4 ВВЕДЕНИЕ
За последние годы обострились проблемы устойчивого развития и управ- ления ресурсным потенциалом горных территорий. В тоже время характер процессов организационного управления стал изменяться, поскольку в конце 70-х годов вычислительная аппаратура стала доступной более широкому кругу людей.
Появление класса персональных компьютеров заложило большие возможности кардинальных изменений в нашем обществе и в первую очередь в экономике и образовании. В этой связи определенный интерес представляет вопрос реализации указанных возможностей в аграрном секторе экономики, в частности, его предприятий (с разными формами собственности), выпускающими сельскохо-зяйственную (с/х) продукцию. Такое предприятие будем далее называть кратко-хозяйство. Первоначальные трудности применения в отрасли компьютеров были связаны с отсутствием в хозяйствах возможностей их установки из-за громоздкости и дороговизны. Поэтому практиковался "безмашинный" вариант ведения хозяйства. Хотя надо отметить, что отдельные задачи некоторые хозяйства решали в территориально удаленных вычислительных центрах. В связи с этим возникла необходимость в создании новой компьютерной технологии, рассчитанной на вариант ведения хозяйства на базе персональных компьютеров, установленных на территории хозяйства.
В становление и развитие новой информационной технологии внесли весомый вклад своими работами ряд ученых: Т. Виноград, В.М. Глушков, Дж. Дайер, Е.И. Ефимов, Н.Н. Моисеев, М. Минский, Дж. Мартин, Н. Нильсон, Г.С. Поспе- лов, Д.А. Поспелов, Э.В. Попов, Дж.Х.М. Торнли, Р. Уинстон, Дж. Франс, В.Ф. Хорошевский, и другие.
5
Исследования отдельных проблем варианта ведения хозяйства с использованием информационных технологий проводились в большом числе различных научно-производственных коллективов в Москве, Ленинграде, Киеве, Риге, Львове и многих других городах. Большой вклад в применение в сельскохозяйственной отрасли экономико-математических методов, основанных на использовании и развитии новой информационной технологии управления производством внесли М.Е. Браславец, A.M. Гатаулин, СП. Гржибовский, Ф.И. Ерешко, Р.Г. Кравченко, Э.Н. Крылатых, В.В. Кульба, Б.В. Лукьянов, И.Г. Попов, А.В. Пошатаев, Н.Г. Рак, ВТ. Сергованцев и другие. И.С. Шаболов обосновал принципы программирования урожая.
В числе этих принципов отмечено использование ЭВМ для определения оптимального варианта агротехнических комплексов, обеспечивающих получение высокого урожая. В ходе этих исследований были разработаны, прошли экспериментальную проверку и показали высокую эффективность некоторые задачи внутрихозяйственного анализа и планирования. Разработаны автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов хозяйства и отдельные пакеты программ.
Актуальност^иссяедо.ваний связана с тем, что для обеспечения эффективности новых информационных технологий недостаточно иметь отдельно разработанные разрозненные задачи, базирующиеся на различных исходных позициях. Необходима разработка научных основ надежного информационного обеспечения принятия решений на базе единого подхода. В качестве последнего может выступать технология принятия решений с учетом аномальной динамики агро-ландшафтов.
С другой стороны актуальность проблемы заключается в том, что в сельхозпредприятиях и крестьянских (фермерских) хозяйствах часто возникает ситуа-
6
ция необходимости принятия решений при отсутствии специалистов той или иной квалификации. Использование новых информационных технологий позволяет решать эту проблему.
Целью исследования являлось обоснование методологии, методики изучения и разработки основных направлений использования новых информационных технологий для совершенствования процессов принятия управленческих решений в сельском хозяйстве с учетом проблем устойчивости агроландшафтов.
Для достижения этих целей были поставлены следующие задачи:
1. Разработать в целях повышения результативности и эффективности сельскохозяйственного производства структуру проблемы устойчивости горных агроландшафтов.
2. Исследовать факторы, влияющие на выход сельскохозяйственного продукта, в том числе и через параметры результативности и устойчивости соответствующего типа агроландшафта.
3. Разработать методику сравнительной экономической оценки влияния факторов на производство сельскохозяйственного продукта.
