Моделирование структурных элементов производственных и территориальных объединений: с приложением к Кемеровской области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Упорова, Наталия Анатольевна

• Упорова, Наталия Анатольевна
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Упорова, Наталия Анатольевна

Введение.

Глава 1. Постановка задачи моделирования комплексных характеристик производственных и территориальных объединений.

1.1. Изучение традиционных моделей комплексных характеристик объектов.

1.1.1. Моделирование комплексных характеристик, обусловленных миссией производственного объединения.

1.1.2. Основные методы анализа комплексных свойств.

1.1.3. Опыт анализа сложных свойств объектов угольной отрасли.

1.1.4. Формы математических моделей миссий и комплексных свойств.

1.2. Модели энтропийного анализа состояний.

1.3. Основные итоги и выводы.

Глава 2. Основной тип моделей комплексных характеристик объектов

2.1. Идея моделирования виртуальных вкладов элементов в миссию объекта.зо

2.2. Постановка задачи о взвешивании аддитивных. функциональных показателей.

2.3. Принцип моделирования виртуальных вкладов. на основе аддитивных характеристик.

2.4. Взвешивание аддитивных функциональных характеристик по неаддитивным показателям.

2.5. Взвешивание аддитивных функциональных показателей по обобщениям неаддитивных характеристик.

2.6. Взвешивание аддитивных функциональных характеристик по комбинациям неаддитивных показателей.

2.7. Взвешивание комбинаций аддитивных характеристик по неаддитивному показателю.

2.8. Взвешивание комбинаций аддитивных показателей по комбинациям неаддитивных характеристик.

2.9. Основные итоги и выводы.

Глава 3. Модели взвешивания качественных характеристик по аддитивным валовым показателям.

3.1. Особенности идеи взвешивания относительных характеристик по аддитивным функциональным показателям.

3.2. Взвешивание по обобщениям и комбинациям аддитивных показателей

3.3. Взвешивание обобщений и комбинаций качественных характеристик

3.4. Взвешивание комбинаций удельных весов по комбинациям цен.

3.5. Основные итоги и выводы.

Глава 4. Моделирование и оценивание виртуальных вкладов в инвестиционный потенциал муниципальных образований Кемеровской области.

4.1. Постановка задачи моделирования инвестиционного потенциала.

4.2. Показатели, образующие удельные веса муниципальных образований.

4.3. Группа показателей и факторов, рассматриваемых как цены в данном анализе.из

4.4. Множественность оценок инвестиционного потенциала муниципальных образований Кемеровской области.

4.5. Основные итоги и выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование структурных элементов производственных и территориальных объединений: с приложением к Кемеровской области»

Актуальность темы

Формирование рыночных отношений в экономике страны началось с добывающих отраслей, в частности, с реструктуризации угольной промышленности Кузбасса, повлекшей ряд коренных изменений в состоянии всего региона. Идея научного сопровождения реструктуризации угольной отрасли и научной поддержки лиц, принимающих решения (ЛПР), высказана и развита в работах ИУУ СО РАН. Оригинальным средством моделирования стал метод энтропийного анализа функционального состояния уникальных объектов, для которых на переходном этапе не выработаны эмпирические эталоны видов состояния и статистические нормы показателей. С помощью этого подхода удалось провести ряд актуальных исследований и получить важные практические результаты.

Однако потребовалась доработка метода для того, чтобы включить в картину не только функциональные показатели систем, но и характеристики внешних условий. Важно, чтобы они отражали кроме технико-экономического состояния экологические, социальные и прочие специфические свойства. Такая постановка определяет актуальность разработки способа математического моделирования «вклада» отдельного структурного элемента.

На новом этапе определилась необходимость оценивания комплексных характеристик: конкурентоспособности (предприятия и продукции), инвестиционной привлекательности или потенциала, риска и т.п.

В литературе используются и обосновываются различные определения, перечисляются и обсуждаются разнообразные факторы, которые из-за неразвитости математического аппарата редко доводятся до конкретного анализа. На практике этот этап исследователи оставляют за экспертами. Однако опыт реструктуризации угольной отрасли показывает, что не удается найти необходимое количество экспертов, компетентных в вопросах производства и проблемах рынка одновременно.

Целесообразно исходить из того, что заказчики анализа - ЛПР - устанавливают содержание комплексных характеристик, исходя из субъективных интересов. Разумеется, при обсуждении результатов анализа могут быть выработаны рекомендации и уточнения. Для подобной ситуации будем использовать приобретающий популярность термин «миссия», под которым понимаем объявленную и конкретную цель производственного и территориального объединения (ПиТО) с уточненным ЛПР набором факторов.

Таким образом, в работе полагаем миссию и содержание комплексной характеристики заданными, по крайней мере, правдоподобными вариантами и, исходя из этого, рассматриваем актуальную проблему математического моделирования состояния элементов и в целом ПиТО.

