных алгебраических уравнений. .................... 148

8.3. Нелинейная диакоптика ........................... 160

8.4. Исключение неизвестных в системах уравнений, описывающих нестационарные режимы транспортных сетей. . ........ 168

Приложение 1. Сравнительная транспортная мощность технических средств и их связь с абстрактной мощностью. ...... .171

Приложение 2. Система СПУТНИК. ............ 173

Процедуры в системе СПУТНИК ....... ..... . .175

Планирование в системе СПУТНИК. .............. .175

Управление в системе СПУТНИК. ....... ........... 182

Приложение З Технические средства отображения в системе СКАЛАР-2 ...................... ...... 187



ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРОВ

Применение вычислительной техники открывает большие возможности в совершенствовании управления общественным производством, которые в настоящее время используются далеко не полностью. Поскольку вычислительная машина обрабатывает только те данные, которые в нее вводят, от качества вводимых данных и зависит эффективность ее использования. От разработчика информационных систем требуются ответы на вопросы, касающиеся экономической науки и теории научного управления обществом в целом. Причем ответы должны иметь форму, понятную не только человеку, но и вычислительной машине.

Такими вопросами являются:

1. Что такое рост производительности труда как объективный закон исторического развития?

2. Как измеряется уровень производительности труда в системе общественного производства в целом?

3. Как измеряется темп роста производительности труда в системе общественного производства?

4. Как измеряется влияние конкретных решений на темпы роста производительности труда в системе общественного производства?

Чтобы ответить на первый вопрос, вспомним, что каждая социально-экономическая формация характеризуется по отношению к предыдущей более высоким темпом роста производительности труда. Таким образом, наиболее общий закон исторического развития может формулироваться как закон возрастания темпа роста производительности труда в системе общественного производства.

Наш ответ на второй вопрос состоит в том, что уровень производительности труда определяется энергопотреблением на дуцгу населения.

Вопрос об измерении темпа роста производительности труда является ключевым. Здесь мы имеем дело с единицами измерения: вместо учета всех реальных промышленных мощностей и степени их использования учет ведется опосредованно через систему цен, которые могут расти "быстрее", чем растет реальный прирост мощности. Прямой учет реальных мощностей и их полное использование ведет к увеличению и фондоотдачи, и темпов роста производительности труда. Все физические мощности измеряемы и могут быть поставлены на учет имеющимися средствами вычислительной техники. Решение любого руководителя приводит к тому, что имеющиеся мощности используются либо полностью, либо не полностью. Анализ причин, по которым те или иные мощности не исполь-

зуются тем или иным руководителем, дает возможность судить о качестве руководства. Из всего сказанного следует, что темп рост производительности труда определяется полнотой использования всех без исключения производственных мощностей. Это и есть ответ на третий вопрос.

Вопрос о влиянии конкретных решений на темп роста производительности труда лежит за рамками существующих методик определения срока окупаемости, так как ответ на вопрос о том, когда страна вернула вложенные средства, не может рассматриваться как ответ на вопрос о темпе роста производительности труда. Вычисление темпа роста возможно лишь после окончания срока окупаемости. Определение "времени удвоения'' вложенных средств или "времени удвоения" энерговооруженности на душу населения и может рассматриваться как огвет на четвертый вопрос.

Использование машинных информационных систем будет в наибольшей степени способствовать совершенствованию управления отраслями народного хозяйства только в том случае, если в качестве критерия эффективности экономики используется темп роста производительности труда в системе общественного производства в целом.

Наличие четкого критерия эффективности экономики дало возможность правильно поставить и решить вопрос о соизмерении затрат и результатов в системе транспорта. Введены новые характеристики - "транспортная мощность" и "транспортная работа", полученные из закона движения. Показателем транспортной работы является полученная в данной монографии единица измерения "тран". Для перехода к новой единице измерения (грану) традиционная единица измерения работы на транспорте тонно-километры нуждается в поправочном коэффициенте, который пропорционален квадрату скорости доставки.

Сравнивая фактически используемую транспортную мощность, выраженную в гранах в час, с мощностью всего парка технических средств, мы можем судить о полного его использования. В практических решениях, ориентированных на более полное использование всего парка технических средств, проявляется стремление руководителей к увеличению фондо-отдачи, т. е. такие решения оказываются ориентированными на увеличение темпа роста производительности труда во всей системе общественного производства.

Использование новой единицы измерения дает возможность соизмерить транспортные услуги различных транспортных министерств, производительность как старой, так и новой техники, что открывает путь к разработке долговременной комплексной программы развития транспорта. Об этом и говорится во второй части монографии. Для решения транспортных задач с использованием предлагаемой единицы трана необходим адекватный математический аппарат, изложению которого и посвящена третья часть книги.

Учитывая новизну вопроса и большой круг еще не решенных проблем, авторы рассчитывают, что имеющиеся недостатки настоящей работы буду! исправлены при дальнейшем формировании указанного направления. Данную работу можно рассматривать лишь как более точную формулировку задач, подлежащих решению, но не само их решение. Авторы заранее благодарят читателей за возможные советы и критику, которые помогут в их дальнейшей работе.

