Модели и механизмы согласованного управления производственно-экономической системой Орлова Екатерина Владимировна

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Проблемы управления производственно экономической системой 18

1.1. Актуальность проблемы эффективного управления производственно-экономической системой 18

1.2. Системное представление производственно-экономической системы как объекта моделирования и управления 29

1.3. Модели и методы решения задач управления в производственно-экономической системе в условиях неопределенности 37

1.4. Характеристика системы управления производственно-экономической системой 44

Выводы и результаты по главе 46

Глава 2. Методология синтеза механизмов согласованного управления производственно-экономической системой 49

2.1. Методология моделирования и согласованного управления производственно-экономической системой 50

2.2. Система принципов моделирования и управления производственно-экономической системой 55

2.3. Концептуальная модель управления производственно-экономическиой системой 66

2.4. Взаимосвязь механизмов управления производственно-экономической системой 77

Выводы и результаты по главе 82

Глава 3. Механизмы, модели и алгоритмы управления ресурсами производственной системы 85

3.1. Механизм управления эффективностью 86

3.2. Численные эксперименты и оценка эффективности механизма управления эффективностью 114

3.3. Механизм, модели и алгоритмы оперативного управления финансовыми ресурсами 122

3.4. Имитационные эксперименты и оценка эффективности механизма оперативного управления финансовыми ресурсами 146

Выводы и результаты по главе 151

Глава 4. Модель и механизм согласования экономических интересов производственной и рыночной систем 154

4.1. Проблема согласованного ценообразования на отраслевых рынках 155

4.2. Системный подход к анализу функционирования рынка. 161

4.3. Моделирование нелинейной экономической динамики на основе отображений 165

4.4. Модель нелинейной динамики рыночных цен и механизм адаптивного ценообразования 172

4.5. Анализ устойчивости равновесных цен 179

4.6. Определение Парето-оптимальных равновесных по Нэшу цен 195

Выводы и результаты по главе 199

Глава 5. Механизм, модели и алгоритмы согласования интересов производственной и налоговой систем 202

5.1. Модельный инструментарий бюджетно-налогового планирования и прогнозирования 203

5.2. Механизм оптимального налогообложения 212

5.3. Модель формирования эффективной налоговой нагрузки на производственную систему 220

5.4. Модель оптимизации налоговых ставок 232

5.5. Модель адаптивного норматива рентабельности 235

5.5. Имитационные эксперименты и оценка экономической эффективности реализации моделей 240

5.6. Комплексный пример реализации механизмов управления производственно-экономической системой 258

Выводы и результаты по главе 269

Заключение 272

Список сокращений и условных обозначений 277

Список литературы 278

Приложения 319

• Системное представление производственно-экономической системы как объекта моделирования и управления
• Механизм управления эффективностью
• Модель нелинейной динамики рыночных цен и механизм адаптивного ценообразования
• Имитационные эксперименты и оценка экономической эффективности реализации моделей

Введение к работе

Актуальность темы исследования. В сложившихся условиях неопределенности глобальных мировых экономических трендов и смены технологических укладов стратегия вывода экономики России из состояния рецессии должна базироваться на системной методологии управления. Ключевыми составляющими обеспечения экономического роста и социального развития являются предприятия как производственные системы (ПС), интегрирующие в ходе своей целенаправленной деятельности капитальные, интеллектуальные, трудовые, финансовые, информационные ресурсы и осуществляющие производственную деятельность, рыночные системы (РС) как сферы реализации продукции производственных систем, способствующие адаптации интересов производителей и потребителей, и налоговая система (НС) как институциональная среда регулирования и стимулирования развития предприятий.

Синергетическое взаимодействие экономических систем разных уровней экономики, оказывает существенное влияние на социально-экономическое развитие. Динамический характер протекающих процессов взаимодействия экономических систем, таких как ПС, РС, НС, наличие противоречивых критериев функционирования и развития этих систем, а также высокая степень неопределенности внешней среды при управлении экономикой, приводит к необходимости согласования интересов сторон. Управление сложной производственно-экономической системой, ориентированное на учет синергетических взаимодействий факторов и направленное на повышение эффективности экономики и социально-экономического развития, представляется актуальной проблемой, разрешение которой возможно при исследовании экономического объекта «производственно-экономической системы» и разработки моделей и механизмов согласованного управления. Производственно-экономическая система (ПЭС) – социально-экономическая система, образованная взаимодействующими системами разных уровней экономики, учитывающая синергетическое влияние факторов и управляемая с целью повышения эффективности экономики и социально-экономического развития.

Формирование системы устойчивого развития экономики должно базироваться на механизмах многоуровневого стратегического планирования и управления. Система управления ПЭС должна состоять из трех взаимодействующих подсистем, каждая из которых обеспечивает согласование противоречивых интересов экономических систем разных уровней (ПС, РС и НС). На уровне предприятия подсистема управления должна быть единой в разрезе функциональной и управленческой вертикалей. На уровне рынка при создании и реализации стратегических планов производственных систем должны учитываться противоречия интересов всех участников рыночной деятельности и обеспечивать консолидацию и сбалансированное управление предприятий. Налоговая политика как наиболее активная составляющая социальной, экономической и промышленной политики должна быть ориентирована на рост и развитие производства.

Поэтому проблема согласования на разных уровнях управления противоречивых интересов производственной, рыночной и налоговой систем и разработка инструментария поддержки принятия решений в условиях неопределенности, является общезначимой и от ее решения зависит эффективность функционирования экономики в целом и социально-экономическое развитие общества. В связи с этим разработка моделей и механизмов управления ПЭС, обеспечивающих согласование противоречивых интересов систем разных уровней экономики, представляется актуальной.

Степень научной разработанности темы исследования

Большое значение в развитии теории и практики управления в социально-экономических и организационных системах внесли научные труды С. Н. Васильева, В.Н. Буркова, Д.А. Новикова, А.В. Цветкова. Теория системного анализа социально-экономических систем заложена в исследованиях А. Богданова, Л. Берталанфи, М. Месаровича и развита в трудах И.В. Пранги-швили, В.Н. Лившица, В.Н. Волковой, В.Н. Козлова, В.М. Полтеровича.

