Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Проблемы использования экономико-математического моделирования для оптимизации отраслевых планов .. 18
1.1. Отрасль приборостроения как объект сложной структуры в системе планирования народного хозяйства..18
1.2. Анализ современных подходов к экономико-математическому моделированию развития и размещения отрас лей промышленности 28
1.3. Существующие модели перспективного планирования приборостроения и проблемы их совершенствования ..42
ГЛАВА 2. Моделирование долгосрочного развития отрасли 62
2.1.Постановка задачи формирования оптимального плана развития отрасли на долгосрочный период 62
2.2. Модель определения оптимальной траектории развития производства в отрасли 81
2.3.Модель определения оптимальной траектории развития научно-технического прогресса в отрасли 94
2.4.Алгоритмы совместного решения задач планирования развития отрасли на долгосрочный период 105
ГЛАВА 3. Вопросы практической реализации системы моделей планирования развития отрасли на долгосрочный период 113
3.1.Информационное обеспечение системы моделей планирования развития отрасли на долгосрочный период.ИЗ
3.2. Разработка математического обеспечения задач отраслевого долгосрочного планирования 121
3.3.Технология использования системы моделей для принятия согласованных плановых решений 130
3.4.Расчеты траектории развития отрасли на долгосрочный период и анализ результатов 147
Заключение 161
Список литературы
- Анализ современных подходов к экономико-математическому моделированию развития и размещения отрас лей промышленности
- Существующие модели перспективного планирования приборостроения и проблемы их совершенствования
- Модель определения оптимальной траектории развития производства в отрасли
- Разработка математического обеспечения задач отраслевого долгосрочного планирования
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одной из узловых проблем развития экономики на современном этапе является совершенствование управления народным хозяйством. "Все более высокие требования к управлению предъявляются возросшими масштабами производства, усложнившимися экономическими связями, современной научно-технической революцией" [ 3 , с. 3^4] .
Вопросы совершенствования управления экономикой, механизма хозяйствования постоянно находятся в поле зрения нашей партии, им уделено большое внимание в решениях ХХУ и ХХУТ съездов КПСС, Пленумов ЦК КПСС. "Решение этих вопросов, - отмечалось на ноябрьском (1981 г.) Пленуме ЦК КПСС, - неотъемлемая часть политической и теоретической работы партии" [4 ,c.I0] .
Важнейшим элементом управления экономикой, одним из основных инструментов реализации экономической политики партии, направленной на достижение высоких конечных народнохозяйственных результатов, на более полное удовлетворение растущих общественных и личных потребностей, является планирование.
В настоящее время разрабатывается система комплексного планирования народного хозяйства, которая представляет собой способ совмещения и увязки методологических, информационно-математических и организационных аспектов планирования в едином процессе А^ордаров^ния-И-реализации народнохозяйственных планов [7,1№,Нб]. >Хшвная цель разработки такой системы состоит в том, "чтобы поднять уровень планирования и хозяйствования, привести их в соответствие с требованиями нынешнего этапа - этапа развитого социа- лизма, добиться значительного повышения эффективности общественного производства, ускорения научно-технического прогресса и роста производительности труда, улучшения качества продукции и на этой основе обеспечить неуклонный подъем экономики страны и благосостояния советского народа" [3,0.7].
Современная наука исходит из того, что экономика в целом имеет сложную иерархическую организацию. Поэтому система комплексного планирования охватывает различные уровни планирования: народнохозяйственный, отраслевой, уровень подотраслей (объедине- . ний) и уровень предприятий. Для каждого уровня в системе комплексного планирования взаимоувязываются два вида планов: перспективные и текущие.
Современный этап совершенствования планирования и управления народным хозяйством характеризуется расширяющимися внедрением автоматизированных систем управления (АСУ) на основе применения экономико-математических моделей и методов и средств вычислительной техники. Как указывалось на Ш съезде КПСС при формулировке задач по совершенствованию планирования, "... Здесь широкое поле для приложения экономической науки, для внедрения современных научных методов, в том числе экономико-математических, для использования автоматизированных систем управления" [\, С.59І
В системе комплексного планирования экономики важное место принадлежит отраслевым планам, так как от их качества во многом зависит эффективность принимаемых плановых решений по народному хозяйству. Отсюда становится понятным то большое внимание, которое уделяется вопросам совершенствования отраслевого планирования на базе широко использования экономико-математических методов и ЭВМ. Особенно плодотворным как с методологической точки зрения, так и с точки зрения полученных практических результатов явилось применение экономико-математических методов в отраслевом перспективном планировании. Моделирование перспективного развития отрасли возможно как с применением методов оптимизации (нормативный подход), так и на основе так называемого дескриптивного подхода. При этом ведущим следует признать первый подход, поскольку он позволяет лучше учесть цели производства как с точки зрения конкретной отрасли, так и с точки зрения экономики в целом.
