Имитационное моделирование процессов планирования на промышленном предприятии

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
О.И. Бабина, Л.И. Мошкович 
 
 
 
 
 
ИМИТАЦИОННОЕ  МОДЕЛИРОВАНИЕ  
ПРОЦЕССОВ  ПЛАНИРОВАНИЯ  
НА  ПРОМЫШЛЕННОМ  ПРЕДПРИЯТИИ 
 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 
СФУ 
2014 

УДК 004.942:005.51 
ББК 32.973.5+65.291.23 
Б125 
 
 
Рецензенты: 
Ю.А. Журавлев, д-р техн. наук, профессор кафедры «Прикладной менеджмент»  
Самарского государственного экономического университета; 
М.Г. Садовский, д-р физ.-мат. наук, профессор,  
вед. науч. сотрудник отдела вычислительной математики  
Института вычислительного моделирования СО РАН 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Бабина О.И. 
Б125 
 
Имитационное моделирование процессов планирования на 
промышленном предприятии: монография / О.И. Бабина,  
Л.И. Мошкович. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014. – 152 с. 
 
 
ISBN 978-5-7638-3082-8 
 
 
 
 
Рассмотрены различные методические подходы к разработке и построению имитационных моделей для промышленного предприятия, изложены 
результаты апробации разработанной методики на примере промышленного 
предприятия по производству бетона ООО «Бетон-М». 
Предназначена научным работникам, преподавателям, аспирантам и 
студентам экономических вузов, а также специалистам по имитационному 
моделированию. 
 
 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
 

УДК 004.942:005.51 
ББК 32.973.5+65.291.23 

 
 
ISBN 978-5-7638-3082-8 
© Сибирский федеральный университет, 2014 

ВВЕДЕНИЕ 

Современная экономическая ситуация в большинстве стран характеризуется высоким уровнем динамики, плохой предсказуемостью, нестабильностью и неопределенностью развития внешних условий. Постоянно усиливающаяся конкуренция требует от предприятий быстрого реагирования на изменения, происходящие как во 
внешней среде, так и внутри самих предприятий [1, 18]. Своевременное принятие правильных решений при изменении экономической ситуации выступает одним из главных условий эффективного управления промышленным предприятием [4]. 
К управлению предъявляются все более высокие требования, что 
связано с усложнением и совершенствованием технологических процессов, вследствие чего подготовка и принятие самих управленческих 
решений становится все более трудной задачей. Наблюдается возрастание числа рассматриваемых альтернатив, эффективный анализ которых невозможен без компьютерной поддержки принятия решений 
[5]. 
Все это приводит к необходимости расширения области использования моделей, относящихся к классу имитационных. Метод имитационного моделирования – один из самых точных и достоверных 
при анализе процессов планирования на промышленном предприятии, так как при создании модели он позволяет в максимальной степени учесть условия функционирования реального производства, т.е. 
обеспечить требуемый уровень адекватности модели, отображающей 
конкретный объект исследования. При применении данного метода 
появляются новые возможности для совершенствования процессов 
принятия решений, улучшения экономических показателей предприятия и уменьшения рисков управленческих решений. 
В настоящее время зарубежными и отечественными исследователями достаточно полно сформулированы теоретико-методологические основы имитационного моделирования. Метод имитационного 
моделирования развивался в работах отечественных авторов, среди 
которых следует отметить К.А. Багриновского, В.Н. Бусленко,  
Е.М. Кудрявцева, М.В. Грачеву, А.А. Емельянова, В.П. Кирлицу,  
Н.Б. Кобелева, Н.Н. Лычкину, В.И. Малюгина, Ю.Н. Павловского, 
С.Б. Перминова, И.М. Соболя, Ю.С. Харина, А.В. Борщева, С.А. Власова, О.А. Савина, В.В. Девяткова, Ю.Г. Карпова, Ю.И. Рыжикова, 
Б.Я. Советова, С.А. Родионова, И.В. Горошко, С.А. Аристова,  

Е.Б. Цоя, В.М. Ефимова, В.Ф. Комарова, Н.В. Чепурных, А.Л. Новоселова, В.И. Дудорина, В.Г. Соколова, В.А. Смирнова, Р.В. Игудина, 
Д.М. Хомякова, П.М. Хомякова, С.А. Яковлева, В.Л. Конюха,  
В.Н. Томашевского, Б. Гнеденко, Ю.А. Ивашкина, В.С. Иозайтиса, 
М.В. Савранскую, Д.А. Горшкова, Д.В. Ермошина, Н.А. Саломатина, 
Д.М. Пугачева, Г.В. Беляева, В.Ф. Петроченко, С.В. Терентьеву,  
Е.В. Прошлякова, И.Г. Поспелова, А.М. Шейна, Ю.И. Толуева и мн. 
др. 
Среди иностранных специалистов данную проблематику исследовали П. Джекел, С. Бир, Дж. Касселл, Дж. Клейнен, Дж. Стерман, 
Дж. Нейман, С. Улам, Н. Метрополис, Т.Н. Нейлор, К.П. Роберт, 
Дж.Д. Морекрофт, Дж.С. Фишман, Дж.М. Хеммерсли, Д.С. Хэндскомб, Р. Шеннон, Дж.В. Форрестер, В. Кельтон, Р.А. Лоу, Дж. Бэнкс, 
Т.Дж. Шрайбер и др. 
Вместе с тем, несмотря на серьезную проработку проблем применения метода имитационного моделирования в экономике, многие 
вопросы, касающиеся методики разработки имитационных моделей 
для поддержки процессов планирования на промышленном предприятии, требуют разрешения и, как следствие, проведения дополнительного анализа. 