Парадигмы исследования микроэкономических процессов и систем представлены в трудах ученых: К. Эрроу, В. Баумоля, Р Марриса, А. Маршалла, в которых предприятие рассматривается как пассивный объект, реагирующий на изменение коньюктуры рынка в рамках заданного критерия принятия решений (например, максимизации прибыли), при этом рынок описывается как не-персонифицированная совокупность агентов в трудах Р. Коуза, С. Гроссмана, М. Дженсена, В. Меклинга, движущей силой экономических агентов считается соответствие поведения институциональным правилам с целью улучшения своего положения в рамках этих институтов; в трудах Р. Нельсона, С. Уинтера, М. Портера показано, что действия конкретной системы зависят от множества слабосвязанных между собой агентов, а решения принимаются с учетом их разнонаправленных интересов; в работах Я. Корнаи, Ф. Хайека, Г.Б. Клейнера, В.Н. Лившица сочетаются свойства полифункциональности, системности, полноты и динамичности производственных и экономических систем.

Различные аспекты моделирования и согласованного управления производственными и экономическими системами рассмотрены в трудах В.Л. Макарова, А.Р. Бахтизина, Л. Йохансена, Д. Кокборна, С.П. Курдюмова, В.С. Немчинова. Основы теории экономической эффективности как соотношения полученного результата и затрат на его получение были заложены в трудах Дж. М. Кейнса, А. Пигу, Х. Лейбенстайна, И. Ансоффа, П. Друкера, Г. Минцберга. С позиции системного подхода и моделирования соотношение «результаты-затраты» представляет экономическую систему в виде модели черного ящика, в которой внутренняя структура системы не раскрывается, а исследованию подвергаются только входы модели как ресурсы и ее выходы как эффекты (Дж. Нейман, О. Маргенштерн, Я. Тинберген, Ч. Кобб, П. Дуглас, Р. Солоу, К. Эрроу). В теории управления под эффективностью понимается комплексное операционное свойство, характеризующее качество процесса функционирования системы и степень ее адаптации к достижению цели (Б.С. Флейшман, Д. Норт, Д. Нортон, Р. Каплан, Д.С. Львов).

Базисом для формулировки теоретических задач, решаемых посредством разработанных моделей и механизмов управления послужили труды известных ученых, внесших значительный вклад в разработку и развитие различных направлений теории моделирования и управления социально-экономическими системами:

в разработку статических и динамических моделей микро- и макроэкономических систем (Э. В. Браверман, М. Интрилигатор, С.А. Симс, А. Г. Гранберг, В. В. Ивантер, К. Ланкастер, Р. С. Гринберг, Л.В. Канторович, В. А. Колемаев, С.А. Айвазян и др.);

в разработку систем имитационного моделирования на базе моделей системной динамики (А. А. Емельянов, В. И. Маевский, А. А. Петров, Ю. С. Попков, И. Г. Поспелов, Н. В. Чепурных, Д. Медоуз, Дж. Форрестер); на базе агент-ориентированных моделей (В. Л. Макаров, А. Р. Бахтизин, Ю. Карпов и др.);

в разработку интеллектуальных алгоритмов поддержки принятия решений и ситуационного подхода (В. И. Васильев, В. Ф. Венда, Т. Кохонен, Г. С. Поспелов, Д. А. Поспелов, Б. Г. Ильясов, В.И. Васильев и др.);

в разработку методов нелинейной динамики систем разной природы и бифуркационного анализа (Х. В. Лоренц, Г. Файхтингер, Р.М. Кроновер, Д.С. Чернавский, Г.Г. Малинецкий, Ю.И. Неймарк, Л.Ф. Петров, В.А. Острей-ковский, Д.И. Трубецков, А.Ю. Лоскутов, А.П. Кузнецов);

в разработку механизмов оптимального согласованного управления, в том числе социально-экономическими системами (Д.А. Новиков, С.А. Жданов, Ю.Б. Гермейер, В.А. Ириков, В.В. Кульба, А.В. Щепкин, С.Л. Чернышев, Ф.Т. Алескеров, И.В. Горошко, С.А. Баркалов, Г.А. Угольницкий, В.Г. Гребенников, Л.А. Петросян, А.А. Васин, А.В. Прасолов, М.В. Губко, А.А. Воронин, Ю.В. Бондаренко);

в разработку методов оценки экономической эффективности предприятия (Р.М. Нижегородцев, В.С. Анфилатов, В.Н. Волкова, В.Н. Козлов, В.Е. Дементьев, О.С. Сухарев и др.).

Анализ указанных направлений исследований показал, что многие проблемы, связанные с управлением процессами межуровневого согласования интересов в социально-экономических системах, не нашли своего отражения. Проведенные ранее исследования не затрагивают вопросы динамического ценообразования в условиях конкурентного рынка и изменяющихся предпочтений потребителей с учетом поведенческих стратегий конкурентов.

Совокупность взаимосвязанных проблем, возникающих в процессе управления производственно-экономической системой: предприятием как базовой экономической системой, рыночной системой как сферой активности конкурентных предприятий и налоговой системой государства в части фискального регулирования деятельности предприятий и определяющей правила их поведения, представлена на рис. 1.

Объектом исследования являются процессы управления производственно-экономической системой.

Предметом исследования являются механизмы, модели и алгоритмы управления функционированием производственно-экономической системы на

основе согласования в условиях неопределенности противоречивых интересов подсистем: предприятий, рыночной системы и налоговой системы.

Рис. 1. Проблемы исследования производственно-экономической системы

Целью исследования является повышение эффективности управления производственно-экономической системой посредством разработки и реализации механизмов управления, комплекса моделей и алгоритмов, обеспечивающих согласование интересов подсистем.

Задачи исследования

1. Разработать методологию моделирования и управления производствен
но-экономической системой, обосновывающую создание инструментов повы
шения эффективности ее функционирования за счет согласования интересов
взаимодействующих подсистем.

2. Разработать концептуальную модель управления, определяющую с
единой методологической позиции структуру системы управления производст
венно-экономической системой и взаимосвязь механизмов, сглаживающих
противоречия интересов подсистем.

1. Разработать механизм управления эффективностью, основанный на модели эффективности производственной деятельности для управления эффективностью производства и реализации продукции, обеспечивающий устойчивое функционирование и развитие предприятия в условиях неопределенности факторов внутренней и внешней среды.