4. Оценить и структурировать потери сельскохозяйственного производства от аномальных явлений агроландшафтов, возникших на основе непродуманных решений в хозяйстве.
5. Исследовать возможности снижения потерь от аномальных явлений как реализацию резервов снижения издержек в процессе принятия управленческих решений.
6. Разработать концепцию создания информационно-советующей системы как продукта реализации новой информационной технологии в сельском хозяйстве.
7
7. Разработать комплекс экономико-математических моделей, реализующих элементы новой информационной технологии для совершенствования управления в сельском хозяйстве.
8. Разработать методику создания, внедрения и развития новых информационных технологий в сельском хозяйстве с учетом специфики горных агроланд-шафтов.
П2*ШШШ^??лешштп являются информационные технологии управления ведением сельского хозяйства. Из общей площади 25617, 6 тыс. га сельскохозяйственных угодий Северного Кавказа на горные области приходится 3243,1 тыс. га. Настоящее исследование основывается на материалах горных областей Центрального Кавказа, непосредственно охватывающих территорию Северной Осетии и территорию Кабардино-Балкарской республики (КБР). По этим республикам горные области распределяются следующим образом:
Северная Осетия-Алания КБР Центральный
Кавказ Общая площадь, всего
(тыс.га) 798,7
в т.ч. горных областей
(тыс.га) 515,4
Сельхозугодий, всего
(тыс.га) 389,4
в.т.ч. горных областей 172,6
Объектом исследований выступает сельское хозяйство и агроландшафты горных территорий, технология формирования процессов принятия решений, влияющих на устойчивость определенных агроландшафтов. Центральный Кавказ относится к наиболее сложной в природно- географическом отношении части Северного Кавказа. Изучение его условий, состояния сельскохозяйственного производства, влияющих на них факторов, тенденций, негативных и позитивных
1247,0 2045,7
800,7 1316,1
761,4 413,3 1141,0 585,9
8 сторон происходящих процессов, характер производственных отношений и их
развитие также являются объектом настоящего исследования.
!^етрд9^о™Я—^..М^^Ц№-Щ^^ол1шнй основывались на фундаментальных положениях классиков аграрной науки, экономических теорий, теории организационного управления и совокупности принципов системного подхода.
ШзУЗШЯ-Яовтня выполненных исследований заключается в разработанных теоретических положениях и методологии исследования влияния процессов принятия управленческих решений на результативность ведения сельского хозяйства на уровне предприятия в том числе с учетом устойчивости агроландшафтов. Ведь от состояния и рационального использования горной территории в значительной степени зависит эффективность сельскохозяйственного производства не только хозяйств, непосредственно расположенных в них, но и других хозяйств, использующих эти территории (горные пастбища, сенокосы и т.д.).
Научная новизна представлена в следующих основных аспектах:
- введены понятия базовых ситуаций (ПЛАН, АНОМАЛИЯ, РАЗВИТИЕ) в процессе планирования и учета возникающих аномалий, влияющих на эффективность сельскохозяйственного производства на уровне сельхозпредприятия, которые позволяют ввести классификацию решений в целях повышения их качества;
- определены и исследованы факторы: ЧЕЛОВЕК, ИНЖЕНЕРНАЯ СИСТЕМА, МАТЕРИАЛ, СРЕДА, ИНФОРМАЦИЯ, МОДЕЛЬ, ВРЕМЯ, УПРАВЛЕНИЕ, влияющие на результаты сельскохозяйственного производства и параметры устойчивости агроландшафтов;
- введены и определены понятия: "нормативный паспорт участка" и "карта воспроизводства стада"; разработаны положения их оценки;
9
- разработана методика оценки влияния факторов на результаты сельскохозяйственного производства на уровне хозяйства с учетом устойчивости агро-ландшафта;
- выявлены резервы снижения издержек управления ведением сельского хо- зяйства, заключающиеся в сокращении потерь от аномальных явлений путем разработки и внедрения новых информационных технологий принятия решений;
- разработана концепция создания системы новых информационных технологий управления ведением сельского хозяйства с учетом определенного типа агроландшафта.
