Введение к работе
Актуальность темы исследования. Проявления мирового экономического кризиса негативно сказываются на отечественных предприятиях легкой промышленности. В первую очередь это относится к текстильным предприятиям, ориентированным на зарубежную сырьевую базу. Усиливается также конкурентное давление со стороны китайских производителей, которые в условиях сокращения совокупного спроса на текстиль реализуют стратегию снижения издержек и агрессивную маркетинговую политику, в том числе на российском рынке. Сложившаяся ситуация требует от маркетологов отечественных предприятий текстильной промышленности разработки рационального комплекса маркетинга на основе прогнозирования основных показателей конъюнктуры рынка. Для повышения точности прогноза рыночной конъюнктуры, характеризующейся большим числом показателей, достаточно широко используются различные методы математического моделирования экономических процессов, которые реализуются в информационных системах поддержки принятия решений (СГГПР) по управлению промышленным предприятием. Обычно изменения характеристик конъюнктуры рынка описываются векторными процессами со случайной составляющей. Например, колебания показателей конъюнктуры рынка текстиля вызваны сезонностью, изменчивостью климатических факторов, изменением тенденций в моде, многочисленными психологическими факторами и т.д.
Вопросы применения математического моделирования для прогнозирования экономических процессов нашли отражение в трудах таких ученых как С.А. Айвазян, В.А. Андрейчиков, Т.Андерсон, В.Н. Афанасьев, Дж. Бокс, В.А. Бурков, Д.Е. Бэстенс, Г. Дженкинс, В.В. Дик, И.В. Драгобытский, А.А.Емельянов, А.Н. Колмогоров, М. Кэндэл, Ю.П. Лукашин, В.Л. Макаров, B.C. Мхитарян, А.С. Барашков, B.C. Пугачев, Р.Л. Раяцкас, А.Ф. Тельнов, Е.М. Четыркин и др.
В ряде работ в качестве одного из перспективных направлений построения прогностических моделей экономических систем рассматривается применение алгоритмов фильтрации, изложенных в работах К. Браммера, Р. Бьюси, С.Я. Виленкина, Д.Гропа, Г. Зиффлинга, Р. Калмана, Д. Ю. Кордунова, В.В. Круглова, В.П. Мешалки-на, А.Н. Перова, Э. Сейджа, Е.П. Чуракова.
Указанный подход, предполагающий выработку краткосрочных прогнозных оценок, может быть реализован на основе использования фильтра Калмана, который находит широкое применение в различных предметных областях.
Обеспечивая достаточно высокую точность краткосрочного прогноза стационарных и нестационарных процессов, фильтр Калмана предполагает наличие представленной в аналитической форме информации о модели объекта наблюдения (формирующего данный процесс фильтра), которая обычно при решении задач прогнозирования конъюнктуры рынка отсутствует. Данные особенности исходной информации при исследовании экономических процессов не позволяют использовать эффективные алгоритмы калмановской фильтрации, что снижает в общем случае точность краткосрочных и оперативных прогнозов. В то же время формализация экспертной информации о взаимосвязях показателей исследуемой системы, порождающей экономиче-
4 ский процесс (которая обычно имеется в наличии), позволяет построить интеллектуальный фильтр Калмана, используемый при прогнозировании стационарных и неста ционарных процессов изменения характеристик конъюнктуры рынка. Отметим также, что программная реализация интеллектуальных алгоритмов калмановской фильтрации может быть использована в качестве пакета расширения прикладных пакетов анализа экономической информации.
Изложенное обосновывает актуальность научной задачи разработки инструментов построения и применения интеллектуального фильтра Калмана для краткосрочного прогнозирования конъюнктуры рынка текстильной продукции, решение которой имеет существенное значение для развития методов математического моделирования экономической конъюнктуры.
Целью диссертационного исследования является разработка математической модели прогнозирования значений экономического процесса, отражающего изменение показателей конъюнктуры рынка и их производных, на основе применения интеллектуального фильтра Калмана, а также алгоритмов ее использования в составе СППР по краткосрочному планированию ассортимента текстильной продукции.
Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи исследования:
-
Определение роли и места краткосрочного прогнозирования в управленческом цикле предприятия.
-
Анализ современных подходов к прогнозированию экономической конъюнктуры рынка, обоснование целесообразности применения интеллектуальных фильтров Калмана для краткосрочного прогнозирования рыночных показателей в условиях отсутствия аналитического описания модели рынка.
-
Организационно-экономический анализ современного состояния отечественных предприятий легкой промышленности, выявление факторов, формирующих конъюнктуру рынка текстильной продукции.
-
Разработка математической модели прогнозирования значений экономического процесса, отражающего изменение показателей конъюнктуры рынка и их производных при стабильных внешних факторах, на основе применения интеллектуального фильтра Калмана.
-
Разработка алгоритма применения нечетко-логического фильтра Калмана для определения значений экономического процесса, описывающего динамику показателей конъюнктуры рынка текстильной продукции в условиях нестабильности.
-
Проведение имитационных экспериментов для проверки точности и устойчивости предложенных модели и алгоритмов применения интеллектуальных фильтров Калмана.
-
Разработка методики построения и применения интеллектуального нечетко-логического фильтра Калмана для прогнозирования векторных экономических процессов.
8. Разработка структуры и методики построения информационной СППР по
краткосрочному планированию ассортимента текстильной продукции, реализующей
предложенные инструменты нечетко-логической калмановской фильтрации.
9. Практическое использование предложенной СППР по краткосрочному пла
нированию ассортимента текстильной продукции в ООО «Ярцевский хлопчато
бумажный комбинат» (Смоленская обл.).
Теоретической и методологической базой исследования являются методы теории статистического анализа, моделирования и кибернетики, методы экономического анализа, эконометрики и экономико-математического моделирования, системный подход к анализу экономических явлений и процессов, научные положения и выводы, сформулированные в трудах отечественных и зарубежных ученых по математическому моделированию экономических объектов и процессов.
Информационной базой исследования являются официальные данные Росстата, нормативно-правовые акты Правительства РФ, а также отчетные данные текстильных предприятий Смоленской области.
Наиболее существенные научные результаты, полученные лично автором:
-
Обоснованы предпосылки применения алгоритмов калмановской фильтрации для краткосрочного прогнозирования экономических процессов, как важнейшего этапа управленческого цикла; выявлены специфические особенности прогнозирования конъюнктуры рынка текстильной продукции, что позволило обосновать целесообразность применения инструментов теории нечетких множеств при построении нового класса интеллектуальных фильтров Калмана - с нечетким формирующим фильтром, который может использоваться при реализации стационарной и нестационарной прогностической модели.
-
Разработана модель прогнозирования значений экономического процесса при достаточно стабильных внешних факторах, влияющих на изменение показателей конъюнктуры рынка и их производных, на основе применения интеллектуального фильтра Калмана, отличающегося использованием при описании формирующего фильтра базы нечетко-логических продукционных правил, что позволяет распространить область применения аппарата фильтрации на решение задач прогнозирования развития экономических систем в условиях отсутствия адекватных аналитических описаний зависимостей между их характеристиками.
-
Разработан алгоритм применения нечетко-логического фильтра Калмана для прогнозирования значений экономического процесса, описывающего динамику показателей конъюнктуры рынка текстильной продукции в условиях нестабильности внешней и внутренней среды, отличающийся возможностью использования экспертной информации для коррекции параметров модели рынка после каждого этапа наблюдения, что позволяет обеспечить устойчивость данного алгоритма при краткосрочном прогнозировании.
-
Предложена методика построения и применения интеллектуального нечетко-логического фильтра Калмана для прогнозирования векторных экономических процессов, отличающаяся использованием структурных моделей для каждой компоненты
этого процесса, которая позволяет уменьшить количество определяемых элементов матрице формирующего фильтра при реализации процедуры нечеткого логическог вывода и снизить размерность решаемой задачи прогнозирования показателей рыноч ной конъюнктуры.