Спецификой проблемы является конфиденциальность информации (даже перечня факторов), на основе которой ЛПР, например, инвестор - принимает решения. Наоборот, весьма вероятно, что инвестор откажется от эффективного решения, если его результат станет гласным.

Пришлось пойти на компромисс и без умаления общности разработанного способа моделирования и оценивания выбрать для иллюстрации территориальное объединение муниципальных образований Кемеровской области, которое отличается большим разнообразием и сложностью характеристик, а также неоднократными попытками исследования. Наличие крупных городов и сельских районов доказывает неоднородность такой системы. Кроме того, перечень муниципальных элементов является, строго говоря, неупорядоченным.

Разработка способа моделирования вкладов в комплексные миссии соответствует планам ИУУ СО РАН (№ г.р. 01.200109778). Результаты использованы при выполнении НИР по договору с Федеральным агентством энергетики (государственный контракт № 04-ОП-05 от 22 апреля 2005 г.)

Цель работы

Разработка моделей и обоснование способа количественного оценивания вкладов структурных элементов в разнообразные комплексные характеристики промышленных и территориальных объединений (ПиТО) по наборам выборок показателей различной природы и размерности.

Объекты исследования и моделирования обладают следующими специфическими свойствами:

- они являются уникальными, для них не выработаны надежные эмпирические эталоны видов состояния, на основе которых можно произвести выбор;

- совокупность элементов является неоднородной, как по уровню показателей и виду состояния, так и по функциональному назначению;

- список элементов является неупорядоченным, следовательно, никакой показатель не выдвигается на роль аргумента (независимой переменной);

- объекты в целом и элементы многофункциональны и представлены наборами показателей и характеристик различной природы и размерности.

Чтобы подчеркнуть особенности рассматриваемого типа комплексных характеристик (невозможность наблюдать и измерять, формирование из показателей различной размерности) вклады элементов называем виртуальными.

Идея работы

Вычисление виртуальных вкладов элементов в миссии представляет собой способ математического моделирования комплексных характеристик ПиТО (инвестиционный потенциал, конкурентоспособность и т.д.), который уменьшает стохастическую и понятийную неопределенность результатов анализа (по сравнению с исходной оценкой состояния).

Задачи работы

1. Разработать математические модели комплексных характеристик в форме виртуальных вкладов элементов ПиТО и обосновать способ их оценивания на основе валовых (аддитивных) показателей с поправками от цен частных относительных (неаддитивных) характеристик.

2. Модифицировать математические модели комплексных характеристик при определении удельных весов по относительным характеристикам и введении поправок от цен валовых показателей.

3. Сформулировать правила приемов обобщения и комбинирования удельных весов и цен от частных характеристик различной природы с обоснованием области их применения и актуальности для моделирования разнообразных миссий.

4. Провести тестирование и доказать корректность и целесообразность моделей виртуальных вкладов элементов в определяемые и заявленные лицом, принимающим решения, миссии объектов.

5. Разработать способ оценивания виртуальных вкладов в инвестиционный потенциал и апробировать его на примере муниципальных образований Кемеровской области (элементов территориальных объединений).

Научные положения, выносимые на защиту

1. Взвешивание удельных весов (произведение моделей) структурных элементов объектов по моделям цен при разнообразных определениях миссии дает виртуальные вклады, которые трактуются как нормированные модели комплексных характеристик ПиТО, соответствующие задаче выбора элементов в условиях существования стохастической и понятийной неопределенности. Принцип универсален и применим также для взвешивания частных относительных характеристик.

2. Свойства обобщения частных характеристик позволяют считать его практическим приемом повышения достоверности результатов анализа уникальных объектов, гарантирующим снижение вероятности принятия ложной гипотезы. Комбинирование с учетом знаков факторов служит определению моделей разнообразных комплексных характеристик, позволяющих выделить скрытые особенности объектов, и ориентировано на выработку гипотез о состоянии ПиТО.

3. Предложенный прием тестирования с использованием минимально отличающихся и представительных моделей исходных данных позволил доказать соответствие моделей в форме виртуальных вкладов задаче выбора элементов по комплексным характеристикам, проиллюстрировать корректность способа моделирования и установить правила трактовки результатов исследования объектов.

4. Нелинейность комбинированных моделей может вызвать скачкообразные изменения оценок виртуальных вкладов для отдельных элементов при минимальных изменениях исходных данных. Подобный характер изменения является следствием перехода элемента из одного вида состояния в другой. Возможность предсказания таких форм потери устойчивости является дополнительным обоснованием актуальности и доказательством необходимости моделирования состояния многофункциональных объектов.