Как было сказано выше, с точки зрения учета фактора времени при формировании отраслевых планов принято различать два режима планирования: текущий и перспективный; последний в свою очередь можно разделить на среднесрочный (5-10^лет) и долгосрочный (15-20 лет). Такое разделение вызвано тем, что факторы, определяющие развитие отрасли, являются различными для данных периодов перспективного планирования: фактор научно-технического прогресса является определяющим для режима долгосрочного планирования, в то время как развитие отрасли на среднесрочный период определяется в основном стратегией использования капитальных вложений. Наибольший опыт применения экономико-математических моделей накоплен в настоящее время в отраслевом среднесрочном планировании (такие модели принято называть моделями развития и размещения отраслей промышленности). Применение же оптимизационных методов при планировании развития отраслей на долгосрочный период пока не нашло широкого распространения, хотя возможности такого подхода уже подчеркивались в литературе [&>*?$, И?].
Вместе с тем практика хозяйственного руководства отраслями требует, чтобы планы развития отрасли на пятилетку являлись органической частью планов долгосрочного развития. В отчетном докладе ЦК КПСС ХХУ-му съезду партии отмечалось, что "ориенти- ровки на пятнадцать лет, разумеется не могут и не должны носить столь же директивный характер и быть такими же детальными, как пятилетние планы. Их назначение в другом - в том, чтобы заблаговременно определить характер и масштабы стоящих перед нами задач и сосредоточить силы на их решении, яснее увидеть возможные проблемы и трудности, облегчить разработку и выполнение программ и проектов, выходящих за рамки пятилетки" [1,с.4(3]. Таким образом, "крупной задачей совершенствования планирования является разработка долгосрочных планов и прогнозов развития народного хозяй-') ства. Необходимость долгосрочного планирования (на 15-20 лет) и \ прогнозирования на еще более далекую перспективу вытекает из то-/ го, что многие процессы, происходящие в народном хозяйстве, не укладываются в 5- и даже в 10-летний период" [120, с.40].
Порядок разработки перспективных планов экономического и социального развития страны регламентируется Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 июля 1979 г. "Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы" [3]. В соответствии с этим постановлением предусматривается разработка четырех видов планов: комплексной программы научно-технического прогресса на 20 лет; основных направлений экономического и социального развития на 10 лет; пятилетнего плана экономического и социального развития; годового плана экономического и социального развития. Эти планы,отличающиеся по своему назначению и содержанию, формируются на разных уровнях управления и соответствуют различным режимам планирования (см.работу [82]).
Для отраслевого уровня Постановлением регламентируется разработка трех последних из перечисленных видов планов .При этом, хотя утверждаемым из них является лишь пятилетний план с разбивкой по годам, его показатели вытекают из контрольных цифр, отраженных в основных направлениях развития отрасли на десять лет; показатели годового плана в свою очередь вытекают из цифр пятилетнего.
Как следует из Постановления, разработка комплексной программы научно-технического прогресса на срок более 10 лет, является главным образом прерогативой Академии Наук СССР, ГКНТ, Госплана СССР и Госстроя СССР. Вместе с тем очевидно, что разработка такой программы для экономики в целом невозможна без учета в ней прогнозов развития отдельных ее ячеек, в первую очередь отраслей народного хозяйства. С другой стороны, преемственность и непрерывность плановой работы в отрасли требуют согласования основных направлений развития на 10 лет с прогнозами развития на более длительную перспективу. Вот почему в настоящее время в отраслях народного хозяйства большое значение придается разработке комплексных прогнозов их развития на период до 2000 года.
ХХУТ съезд партии поставил перед народным хозяйством страны ряд актуальных проблем, в частности, ускорение научно-технического прогресса и завершение перехода экономики на интенсивный путь развития. "Условия, в которых народное хозяйство будет развиваться в 80-е годы, делают еще более настоятельным ускорение научно-технического прогресса", - подчеркивалось в отчетном докладе ЦК КПСС ХХУІ съезду партии [2,с.42]. В этих условиях, как отмечалось на ноябрьском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС," со единению науки
I. Приказ Минприбора от 7 января 1983 г. Л 6 "0 подготовке предложений к Концепции экономического и социального развития СССР до 2000 года и Основным направлениям экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы(по годам)и на период до 2000 года(по пятилеткам)".
9 и производства должны способствовать методы планирования и система материального стимулирования" [5, с.10} .
Одним из важнейших проявлений научно-технического прогресса (НТП) в отрасли является создание и внедрение новой техники. Поэтому особое значение имеет проблема оценки влияния новой техники на изменение показателей производственно-хозяйственной деятельности подотраслей и отрасли в целом. Для планирования процесса создания изделий новой техники в отраслях разрабатываются долгосрочные научно-технические программы.
В настоящее время экономико-математические модели отраслевого планирования, позволяющие в комплексе оценить влияние новой техники и отраслевых научно-технических программ на технико-экономические показатели производимой продукции, на использование трудовых, материальных и финансовых ресурсов, практически отсутствуют. Поэтому разработка моделей планирования долгосрочного развития отрасли, учитывающих взаимное влияние факторов НТП и производства, а также внедрение на их основе технологии расчетов в практику плановой работы, является актуальной научной задачей.
