Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Методологические основы подхода 9
1. Лаговые аспекты в задачах планирования 9
2. Основные характеристики временных лагов 22
3. Концепция лаговых моделей планирования 31
Глава II. Обобщенные модели лага 40
1. Управляемые системы: непрерывная модель 40
2. Управляемые системы: дискретный аналог 52
3. Саморазвивающиеся системы 60
Глава III. Модели планирования лаговых процессов . 70
1. Приведение к каноническому виду 70
2. Базовая модель для планирования капитальных вложений 83
3. Оптимизация 94
4. Модель прогноза населения и трудовых ресурсов 103
Глава ІV. Применение подхода к построению лаговых моделей в задачах планирования 108
1. Организационно-экономическая сущность задач 108
2. Подготовка информации 117
3. Экспериментальные расчеты 123
Заклкнение 130
Литература 134
- Основные характеристики временных лагов
- Управляемые системы: дискретный аналог
- Базовая модель для планирования капитальных вложений
- Подготовка информации
Введение к работе
Актуальность проблемы. В решениях ХХУІ съезда КПСС, Ноябрьского 1982 года и Июньского 1983 года Пленумов ЦК КПСС, Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 августа 1979 года указывается решающая роль совершенствования методов планирования для обеспечения комплексности социального и экономического развития территориальных и отраслевых систем. При этом подчеркивается необходимость более эффективного регулирования деятельности объектов и подсистем, динамика развития которых представляет долговременный процесс и проявляется через временные лаги (капитальное строительство,воспроизводство населения, основных средств производства и элементов окружащей среды, подготовки и использования квалифицированных кадров и др.).
Вопросы регулирования долговременных процессов в территориальном и отраслевом планировании являются сложными и малоисследованными. Требования комплексности социального и экономического развития территориальных систем, отсутствие опыта по созданию моделей планирования, в достаточной мере учитывающих в территориальных и отраслевых задачах влияние продолжительности и характера временных лагов на социальные и экономические процессы, обуславливают своевременность и актуальность темы исследования.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом работ по созданию АСПР Госплана СССР и координационным планом работ по созданию АСУ Советским районом г.Новосибирска в составе комплексной темы АСУ-Россия.
Основная идея диссертации заключается в том, чтобы найти такую форму моделирования динамиїш развития территориальных и отраслевых объектов с продолжительными лагами, которая давала возможность регулировать их совместную деятельность в рамках задач территориального и отраслевого планирования. В связи с этим целью диссертационной работы является исследование комплекса вопросов, связанных с изучением характера и форм проявления временных лагов при реализации долговременных социальных и экономических процессов, протекающих в рамках территориальных и отраслевых социально-экономических систем; поиском возможностей моделировать и регулировать эти процессы; использованием этих возможностей в задачах планирования.
Методика исследования. Методологической основой проведенного исследования является системный подход к анализу лаговых процессов, опирающийся на достижения конкретных областей науки. Для решения поставленных в диссертационной работе задач применялись методы территориального и отраслевого планирования и статистики, экономико-математического моделирования, теории графов, математической статистики, теории обобщенных функций, АСУ и АСЇЇР. В основе методики исследования лежит комплексное применение методов экономи-. ко-математического моделирования, адаптированного к разработке задач территориального и отраслевого планирования.
В своих исследованиях автор опирался на труды К.Маркса, Ф.Энгельса, В.И.Ленина, материалы и программные документы съездов КПСС, Постановления ЦК КПСС и Советского прави-
тельства, методические материалы Госплана СССР, Госплана РСФСР и Госстроя СССР по планированию развития отраслей народного хозяйства и территориальных объектов, а также на труды советских ученых Л.В.Канторовича, Г.И .Марчука, Т. С.Ха-чатурова, В.В.Новожилова, Б.З.Мильнера, Ю.В. Овсиенко, И.М.Бобко, М.В.Глазырина, В.В.Кулешова, В.Н.Богачева и других авторов. При написании диссертации использовались работы по созданию АСУ Советским районом г.Новосибирска,проводимые ВЦ СО АН СССР и другими научно-исследовательскими организациями Новосибирского научного центра, и работы по созданию АСПР "Приборостроение" Госплана СССР, проведенные НИИсистем министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления.