2. Разработать механизм оперативного управления финансовыми ресурсами, включающий динамические модели и алгоритм финансового планирова-

ния, обеспечивающий согласование поступлений и расходования финансовых ресурсов предприятия в условиях неопределенности.

5. Разработать модель нелинейной динамики рыночных цен и механизм адаптивного ценообразования на продукцию предприятия, отражающие процессы формирования и управления ценами, согласованных с интересами производственных и рыночных систем.

6. Разработать механизм управления налогообложением, включающий модели и алгоритм управления формированием эффективной налоговой нагрузки и оптимальных налоговых ставок на принципах согласования разнонаправленных интересов производственных и налоговой систем.

Методы исследования. При проведении исследований использованы труды отечественных и зарубежных ученых в области теории систем, теории принятия решений, стратегического управления, теории игр, теории отраслевых рынков, теории катастроф и бифуркаций. Для решения поставленных задач использовались методы системного, экономического, эконометрического анализа, методы исследования операций, теории принятия решений, методы и модели искусственного интеллекта, методы имитационного моделирования, методы нелинейной динамики.

Информационную и эмпирическую базу исследования составили законодательные и нормативные акты Российской Федерации и Республики Башкортостан, материалы Федеральной службы государственной статистики, аналитические материалы исследуемых предприятий, информационные ресурсы Internet.

Результаты исследований, представленных в диссертации, соответствуют следующим областям исследований паспорта специальности 05.13.10 – Управление в социальных и экономических системах: п. 1. Разработка теоретических основ и методов теории управления и принятия решений в социальных и экономических системах; п. 2. Разработка методов формализации и постановка задач управления в социальных и экономических системах; п. 3. Разработка моделей описания и оценок эффективности решения задач управления и принятия решений в социальных и экономических системах; п. 4. Разработка методов и алгоритмов решения задач управления и принятия решений в социальных и экономических системах; п. 5. Разработка специального математического и программного обеспечения систем управления и механизмов принятия решений в социальных и экономических системах.

Научная новизна результатов диссертационного исследования

1. Разработана методология моделирования и согласованного управления сложной производственно-экономической системой, которая обеспечивает синтез механизмов управления подсистемами ПЭС с целью согласования их противоречивых интересов, и отличается новой схемой интеграции системного, структурно-функционального, динамического и ситуационного подходов. Методология базируется на обоснованном сочетании общесистемных принципов, принципов управления и раскрытых специфических принципов, учитывающих выявленные особенности процессов функционирования ПЭС с учетом сложных системных и межсистемных связей ее элементов, позволяет выработать требо-

вания к моделированию процессов взаимодействия подсистем ПЭС и решению задач согласования в процессе управления их разнонаправленных интересов (п. 1, главы 1 и 2, параграфы 1.2, 1.4 и 2.1, 2.2).

2. Разработана концептуальная модель управления ПЭС, отличающаяся учетом резонансных взаимодействий элементов и обосновывающая с единой методологической позиции структуру системы управления ПЭС в виде взаимосвязанных функциональных блоков, обеспечивающих: во-первых, управление эффективностью производства и реализации продукции и согласование в условиях неопределенности входных и выходных характеристик финансовых процессов; во-вторых, управление процессом ценообразования предприятия как рыночным механизмом взаимодействия конкурентных ПС; в-третьих, управление фискальными процессами как инструментом бюджетно-налоговой политики, и позволяющая достичь экономического роста производственно-экономической системы и социально-экономического развития (п. 2, главы 1 и 2, параграфы 1.3 и 2.3, 2.4).

3. Разработан механизм управления эффективностью, основанный на модели повышения эффективности производства и реализации продукции, и отличается тем, что базируется на методах ситуационного анализа, сетевого программирования, позволяющий оценивать состояние предприятия и обосновывать принимаемые решения по достижению заданного уровня эффективности на основе формирования многовариантных сочетаний параметров производственно-экономической деятельности и осуществлять выбор решения по критерию минимальных затрат на его реализацию. Новизна модели повышения эффективности производства и реализации продукции состоит, во-первых, в процедурах анализа, выбора и адаптации инструментария, адекватного по сложности решаемым задачам управления эффективностью деятельности предприятия, во-вторых, в поддержке принятия управленческих решений по повышению рентабельности продукции до требуемого уровня при минимальных затратах (п. 3, глава 3).

4. Разработан механизм оперативного управления финансовыми ресурсами предприятия, включающий модели и алгоритмы поддержки принятия решений по распределению финансовых ресурсов в цикле оперативного управления бизнес-процессами, отличающийся сочетанием на принципах согласования методов системной динамики и динамического программирования, а также алгоритмами расчета элементов выходного финансового потока, направленных на обеспечение финансовой устойчивости предприятия в процессе его финансово-экономической деятельности в условиях стохастичности и изменчивости факторов и обеспечивающий согласование поступлений и расходования финансовых ресурсов предприятия (п. 4, глава 3).

5. Разработаны нелинейная динамическая модель формирования равновесных рыночных цен и механизм адаптивного ценообразования, которые, в отличие от других, основаны на теоретико-игровых методах и методах нелинейной динамики, позволяющие управлять равновесной ценой на продукцию в условиях несовершенного рынка с учетом изменения поведения активных агентов рыночной системы (конкурентов и потребителей), обеспечивающие согла-

сованность экономических интересов и сохранение режима максимальной эффективности функционирования предприятий и рынка (п. 5, глава 4).

6. Разработан механизм управления налогообложением, включающий модель формирования эффективной налоговой нагрузки, модель оптимизации налоговых ставок и модель адаптивного норматива рентабельности, отличающиеся тем, что основаны на методах предельного анализа, нейросетевой классификации и нелинейного программирования, и позволяют согласовать противоречивые интересы предприятий как субъектов реальной экономики, с одной стороны, и государственного института бюджетно-налогового планирования, с другой, с целью сохранения финансово-экономической устойчивости предприятий и обеспечения требуемых налоговых сборов (п. 4, глава 5).

Теоретическая и практическая значимость диссертационного исследования обусловлены актуальностью сформулированных задач, достигнутым уровнем решения проблемы, предложенными механизмами, моделями и алгоритмами, построенными на разработанной методологии и позволяющие решить проблему согласования противоречивых интересов подсистем разных уровней экономической системы, методами управления финансовыми ресурсами предприятия, управления налоговой нагрузкой и налоговыми ставками, управления процессами рыночного ценообразования, применение которых способствует повышению конкурентоспособности, устойчивости и эффективности функционирования всех элементов ПЭС и обеспечению социально-экономического развития.