Цель исследования заключается в разработке системы экономико-математических моделей планирования развития отрасли на долгосрочный период на основе оптимизационного и имитационного подхо~ дов и технологии ее применения для принятия плановых решений в органах управления отраслью.
Объектом исследования является процесс долгосрочного планирования развития отрасли приборостроения (Минприбор).
Предметом исследования являются теоретические и методологи-
I. Постановление Госплана СССР и Государственного комитета СССР по науке и технике от 31 декабря 1982 г. № 310/646 "0 разработке целевой комплексной программы подъема машиностроения на двенадцатую пятилетку и на период до 2000 года". І ческие вопросы моделирования процесса разработки плана развития отрасли на долгосрочный период, а также вопросы практической реализации предлагаемых экономико-математических моделей.
Общая методика исследования. Теоретической и методологической основой исследования являются положения экономической теории, сформулированные в классических научных трудах К.Маркса, Ф.Энгельса, В.И.Ленина, руководящие материалы и решения, принятые на ХХУ" и ХХУІ партийных съездах, Пленумах ЦК КПСС, партийные, государственные и правительственные постановления по вопросам экономики.
Практической основой диссертации служат труды ведущих отечественных и зарубежных специалистов в области использования экономико-математических методов и средств вычислительной техники в управлении экономикой.
Впервые проблема оптимального перспективного планирования как задача на условный экстремум была сформулирована Л.В.Канторовичем ("задача одновременного анализа размещения производства и грузопотоков"). Дальнейшее изучение этой проблемы было проведено в исследованиях А.Г.Аганбегяна, А.Л.Лурье, В.С.Немчинова, В.В.Новожилова, Н.П.Федоренко и ряда других авторов. Эти исследования положили начало советской экономико-математической школе.
Современная экономика представляет собой иерархическую многоуровневую систему, в которой органически сочетаются централизованное управление и самостоятельность отдельных хозяйственных ячеек. Исследование вопросов взаимодействия хозяйственных ячеек экономики, разработки конкретных постановок задач и алгоритмов их решения нашло свое отражение в работах К.А.Багриновского, Е.Г. Гольштейна, А.Г.Гранберга, В.И.Данилова-Данильяна, И.Г.Завельско-го, Н.Е. Кобринского, Е.З.Майминаса, В.Л. Макарова, Д.Б. Юдина и других.
Проблемам программно-целевого подхода к планированию посвящены исследования Е.П.Голубкова, М.Я.Лемешева, Т.С.Поспелова, Ю.М.Самохина, Б.А.Райзберга.
Большой вклад в разработку конкретных моделей перспективного отраслевого планирования на основе оптимизационного подхода и организацию их практического использования внесли А.М.Алексеев, Д.М.Казакевич, Л.А.Козлов, В.Д.Маршак, П.М.Стуколов и ряд других ученых.
Методика данного исследования характеризуется следующей логической последовательностью: анализ отрасли приборостроения как объекта сложной структуры; исследование современных подходов к экономико-математическому моделированию перспективного развития отраслей; формулировка основных проблем совершенствования моделей перспективного развития отрасли приборостроения и требований к экономико-математическим моделям; постановка задачи формирования оптимального плана развития отрасли на долгосрочный период; построение системы экономико-математических моделей планирования развития отрасли на долгосрочный период и алгоритмов решения поставленных задач; исследование вопросов практической реализации предложенной системы моделей.
Научная новизна работы. В диссертационной работе предлагается новый подход к построению модели планирования развития отрасли на долгосрочный период. На основе анализа существующих подходов к экономико-математическому моделированию перспективного развития отрасли выявлено,что существующие модели планирования на среднесрочный период не могут использоваться при моделировании долгосрочного развития отрасли, так как не учитывают важнейшего фактора - влияния НШ на процесс производства, а модели долгосрочного планирования, учитывающие в комплексе взаимное влияние НШ и производства, практически отсутствуют. В диссертации на основе сформулированных автором требований впервые задача планирования развитии отрасли приборостроения на долгосрочный период трактуется как комплекс двух взаимоувязанных подзадач: задачи определения оптимальной траектории развитияь производства и задачи определения оптимальной траектории развития НШ. Каждую из указанных траекторий предложено описывать динамическим вектором, координатами которого являются значения технико-экономических показателей, характеризующих темпы научно-технического прогресса и производства в отрасли в погодовом разрезе.
Ддя каждой из сформулированных задач строится своя экономико-математическая модель. При этом впервые предпринята попытка использовать известные методы моделирования экономических программ на основе сетевых графиков (разработанные в ИЭиОГШ СО АН СССР) для планирования НШ в отрасли. В работе с помощью этих методов осуществляется моделирование мероприятий НШ, которые реализуются в процессе выполнения отраслевой долгосрочной программы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), направленных на совершенствование продукции отрасли в смысле разработки и внедрения новых изделий. Обоснованы алгоритмы согласования решений, полученных при расчетах на отдельных моделях комплекса. Алгоритмы строятся на итеративном обмене информацией, в процессе которого может быть достигнуто оптимальное (по критерию минимальных суммарных за период затрат) расп- ределение ресурсов по этапам отраслевой долгосрочной программы НИОКР и оптимальный (по выбранному пользователем системы критерию) план развития производства.