ГЛАВА 1 
Анализ инструментов  
и методов планирования  
на промышленном предприятии 

В главе обозначен круг проблем, который связан с процессами 
планирования на промышленном предприятии. Приведен обзор различных методов и инструментов для анализа процессов планирования 
на промышленном предприятии с целью выявления их достоинств и 
недостатков и выявлена необходимость применения метода имитационного моделирования для решения задач планирования на промышленном предприятии. 
Анализируется 
текущее 
развитие 
метода 
имитационного 
моделирования в России и за рубежом и выявляются основные 
направления будущего развития метода в целом. Уточняется определение понятия имитационного моделирования промышленного предприятия, исследуются основные парадигмы (дискретно-событийное 
моделирование, системная динамика, агентное моделирование, динамические системы и метод Монте-Карло) и пакеты имитационного 
моделирования, применяемые для разработки имитационных моделей, проведения экспериментов с моделями, обработки и визуализации результатов экспериментов. Выделяются основные сферы деятельности промышленного предприятия, для которых может быть 
применен метод имитационного моделирования. Дается вариант классификации имитационных моделей для промышленного предприятия. 

1.1. Промышленное предприятие  
как организационно-производственная  
система 

В работе примем следующее определение предприятия: «предприятие – самостоятельный, организационно-обособленный хозяйствующий субъект с правами юридического лица, который производит 
и сбывает товары, выполняет работы, оказывает услуги» [54, 149, 
150]. 
Предприятие выполняет определенные экономические и социальные функции. Функции предприятия конкретизируются и уточня

ются в зависимости от размера предприятия, формы собственности, 
отраслевой принадлежности, наличия коммерческой и социальной 
инфраструктуры. Интересами любого предприятия являются те функции и операции, которые необходимы для производства продукции. В 
частности, предприятие включает такие функции и операции, как 
приобретение производства, маркетинг, финансы, инженерия и научные исследования. К основным функциям предприятия можно отнести следующие: 
1) материально-техническое 
обеспечение 
производственного 
процесса на предприятии; 
2) управление и организация труда персонала на предприятии; 
3) изготовление продукции; 
4) продажа и поставка продукции потребителю; 
5) повышение качества продукции; 
6) снижение издержек и рост объема производства на предприятии; 
7) уплата налогов, внесение обязательных и добровольных взносов и осуществление платежей в бюджет; 
8) соблюдение действующих стандартов, нормативов. 
Основным показателем, характеризующим деятельность любого 
промышленного предприятия, является объем выпущенной и реализованной продукции, определяющий его размер. В свою очередь, качество производимой продукции и ее разнообразие наряду с ценовыми параметрами определяют устойчивость предприятия на рынке товаров и услуг. 
Производство – центральное ядро предприятия, организованное 
на основе рационального сочетания средств, предметов труда и самого труда для реализации производственного процесса по изготовлению изделий [122]. Под производственным процессом на промышленном предприятии понимается совокупность трудовых процессов, 
конечным результатом которых служит завершенная продукция. Составляющие производственных процессов и их взаимосвязи характеризуются определенной структурой. Все производственные процессы 
состоят из стадий и определенных технологических операций. По 
времени протекания производственные процессы делятся на прерывные (дискретные), непрерывные и импульсивные (обладают свойствами непрерывности и дискретности одновременно) [149]. 
Производственный процесс делится на основное, вспомогательное и побочное производства. К основному производству относят те 
процессы, результатом которых является изготовление продукции, а к 