Практическую ценность составляют результаты экспериментальных исследований на предприятиях Республики Башкортостан эффективности предложенных механизмов, моделей и алгоритмов принятия решений по управлению ПЭС при реализации в условиях неопределенности различных сценариев развития ПЭС, которые показали правильность предложенной методологии и эффективность механизмов, моделей и алгоритмов поддержки принятия решений в ПЭС.

Положения, выносимые на защиту

1. Методология моделирования и согласованного управления производственно-экономической системой, обосновывающая создание инструментов повышения эффективности ее функционирования за счет согласования интересов подсистем в производственном, финансовом, рыночном и фискальном процессах.

2. Концептуальная модель управления производственно-экономической системой, определяющая с единой методологической позиции структуру системы и взаимосвязь механизмов управления ПЭС с учетом противоречивых экономических интересов подсистем.

3. Механизм управления эффективностью, основанный на модели повышения эффективности производства и реализации продукции, обеспечивающий устойчивое функционирование и развитие предприятия в условиях изменчивости факторов внутренней и внешней среды.

4. Механизм оперативного управления финансовыми ресурсами, включающий имитационную модель финансовых потоков, модель дискретного оп-

тимального управления платежным календарем и алгоритм формирования целевого остатка денежных средств, обеспечивающий согласование поступлений и расходования финансовых ресурсов предприятия в процессе финансового планирования.

5. Модель нелинейной динамики рыночных цен и механизм адаптивного ценообразования на продукцию предприятия, отражающие процессы формирования и изменения цен, согласованных со стратегическими целями конкурентных производственных систем и с потребителями как агентами рыночной системы.

6. Механизм оптимального налогообложения, включающий модель определения эффективной налоговой нагрузки, модель оптимизации налоговых ставок, модель адаптивного норматива рентабельности и алгоритм определения области нечувствительности налоговой нагрузки, обеспечивающий согласование экономических интересов предприятий и налоговой системы.

Личный вклад автора заключается в самостоятельном получении всех основных результатов: разработке методологии моделирования и согласованного управления производственно-экономической системой в условиях разнонаправленных интересов подсистем; разработке концептуальной модели управления, определяющей структуру системы управления производственно-экономической системой и взаимосвязь механизмов, сглаживающих противоречия интересов подсистем; разработке механизмов согласованного управления, моделей и алгоритмов принятия решений при управлении производственно-экономической системой.

Степень достоверности результатов проведенных исследований обеспечены строгими математическими доказательствами, выполненными в ходе исследования; подтверждены сопоставлением результатов теоретических исследований с данными, полученными в практике управления социально-экономическими системами. Результаты работы согласуются с современными научными представлениями и данными, полученными при обзоре отечественных и зарубежных информационных источников, подтверждаются оригинальными исследованиями автора и их обсуждением в научных изданиях. Разработанные в ходе исследования механизмы, модели и алгоритмы прошли апробацию на реальных примерах, что подтверждено актами о внедрении.

Апробация и внедрение результатов исследования. Методологические, методические и практические результаты исследования докладывались и обсуждались на российских и международных конференциях в России и за рубежом: Международной молодежной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» (Россия, Уфа, 1999); Международной конференции «Нейросетевая обработка информации» (Китай, Шанхай, 2001); IV, V, XI Всероссийской научной конференции «Управление экономикой: методы, модели, технологии» (Россия, Уфа, 2004, 2005, 2011); III, VI, VIII, IX, XVI международной конференции «Компьютерные науки и информационные технологии CSIT» (2001, 2004, 2006, 2007, 2014); Международной научно-практической конференции «Инновационная экономика и промышленная политика региона» (Россия, Санкт-Петербург, 2011);

III международной научной конференции «Современные проблемы экономики и менеджмента» (Словакия, Трнава, 2011); Международной научной конференции «In look days» (Словакия, Кошице, 2011); 36-й, 37-й, 38-й, 39-й международной научной школе-семинаре «Системное моделирование социально-экономических процессов» им. Академика С.С. Шаталина (Россия, 2013, 2014, 2015, 2016); 12-ом Всероссийском совещании по проблемам управления (Россия, Москва, 2014); Всероссийском научном семинаре «Актуальные вопросы управления в социально-экономических системах» (Россия, Москва, 2017).

Механизм оперативного управления финансовыми ресурсами и модели финансового планирования, механизм управления эффективностью и модель эффективности производства и реализации продукции, механизм адаптивного ценообразования и модель нелинейной динамики рыночных цен были внедрены на ряде предприятий и организаций (АО УНПП «Молния», ООО ЗПИ «Альтернатива, ООО «Нике», «ООО Уфимская ТЭЦ-2» ООО «БГК»). Отдельные результаты исследования используются в учебном процессе ФГБОУ ВО УГАТУ при проведении занятий по дисциплинам «Системный анализ и управление в экономике», «Эконометрика-продвинутый уровень», «Моделирование финансово-экономических процессов», «Анализ и прогнозирование финансово-экономических рядов», а также для выполнения выпускных квалификационных работ бакалавров и магистров направлений «Прикладная информатика», «Ме-хатроника и робототехника», «Экономика».

Исследования в данном направлении выполнялись в период с 2000 по 2016 гг. на кафедре экономики предпринимательства УГАТУ в рамках: НИР «Разработка иерархической системы экономико-математических моделей для анализа и прогнозирования социально-экономических процессов региона» (совместно с Институтом социально-экономических исследований Уфимского научного центра РАН) в 2000-2002 гг.; гранта РГНФ, проект № 12-12-02000 (2012-2013 гг.) «Инструментарий идентификация экономического профиля территории и его использование для обоснования зон инновационного роста Республики Башкортостан». Работа также поддержана именными грантами «Стипендия Президента Российской Федерации для обучения за рубежом» (2002-2003) и «Стипендия Президента Республики Башкортостан» (2013-2014).