Разработана новая технология использования предложенной системы моделей в качестве инструмента для принятия согласованных (между различными органами управления отраслью) решений в процессе планирования технико-экономических показателей развития отрасли на долгосрочный период.
Практическая ценность работы. Предложенная система моделей является по существу инструментом имитации деятельности органов управления отраслью (пользователя системы) в процессе разработки плана развития отрасли на долгосрочную перспективу. Здесь под термином "пользователь" системы понимается коллективный пользователь, к которому относятся лица и подразделения органа управления отраслью, ответственные за принятие плановых решений на перспективу.
Возможность активного диалога пользователя и системы (через задание значений управляющих параметров) на основе предложенной в работе технологии расчетов дает способ "проигрывать" на моделях различные экономические ситуации, приводящие к различным вариантам плана.
Использование предложенных в диссертации моделей и технологии расчетов в подсистеме "Перспективное планирование развития и размещения отрасли" (совместно с моделями среднесрочного планирования) автоматизированной системы управлению отраслью приборостроения "АСУ-прибор" существенно повысит научную обоснованность принимаемых плановых решений.
Апробация работы.Основные положения и результаты диссертации были доложены на научно-технической конференции "Применение оптимизационных методов в планировании и управлении" (г.Горький, декабрь 1978 г.), на I Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов приборостроительной промышленности (г.Москва, ноябрь 1980 г.), на УШ Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ВНИИОЭНГ "Хозяйственный механизм: вопросы совершенствования планирования, экономики и организации" (г.Ивано-Франковск, апрель 1983 г.) , на семинаре в ИЛУ АН СССР и Минпри-бора (руководитель - д.т.н., профессор Кротов В.Ф., июнь 1983 г.), а также неоднократно докладывались на секции "Экономические исследования" Научно-технического Совета и семинарах молодых ученых и специалистов ВНИПИ ОАСУ Минприбора.
Материалы диссертации вошли в заключительные отчеты по темам "Перспектива-расчеты" (№ гос.регистрации 79057720) [82,] и "Перспектива-комплекс" (№ гос.регистрации 81059892)[8 , а также были использованы в следующих методических материалах: "Временные руководящие материалы по выполнению оптимизационных расчетов текущих и перспективных планов производства отраслей и подотраслей машиностроения и металлообработки", утвержденные начальником ВПО "Союзсистемпром" Минприбора Б.В.Карповым 16 ноября 1982 года;
Уточнения к методике расчета оптимального плана Минприбора "Технология проведения оптимизационных расчетов к проекту Основных направлений развития Минприбора на 1986-1990 годы (по годам) и на период до 2000 года (по пятилетиям)", утвержденные заместителем Министра приборостроения, средств автоматизации и систем управления В.В.Рыбаковым 30 марта 1983 года;
Методический материал "Расчет показателей Основных направлений развития Минприбора на долгосрочный период", утвержденный начальником ПЗУ Минприбора В.А.Пушняком 20 декабря. 1984 г.
Результаты практических расчетов, проведенных по методологии, предложенной в диссертации, были использованы в ПЭУ и НТУ Минприбо-ра при разработке основных направлений развития отрасли до 2000 года (расчетный годовой экономический эффект по результатам расчетов для двух ВПО "Союзэлектроприбор" и "Союзаналитприбор" составил 150,75 тыс.рублей).
На основании исследований, проведенных в диссертации, разработан и утвержден технорабочий проект (ТРП) 1-ой очереди комплекса задач "Формирование основных направлений развития отрасли на долгосрочный период" "АСУ-прибор", принятого в опытную эксплуатацию. По результатам диссертации опубликовано 9 работ.
Объем и структура работы.Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основной материал диссертации содержит 164 страницы машинописного текста, включая II рисунков. Общий объем-246 страниц, включая II рисунков, 26 таблиц. Список литературы содержит 126 наименований.
Краткое содержание работы.
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены объект, цель и задачи исследования.
Первая глава диссертации "Проблемы использования экономико-математического моделирования для оптимизации перспективных отраслевых планов" включает три параграфа. В первом из них отрасль приборостроения рассматривается как объект сложной структуры в системе планирования народного хозяйства и делается вывод о необходимости использования экономико-математических методов для разработки перспективных планов отрасли. Второй параграф содержит анализ современных подходов к экономико-математическому моделированию развития и размещения отраслей промышленности. Здесь приводится классификация моделей, показаны схематичные записи основных типов моделей перспективного отраслевого планирования и обсуждаются вопросы их реализации в различных отраслях народного хозяйства. В последнем параграфе главы описаны подходы к оптимизации перспективных планов приборостроения, показана невозможность перенести использование аппарата оптимального сред-гесрочного планирования на модели долгосрочного планирования. В заключение параграфа сформулированы основные требования, которым должны, по мнению автора, удовлетворять модели оптимизации планирования отрасли на долгосрочный период.
