Управление процессом создания технических систем для АПК

Москва
ИНФРА-М
2018

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ 
СОЗДАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ 
СИСТЕМ ДЛЯ АПК 

УЧЕБНИК

А.Л. Эйдис
Е.П. Парлюк

Рекомендовано в качестве учебного пособия 
для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлениям подготовки
35.03.06 «Агроинженерия»,
23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы»
(квалификация (степень) бакалавриат)

УДК 62(075.8)
ББК 30я73
Э30

Эйдис А.Л.
Управление процессом создания технических систем для АПК :  
учебник / А.Л. Эйдис, Е.П. Парлюк. — М. : ИНФРА-М, 2018. — 
188 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — www.dx.doi.
org/10.12737/13516.

ISBN 978-5-16-010897-1 (print)
ISBN 978-5-16-102914-5 (online)

Рассмотрены основные понятия и положения по управлению процессом 
создания технических систем для АПК, сущность системного и программноцелевого подхода, приведены организационные мероприятия, направленные на 
формирование информационного обеспечения, обоснование технических и временных параметров таких систем, методов принятия управленческого решения 
на всех этапах жизненного цикла  системы. Предложены методы управления 
и контроля техническими  системами.
Учебник рассчитан на студентов (бакалавров), обучающихся по направлениям 35.03.06 «Агроинженерия»; 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические 
комплексы»; аспирантов по направлению 35.06.04 «Технология средств 
механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном 
хозяйстве», а также может быть использован для подготовки и повышения квалификации специалистов механизации сельскохозяйственного производства.

УДК 62(075.8)
ББК 30я73

Э30

Р е ц е н з е н т ы:

И.С. Санду, д-р экон. наук, профессор;
Е.А. Воронин, д-р техн. наук, профессор

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

ISBN 978-5-16-010897-1 (print)
ISBN 978-5-16-102914-5 (online) 
© Эйдис А.Л., Парлюк Е.П., 2015

Подписано в печать 16.10.2015. 
Формат 60 × 90/16. 
Бумага офсетная. Гарнитура «Newton». Печать цифровая.
Усл. печ. л. 11,75. ПТ20.

TK 354300-536213-071015

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

предисловие

В настоящее время рынок технологий и технических средств характеризуется быстрыми изменениями, вызванными рыночными 
отношениями в сельскохозяйственном производстве и демонтажом 
устаревшей структурной системы управления и вертикальных связей 
при изменении форм собственности предприятий и получении ими 
хозяйственной и экономической самостоятельности.
Структурные и экономические преобразования привели к сокращению объемов сельскохозяйственного производства, разукрупнению 
и диверсификации сельскохозяйственных предприятий, переводу пахотных земель в другие категории.
Дефицит финансового обеспечения, особенно на приобретение 
сельскохозяйственных материальных объектов, включая технику, 
повышение требований к надежности, безопасности и экологичности машинно-тракторного парка, диспаритету цен на техническое 
обеспечение сельскохозяйственного производства и его продукцию, 
увеличение стоимости рабочей силы способствуют сокращению доходов и росту расходов предприятий. Повышаются роль и значение 
правильно выбранных и своевременно принятых специалистами 
управленческих решений и их ответственности за последствия этих 
решений в условиях неопределенности и риска.
На современном этапе развития экономики сельского хозяйства 
при управлении техническими системами широко используются автоматизированные системы, обеспечивающие принятие оперативного решения в нештатных ситуациях с минимальным ущербом для 
производства.
В последние годы возрастает внимание к вопросам подготовки 
специалистов в области рационального управления сельскохозяйственным производством. В настоящем учебнике рассмотрены общие 
и специфические вопросы управления техническими системами при 
формировании федеральной системы технологий и машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства, эксплуатации машинно-тракторного парка и сервисного его обслуживания 
с учетом структурных, экономических и правовых изменений, программно-целевые методы управления и принятия решений на всех 
этапах реализации инновационных технических систем. Уделено повышенное внимание материалам по информационному, техническому 
(компьютерному) и методическому обеспечению сельскохозяйственного производства, приведены достижения фундаментальных исследований в области управления техническими системами, системного 
анализа и деловых игр и т.д.