Публикации. Основные теоретические и прикладные результаты диссертации изложены в 60 научных работах (объемом более 90 п.л.), в том числе: в 10 рецензируемых изданиях, индексируемых в БД Web of Science, Scopus; в 25 рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ; в 19 статьях в трудах конференций, семинаров, симпозиумов; в 4 монографиях и 2 свидетельствах о государственной регистрации программ для ЭВМ; а также в 10 учебных пособиях (объемом более 80 п.л.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 340 страниц (основной текст 318 страниц), 69 рисунков и 38 таблиц, список использованной литературы включает 438 наименований.

Системное представление производственно-экономической системы как объекта моделирования и управления

. В развитии информационных технологий производственно-экономические системы в последние три десятилетия являются одним из важных направлений. Это связано с возрастающей сложностью, пространственной распределённостью современных информационных систем и исследуемых объектов. Если иерархическое (многоуровневое) представление взаимосвязей и подчинения подсистем по тем или иным причинам не возможно, используют агентный подход. Так при управлении распределёнными производственными процессами используются многоагентные ERP-системы, для управления логистическими потоками, при решении задач искусственного интеллекта строятся мультиагентные системы [177; 191; 334]. В моделировании экономических процессов и систем находят свое применение как методы исследования операций, предполагающие жёсткое подчинение отдельных экономических субъектов центру [46; 110; 111; 222], так и децентрализованные модели, учитывающие разнонаправленность интересов экономических субъектов и эгоистичность их поведения, описанные в научных трудах А.Б. Шабунина, Н.А. Кузнецова, П.О. Скобелева, В. А. Виттиха и др.

Многие модели, построенные с помощью агентного подхода, являются имитационными, а алгоритмы – эвристическими. В этой связи задача теоретического обоснования эффективности таких моделей и оценки адекватности их поведения является актуальной и определяет необходимость дальнейшего развития подходов, приёмов, методов, обосновывающих использование существующих систем, создание систем с заранее заданными свойствами. Под производственно-экономической системой (ПЭС) предложено понимать и рассматривать социально-экономическую систему, образованную несколькими взаимодействующими подсистемами – предприятиями, рыночной и налоговой системами, совместная деятельность которых направлена на рост и зо развитие экономики в целом. В ПЭС могут возникать конфликты, так как полезности (интересы) подсистем могут быть противоречивыми. В работе рассматривается тип конфликта между подсистемами, связанный с наличием противоречивости целей (интересов).

Интересы есть суть потребностей субъектов экономической системы, которые проявляются в субъективной поведенческой функции. Объективные потребности индивидов и общественных институтов находятся в рамках жестких объективных ресурсных ограничений (возможностей) по их удовлетворению. Каждой подсистеме производсвтенно-экономической системы свойственны специфические закономерности, не сводимые друг к другу. При взаимодействии экономических подсистем возникают межсистемные противоречия между объективными потребностями и субъективными возможностями по обеспечению этих потребностей. Методология исследования таких противоречий должна быть основана на методах и инструментах системного анализа, предполагает выделение причинно-следственных связей, анализ внешних условий и факторов, влияющих на поведение агентов подсистем и внутренних условий, обеспечивающих их адаптационные возможности.

С позиции теоретико-множественного описания ПЭС можно представить как совокупность взаимосвязанных подсистем - предприятия (ПС), рыночной системой (РС), и налоговой системой (НС): ПЭС = {ПС, РС, НС}, при этом каждая подсистема описывается набором характеристик. Для ПС это себестоимость С, переменные спер и постоянные затраты спост для производства продукта объемом q, цена реализации продукта р, выручка X, прибыль от реализации продукции П, ее рентабельность а, налоговая нагрузка на ПС 0, ставки налогов по видам 0г, норматив рентабельности р, минимально необходимый уровень финансовой устойчивости ПЭС R , параметры распределения денежного потока в процессе оперативного финансового управления L, out, и, in, s, с (детально описаны в главе 3):

Совокупность взаимосвязанных проблем, возникающих в процессе управления ПЭС, объединяющей предприятие как экономического агента, являющегося основным звеном экономики, рыночную систему как сферу активности предприятия, его конкурентов и потребителей по поводу обмена благами, оказывающих влияние на принятие решений, и налоговую систему государства, определяющей правила поведения предприятий в части фискального регулирования представлена на рис. 1.8. Подробно структура и функции рыночной и налоговой системы представлены в главах 4, 5.

Существует ряд противоречий разного уровня и типов, сопровождающих производственно-экономическую деятельность: предприятие - налоговая система, предприятие - конкуренты, предприятие - потребители. К таким противоречиям можно отнести следующие.

1. Финансово-экономическая устойчивость предприятия и эффективность его деятельности зависит, в том числе и от снижения налоговых платежей, а устойчивость экономики зависит от роста налоговых поступлений и обеспечения пополнения бюджета. Сгладить данное противоречие интересов можно за счет согласования налоговой нагрузки на предприятия и уровня налоговых ставок, обеспечивающих одновременное развитие предприятий и необходимый размер доходов бюджета.

2. При реализации своей продукции на рынке предприятия стремятся максимизировать свою выручку, в том числе за счет установления максимально возможной цены в условиях присутствия на рынке конкурентов, предлагающих схожую продукцию. Потребители делают выбор той продукции, которая при равном качестве имеет минимальную цену. Разрешение данного противоречия возможно за счет внедрения адаптивной системы управления ценообразованием, обеспечивающей согласование функций полезности предприятия, его конкурентов и потребителей продукции.

3. При реализации стратегических целей, направленных на долгосрочный рост и развитие, предприятия должны вести мониторинг платежеспособности и ликвидности с целью избежать рисков, связанных со снижением уровня устойчивости и платежеспособности в краткосрочной перспективе. Для этого необходим комплекс мер, направленных на управление финансовыми ресурсами и потоками денежных поступлений и выплат и обеспечивающих согласованное управление на стратегическом и оперативном уровнях предприятия;

4. Управление устойчивостью функционирования предприятия по критериям рентабельности и прибыли может быть реализовано путем балансирования: ресурсных потоков, объемов выпуска и цены реализации продукции.

Перечисленные противоречия формируются при синергетическом взамодействии экономических систем – предприятием, рыночной системы и налоговой системы и могут быть разрешены с помощью разработки моделей, методов и механизмов управления взаимодействием этих систем на единой методологической платформе. В целях решения задачи согласования на разных уровнях управления разнонаправленных интересов подсистем ПЭС – предприятием, рыночной и налоговой систем необходимо сформировать инструментарий поддержки принятия решений в условиях неопределенности, применение которого обеспечит повышение эффективности функционирования ПЭС и экономики в целом.