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.
В первой главе излагаются методологические основы подхода к построению лаговых моделей планирования и прогнозирования. В рамках этого подхода предлагается комплекс показателей и характеристик временных лагов, отражающих динамику развития социальных и экономических систем, а также построенная на их основе концепция лаговых моделей планирования.
Во второй главе в соответствии с изложенным подходом строятся абстрактные модели временных лагов непрерывного и дискретного вида.
В третьей главе описываются модели двух наиболее важных и трудно поддающихся плановому регулированию с точки зрения территориального и отраслевого планирования и прогнозирования социальных и экономических систем: капитальное
строительство и население.
Наконец, в четвертой главе исследуются вопросы, возникающие при практическом использовании подхода. В частности, рассматривается ряд конкретных задач, разработанных на его основе, а также исследуются некоторые информационные и вычислительные проблемы.
В заключении излагаются основные результаты диссертации.
Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:
Модели планирования и прогнозирования социального и экономического развития в АСЇЇР города. - В кн. : Методологические проблемы создания АСПР большого города:Сб.Статей, вып. 3. - М.: 1981. - I п.л.
Некоторые задачи прогноза и анализа в АСПР города.-
В сб.: АСУ-город : исследования, разработка,внедрение. - Новосибирск, 1981. Q3 п.л.
Динамическое моделирование территориального управления. - Новосибирск: 1979, - 33 с. (Препринт/ВЦ СО АН СССР: JS 157). - В соавторстве, I п.л.
О динамическом подходе к прогнозированию экономических систем с эффектом последействия. - В кн.: Адаптация автоматизированных систем управления. Под ред. И.М.Бобко -Новосибирск: 1979. - В соавторстве, 0,4 п.л.
О методах планирования использования производственных мощностей. - В кн.: Использование экономико-математических моделей в технологии плановых расчетов.- Новосибирск:1979.-- В соавторстве, I п.л.
О канонической форме моделей динамических систем с последействием. - В кн.: Вычислительная техника и системный анализ: (тез. докл. ХЖ обл. научно-техн. конф., посвященной дню Радио) .-Новосибирск: 1980. - В соавторстве, 0,1 п. л.
Расчет отраслевых и подотраслевых коэффициентов освоения и среднегодового ввода производственных мощностей.-
- В кн.: Конференция молодых экономистов и социологов Сиби
ри (июнь, 1979 г. Улан-Удэ): Тез. докл. ч.П - Новосибирск:
1979. - В соавторстве, 0,4 п.л.
Анализ плана использования производственных мощностей в условиях АСПР. - В кн.: Использование экономикочаате-матических моделей в технологии плановых расчетов.- Новосибирск, 1979. - В соавторстве, 0,7 п.л.
Построение сплайнов, сохраняющих изогеометрию. - Новосибирск: 1982. - 20 с. (Препринт/ВЦ СО АН СССР: Л 404) -
- 1,4 п.л.
Основные характеристики временных лагов
При разработке подхода к моделированию систем с лаго-выми свойствами мы исходили из того, что наиболее важными параметрами, во многом предопределяющими эффект проявления временных лагов, являются: 1) общее количество возникающих в системе элементов (рождающихся или появляющихся в ней) в определенный момент времени; 2) средняя продолжительность пребывания ("жизненный цикл") каждого элемента в системе.
Сначала рассмотрим наиболее простой случай лаговых систем, когда продолжительность пребывания в системе для всех элементов одна и та же.
Для краткости, удобства и без большой потери смысла в дальнейшем тексте период пребывания одного поколения в системе будем называть циклом, а общее количество рождающихся (возникающих) в системе в данный момент времени элементов-- мощностью цикла.
Положим, что каждое поколение в течение своего пребывания в системе проходит несколько стадий или фаз своего развития, протекающих последовательно, параллельно или со сдвигом относительно друг друга.
Для каждой фазы с учетом замечаний предыдущего параграфа будем рассматривать ее продолжительность и ее задержку относительно начала цикла.