Возрастающее значение рационального управления техническими 
системами в отраслях АПК привело к необходимости систематизации 
и объединения имеющихся знаний в области управления сельскохозяйственным производством в отдельном издании «Управление 
техническими системами в АПК».
Цель данного учебника — дать основополагающие знания и методы 
практического использования современных знаний при выработке 
и принятии управленческих решений, учете специфических условий и ситуаций обеспечения сельскохозяйственного производства 
современной техникой, управлении техническим обслуживанием, 
ремонтом и сервисом сельскохозяйственных машин.
Учебник базируется на современных достижениях отечественной 
и зарубежной науки в области управления техническими системами, 
опыте формирования системы машин для комплексной механизации 
сельскохозяйственного производства и машинных технологий производства и переработки сельскохозяйственной продукции. В учебнике 
широко используются опыт и методика преподавания дисциплины 
«Управление техническими системами» на кафедре Московского государственного агроинженерного университета имени В.П. Горячкина, 
ныне «Российский государственный аграрный университет МСХА 
имени К.А. Тимирязева», при подготовке и переподготовке специалистов для механизации, автоматизации и управления сельскохозяйственным производством.
Материалы учебника помогут специалистам сельскохозяйственного производства и административно-управленческих структур 
в практической деятельности использовать методы системного анализа при управлении сельскохозяйственным производством, в проведении более полного инженерного анализа и совершенствования 
производства. 
Научный и практический опыт, широкое обсуждение материалов, 
положенных в основу учебника, его содержание отражают субъективный подход и понимание рассматриваемой проблемы, с которыми некоторые исследователи и специалисты будут не согласны. Авторы будут 
благодарны всем пользователям учебника за замечания и конструктивные предложения, которые просят присылать по адресу: 127550, 
Москва, Тимирязевская, 58, Российский государственный аграрный 
университет МСХА имени К.А. Тимирязева, кафедра «Менеджмент 
и маркетинг инженерно-технических систем».

Глава 1. 
понятия о технических системах 
и законы развития таких систем

1.1. 
основные понятия и определения в теории 
управления техническими системами

Для успешного развития любого научного направления необходимо 
располагать понятийным аппаратом, в котором имеются базовые понятия, требующие объяснения в терминах и понятиях внешнего мира.
Понятие «система». В современном понимании система — это совокупность целостных упорядоченных взаимосвязанных элементов 
и подсистем, взаимодействующих между собой и с внешней средой, 
образующих определенную целостность, участвующих в обеспечении 
достижения цели, поставленной перед объектом управления [2].
В настоящее время существует многообразие толкований термина «система», обусловленное субъективным и часто интуитивным 
восприятием специалистами системы как объекта управления. При 
этом прослеживаются тенденции к разделению понятия «система»на 
две группы: первая базируется на естественно-техническом подходе, 
предполагающем наличие в системе только физических элементов, 
узлов, деталей, а вторая рассматривает систему как комплекс взаимосвязанных элементов, являющихся абстрактными или абстрактнофизическими.
Очевидно, что любая техническая система независимо от ее предназначения состоит из нескольких или множества составных частей. 
Каждая такая часть, входящая в техническую систему, называется 
подсистемой, которая представляет собой совокупность элементов, 
объединенных общим процессом функционирования для достижения 
определенных подцелей генеральной цели системы. В сложных системах каждая подсистема, в свою очередь, может быть системой и также 
состоять из подсистем, называемых субподсистемами. Например, система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного 
производства включает подсистемы машин для растениеводства, животноводства, мелиорации, лесного хозяйства и переработки продукции. Каждая из них, в свою очередь, расчленяется на составные части. 
Например, подсистема комплекса машин для возделывания, уборки 
и послеуборочной обработки зерновых культур подразделяется на более мелкие составные части — машины для обработки почвы, посева, 
внесения удобрений, уборки, очистки урожая, сушки и хранения зерна 
и т.д. Декомпозиция системы на подсистемы, субподсистемы и т.д. — 
условие построения, моделирования и исследования сложных систем.

Основные признаки системы:

 
• иерархичность системы, т.е. наличие в структуре технической системы нескольких уровней. 
 
• наличие в системе элементов разной направленности: технических, 
экономических, социальных. 
 
• значительное количество подсистем (обычно не менее 7–10).

Примерами систем различной сложности могут служить холдинговая компания, состоящая из ряда сельскохозяйственных предприятий 
и организаций; сельскохозяйственное предприятие; цеха, бригады, 
участки инфраструктуры сельского хозяйства; комплекс машин, состоящий из энергетических средств и машин, и т.д.
В АПК наблюдаются следующие системы:

 
• техническая — трактор, комплекс машин для АПК и др.;
 
• человеко-машинная — трактор–тракторист и автомобиль–водитель, комплекс–оператор; 
 
• производственно-экономическая — сельскохозяйственное предприятие, фермерское хозяйство, личное подсобное хозяйство 
(ЛПХ), автотранспортное предприятие (АТП);
 
• социальная — персонал, различные группы населения и др.