Механизм управления эффективностью

Подход к управлению адаптивной эффективностью функционирования производственной системы базируется на использовании методов эконометрического моделирования, методов экономического анализа, ситуационного управления и сетевого програмирования. Анализируемыми возмущениями, влияющими на деятельность предприятия, являются: изменения макроусловий, изменения на рынках ресурсов и сбыта; инициативы менеджмента. В результате использования данного подхода определяются:

- влияние роста цен на ресурсы (материалы, рост заработной платы, процент по кредитам и др.) на финансово-экономическое состояние предприятия;

- влияние роста цен на ресурсы на стоимость продукции;

- эффективность деятельности предприятия по видам продукции;

- возможности увеличения эффективности за счет снижения издержек, оптимизации объемов производства и сбыта;

- управленческие решения в области совершенствования оценки активов (с целью слияния, перепродажи, получения кредитов, обновления основных фондов и др.).

Механизм управления эффективностью, основанный на модели эффективности производства и реализации продукции, методов ситуационного анализа и сетевого програмиирования предназначен для обеспечения адаптивных свойств ПС к флуктуциям факторов и реализуется в несколько этапов.

Этап 1. Анализ производственно-экономического и финансового состояния ПС. На данном этапе производится идентификация текущего состояния ПС в целом на основе использования методов анализа финансово-хозяйственной деятельности и финансового менеджмента.

Этап 2. Оценка эффективности производства и реализации продукции по видам и по стадиям их жизненного цикла. Изучение эффективности функционирования предприятия осуществляется на основе оценки прибыльность (убыточность) по каждому виду продукции. Идентификация стадии жизненного цикла продукции, а также тенденций изменения объемов продаж и цен на основе методов эконометрического моделирования. На данном шаге проводится оценка положения продукта на кривой его жизненного цикла, оцениваются производственные возможности производственной системы с позиции жизненного цикла продукта.

Этап 3. Оценка текущей ситуации и формирование альтернативных решений по изменению экономических параметров – объема выпуска, затрат по конкретному виду продукции на базе метода ситуационного анализа, обеспечивающего сохранение заданного уровня эффективности в условиях динамики факторов внутренней и внешней среды.

Этап 4. Выбор решения по критерию минимальных затрат на реализацию решения на основе модели повышения эффективности производства и реализации продукции.

Этап 5. Реализация оптимального решения.

Идентификация стадии жизненного цикла производимой продукции.

Концепция «жизненного цикла продукции» является одной из наиболее популярных концепций в практике современного маркетинга. Жизненный цикл каждого вида продукции индивидуален и состоит из ряда этапов:

1. Техническая подготовка производства. На этом этапе предприятие ведет разработки и воплощает в жизнь новую идею товара, включает в себя стадии: НИР – научно-исследовательские работы, КПП – конструкторская подготовка производства, ОКР – опытно-конструкторские работы, ТПП – технологическая подготовка производства. Характерные особенности для данного этапа – нулевой объем продаж и рост издержек (инвестиционных затрат) по мере приближения к заключительным стадиям проекта.

2. Внедрение (выход на рынок). Сопровождается медленным ростом объема продаж, ростом издержек; прибыль отсутствует в силу проведения маркетинговых мероприятий по продвижению продукции на рынок.

3. Рост. Период быстрого завоевания рынка, роста объема продаж и увеличения прибыли. Одновременно снижаются темпы роста издержек.

4. Стабильность. Определяется замедленным ростом объема продаж, так как основная масса потенциальных покупателей уже привлечена. Производственные издержки практически не изменяются, прибыль растет медленно.

5. Сокращение сбыта. Снижение объема продаж и сокращение прибыли.

Кривая жизненного цикла показывает динамику инвестиций, объема продаж (дохода) и прибыли от разработки, производства и реализации продукции на протяжении жизненного цикла, рис. 3.1.

Каждая стадия жизненного цикла имеет свои отличительные особенности в части абсолютных и относительных изменений экономических показателей, характеризующих эффективность производства [64]. Очевидно, что производственная функция, определяющая зависимость выпуска от объемов затрачиваемых ресурсов, на каждой стадии жизненного цикла будет иметь специфический характер. Модель производственной функции дает возможность учесть закономерности развития предприятия, а также определяет степень и характер влияния затрачиваемых ресурсов на результаты деятельности предприятия. Стадия жизненного цикла продукции может быть идентифицирована на основе использования статистической информации о динамике выпуска за несколько периодов при помощи построения эконометрической модели тренда. Эта информация должна быть учтена в процессе принятия решений при оперативном управлении, что позволит избежать ошибочных решений, например, об увеличении выпуска продукции в момент сокращения сбыта.

Исследования в области экономической диагностики предприятий выявили ряд проблем. Во-первых, на предприятиях сохраняется ориентация на финансовые методы оценок, построенных на системе учета и отчетности, которая в значительной степени не соответствует динамичным условиям экономики по учитываемым факторам и периодичности проведения анализа – отсутствует учет экономической эффективности каждой номенклатуры продукции, вследствие чего не реализуется сбалансированное управление по всем продуктам. Во-вторых, результаты анализа запаздывают во времени и причины несоответствия нормальному функционированию еще более ухудшают экономическое состояние предприятия.

Высокая изменчивость внутренней и внешней среды предприятия в настоящее время предъявляет к инструментарию экономического управления более высокие требования. Такой инструментарий должен базироваться на экономико-математических методах и моделях, отражающих основные экономические закономерности деятельности предприятия, и должен обеспечивать:

1) представление взаимосвязей между экономическими переменными в широком диапазоне возможных их значений и вариантах сочетаний этих переменных для достижения определенного уровня эффективности производства;

2) наличие фиксированных (то есть заранее рассчитанных) кривых экономической эффективности, которые являются эталонами уровней рентабельности продаж продукции;

3) определение разных требований к достижению определенных уровней эффективности, а также определение диапазона изменений эффективности при неопределенности входных данных;

4) оценку результативности деятельности при изменении экономических переменных.

Системные свойства экономического механизма предприятия включают большое число показателей, оказывающих сильное влияние друг на друга. Количественное описание этих связей является трудной проблемой. Их рациональные величины должны быть обоснованы, а для применения выбраны варианты по критерию «эффективность-стоимость».