Допустим, что в момент вступления элемента в фазу осуществляется его качественный переход из одного состояния в другое, а в течение фазы происходят количественные изменения этого состояния, которые могут оцениваться некоторой числовой функцией.
Тогда, исходя из этого, мы предлагаем ввести следующие первичные динамические характеристики временных лагов: 1) мощность цикла; 2) продолжительность цикла; 3) число фаз в цикле; 4) задержки фаз; 5) продолжительность фаз; 6) функции изменений состояния элементов в период пребывания в каждой фазе.
Будем называть в дальнейшем перечисленные выше шесть параметров элементарными параметрами временных лагов.
Прежде всего отметим, что наиболее важной характеристикой, определяющей лаговый эффект является средняя продолжительность пребывания элементов в системе. Очевидно, чем продолжительнее пребывание, тем заметнее при прочих неизменных условиях проявляются временные лаги. В частности, если продолжительность является весьма малой, то лаговый эффект существенно уменьшается и система становится практически безлаговой.
Остальные параметры усиливают или усложняют лаговый эффект, делают его сложньм и разнообразным. Меняя эти параметры, мы можем моделировать весьма широкий класс лаговых систем.
Во многих случаях, протекающие в системах процессы, имеют ресурсную оценку (затраты ресурсов в процессе,уровень их использования и т.д.). Тогда к числу элементарных параметров дополнительно следует отнести параметры, обычно фигурирующие в качестве нормативов; 7) затраты ресурсов на единицу мощности цикла на каждой стадии; 8) нормальный эффект от использования единичного элемента системы. Здесь имеется в виду нормативный полезный эффект применения единицы ресурса.
С точки зрения ресурсов реализация динамических процессов сопровождается или потреблением ресурсов или их возникновением (созданием). При этом всякому процессу потребления ресурсов предшествует процесс их создания. Если рассматривать каждый объект с лаговыми свойствами как некоторый ресурс, то процесс его создания целесообразно рассматривать как расходование ресурсов в этом процессе, а его применение (эксплуатацию - здесь речь идет о системах, допускающих ресурсную оценку) как использование в качестве ресурса. Здесь классическим примером являются объекты капитального строительства и использования производственных мощностей, которые в первой системе выступают как потребители ресурсов, во второй - как источники ресурсов длительного пользования.
Управляемые системы: дискретный аналог
Формулы (2.3 - 2.15) описывают поведение экономики для непрерывных случаев. Однако действующая система, планирования и управления настроена на дискретный режим измерения. Поэтому целесообразно привести эти формулы к дискретному виду. Для этого необходимо, по нашему мнению, использовать три временных шкалы: шаг оперативного управления, шаг планирования, период планирования. Предпочтительно использовать три периода планирования, на протяжении которых следует рассматривать (учитывать, планировать и прогнозировать) деятельность моделируемой системы: предплановый, плановый, послеплановый (будущий).
Продолжительность планового и послепланового периодов является стандартной, а предпланового периода задается на глубину последействия лага. Как известно, в планировании применяются три режима: режим годового планирования,режим среднесрочного планирования (пятилетний) и режим долгосрочного планирования.
Для годового планирования могут использоваться в качестве системы временных шкал месяц (декада) - квартал - год; для среднесрочного квартал (месяц) - год - пятилетие; для долгосрочного планирования квартал (год) - год (пятилетие)-перспективный период. Перспективный период, рассматриваемый как плановый, - 10, 15 или 20 лет в резрезе пятилетий, по-слеплановый - 10 - 20 лет без дробления на пятилетия.
В ряде случаев вместо предпланового, планового и после-планового периодов необходимо рассматривать соответственно периоды отчетный, текущий и. плановый.
В настоящем параграфе и далее будут исследоваться модели, наиболее приспособленные для среднесрочного планирования. Но, при конкретизации они могут быть использованы и в годовом, и в долгосрочном планировании.
Для приведения формул (2.3. - 2.15) к дискретному виду, не меняя общности, допустим, что (о,Т] плановый период,
[T,lT] - послеплановый период, предплановый период задан на глубину производственного цикла и цикла освоения, переменные / , w , т дискретны. Причем t измеряется в шагах планирования (годах), а переменные $ , Ґ (и соответственно параметры \lr , f - в шагах оперативного управления (кварталах, месяцах). Кроме того допустим, что в одном шаге планирования содержится А шаговЦелесообразно разделить затраты и эффект в формулах (2.28) - (2.31) по периодам планирования. Эта операция будет осуществлена в следующей главе.