- исследованы базовые информационные процессы ведения сельского хо- зяйства и выявлены параметры устойчивого функционирования сельхозпредприятия;
- оценены и структурированы потери от аномальных явлений в агроланд-шафтах и объемы информации по факторам, влияющим на выход продукта;
- определены пути совершенствования процессов управления ведением сельского хозяйства за счет снижения потерь от непродуманных решений.
- разработана методика применения экономико-математических методов анализа структуры производственных подразделений сельхозпредприятий, динамики их развития с учетом взаимодействующих отраслей;
- разработана методика создания и внедрения в сельхозпредприятиях с учетом специфики горных агроландшафтов систем новых информационных технологий;
- выполнена прогнозная оценка развития сельскохозяйственного производ- ства на уровне хозяйства;
10
- на основании полученных результатов теоретических исследований и методологических положений разработана информационно-советующая система ведения сельского хозяйства, представляющая собой программно-технический комплекс алгоритмов и программ на базе компьютера, ориентированного на практическое применение в хозяйстве в качестве инструмента принятия решений.
Т1$Ш!&ч&жя^ж&чуилд?тъ выполненных работ прежде всего состоит в создании программных средств информационно-советующей системы ведения хозяйства на базе персонального компьютера и разработке инструкций, которые могут получить широкое внедрение в хозяйствах Кабардино-Балкарии и других горных регионах России. В основу этих разработок легли принципы и технологии систем искусственного интеллекта и, в частности, экспертных систем.
Апробация работы. Основные положения и результаты докладывались на заседании отдела ВЦ АН России (1991); лаборатории системного анализа НИИ ГиМ им. Костякова (1991, 1992, 1993); на международной конференции (1992, Новосибирск); на международных конференциях EWHCI-93, EWHC96 (1993, 1996); на научно-исследовательском семинаре по современному анализу и информатике (1996, Нальчик) в НИИ прикладной математики и автоматизации; на Всероссийской конференции по биотехнологии (1996, июль, Ставрополь); на научно-производственной конференции, посвященной 75-летию ГС/Х университета (1995, Владикавказ); на научно-производственных конференциях КБГСХА (1995, 1996, Нальчик); на межгосударственной учебно-методической конференции (1992, Кострома); на Всероссийской научно-практической конференции по природно-ресурсному потенциалу горных и предгорных регионов России (1996, Владикав- каз); на межреспубликанской научно-практической конференции (1997, Краснодар); на семинаре кафедры информатики (1996-1997, КБГСХА, Нальчик), на
11
международной конференции по надежности, моделированию и информационным технологиям (1997-1998, Сочи).
Публикации. Концепции, научные, методические и учебные материалы опу-бликованы в монографии и более чем в 40 статьях и тезисах докладов, список которых приведен в конце реферата.
!-J&kmjp!i6ojbi± Диссертационная работа состоит из введения.
шести глав, заключения, списка литературы, приложений. Основное содержание включает 330 страниц машинописного текста, 64 рисунка и 33 таблицы. Список использованной литературы из 166 наименований.
В приложении приводятся акты о внедрении результатов работы и опти-ф мальные параметры некоторых участков.
]Jjg№&S>MJ8№}lJM являются следующие основные результаты диссертационного исследования:
1. Постановка в целях повышения результативности и экономической эффективности сельскохозяйственного производства проблемы устойчивости горных агроландшафтов и методология ее исследования.
2. Методика определения степени влияния системообразующих факторов на ЯР выход сельскохозяйственного продукта и изменение параметров устойчивости
агроландшафта.
3. Результаты аналитических исследований зависимости параметров функционирования хозяйства от качества принимаемых решений относительно определенных типов агроландшафтов.
4. Методология совершенствования процессов ведения сельского хозяйства за счет снижения потерь от аномальных ситуаций.
12
5. Концепция и методика создания, и внедрения информационно^совегующей
системы как средства совершенствования управления ведением сельского хозяйства.
т
6. Комплекс новых информационных технологий ведения сельского хозяйства с учетом типов агроландшафтов горных территорий.
Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, приложений.