5. При моделировании инвестиционного потенциала муниципальных образований Кемеровской области удается учесть важнейшую роль инвестиционной истории как фактора; при рассмотрении ретроспективы она может служить критерием адекватности модели.

Научная новизна

1. Для ПиТО, функционирующих и анализируемых в условиях стохастической и понятийной неопределенности, дано определение виртуальных вкладов элементов в миссии и предложен способ оценивания их по показателям и частным характеристикам различной размерности.

2. Разработаны универсальные математические модели вкладов для взаимодополняющих типов миссий:

- на основе валовых функциональных показателей с поправками от частных относительных характеристик;

- на основе относительных характеристик с поправками от валовых показателей.

3. Предложены математические модели в форме виртуальных вкладов, позволяющие не использовать априорные и экспертные правила для обобщения и комбинации показателей или характеристик различной размерности.

4. Обнаружены проявления опасных нелинейных эффектов типа потери устойчивости в форме скачкообразного изменения виртуальных вкладов при комбинированных характеристиках, составляющие обоснование актуальности и необходимости математического моделирования и доказывающие недопустимость использования приближенных аналогий.

5. Получен способ оценивания относительного инвестиционного потенциала элементов ПиТО, пригодный для научной поддержки лиц, принимающих решения. Проведено оценивание муниципальных образований Кемеровской области.

Личный вклад

1. Предложен принцип, модели и способ оценивания виртуальных вкладов элементов ПиТО на основе преобразований, разработанных в методе энтропийного анализа, показана работоспособность (удобство, простота) и универсальность моделей для разнообразных миссий.

2. Установлена необходимость приемов обобщения и комбинирования исходных показателей для моделирования виртуальных вкладов элементов в миссии объектов как наиболее востребованных в практическом анализе и служащих для уменьшения неопределенности при принятии решений.

3. Предложена схема и правила тестирования моделей виртуальных вкладов как формы их численного исследования и обоснования, а также правила трактовки результатов взвешивания.

4. Реализовано оценивание инвестиционного потенциала муниципальных образований Кемеровской области с учетом введенного представления об инвестиционной истории.

Практическая ценность работы

Результаты диссертационной работы позволяют:

- получить модели для ранжирования предприятий, входящих в состав промышленных объединений (компаний);

- моделировать виды состояния элементов ПиТО по комплексу показателей с учетом экономических, экологических, социальных и тому подобных требований и условий;

- выявлять слабые звенья в системах и/или ограниченные ресурсы, как для отдельных элементов, так и в среднем для групп;

- оценивать степень опасности негативных факторов, препятствующих выполнению миссий, тем самым выбирать направления развития ПиТО;

- формировать «инвестиционный портфель» и/или рейтинговый список элементов, в том числе, в динамическом варианте.

Обоснованность и достоверность результатов и выводов

- обеспечивается корректной постановкой задачи моделирования и оценивания виртуальных вкладов элементов при взаимно однозначном соответствии моделей с функциональными показателями и характеристиками;

- доказывается обширными и детальными результатами тестирования при представительных моделях исходных данных, содержащими строгие признаки изменения вида состояния элементов;

- подтверждается качественной сходимостью моделей виртуальных вкладов в инвестиционный потенциал муниципальных образований с ретроспективой в форме их инвестиционной истории.

Реализация работы

Результаты использованы при выполнении договора с Федеральным агентством энергетики (государственный контракт № 04-0п-05 от 22 апреля 2005 г.).

Апробация работы

Результаты работы докладывались и получили одобрение на IV Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах (Кемерово, 2005), Международной конференции «Математические модели природных и техногенных катастроф» (Кемерово, 2005), Всероссийском совещании по теплоэнергетике (Кемерово, 2005), Международной «Неделе горняка» (Москва, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ и препринт ИУУ СО РАН.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Упорова, Наталия Анатольевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩИЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ

1. Моделирование виртуальных вкладов элементов в относительной форме, что является принципиально новым решением, радикально снижает трудоемкость оценивания видов состояния, удовлетворяет задачам сравнения и выбора элементов по уровню выполнения миссий объектов. Математические модели виртуальных вкладов являются адекватными задаче выбора приоритетных элементов по комплексным характеристикам; они дополняют базовый энтропийный анализ учетом внешних условий функционирования ПиТО, также представленных частными характеристиками произвольной размерности.

2. Взвешивание относительных характеристик производится по тем же универсальным правилам, что и для валовых показателей. Это позволяет моделировать и оценивать различные миссии ПиТО путем учета действующих факторов по согласованию с ЛПР.

3. Возможность выполнения обобщения и комбинирования показателей и частных характеристик является обоснованием принятых на основе опыта энтропийного анализа типов моделей удельных весов и относительных цен. Обобщение снижает вероятность ошибки типа «принятие ложной гипотезы», а комбинирование - «пропуск правильной гипотезы»

4. Тестирование показывает возможность формирования нетривиальных эффектов (изменение числа и адреса лидеров, неустойчивость поведения лидирующих групп и т.д.) и доказывает необходимость моделирования и исследования поведения в окрестности реализованного состояния объектов.