 Вне зависимости от сложности и глубины декомпозиции системы 
на составные части последним базовым звеном любой рассматриваемой системы (подсистемы) должна быть относительно неделимая 
структурная единица — элемент системы, не поддающийся дальнейшему разбиению. 
Элемент системы — это объект, выполняющий определенные функции и не подлежащий дальнейшей декомпозиции в рамках поставленной перед данной системой задачи. Элемент — самостоятельная 
часть, являющаяся основой системы. Например, сельскохозяйственное предприятие как производитель сельхозпродукции — система; 
трактор или другое мобильное энергетическое средство — подсистема; 
рабочий орган, осуществляющий выполнение технологической операции, — элемент. Выполнение технологической операции является 
основной задачей сельскохозяйственного предприятия при возделывании сельскохозяйственной культуры или других видов производства. 
Дальнейшая декомпозиция мобильного технического средства на 
агрегаты для технологического процесса бессмысленно, но важно 
для обеспечения работоспособности энергетического средства, т.е. 
организации технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р). Для 
системы технической эксплуатации важна декомпозиция энергетического средства не только на агрегаты, но и на детали, которые и будут 
являться первичными элементами.
Структурно элемент должен быть автономен (локален), функционально специфичен и однороден, но при этом он должен агрегироваться с другими элементами и интегрироваться в подсистемы, их 

внутреннюю и внешнюю среду. Это обусловливает взаимодействие 
и взаимосвязь всех составляющих системы как во времени, так и в пространстве. 
Каждый элемент имеет свою определенную совокупность свойств, 
а состав элементов в системе обладает целостностью и определенным 
образом взаимодействует с внешней средой. При этом совокупность 
свойств системы не является просто суммой всех свойств ее элементов. 
За счет взаимодействия и реализации взаимосвязей элементов системы в ходе ее функционирования приобретаются дополнительные 
синергетические свойства.
Таким образом, любая система представляет собой взаимосвязь 
подсистем более низкого порядка, а каждая подсистема, в свою очередь, обычно выступает как отдельный элемент более высокого порядка.
Каждый элемент характеризуется входом Xi, т.е. воздействием на 
него окружающей среды или других элементов системы, выходом Yj, 
т.е. преобразованным воздействием данного элемента на окружающую 
среду или другие элементы системы, и показателями возможного состояния элемента Zk (рис.1.1, табл. 1.1). 

X1 
 
 
Y1

X2 
 
 
Y2

X3 
 
 
Y3

Z1    Zk
Xn (i = 1, n)

Xn

Yj (j = 1, m)

Yj

Вход:
 информация, исходные 
требования, режим 
работы

Состояние: объект 
управления и влияние  
входных параметров на 
режим работы

Выход:
продукция, качество
изделий, минимизация
ресурсов

Рис. 1.1. Схема элемента системы [3]

Функционирование системы в качестве единого целого обеспечивается связями между ее элементами. 
Связи определяют структуру системы [3]. В технической и производственной системах связи между элементами, как правило, однозначны 
и формируются при проектировании и создании системы. Например, 
конструкция сельскохозяйственного агрегата.
Формирование структуры системы, т.е. отнесение к ней определенного перечня элементов и связей между ними, является необходимой 
и сложной задачей, особенно для производственных, экономических 
и социальных систем.

Таблица 1.1

примеры содержания и соотношения хi, уj и zk для различных систем

Вход: хi
Состояние и содержание: Zk
Выход: уj
Сельскохозяйственное предприятие 
Результаты маркетингового анализа: конкурентная 
среда; законодательство; 
экономическое состояние 
предприятия; потребность 
в продукции и др.

Размер и структура парка 
машин предприятия; производственно-техническая 
база; персонал, система ТО 
и Р; техническое состояние 
парка машин и возрастной ее 
состав; производственный 
процесс и др.

Объемы производства продукции; доходы и расходы; 
прибыль; расширение или 
сокращение ниши на рынке 
данного вида продукции и др.

Мастерская технического обслуживания 
Потребность в услугах; 
конкурентная среда; экономическое состояние; законодательство и др.

Пропускная способность 
и производительность; 
специализация; персонал; 
оборудование; цены; производственный процесс

Объемы оказываемых услуг; 
прибыль; удержание, расширение или сокращение ниш
на рынке услуг и др.

Коробка перемены передач 
Крутящий момент и
число оборотов первичного 
вала, Мкр1; n1

Передаточные числа; число 
передач; преобразования, 
Мкр и n

Крутящий момент и число 
оборотов вторичного вала, 
Мкр2; n2

Элементы (или подсистемы) относятся к данной системе, если они 
удовлетворяют следующим основным требованиям:

 
• взаимно дополняют друг друга с целью обеспечения возможности 
системе эффективно реализовать стоящие перед ней задач;
 
• имеют стабильные организационные, ресурсные и иерархические 
связи в системе;
 