Вторая глава "Моделирование долгосрочного развития отрасли" является центральной главой в диссертации. В ней на основе требований, сформулированных в первой главе, строится система моделей развития отрасли на долгосрочный период. Глава состоит из четырех параграфов. В первом параграфе обсуждается постановка задачи формирования оптимального плана развития отрасли на долгосрочный период. Показано, что рассматриваемую задачу целесообразно трактовать как совокупность двух подзадач: задачи определения оптимальной траектории развития НШ и задачи определения оптимальной траектории развития производства. Вводятся понятия этих траекторий, формулируются основные условия задач и показывается, что оптимальный план отрасли формируется в процессе итеративного согласования решений указанных задач. Второй и третий параграфы главы посвящены построению экономико-математических моделей поставленных задач. При этом сформулированные задачи формализуются в терминах математических задач разных классов: задачи оптимизации сетевых графиков в переменных во времени оценках и задач линейного програмлирования (при заданных значениях управляющих параметров). В четвертом параграфе главы обсуждаются алгоритмы совместного решения задач планирования отрасли на долгосрочный период.
Третья глава "Вопросы практической реализации системы моделей планирования развития отрасли на долгосрочный период"состо- ит из четырех параграфов. В первом из них обсуждается информационная база предложенной системы моделей. Второй параграф посвящен вопросам разработки математического^ обеспечения. Здесь сформулированы общие принципы построения математического обеспечения и рассмотрены программные средства, разработанные автором диссертации для практической реализации предложенной системы моделей. Описываются результаты экспериментальной отладки комплекса программ сетевой оптимизации. В третьем параграфе рассмотрена технология использования предложенной системы моделей для принятия согласованных решений в органах управления отраслью при планировании развития на долгосрочный период. Последний параграф содержит обсуждение практических расчетов по модели определения оптимальной траектории развития производства.
В заключении формулируются основные результаты диссертационной работы по исследованию вопросов моделирования процесса планирования отрасли на долгосрочный период.
Приложения содержат иллюстративный материал " для характеристики отрасли, таблицу реквизитов информационной базы системы моделей, таблицы для принятия плановых решений, исходную информацию для практических расчетов и их результаты (для двух ШО). В приложении приводится расчет экономической эффективности комплекса задач планирования развития отрасли на долгосрочный период, а также справки о внедрении результатов диссертации. Нумерация таблиц в приложениях задается кодом П. fy.^ » где П - служебный символ, указывающий на приложение, Л, - номер приложения, П2- номер таблицы в данном приложении.
Анализ современных подходов к экономико-математическому моделированию развития и размещения отрас лей промышленности
В период возникновения методов оптимального планирования было распространено мнение о целесообразности и возможности использования в планировании народного хозяйства е.диной глобальной модели.
Достижения различных наук в течение последних лет способствовали развитию теории и методологии оптимального управления народным хозяйством. Эти достижения привели к необходимости рассматривать экономику в целом как сложную систему и решать проблемы оптимизации народного хозяйства на основе общей теории систем и кибернетики. Такой подход, развитый во многих работах по оптимальному управлению экономикой, например в [63,85,II4-II?J .позволяет сделать вывод о том,что эффективное моделирование перспективного развития народного хозяйства возможно лишь на основе целой системы экономико-математических моделей [? 39] . Один из основателей отечественной экономико-математической школы В.С.Немчинов отмечал, что многообразие и сложность экономических процессов в системе народного хозяйства могут быть воспроизведены лишь на основе сложной совокупности моделей [77] .
В предложенных в настоящее время системах моделей центральное место принадлежит отраслевым моделям, так как от качества отраслевых планов во многом зависит эффективность принимаемых плановых решений по народному хозяйству. Использование системного анализа- [37, 92] дает возможность для содержательного исследования отраслевой модели изъять ее из системы моделей народнохозяйственного планирования и рассматривать отдельно. Естественно, что при этом связи рассматриваемой отрасли с экономикой в целом должны учитываться через экзогенные параметры моделей отраслевого планирования.
Опыт использования математических методов для планированияs 1 оптимального развития и размещения отраслей промышленности имеет уже почти двадцатипятилетнюю историю. Впервые задача оптимального перспективного планирования отрасли была сформулирована Л.В. Канторовичем [52] как задача "одновременного анализа размещения производства и грузопотоков". В отличие от закрытой транспортной задачи, в которой общий объем производства всегда равен общему потреблению, была предложена открытая транспортная задача, где объем производства превосходит суммарный спрос. Это позволило одновременно с формированием оптимального плана перевозок решать проблему размещения производства путем отбора лишь некоторых поставщиков из числа заданных. Были разработаны разнообразные математические алгоритмы решения таких задач, которые позволили использовать их при определении оптимальных вариантов развития и размещения предприятий, производящих относительно однородную продукцию (цемент, уголь). Позже был предложен способ учета в рамках транспортной задачи многоэтапности производства одного продукта, ограниченности объемов производства на отдельных этапах. Специальная конструкция матрицы условий позволила определить пункты размещения производства и промежуточной переработки сырья в условиях многоэтапных перевозок, что существенно расширило возможности использования транспортной задачи.