Формулы (2.22) - (2.31), а также (2.10), (2.12), (2.14) фиксируют динамическую структуру протекающих в моделируемой системе процессов. Регулируя эту структуру, мы можем воздействовать на темпы и масштабы развития системы.
Модели (2.3) - (2.15) и их дискретные аналоги имитируют динамику отраслей с разным уровнем лагового эффекта. На их основе можно строить динамические оптимизационные модели (в том числе межотраслевые). Для отдельных отраслей наиболее простыми моделями могут быть модели: 1) с ограничениями на затраты ресурсов 5( )в производстве и максимизации выпуска Q(i) ; 2) с ограничениями на выпуск ресурсов Q(i) и минимизацией их затрат в производстве S(l) Соответственно, наиболее простые территориальные межотраслевые модели могут? варьироваться исходя из ограничений на потребление ресурсов 2 За (О и максимизации выпус-ка конечного продукта Y (г) или минимизации потребления ресурсов при ограничениях на выпуск конечного продукта.
И для отраслевых, и для межотраслевых моделей весьма важными могут быть ограничения: ограничения на темпы роста затрат или темпы роста ресурсов в послеплановом периоде в сравнении с плановым. Задавая такого рода ограничения, мы можем регулировать "защиту" будущего при выработке плановых решений.
Базовая модель для планирования капитальных вложений
Описанный в первой главе подход, а также построенные на его основе обобщеньше модели могут быть эффективно использованы при построении динамических моделей конкретных социальных и экономических объектов. Их выгода видна при разработке лаговых моделей, для которых другие подходы малоэффективны. Покажем это на примере отрасли строительного производства, в которой эффект последействия наиболее отчетливо наблюдается.
Следует отметить, что известные модели отрасли строительного производства [44] "полуоткрыты", т.е. открытые точки зрения притока ресурсов из других отраслей и не открыты с точки зрения будущего выпуска продуїщии или услуг, обусловленного вводом, освоением и эксплуатацией строящихся объектов. Указанные модели не могут в полной мере использоваться в межотраслевой или территориальной системе планирования, так как учитывают преимущественно чисто отраслевые, а не народнохозяйственные интересы и слабо ориентированы на конечный продукт или конечные результаты.
В соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12.07.1979 г. " Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы" [ 14 ] модель капитального строительства должна быть ориентирована на комплексную взаимоувязку всех звеньев строительства и своевременное покрытие потребностей в новых мощностях.
Вначале построим базовую модель, описывающую основные процессы, протекающие в системе.
В модели предполагается, что строительный процесс непрерывен, начало его цикла совпадает с началом финансирования, строительный цикл имеет три стадии: 1) проектирование, 2) строительное производство, 3) поставка оборудования. Кроме того, цикл потребления начинается с ввода объекта в действие и имеет две стадии: 1) освоение мощностей, 2) эксплуатация.
В базовой модели "действующими лицами" являются основные участники строительства и эксплуатации объектов - заказчшш, подрядчики и проектировщики.
В отраслевых системах (министерствах, ведомствах) заказчиком является ведомство-потребитель строительной продуїщии, подрядчиком- специализированное на строительстве ведомство или строительные организации заказчика, или наконец, строительные организации других ведомств.
В территориальных системах применяется система единого заказчика и единого подрядчика. Базовая модель ориентирована на условиях городского строительства, но может быть использована в отраслевых системах.
В соответствии с [15] в модели допускается, что на территории города строительные организации обслуживают все отрасли народного хозяйства города и представлены в нем как единая система "подрядчик". Аналогичным образом проектные организации объединяются в единую систему "генеральный проектировщик". В качестве единого заказчика, обслуживающего все отрасли в городе и представляющие их интересы во взаимодействии с генподрядчиком и генпроектировщиком, выступают территориальные (городские) органы управления.