* * *

(стр. 171-175)



Приложение 1

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ МОЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И ИХ СВЯЗЬ С АБСТРАКТНОЙ МОЩНОСТЬЮ

Вычисляемая транспортная мощность с учетом конкретного груза и скорости движения технических средств представляет собой конкретную мощность транспортной системы. Отнесение конкретной мощности на единицу мощности двигательной установки переводит ее в абстрактную мощность.

Рассмотренный нами пример движения грузового состава массой нетто в 1500 т со скоростью 50 км/ч дал нам конкретную мощность 1 875 000 тран/ч. Если движение состава осуществляется двигательной установкой с мощностью 4000 кВт, то можно найти количество транов в час на 1 кВт мощности двигателя. Для рассмотренного примера эта величина составляет около 470 тран/ (ч • кВт).

Сделаем оценку для других транспортных средств. Рассмотрим автомобиль ГАЗ-51. Его грузоподъемность 2,5 т, техническая скорость 75 км/ч. За один час автомобиль (при максимальном использовании двигателя) может обеспечить 187,5 т • км; его относительная скорость 75:10 = 7,5;

транспортная мощность 187,5 • (7,5)2 = 10 550 тран/ч; мощность двигателя равна 70 л.с. = 51,5 кВт. Разделив транспортную мощность на мощность двигателя, получим

10550:51,5= 205 тран/(ч-кВт).

Хотя мы и обнаруживаем, что на киловатт установленной мощности здесь получается "транспортная мощность" меньшая, чем на железной дороге, но она не столь резко отличается, как разница в "себестоимости". Рассмотрим подобное соотношение для различных судов. 1. Корабль А. Грузоподъемность 5000 т. Техническая скорость 26 км/ч, мощность двигателя 2500 кВт.

Транспортная мощность (часовой объем) 5000-26= 130000т -км/ч;

квадрат относительной скорости (26: 10) 2 = 6,76;

общая транспортная мощность 130000-6,76 = 878 800 тран/ч.

Разделим транспортную мощность на мощность двигательной установки:

878 800 : 2500 = 352 тран/(ч • кВт).

2. Корабль Б. Грузоподъемность 13 000 т; скорость 34 км/ч; мощность двигательной установки 9570 кВт.

Транспортная мощность (часовой объем) 13 000 • 34 = 442 000 т • км/ч; .

квадрат относительной скорости (34 : 10)2 = 11,56;

общая транспортная мощность 442000 • 11,56= 5 110000'тран/ч.

Разделим транспортную мощность на мощность двигательной установки:

5 110 000 : 9570 = 534 тран/ (ч . кВт) .

Полученная величина превосходит удельную транспортную мощность железнодорожного транспорта (хотя она нами несколько занижена).

Рассмотрим самолет Ан-22.

Грузоподъемность 80 т; скорость 740 км/ч; мощность двигателей 45 000 кВт.

Часовой объем 80 • 740 = 59200 т • км/ч;

квадрат относительной скорости

(740 : 10)2 = 5476;

общая транспортная мощность

59 200 • 5476 = 325 • 106 тран/ч.

Разделим транспортную мощность на мощность двигательной установки:

325 • 106 :45 . 103 = 7200 тран/(ч. кВт).

Этот показатель свидетельствует о хорошей конструкции аппарата.

Приведенные примеры расчета удельной мощности двигателя на единицу транспортной мощности дают возможность увидеть и нечто отличное от указанной величины. Поменяв в знаменателе местами час и киловатт, обнаруживаем, что рассчитанные показатели есть не что иное, как расход энергии (в кВт • ч) на работу транспорта (в тран). Здесь для нас и открывается возможность измерять удельный расход энергии на выполнение той или иной услуги транспорта.

Близость расходных величин показывает, что для поддерживания транспортного потока заданной величины, который удовлетворяет нужды народного хозяйства, мы должны использовать мощность. Конечно, в данном случае мы говорим о расходе мощности только на передвижение технических средств. Другой, связанный поток мощности, идет на поддерживание технических средств в работоспособном состоянии.

Нормируя расход мощности на выполнение одной и той же работы, мы и приближаемся к выражению уровня производительности труда, которую дает выражение (2.17) . Уровень производительности труда измеряется полезной мощностью, которая идет на удовлетворение потребностей народного хозяйства. Постоянный уровень скорости удовлетворения общественных потребностей при постоянной численности занятых в системе транс-

172

портировки грузов и дает нам выражение абстрактной мощности на одного занятого в транспорте.

Все показатели оказываются приведенными к одному выражению, которое и дает нам возможность планировать темп роста производительности труда в системе общественного производства, не используя стоимость. Заметим, что соизмеримость различных видов потребностей, как и возможностей, предполагает известную нам заранее физическую величину, а именно мощность. Размерность нужной нам физической величины мы нашли из выражения уровня производительности труда в системе общественного производства, как целого.