Тем не менее в этой задаче не удалось отразить важнейшие производственные особенности: изготовление нескольких продуктов; использование ограниченных ресурсов; многовариантность развития мощностей и ряд других моментов. Устранение этих недостатков происходило на основе расширения производственного блока задачи, для чего была привлечена известная задача "максимизации выполнения программы при данных ресурсах", решенная Л.В.Канторовичем еще в сороковых годах. Широкие возможности описания и варьирования интенсивностей технологических способов, конструирование специальных ограничений способствовали более глубокому отображению в модели производственной части и переходу от моделей транспортного типа к моделям, сводящимся к общей задаче линейного программирования JJ26"].
Сведение экономических задач (и,в частности, задач оптимального развития и размещения отраслей промышленногойпроизводства)к моделям оптимизации решений, являющихся конкретизацией общей задачи математического программирования, основано на ряде исходных предпосылок о характере анализируемых экономических процессов и о выборе наилучших решений. В отечественной экономико-математической литературе эти предпосылки получили название предпосылок построения системы оптиіяального функционирования народного хозяйства [1№] или предпосылрк системного анализа экономики [63] Ключевыми предпосылками являются: наличие количественно измеряемого экономического критерия; признание ограниченности наличных производственных возможностей или ресурсов для каждого момента времени или конечного интервала времени; признание взаимозаменяемости средств (ресурсов) и многовариантности их использования для достижения одних и тех же целей.
Необходимо также исходить из иерархической структуры социально-экономической системы и возможности эффективного воздействия на переменные системы (регулируемость экономики) [39 1.
Во многих отраслях народного хозяйства, в том числе и в приборостроении, накоплен большой опыт применения экономико-математического моделирования производства. Обилие существующих моделей и громоздкость подробной записи каждой из них заставляют вначале выделить основные подходы к формализации отраслевых моделей, а затем описать их конкретную реализацию в различных отраслях народного хозяйства. Предварительно сделаем несколько замечаний относительно терминологии.
При формировании отраслевых производственных планов важным аспектом является выбор периода планирования. С этой точки зрения принято различать два режима планирования: текущий и перспективный. В настоящем разделе рассматриваются модели только для перспективного режима планирования, который в свою очередь можно разделить на среднесрочный (5-Ю лет) и долгосрочный (15-20 лет) режимы. Такое разделение вызвано тем, что факторы, определяющие развитие такого сложного экономического объекта как отрасль, являются различными для данных режимов перспективного планирования. Фактор научно-технического прогресса является ..определяющим..для режима долгосрочного планирования; направления использования капитальных вложений в основном определяют траекторию развития отрасли на среднесрочный период. Указанное обстоятельство (как будет показано ниже) приводит к необходимости применения различного аппарата при экономико-математическом моделировании процессов разработки отраслевых планов развития для различных режимов перспективного планирования.
Существующие модели перспективного планирования приборостроения и проблемы их совершенствования
В отрасли приборостроения в настоящее время ведутся интенсивные работы в области экономико-математического моделирования разработки перспективных планов. В предложенных моделях учитываются специфические особенности отрасли как объекта моделирования, важнейшие из которых приведены в І.І. настоящей главы.Решение задач проводится для агрегированных групп продукции; агрегирование производится на основе потребительского назначения тех или иных изделий. В приборостроении затраты на транспортирование сырья и готовой продукции не оказывают влияние на формирование планов их развития и размещения.
Одним из первых был подход, предложенный А.В.Великотским, А.П.Зайцевым, В.Ф.Комаровым [б9,гл. \1 7Ч\\ . Эти авторы предлагают, учитывая особенности и однопрофильноеть предприятий приборостроения, ставить и решать плановые задачи по каждой подотрасли изолированно и, следовательно, ограничить контуры оптимизируемой системы предприятиями одной подотрасли. При этом учитывается, что по уровню удовлетворения потребности народного хозяйства в продукции приборостроения все подотрасли можно разделить на две группы. В первую входят подотрасли, производственные возможности которых достаточны для удовлетворения плановой потребности народного хозяйства (например, часовая промышленность). Во вторую (наиболее многочисленную) группу включены остальные подотрасли, производственные возможности которых недостаточны для покрытия спроса на их продукцию. Для каждой группы подотраслей предлагается решать свою задачу развития производства.
Задачи первого типа, относящиеся к первой группе подотраслей, могут быть сформулированы следующим образом. Известны по годам планового периода: потребность в продукции выбранной отрасли по укрупненным группам; варианты развития и специализации действующих и строительства новых предприятий, характеризующиеся возможным объемом выпуска продукции по номенклатуре, расходам ресурсов по их видам и приведенным затратам, обеспечивающим реализацию варианта; лимиты ограниченных ресурсов, выделенных подотрасли.