вспомогательным – процессы, с помощью которых создаются полуфабрикаты для основного производства. Процессы побочного производства необходимы для переработки отходов основного производства или их утилизации. 
По назначению производственные процессы делятся, таким образом, на: 
• технологические, обеспечивающие качественные изменения 
предметов труда, их состояние, форму и свойства, а также внешний 
вид; 
• обслуживающие, поддерживающие нормальные условия для 
работы машин (чистка, смазка и уборка рабочего места);  
• транспортные, изменяющие расположение предметов труда в 
пространстве; 
• контрольные, поддерживающие правильное выполнение технологических операций, соблюдение необходимых режимов работы 
(контроль и регулирование процесса). 
Под организацией производственного процесса понимают различные методы сочетания его элементов в пространстве и во времени 
с целью достижения эффективного использования. Основными принципами в организации производственного процесса признаны непрерывность, надежность, экологичность, модульность, гибкость, автоматичность, параллельность и ритмичность. Организация основного 
производства будет рациональной только в том случае, если обеспечивается действие всех принципов в совокупности [122]. 
Одним из подходов к исследованию проблем организации производства является системная концепция. Напомним, что под системой (греч. systema – целое, составленное из частей; соединение) понимают множество элементов, находящихся в отношениях и связях 
друг с другом, а также образующих определенную целостность и 
единство [89]. Концепция – это система взглядов на какое-либо явление или деятельность. Основным принципом системной концепции 
служит признание понятия системы при исследовании и организации 
деятельности предприятия. 
Под структурой предприятия понимается упорядоченная совокупность взаимосвязанных элементов, находящихся между собой в 
устойчивых отношениях, обеспечивающих их функционирование и 
развитие как единого целого. Так как предприятие – это сложная система, то внутри него в зависимости от целей можно выделить несколько взаимодействующих между собой структур [30]. Рациональное построение его структур (производственной и организационной) 

выступает необходимым условием успешной деятельности предприятия. 
Под производственной структурой понимается состав и взаимосвязь образующих его цехов, участков и служб в процессе производства продукции. Производственная структура оказывает влияние на 
важнейшие экономические показатели предприятия: качество продукции, рост производительности труда, величину издержек производства и эффективность использования ресурсов. На производственную структуру предприятия оказывают влияние ряд факторов: отраслевая принадлежность, характер продукции и методы ее изготовления, объем выпуска продукции и ее трудоемкость, уровень специализации и кооперирования производства [54]. 
Под организационной структурой предприятия понимают состав, соподчиненность, взаимодействие и распределение работ по 
подразделениям и органам управления, между которыми устанавливаются определенные отношения по поводу реализации властных 
полномочий, потоков команд и информации. Организационная структура постоянно совершенствуется в соответствии с изменившимися 
условиями [41]. Различают несколько типов организационных структур: 
линейные, 
функциональные, 
матричные, 
линейнофункциональные, дивизиональные и адаптивные, а также проектные. 
В теории организации производства в качестве объекта изучения 
выбирают производственную систему. Производственная система – 
это совокупность множества элементов и подсистем, предназначенная 
для реализации целей изготовления и выпуска промышленной продукции или других видов материальных благ. 
Существуют различные классификационные признаки элементов производственной системы. При классификации элементов по содержанию выделяются: коллективы людей, оборудование, материалы, 
энергия и информация. Существует классификация элементов с учетом процессов и структуры. В этом случае могут быть выделены 
службы, цеха и участки. 
Промышленное предприятие как производственная система 
представляет собой способ организации производственных процессов, таких как управление закупками, организация рабочих операций, 
управление материальными потоками на производстве, обслуживание 
оборудования, управление качеством и т.д. [121]. Она охватывает все 
стадии производственной и сбытовой деятельности, определяет качество продукции и издержки производства, является одним из факторов конкурентоспособности предприятия. 

Производственная система обладает рядом свойств: 
• является открытой системой, так как она обменивается с внешней 
средой ресурсами, энергией и информацией; 
• обладает свойством целенаправленности, так как ориентирована 
на цели; 
• является сложной системой, так как включает в себя множество 
элементов и их связей; 
• обладает свойством адаптивности, так как способна реагировать 
на изменения внешней среды; 
• является долговременной системой, которая может функционировать продолжительное время, сохраняя при этом свои свойства; 
• обладает свойством целостности, которое характеризуется тем, что 
вся система способна на большее, чем каждая из ее действующих частей в 
отдельности; 
• является управляемой системой и допускает временное изменение 
процесса функционирования под влиянием воздействий [25]. 
Кроме того, промышленное предприятие представляет собой 
динамичную систему, способную изменяться, переходить из одного 
качественного состояния в другое, оставаясь в то же время системой 
благодаря определенным свойствам: 
• результативности (способности создавать продукцию или оказывать услуги); 
• надежности (способности к устойчивому функционированию, 
способности локализировать в сравнительно небольших частях системы отрицательные последствия каких-либо изменений, происходящих как внутри системы, так и во внешней среде); 
• гибкости (возможности приспосабливаться к изменяющимся 
условиям внешней среды, таким как повышение уровня конкуренции, 
изменение потребностей рынка и др.); 
• управляемости (возможности управления предприятием как 
системой). 
Основными особенностями функционирования промышленного 
предприятия в условиях конкурентной среды являются: 
• включение задач исследования рынка, проектирования продукции и процессов ее изготовления в общий производственный цикл; 
• наличие динамической обратной связи между результатами 
производства и его подготовкой; 
• усложнение задач управления на всех этапах цикла: разработка – подготовка – производство; 
• увеличение числа уровней иерархии управления ввиду использования автономных технологических модулей и комплексов;