В предлагаемом механизме для оценки уровня эффективности производства используется инструментарий типа «карты экономического поведения», основанный на применении номографических моделей [54]. Такие модели позволяют оценить влияние разных сочетаний экономических переменных на экономическую эффективность деятельности предприятия. Универсальность этого инструментария обеспечивается с помощью следующих методов представления информации:

1) метода нормирования, состоящего в переходе от абсолютных значений экономических переменных к их относительным значениям, и позволяющего применять данный инструментарий для любого предприятия и любого продукта;

2) метода эталонов, заключающегося в формировании универсальной модели соответствия взаимных отношений между основными экономическими переменными выпуска и реализации продукции, при которых обеспечивается фиксированный уровень эффективности.

Модель нелинейной динамики рыночных цен и механизм адаптивного ценообразования

Рассматривается модель, описывающая динамику цен на олигополистическом рынке, на котором предприятия предлагают дифференцированный продукт, характеризующийся тем, что у разных производителей он имеет отличительные свойства, либо потребитель по тем или иным причинам отдает предпочтение продукту определенного производителя. Продукт одного производителя не является совершенным заменителем продукта другого производителя. Цена, которую устанавливает і-й производитель (і: є I, / - множество, которое содержит не очень большое число элементов) на свой продукт, равна Pj. Рынок определяет объем продукта q , который может быть продан по данной цене. Спрос на продукт характеризуется набором функций конкурентного спроса qj(p), ієі. Тогда функция выигрыша і-го производителя определяет его прибыль Ui(p)=(pi-ci)qi(p)2, где сг О - удельные затраты, являются постоянными для любого объема выпуска. Положим, что каждый производитель стремится максимизировать свою прибыль, и на основе этого критерия изменяет свою цену.

Относительно функций спроса q p) на продукт і-го производителя будем предполагать, что они удовлетворяют следующим условиям:

1. Функции qj(p) и их первые производные непрерывны по своим переменным.

2. Спрос на продукцию і -го производителя убывает с ростом цены: для любых ІЄІ.

3. Спрос стремится к нулю при стремлении цены к бесконечности: если Pj — +GO .

Будем исследовать игровое взаимодействие предприятий на рынке. Вектор цен р = (р ,і є і) является локальным равновесием Нэша (локально устойчивым по Нэшу), если удовлетворяет следующим условиям локальных условных максимумов функции прибыли: = 0 и д П/ 0. Стратегией і-го дРг д(рг)2 производителя является изменение цены pi пропорционально изменению своей прибыли с некоторым постоянным коэффициентом кг 0 с целью максимизации своей эффективности, то есть в достижение локального устойчивого равновесия по Нэшу. Далее рассматривается дуополия, а ценовая динамика предприятий будет представлена в виде двумерного отображения – модели, в которой цены связаны рекуррентными соотношениями.

Процесс моделирования динамики рыночных цен и управления принятием согласованных решений в области формирования цен в условиях стратегического взаимодействия предприятий представлен в виде последовательности этапов.

1. Оценка функции спроса на продукцию. Функция спроса определяется как решение задачи потребителя, максимизирующего свою полезность при бюджетном ограничении.

2. Формирование модели конкурентного взаимодействия производителей на основе введения адаптационного механизма.

3. Определение цен, локально равновесных по Нэшу в условиях стратегического взаимодействии предприятий.

4. Анализ устойчивости локально равновесных по Нэшу цен. Вычисление матрицы Якоби, вычисление старшего ляпуновского показателя, построение бифуркационных диаграмм в пространствах параметров модели, построение аттракторов системы.

5. Реализация адаптационного механизма, основанного на изменении цен, пропорционального скорости изменения прибылей предприятий.

Функцию спроса потребителя, то есть зависимость цены от объемов потребляемой продукции, можно получить на основании эмпирической информации об объемах продаж и средних цен эконометрически. В этом случае возникают проблемы сбора достоверной информации, характеризующей рынок. Другим вариантом восстановления функции спроса является решение задачи потребителя, который максимизирует свою полезность при ограничении на доходы (бюджетное ограничение). В рамках настоящего исследования в качестве функции полезности используется функцию полезности с постоянной эластичностью замены благ (CES-функцию), которая довольно часто применяется в эмпирических исследованиях [70; 428]3.

Параметр р в функции полезности (4.1) представляет собой степень заменяемости между двумя продуктами. В случае Р = 1 функция полезности отражает предпочтения потребителей, которые считают продукты полностью взаимозаменяемыми, то есть неразличимыми. Уменьшение значения параметра Р до нуля соответствует снижению степени заменяемости продуктов, а в пределе при р—»-оо продукты становятся взаимодополняемыми. При использовании CES-функции параметр р связан с эластичностью замещения продуктов. Необходимо также отметить, что чем выше дифференциация продукта, то есть чем менее заменяемыми являются продукты разных производителей по представлению потребителей, тем в меньшей степени ценовое поведение одного производителя будет влиять на ценовую стратегию другого производителя.

Предположим, что в рассматриваемой задаче продукты не являются близкими заменителями, проанализируем конкурентное поведение производителей в динамике для В = — = у = 1. Итак, модель конкурентного взаимодействии предприятий может описываться двумерной системой разностных уравнений (4.11), где p1(t\p2(t) представляют цены производителей, взятые через дискретные интервалы времени t; вторые слагаемые в обоих уравнениях показывают, как осуществляется изменение цен в период tи как это изменение повлияет на цену в следующем периоде. Строго говоря, параметры k 1 и k2 характеризуют прирост цен за счет изменения ценовой политики.

Далее проведем анализ эволюции динамики системы (4.11) в зависимости от значений параметров к1, к2, с1, с2 - наличие областей стабильности, бифуркаций, хаоса. Это можно сделать на основе известных аналитических и графических критериев динамического хаоса [85; 92; 170], таких как характеристического показателя Ляпупова, бифуркационных диаграмм, построение аттракторов системы при вариации ее параметров. Затем, для того, чтобы управлять поведением системы на основе выявленных закономерностей, необходимо подобрать такой способ изменения ее параметров с тем, чтобы можно было вывести функционирование системы на необходимый режим. На уровне каждого предприятия это означает управление ее издержками сt и слежением за изменением прибыли за отчетный период и выбор соответствующей реакции kj.