Требуется найти такой план развития, размещения и специализации предприятий подотрасли, который полностью удовлетворял бы заданные потребности народного хозяйства в продукции подотрасли с минимальными приведенными затратами на производство продукции. Формализация такой задачи приводит к производственной многопродуктовой модели на минимум приведенных затрат с дискретными переменными типа (1.2.1)-(1.2.5).
Задачи второго типа, относящиеся ко второй группе подотраслей, предлагается формулировать следующим образом. Известны по годам планового периода: ассортиментные соотношения между выпускаемыми продуктами; варианты развития и специализации предприятий; лимиты ограниченных ресурсов.
Требуется сфорлировать план развития подотрасли,который при ограничениях по использованию.оресурсов и капиталовложений обеспечил бы максимальный объем выпуска продукции в заданном ассортименте. С точки зрения формальной записи особенность такой задачи в предложенной авторами математической модели отражается следующим образовл. Вводится некоторый параметр А , обозначающий ассортиментный коэффициент со-ой номенклатурной группы и неизвестные - интенсивность вхождения в план в -Ь -ом году ассортиментных наборов продукции. Вместо ограничения по удовлетворению потребности в продукции по годам планового периода (1.2.3) вводится ограничение соблюдения выпуска продукции в заданном ассортименте. Критерий WXtfLz.fi В остальном же ограничения за со дач первого типа сохраняются.
Существенным недостатком этого подхода является рассмотрение подотраслей изолированно и невозможность учета реального процесса разработки отраслевого плана в целом.
Более сложный и интересный подход к построению перспективного плана развития отрасли приборостроения предложен В.Д.Маршаком [бб] . Сущность этого подхода в том, что подотрасли рассматриваются не изолированно, а как составляющие сложной отраслевой системы, связанные между собой централизованно распределяемыми лимитированными ресурсами (например, капиталовложениями). При этом каждое объединение (подотрасль) решает свою: локальную задачу максимизации выпуска продукции в заданном ассортименте, подобную той, которую предлагают решать авторы предыдущей модели (модель П-го типа). В локальных задачах присутствуют ограничения по общесистемным ресурсам, выделенным "центром" для данной подотрасли. Основываясь на решениях локальных задач, центральный планирующий орган (министерство) перераспределяет общесистемные ресурсы между подотраслями с целью получения в целом по отрасли равнонапряженного плана. Под термином "равноналряженный план" автор понимает такой план, при котором достигается совпадение с заданной точностью функционалов локальных задач.
Модель определения оптимальной траектории развития производства в отрасли
Настоящий параграф посвящен вопросам построения экономико-математической модели определения оптимальной траектории развития производства в отрасли на долгосрочную перспективу.
Рассмотрим отрасль,в состав которой входит 1 подотраслей (объединений).Введем некоторые обозначенияСостальные обозначения будут приводится по мере построения модели) .Пусть і - индекс подотрасли; L=H,I; Т- количество лет периода :дланирования;і - индекс года периода планирования; t= _Tf ; - индекс базового года;твиндеке пятилетки; WH,W I W=4 ; іш , "-Кои - номера соответственно начального и конечного года 0J -й пятилетки в пределах периода планирования; - индекс группы продукции номенклатуры ВКГ 0ШІ; =\ , д ; п - индекс группы продукции номенклатуры Госплана СССР; 17 =\ ,ХД1- множество профильных групп номенклатуры ВКГ ОКИ по І -й подотрасли; иг-множество непрофильных групп номенклатуры ВКГ ОКИ по і- -й подотрасли.
Задано правило агрегирования продукции -йлгушш в продукцию irj -й группы, то есть дляТ Г}=И,Зі задано J - множество позиций продукции номенклатуры ВКГ ОШ, учитываемых как одна пози ция номенклатуры Госплана СССР, Jh=U3h ; ) = 4, К - индекс способа использования капитальных вложений; К И ,К При этом К И - организационно-технические мероприятия и техни ческое перевооружение;.к 2, - реконструкция и расширение; К=3 -новое строительство.