Отношение полезной мощности транспортной системы к численности всех занятых в системе транспортировки грузов дает нам выражение для относительной производительности труда в системе транспорта. Такая относительная производительность труда не обязательно равна уровню производительности труда во всей системе общественного производства в целом, а следовательно, мы исключаем локальный темп роста производительности труда как характеристику системы общественного производства. Здесь мы встречаемся с наиболее ярким примером диалектики — то, что является верным для целого (т.е. для общественного производства), может оказаться неверным для любой его части. Уровень производительности труда относится к понятиям, которые относятся к целому, что запрещает их применение к отдельной части. Например, иногда говорят о росте производительности труда автослесарей. Уровень производительности труда для них измеряют числом тонно-километров на одного рабочего. Нетрудно видеть. что этот показатель можно сделать "быстрорастущим": достаточно оставить одного автослесаря и все тонно-километры автопредприятия отнести на одного автослесаря. Дикость такой меры бросается в глаза каждому человеку, но... такой "показатель" существует и вычисляется.

В силу того, что важнейший показатель — темп роста производительности труда в системе общественного производства — кое-кто "конкретизировал" до "рабочего места", мы и встречаемся с парадоксальной ситуацией — отсутствием "сквозного критерия эффективности". На место производительности труда пришло эмпирическое выражение "выработка в рублях на одного занятого". Последнюю величину нельзя считать производительностью труда.



Приложение 2 СИСТЕМА СПУТНИК*

При разработке системы СПУТНИК предполагалась возможность принадлежности исполнителей общей программы работ к различным министерствам и ведомствам, т.е. возможность подчинения исполнителей работ как целевым руководителям, ответственным за достижение отдельных

* Система сетевого планирования и управления тематическими научно-исследовательскими коллективами была разработана по заказу Института медико-биологических проблем, возглавлявшегося академиком В.В. Лариным. Она была ориентирована на создание межведомственной кооперации для разработки систем жизнеобеспечения.

173

подцелей обшей программы работ, так и руководителям подразделений в соответствующих ведомствах, через которые идет финансирование тех или иных элементов работы.

Создание общей программы работ, исполнители которых имеют различную ведомственную подчиненность, предполагало "прорастание" целевой структуры программы через подразделения различных ведомств. Организационная структура целевой программы порождается системой целей (или подцелей) , где за достижение каждой цели отвечает целевой руководитель. На нижнем уровне управления находится целевой руководитель нижнего уровня, называемый ответственным исполнителем работ. Только ответственные исполнители работ представляют в службу сетевого планирования и управления списки работ и их изображение в виде сетевых моделей.

Сетевые модели очень больших планов, имеющие в своем составе сотни и тысячи работ, громоздки и не дают ясного представления о положении дела в разработке. Система СКАЛАР была получена из системы СПУТНИК как укрупненное изображение плана работ по программе. Более того, переход от системы СКАЛАР к системе СПУТНИК осуществляется легче, чем освоение сразу такой сложной системы, как СПУТНИК.

Тем не менее только в рамках сетевых моделей планов достигается ясное понимание такого элемента плана, как "критический путь" — самая длинная последовательность работ, определяющая минимальное время достижения цели всей программы. Критический путь в символическом изображении плана работ в виде сетевой модели является аналогом основного звена_, ухватившись за которое и удается держать в руках всю цепь событий, т.е. осуществлять квалифицированное управление программой. Подобно тому как нахождение основного звена цепи событий требует полноты анализа обстановки, так и для нахождения критического пути предъявляется требование полноты плана.

Вопрос о критическом пути является вопросом о полноте плана. План называется полным, когда в нем перечислены все работы, которые необходимы для достижения конечной цели программы. Пока планы работ содержат десятки и несколько сотен работ, возможна эмпирическая проверка полноты плана. Положение меняется, когда в плане содержатся тысячи и десятки тысяч работ. Для таких планов не существует другого способа для нахождения критического пути, как сетевое представление плана.

Система СПУТНИК представляет собой последовательность процедур — четких предписаний тех шагов, которые необходимы для получения плана, обеспечивающих полноту плана и возможность вычисления критического пути, т.е. управляет составлением плана работ для крупных целевых программ. Действительно, если крупная целевая программа включает в себя сотни тысяч работ, то сам процесс формирования такой программы требует наличия соответствующей системы управления.

Каждый документ, который имеет в заголовке слово "программа", должен содержать ответы на следующие два вопроса: является ли данный документ полным списком всех работ, необходимых для достижения конечной цели программы; известна ли последовательность работ, от которой зависит минимальное время на выполнение всей программы?

174

Таким образом, для формирования целевых программ необходима система управления, которая обеспечивает получение полного плана работ. Роль такой системы управления и играет система СПУТНИК. Трудность ее освоения становится меньше, если мы не забываем о необходимости получения полного плана и нахождения критического пути в полном плане работ по программе. При ознакомлении с процедурами сисгемы СПУТНИК обратим внимание не только на положительную сторону каждой процедуры и каждого элемента процедуры, но и на отрицательную сторону — укажем те "организационные сбои", которые будут наблюдаться при исключении или неправильном выполнении каждой процедуры.

* * *

Версия для печати [Версия для печати]

Гостевые комментарии: [Просмотреть комментарии (2)]     [Добавить комментарий]



Copyright (c) Альманах "Восток"

Главная страница