Во введении в краткой форме раскрывается тенденция развития информационных технологий в управлении народным хозяйством, дается обзор работ по проблеме, обосновывается выбор темы и ее актуальность, характеризуются ме-. тоды исследования и полученные результаты, конкретизируются исходные ме-
тодологические позиции автора и обосновывается структура работы.
В первой главе "СИСТЕМА ВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ" рассматривается специфика системы ведения сельскохозяйственного производства в рамках организационной структуры -хозяйства. Проводится критический анализ методологических подходов к построению систем ведения хозяйства. Выделяются факторы, влияющие на выход продукции, обсуждается методика исследования этих факторов.
Во второй главе"ЭКОНОМИКО - МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА" даются новые подходы к применению экономико-математических моделей и методов ведения хозяйства. К апробированным в сельском хозяйстве статическим, динамическим, стохастическим моделям дополняются модели нечеткого типа. Приводится некоторый анализ указанных мо- делей в применении к проблемам ведения хозяйства.
13 В третьей главе "ПРОЦЕССЫ ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ"
обсуждаются модели процессов принятия решений в хозяйстве. Дается типология решений. Исследуется технологическая схема процесса принятия решений. При- водится анализ схемы процесса принятия решений. Рассматриваются способы построения оценочных функций и шкалы полезности вариантов решений.
В четвертой главе "КИБЕРНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ" рассматриваются структурные элементы систем поддержки решений. С учетом специфики системы ведения хозяйства выделены способы наполнения информации в базе данных. Предложены принципы формирования разделов базы данных, обеспечивающих минимальность и достаточность набора данных. Разработана с учетом специфики концепция построения экспертной системы. Указаны формы сопряжения экспертной системы с базой данных. Исследованы характеристики функций базы данных и экспертной системы.
В пятой главе "ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА" разработана методика освоения программных средств системы ведения хозяйства. Показана ориентация и роль пакетов программ и АРМов по отраслям ведения хозяйства. Обсуждается специфика и методология разработки программных средств (ПС). Указываются различия в управлении разработкой больших программных комплексов для больших компьютеров и компьютеров персонального класса. Исследован процесс функционирования программно-технического комплекса и дана оценка надежности ее элементов.
В шестой главе "ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СИСТЕМЕ ВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА" определяются пер-
14 спективы развития управления процессами ведения хозяйства. Исследуются и
обосновываются условия развития информационно-советующих систем ведения хозяйства (ИСС ВХ). Одним из направлений этого развития рассматривается применение компьютеров в технологических процессах производства продукта -нижний уровень управления технологическими операциями, верхний уровень -ИСС ВХ управляющая процессами принятия решений на основе базы данных и базы знаний в развитии компьютерных решений, на уровне агропромышленного комплекса (АПК) региона рассмотрены перспективы решения задач с распределенными базами данных. Учет агроклиматических ресурсов территории хозяйства позволяет решать ряд важных задач производства сельскохозяйственного продукта.
Поскольку внешние воздействия и в первую очередь климат определяют возможность и целесообразность возделывания конкретных сельскохозяйственных культур и их продуктивность, делается попытка прогнозировать потери урожая. С этой целью формулируются модели и оценки агрометеорологических условий, включая характеристики состояния почв, посевов и урожайности культур. При этом одновременно проводятся наблюдения за метеорологическими величинами, влияющими на сельскохозяйственный объект.
15 Глава I. Система ведения сельского хозяйства на основе информационных
технологий 1.1.1Методологические подходы к построению систем веления сельского хозяйства
; *
Раскинувшись от Балтийского и Белого морей на западе и севере до Тихою океана на востоке и Кавказского хребта на юге, территория России включает в себя различные природные зоны с неадекватными условиями для земледелия и различной структурой посевных площадей. Все это значительно осложняет и затрудняет успешное внедрение системы сельского хозяйства с использованием методики оптимального программирования урожаев, которая основывается на точном учете и рациональном использовании почвенно-клима гических условий, имеющейся техники и биологических особенностей культур.