Система "заказчик" осуществляет финансирование строительства, "подрядчик" и " проектировщик" - строительство объектов. Заказчик формирует проекты титульных списков объектов строительства и согласовывает его по объектам, срокам, норлативам, капитальным вложениям и объемам работ с подрядчиком и проектировщиком.
Центральным показателем, используемым в модели, являются титульные списки объектов, для которых моделируется не только объем капитальных вложений, исходя из распределения их сметной стоимости по этапам строительного процесса, но и среднегодовая (среднеквартальная) мощность после ввода объектов в действие.
Подготовка информации
Использование подхода в задачах планирования обостряет или делает актуальными информационные аспекты планирования и управления, связанные в первую очередь с двумя группами вопросов: получение исходной информации; приведение ее к виду, пригодному для использования в практических расчетах.
В модели капитального строительства, а также для задач анализа показателей экономической эффективности плана капитальных вложений исходной информацией к расчетам являются следующие данные: 1) титульные списки вновь начинаемых строек (для проведения прямых расчетов); 2) ограничения на ресурсы или выпуск продукции или услуг (для проведения оптимизационных расчетов); 3) титульные списки переходящих строек; 4) перечень объектов, введенных в действие в предплановом периоде и не вышедших к началу планового периода из стадии освоения; 5) сметная стоимость строительства и проектная мощность объектов; 6) нормы продолжительности проектирования, строительст ва и освоения проектной мощности объектов; 7) распределение сметной стоимости объектов по периодам строительства; 8) уровни освоения проектной мощности объектов в течение периода освоения.
Следует отметить, что информация по всем этим восьми типам входных показателей в той или иной форме циркулирует по каналам действующей системы планирования и управления. Однако ее получение не сводится лишь только к сбору, подготовке и использованию. Главную трудность здесь представляет собой актуализация этой информации. Прежде всего это замечание справедливо в отношении последних трех типов данных. Как показало обследование Госплана СССР, министерств и ведомств, а также территориальных плановых органов (Обл-планов и Горпланов), указанные нормативы используются весьма в ограниченной мере. Зачастую их применение носит фиктивный характер. Так, например, несмотря на то, что Госпланом СССР выпущены единые нормативы по освоению проектных мощностей вводимых в действие предприятий, достаточно подробно регламентирующие освоение всех вариантов увеличения производственных мощностей по всем отраслям [ 71 ] , отраслевые институты разрабатывают другие нормативы, мало связанные с нормативами Госплана СССР. Кроме того, алгоритмы расчета использования производственных мощностей, приведенные в методике Госплана СССР [ 61 ] , не рассчитаны непосредственно на использование нормативов Госплана СССР с учетом сроков ввода объектов в действие. В итоге в этих плановых органах нет достаточно четкого представления о нормативных объемах ввода в действие объектов и, следовательно, есть объективная возможность просчетов в расчетах роста выпуска продукта за счет программы капитальных вложений. Наши подсчеты показывают, что средняя ошибка здесь может достигать почти 10-15$ от общегодовой величины вводимых мощностей или фондов.
Недостаточное использование нормативов Госплана СССР обусловлено тем, что их использование вручную практически невозможно. Это связано с большим числом циклических расчетов, вызванных лаговыми свойствами процесса освоения мощностей. Автоматизация этих расчетов является необходимым условием актуализации этих нормативов. Указанные замечания справедливы и в отношении строительных нормативов.
В настоящее время на разработаны общеотраслевые нормативы удельного веса себестоимости в товарной продукции, создаваемой в период освоения. Использование для этих целей нормативов, применяемых для действующих предприятий, искусственно занижает сроки окупаемости и завышает величину годового экономического эффекта.
Проблема получения исходной информации для модели населения состоит прежде всего в ее полноте и согласованности. В настоящее время данные по населению собираются статистическими органами, органами управления и научно-исследовательскими организациями без необходимой полноты и согласованности, что обусловлено не только отсутствием отлаженной единой системы сбора, хранения и обработки информации, но и в первую очередь отсутствием задач по комплексному использованию собранной информации. С появлением систем, подобных АСОД "Население" и АСПР в АСУ Советским районом г.Новосибирска эта проблема существенным образом теряет свою остроту.