• каждый элемент имеет свою цель, не противоречившую и обеспечивающую измеряемый вклад в достижение генеральной цели системы.
Большая система — это управляемая система, состоящая из совокупных взаимосвязанных управляемых подсистем, направленных на реализацию общей цели и обеспечивающих функционирование системы. 
Понятие большой системы призвано выделить способ рассмотрения функционирования управляемых систем с учетом большого 
многообразия явлений, протекающих в них [4]. Характерными особенностями больших систем являются возможность проведения их 
декомпозиции на управляемые подсистемы, наличие материальных, 
энергетических и информационных связей между подсистемами, участие в системе машин, приборов и внешней среды.
При развитии и совершенствовании больших систем используются 
методы, при которых учитываются:

 
• взаимосвязь между большим числом факторов, определяющих 
поведение системы; 

• степень неопределенности поведения системы в целом и отдельных ее частей как результат действия случайных и человеческого 
факторов; 
 
• взаимовлияние системы и окружающей среды; 
 
• изменения во времени свойств системы и внешней среды. 

Такой подход эффективен при исследовании сложных технических 
и экономических систем, для которых неприменимы традиционные 
методы, основанные на поочередном изучении отдельных черт системы, явлений. Эти методы требуют значительных упрощений и допущений для решения поставленных задач.
Теория больших систем должна развиваться в направлении разработки таких проблем, как:

 
• проблема терминологии — формирование системы понятий, необходимых и достаточных для единого понимания теоретических и практических задач, относящихся к созданию, реализации 
и функционированию больших систем. Единая терминология необходима для описания выявленных фактов и закономерностей, 
в которых формулируются идеи и методы;
 
• проблема модели — включающая все задачи построения идеализированных (упрощенных) моделей реальных систем, исследование и решение которых невозможно ввиду их большой сложности. 
В этом случае проводится декомпозиция большой системы, элементы которой представляются более простыми и доступными 
для теоретического и экспериментального изучения моделями. 
Создаваемые модели должны быть адекватны свойствам оригинала 
и способствовать описанию процессов и решению нужных задач 
большой системы;
 
• проблема декомпозиции — расчленение исходной большой системы 
на относительно менее сложные подсистемы. Выбор способа декомпозиции осуществляется методом, который должен обеспечить 
достижение максимально допустимой погрешности результатов 
исследований подсистем при их агрегировании в единую систему;
 
• проблема агрегирования — объединение нескольких подсистем
 с целью решения задач управления большой системы. Агрегирование имеет целью преодоление «барьера многомерности» и заключается в выборе такого объединения подсистем, которое существенно 
облегчило бы решение задач управления, но не приводило к недопустимым ошибкам, возникающим из-за уменьшения детальности 
описания системы;
 
• проблема стратегии — оценка состояния системы, среды и стратегии управляющих воздействий, обеспечивающей наилучшее 
достижение целей управления. Стратегия управления связана 
с необходимостью прогнозирования изменений системы и среды, 
которое принципиально не может быть точным.

Для создания и использования больших систем необходимо располагать решением ряда прикладных задач — функциональных 
и операционных. К функциональным задачам относятся мероприятия, 
обеспечивающие реализацию назначения и поддержания работоспособности системы. Операционные задачи направлены на решение вопросов планирования комплексов операций, управления ресурсами, 
запасами и развитием систем.
Управление большой технической системой обеспечивается квалифицированными менеджерами, техническими средствами и информационными системами. Практически на всех предприятиях, специализирующихся на производстве технических систем, функционируют 
автоматизированные системы управления, которые выполняют функции информационно-справочные, планирования, учета, отчетности, 
оперативного управления, управления ресурсами и запасами. 
Управление большой системой строится, как правило, по иерархическому принципу: высший орган системы управляет несколькими подразделениями низшей ступени, каждому из которых, в свою 
очередь, подчинены подразделения еще более низкой ступени и т.д. 
Такая структура управления позволяет использовать преимущества 
централизованных и децентрализованных систем и в значительной 
мере устранять недостатки каждой из этих систем.
Характерная особенность современного направления развития 
техники и управления большими системами — слияние систем управления технологическими процессами и организационного управления в объединенные системы управления. Это позволяет обеспечить 
наиболее эффективное и экономное использование информации 
и технических ресурсов.
Опыт построения управления большими системами, основанный 
на достижениях фундаментальной науки и современных организационно-экономических методах, современная теория и технические 
средства таких систем позволили интенсивно развиваться системам 
экономического и организационного управления, где требуются учет 
большого числа факторов и обработка большого объема информации.
Область науки «Управление техническими системами» в сфере 
экономического и организационного управления инновационными 
процессами направлена на изучение основных приемов и методов 
управления, которые могут быть использованы при формировании 
и анализе функционирования технических систем в различных отраслях, в том числе и в сельском хозяйстве. 
Наиболее актуальными в настоящее время являются вопросы, связанные с разработкой методов управления техническими системами 
в отраслях АПК и сельхозмашиностроении. Теоретические положения 
этой области науки должны являться основой для разработки органи