5. Предложена структура и методика построения информационной СППР п краткосрочному планированию ассортимента текстильной продукции, реализующая предложенные инструменты нечетко-логической калмановской фильтрации и выпол ненная в среде разработки MatLAB 6.5 release 13 с интеграцией с базами данными Ас cess, позволяющая вырабатывать прогнозы рыночной конъюнктуры в реальном масштабе времени, которые могут быть использованы при принятии маркетинговых решений в рамках корпоративной системы управления промышленным предприятием. Объектом исследования является конъюнктура рынков промышленной продукции.
Предметом исследования являются процедуры и инструменты прогнозирования показателей рыночной конъюнктуры с использованием математических и инструментальных методов экономики.
Обоснованность и достоверность научных и практических результатов диссертационного исследования подтверждается корректным применением методов экономико-математического моделирования и экономического анализа рынков, имитационного моделирования экономических процессов и систем, теории нечеткой логики и нечеткого логического вывода. Разработанные положения диссертационного исследования не противоречат известным теоретическим и практическим результатам, содержащимся в публикациях отечественных и зарубежных ученых в области прогнозирования экономических процессов при помощи алгоритмов фильтрации, теории экономико-математического моделирования, эконометрики и системного анализа.
Научная новизна работы состоит в разработке модели прогнозирования значений стационарного экономического процесса, отражающего изменение показателей конъюнктуры рынка и их производных, на основе применения интеллектуального фильтра Калмана, алгоритмов применения нечетко-логического фильтра Калмана для прогнозирования значений экономических процессов, описывающих динамику показателей конъюнктуры рынка текстильной продукции, в стабильных и нестабильных внешних условиях, а также методики их применения при разработке программного обеспечения информационной СППР по краткосрочному планированию ассортимента текстильной продукции.
Значение полученных результатов для теории и практики. Разработанные в результате диссертационного исследования инструменты прогнозирования конъюнктуры рынка с использованием интеллектуального фильтра Калмана вносят определенный вклад в развитие теории и практики применения математических и инструментальных методов экономики в части развития математического аппарата моделирования экономической конъюнктуры и использования искусственного интеллекта при выработке управленческих решений, а также методического
7 аппарата разработки СППР для оптимизации управления промышленными предприятиями.
Сведения о реализации и целесообразности практического использования результатов.
Разработанная СППР, реализующая предложенные алгоритмы прогнозирования конъюнктуры рынка с использованием интеллектуального фильтра Калмана, практически использована в ООО «Ярцевский хлопчато-бумажный комбинат» (Смоленская обл.), что позволило повысить эффективность краткосрочного планирования ассортимента текстильной продукции и улучшить экономические показатели деятельности предприятия.
Разработанные инструменты и реализующая их СППР могут быть рекомендованы для применения в составе автоматизированных систем управления предприятиями (AC.VTT). реализующими свою продукцию па изменяющихся рынках.
Теоретические и методические результаты диссертации используются в учебном процессе филиала Московского энергетического института (технического университета) в г. Смоленске при преподавании дисциплин «Имитационное моделирование экономических процессов» и «Интеллектуальные информационные системы».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXII и XXIII Международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (Псков, 2009; Саратов, 2010); VII Межрегиональной научной конференции «Информационные технологии, энергетика и экономика» (Смоленск, 2010); II Международной научно-практической конференции «Проблемы и пути совершенствования экономического механизма предпринимательской деятельности» (Днепропетровск, 2010), Международной научно-практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте» (Одесса, 2010), а также семинарах в филиале МЭИ (ТУ) в г. Смоленске.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ общим объемом 2,6 п.л., в том числе лично автору принадлежит 1,5 п.л.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 102 наименования, и трех приложений. Диссертация содержит 188 страниц машинописного текста, 42 рисунка и 36 таблиц.