Практически это означает такое варьирование параметров управления, которое приводит оба предприятия к сбалансированности интересов, то есть к равновесию по Нэшу.

С экономической точки зрения это означает, что предприятия выбирают такой режим функционирования, который приведет к изменению ситуации на рынке, в результате чего уровни цен начнут эволюционировать предсказуемо, периодически. Если такое управление допустимо, то осуществляется такой переход к равновесному состоянию рынка, при котором каждое из предприятия будет в среднем более эффективно.

Имитационные эксперименты и оценка экономической эффективности реализации моделей

Исследуются предприятия-налогоплательщики г. Уфы, составляющие репрезентативную выборку, результаты анализа которой могут быть распространены на всю совокупность субъектов налогообложения. Такое предположение обосновано тем, что, собранные на данных предприятиях налоговые сборы, составляют около половины всех налоговых сборов города. Анализируются данные о следующих налогах: налог на прибыль (НП), налог на добавленную стоимость (НДС), налог на доходы физических лиц (НДФЛ), налог на имущество организаций (НИ), прочие налоги (Пр). Также по каждому предприятию имеются данные об основных технико-экономических показателях и результатах его производственно-экономической и финансовой деятельности: выручке, себестоимости, среднегодовой стоимости имущества, среднесписочной численности работников, фонде оплаты труда, прибыли, дебиторской и кредиторской задолженностях.

Для решения задачи классификации субъектов налогообложения по принципу однородности структуры налогооблагаемых баз построена модель нейронной сети Мт: Мг={/«{5,ндc,нп,ни,ндфл,пр}, Єг{(2,10),(3,10)},Ш{5,21)22)23)24,25}}, где ндс, нп, ни, ндфл, пр - значения сумм уплаченных основных налогов, пронормированных в интервал (0,1); Z1,Z2,Z3,Z4,Z5 - классы однородных субъектов; количество классов соответствует количеству исследуемых налогов; Layer {(2,10),(3,10)} - скрытые два слоя нейронной сети, содержащих по десять нейронов каждый. Тип активационной функции нейросетевого отображения -гиперболический тангенс. Нейросеть обучена с помощьюе обучающей выборки, представленной в табл. 5.1, состоящей из десяти обучающих пар, метод обучения - обратное распространение ошибки. Оценка качества обучения проводится с помощью информации, формируемой в процессе обучения нейронной сети.

В результате разделения субъектов налогообложения на классы определены группы предприятий со схожими налоговыми возможностями, то есть с похожим финансово-экономическим портретом. При этом объем уплаченных налогов зависит от производственных мощностей и размеров предприятий. В группе есть как крупные, так и мелкие предприятия. После проведенной классификации получено описание пяти классов в виде интервалов, описывающих в нормированных величинах границы изменения каждого вида налогов по всем классам. Для первого класса вектор интервальных значений Z1 имеет вид: Zi = {ндс(0,296; 0,590), пн(0,114; 0,238), ни(0,002; 0,229), ндфл(0,028; 0,249), пр(0,052; 0,268)}. По представленным в векторе Z7 границам изменений налогов в каждом классе строится вектор центра классов Z7, каждое значение которого определяется как значение функции принадлежности. Далее можно составить описание классов в виде логической формулы, определяющей уровень налогов через функцию принадлежности, устанавливающую соотношение измеренных значений и качественных оценок. База правил включает следующие правила.

- Zf ={(НДС = «очень большое») & (Налог на прибыль = «среднее») & (Налог на доходы физических лиц = «очень малое») & (Налог на имущество = «малое») & (Прочие налоги = «малое»)};

- Z%s = {(НДС = «малое») & (Налог на прибыль = «очень большое») & (Налог на доходы физических лиц = «среднее») & (Налог на имущество = «очень малое») & (Прочие налоги = «очень малое»)};

- z[s = {(НДС = «большое») & (Налог на прибыль = «малое») & (Налог на доходы физических лиц = «очень большое») & (Налог на имущество = «среднее») & (Прочие налоги = «большое»)};

- Zls= {(НДС = «среднее») & (Налог на прибыль = «очень малое») & (Налог на доходы физических лиц = «малое») & (Налог на имущество = «очень большое») & (Прочие налоги = «среднее»)};

- z[s= {(НДС = «очень малое») & (Налог на прибыль = «большое») & (Налог на доходы физических лиц = «большое») & (Налог на имущество = «большое») & (Прочие налоги = «очень большое»)}.

Установив соотношение между качественными и построенным по фактическим данным оценками границам изменения каждого вида налогов вектора Zi , построено обобщенное описание Zi0 каждого класса. Например, для первого класса Z10 имеет следующее значение: Z10= {0,423; 0,176; 0,108; 0,133; 0,160}. Полученные описания классов использованы снова как обучающая выборка для нейронной сети, решающей задачу уточнения классификации. Выходы нейронной сети закодированы таким образом, что на каждом выходе выдается степень принадлежности объекта к каждому из классов. После ее обучения получены уточненные результаты классификации предприятий. Структура центров классов, полученных после проведения уточненной классификации, показана на рис. 5.12.

Далее предлагается для каждого из определенных классов субъектов налогообложения построить отдельные зависимости производственной и налоговой функций от совокупного налогового бремени для этого класса. В качестве характеристики, отражающей воспроизводственные возможности, используется выручка предприятия. Каждый класс объектов имеет характерные особенности и различия в структуре налогооблагаемых баз, поэтому логично предположить, что для определенного класса существует определенный и отличный от других классов оптимальный уровень совокупной налоговой ставки.

Анализ исходных для задачи данных позволяет сделать несколько выводов. Во-первых, изменение совокупной по классу налоговой ставки повторяет тенденцию изменения (увеличение или уменьшение) по каждому объекту, входящему в класс. Это обстоятельство неявно указывает на верный характер классификации. Во-вторых, построение налоговой и производственной функций для усредненного объекта (центра класса) позволяет выявить наиболее общие и типичные закономерности изменения совокупной налоговой нагрузки для объектов, входящих в класс. При этом при обнаружении слишком высокого уровня налогового бремени можно показать за счет каких конкретных налогов его можно уменьшить, а не применять процедуру одновременного пропорционального снижения всех налогов.