В историческом плане проблеме разработки систем ведения сельского хозяйства агроэкономическая наука неизменно уделяла большое внимание. Сотни лет, в своей повседневности, сельское хозяйство и,в частности,земледелие базировалось на сугубо практической основе, на накоплении и передаче производственного опыта от одного поколения к другому. Факты накапливались, тщательно описывались и рекомендовались для практического применения новым поколением земледельцев. Каждый из них мог брать то, что хотел, полагаясь при этом лишь на свою интуицию. Фактически до XIX столетия системы ведения сельского хозяйства формировались эмпирически, отражая изменения в уровне развития производительных сил и смены общественных формаций. Да и в основу названия этих систем земледелия брались различные обстоятельства (залежная, переложная, подсечно-огневая, выгонная, паровая, сидеральная, плодосменная). Надо отметить, что наиболее часто наименование системы земледелия связывалось с
16
"ведущим" фактором, который определял или должен был определять эффективность системы земледелия.
В самом начале становления (первый этап) теории систем ведения с/х за-
™ метный вклад в разработку подходов к решению возникающих проблем внесли
классики аграрной науки XIX, начала XX веков А.Т.Болотов, А.С.Ермолов,
М.И. Кубанин, А.П. Людоговский, М.Г.Павлов, А.В. Советов, И.А.Стебут, А.И.
Скворцов, А.Ф. Фортунатов, А.Н.Челинцев, А.В.Чаянов, А.Н.Энгельгардт и др.
Однако результаты их исследований мало использовались в практике управления сельским хозяйством.
Второй этап развития связан с именами научных руководителей работ и отдельными учеными, возродивших в конце 1950-х начале 1960-х годов исследо-вания по системам ведения сельского хозяйства. Н.П. Александров, JIM. Зальцман, П.П. Лобанов, Н.П.Исаенко, Н.П. Макаров и другие. В 60 - годы разработка систем ведения сельского хозяйства приобрела заметные масштабы. К проблеме были подключены коллективы ученых многих центральных и региональных НИИ. Так, в 1960-1965 гг. были подготовлены системы ведения сельского хозяйства по 39 природно-экономическим зонам.
0 Третий этап развития систем ведения с/х связан с именами таких ученых
как А.А. Никонов, А.А.Степанов, И.Ф. Хицков, А.И. Легоминов, А.А. Шутьков и другие осуществлявших исследование по системам ведения с/х в 1970-1990 гг. Так, в 1971-1975 гг. были разработаны системы ведения хозяйства по 44 зонам, а в начале 80-х годов по 154 областям, краям и республикам бывшего СССР. Здесь надо отметить, что переход к разработке систем привязанных к рамкам региона осуществлялся уже с целью учета проблем управления внедрением системы ведения с/х. С другой стороны здесь в большей мере стала просматриваться конкре-
17
тика вопросов реализации научных разработок. Однако, как показала практика,
системы, появившиеся как в далеком так и не очень далеком прошлом, не смогли стать надежным инструментом оптимального использования всех потенциаль-ных ресурсов. Как отмечал А.А. Никонов [ 102 ], эти системы носили преимущественно описательный характер, часто ограничивались технологией производства и главное не охватывали всей совокупности системообразующих факторов. Третий этап характеризуется также переходом к качественным категориям в методологии систем ведения хозяйства связанным со становлением системного анализа. Наиболее четко эта методология прослеживается в системе ведения сельского хозяйства Ставропольского края [4], системы ведения агропромышленного производства республики Башкортостан, системы ведения агропромышленного производства Воронежской области, разработанных, соответственно, для 70-х, 80-х и 90 годов XX столетия. В Ставрополье уже на раннем этапе отошли от фрагментарности, на деле применив системный подход и экономико-математическое моделирование. Научные разработки не остались лежать на полке, служат инструментом в руках специалистов и руководителей хозяйств. Это одна из причин того, что в Ставрополье в жестких природных условиях устойчи- во наращивалось с/х производство. Так, среднегодовой объем валовой продукции с/х в крае в 1986-1990 гг. увеличился по сравнению с 1976-1990 гг. на 35%, продукции растениеводства на 38%, животноводства на 33%. Производительность труда возросла на 44%. Эти показатели значительно выше, чем в целом по России и Северо-Кавказскому экономическому району.
Развитие сельского хозяйства в современном мире характеризуется быст- рым ростом ресурсного потенциала, увеличением интенсивности производства, усложнением организационных структур и различных внешних и внутренних свя- |