Траектория развития производства в отрасли характеризуется вектором где кроме уже введенных обозначений "А XJ - объем выпуска в стоимостном выражении традиционной товарной продукции " -й профильной группы на предприятиях і -и подотрасли в году ; ; IL - объем выпуска в стоимостном выражении новых изделий "v -й группы на предприятиях I -й подотрасли в году і ; )е J ; 3 - заданные объемы производства продукции -й непрофильной группы в году-fc в і -м объединении; є J2 ; О - индекс вида материальных ресурсов; О Ц ; Q[ - количество видов материальных ресурсов; ( - обще отраслевые затраты материальных ресурсов 0. -го вида в году «t (в стоимостном выражении); І4 - общеотраслевые затраты (в натуральном выражении) людских ресурсов (живого труда) в годуі ; ц - общеотраслевые затраты капитальных вложений в развитие производства в отрасли в году і ; в том числе: Ьл - общеотраслевые затраты средств в строительно-монтажные работы (СМР) в году і ; i«bt!t»p} набор значений управляющих параметров модели в году Заметили, что ,_ . ..is где № - управляющий параметр - коэффициент использования мощности в і -й подотрасли вс -й пятилетке; - мощность і -й подотрасли по выпуску продукции v -и груп пы в году iK0H ; соИ,..,, Для оценки значений Г кн необходигяо учесть условие ба ланса мощностей: где - коэффициент выбытия мощности } -и группы в і -й под отрасли в(0-й пятилетке (управляющий параметр); A1 - прирост мощности производства -й номенклатурной группы за счет К -го способа использования капитальных вложений за (А -ю пятилетку в 1-й подотрасли; А И - прирост мощности по производству " -й группы продукции за счет сокращения производства непрофильных групп про дукции в L -й подотрасли за -го пятилетку. Объем товарной продукции по каждой подотрасли складывается из объемов производства профильных и непрофильных групп продук ции: ( . А. ft 51 ( +$)+ . K..J; he ї і t=ts+1,...J (2.2.3) i A=Z Xі Н,...Д ; -M.s4,...,T (2.2.4)
На планируемый период объемы выпуска непрофильных групп продукции [ ] , е Jz , 14,...,1 считаются заданными на основе тенденции сокращения их производства (прогнозируется специализация производства). Объемы производства новых изделий ]U, 1 являются переменными задачу І определения оптимальной траектории НТП. Однако, поскольку в задаче определения оптимальной траектории развития производства необходигяо учитывать также затраты на производство как непрофильных групп продукции по каждой подотрасли,
Разработка математического обеспечения задач отраслевого долгосрочного планирования
Математическое обеспечение (МО) системы моделей планирования развития отрасли на долгосрочный период представляет собой набор функционально и информационно взаимоувязанных программных средств, обеспешшающий реализацию на ЭВМ и функционирование,как единого целого, различных моделей отраслевого планирования.
Состав и структура МО определяется рядом факторов, важнейшими из которых являются: многообразие как самих моделей, так и системы ограничений и целевых функций внутри отдельно взятой модели; взаимосвязь отдельных моделей отраслевого перспективного (в том числе долгосрочного) планирования через единую информационную базу; большая размерность решаемых задач; многообразие различных вариантов построения исходных условий модели с учетом множества директивных заданий, возникающих в аппарате управления отраслью при разработке проектов планов; жесткие временные ограничения на расчет варианта плана и выдачу выходных форм при сравнительно менее жестких ограничениях на время построения исходных условий и ввод данных; реализация оперативной реакции модели на вариацию пользователем ее управляющих параметров, то есть вариантным и послеопти-мизанионный анализ полученного решения.
По нашему мнению, технологическая схема решения любой задачи, возникающей в процессе разработки перспективного плана от расли на основе экономико-математической модели, представляет собой последовательность следующих операций: Сбор и систематизация исходной информации. Ввод информации в систему, ее контроль п корректировка; в результате этого шага порождается информационная база модели (или комплекса моделей), то есть упорядоченный по определенным правилам набор показателей, на основе которого осуществляется решение. Формирование (по заданным пользователем управляющим параметрам) конкретных условий для расчета (матриц условии, векторов ограничений и віща целевого фушщионала). Собственно решение задачи на основе какого-либо алгоритма. . Выдача результатов решения пользователю. Анализ решения пользователем.
В случае, если полученное решение удовлетворяет пользователя, расчеты закончены. В противном случае, после анализа результатов пользователь имеет возможность повторить цикл расчетов,начиная с шага 3.2.1.3, задав необходимые значения управляющих параметров и, тем самым, новых условий задачи.
В соответствии с такой технологической схемой решения задач, совокупность программ, входящих в МО системы моделей перспективного отраслевого планирования, можно разделить на следующие комплексы программ: комплекс программ ввода и контроля исходной ішформации; комплекс ведения информационной базы; комплекс программ интерфейса, реализующего процесс общения пользователя с информационной базой системы моделей; комплекс программ расчета элементов плана на отдельной мо дели; комплекс программ, осуществляющих выдачу промежуточных и окончательных результатов решения в удобной для пользователя форме.
В рамках настоящего исследования проработаны вопросы программной реализации вычислительных алгоритмов решения отдельных задач планирования развития отрасли на долгосрочную перспективу.
Построение комплекса программ расчета плана на отдельных моделях возможно на основе использования как стандартного,так и нестандартного математического обеспечения. Здесь под стандартным МО понимаются пакеты прикладных программ (ПШІ) - комплексы взаимосвязанных прикладных программ, реализующих известные алгоритмы решения математических задач и "обладаїощі їх специальной организацией, которая обеспечивает значительное повышение труда программистов и пользователей пакета" [38, с.9]. Нестандартное МО позволяет в процессе решения использовать специальные алгоритмы, разработанные с учетом специфики поставленной задачи,если она не поддается решению средствами ПШІ.
Следует учитывать, что ІШП обладают рядом существенных преимуществ: в ПЇЇП достаточно полно реализованы те или иные методы оптимизации (симплекс - метод, метод "ветвей и границ", различные методы "спуска" и так далее), в то время как затраты на собственную реализацию метода весьма существенны;