5. Способ оценивания инвестиционного потенциала муниципальных образований приспособлен к вариации числа и типа характеристик по требованию лиц, принимающих решения, режиму мониторинга, учету инвестиционной истории и другим специфическим условиям.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Упорова, Наталия Анатольевна, 2007 год

1. Иршинская Л.И. Конкурентоспособность и стратегия вертикально-интегрированных нефтяных компаний. - М.: ЗАО «Издательство «Экономика», 2004. - 254 с.

2. Логов А.Б., Замараев Р.Ю., Логов А.А. Анализ функционального состояния промышленных объектов в фазовом пространстве. Институт угля и углехи-мии СО РАН, Кемерово: 2004 168 с.

3. Логов А.Б., Замараев Р.Ю., Логов А.А. Анализ состояния уникальных объектов (развитие и тестирование). Институт угля и углехимии СО РАН, Кемерово: 2004- 107 с.

4. Логов А.Б., Замараев Р.Ю. Математические модели диагностики уникальных объектов Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999 - 228 е., ил.

5. Логов А.Б., Замараев Р.Ю., Логов А.А. Анализ состояния систем уникальных объектов. Вычислительные технологии. Том 10, №5, 2005 с, 49-53.

6. Логов А.Б., Замараев Р.Ю., Логов А.А. Моделирование тенденций поведения элементов систем уникальных объектов. Вычислительные технологии. Том 10,№5,2005-с. 54-56.

7. Логов А.Б., Замараев Р.Ю., Логов А.А. Алгоритмы энтропийного метода анализа для отображения свойств объекта в фазовом пространстве. Вычислительные технологии. Том 10, №6, 2005 с. 75-81.

8. Азоев Г.Л. Конкуренция: анализ, стратегия и практика/ Г.Л. Азоев. М.: Центр экономики и маркетинга, 1996./

9. Колчин С.В. Развитие российского нефтегазового комплекса: предпосылки и перспективы/ С.В. Колчин. М.: Эпикон, 2001./10. www.bp.com официальный сайт BP p.l.c.11. www.conocophillips.com официальный сайт ConocoPhillips Company.

10. Экономико-математические методы и прикладные модели: Учеб. пособие для вузов / В.В. Федосеев, А.Н. Гармаш, И.В. Орлова и др. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005. -304 с.

11. Топливно-энергетический комплекс России. Анализ, проблемы, перспективы. М.: Родина-Про, 2002

12. Михальченко В.В., Рубаник Ю.Т., Хотинский A.M. Синхронизация работы предприятий угледобычи с динамикой рыночного спроса. Кемерово: Кузбассвузиздат,2000. - 176с

13. Вирула М.А. Конкуренция и конкурентоспособность угледобывающих предприятий.- Издательство Московского государственного горного университета, 2002.- 124 с.

14. Нецветаев А.Г., Рубаник Ю.Т., Михальченко В.В. Кризис угледобывающей отрасли и современная теория управления. Кемерово: Кузбассвузиз-дат, 1998.-92 с

15. Радионов Н.В., Радионова С.П. Основы финансового анализа: математические методы, системный подход. СПб.: Альфа, 1999. - 592 с

16. П. Фишберн. Теория полезности. В кн. Исследование операций: В 2-х томах /Под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби. М.: Мир, 1981. Т. 1. 712 с.

17. Кобринский Н.Е. Экономическая кибернетика /Н.Е. Кобринский, Е.З. Майминас, А.Д. Смирнов. М.: Экономика, 1982.- 408 с.

18. Модели управления природными ресурсами. /Под ред. В.И. Гурман. -М.: Наука. 1981.- 264 с.

19. Скурихин В.И. Математическое моделирование /В.И. Скурихин, В.Б. Шифрин, В.В. Дубровский. К.: Техшка, 1983. - 270 е.;

20. Шепелев И.Г. Математические методы и модели управления в строительстве. -М.: Высш. школа. 1980.-213 с.

21. Н. Эйджин Методика проведения исследования операций. В кн. Исследование операций: В 2-х томах /Под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби. М.: Мир, 1981. Т. 1.712 с

22. Брыскин В.В. Математические модели планирования военных систем. Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 1999. - 232 с.

23. А.В. Максимов, Н.М. Оскорбин Многопользовательские информационные системы: основы теории и методы исследования: монография. Барнаул : Изд-во Алт. ун-та, 2005. - 250 с.

24. М. Хаертфельдер, Е. Лозовская, Е. Фундаментальный и технический анализ рынка ценных бумаг. Изд-во "Питер", 2005 350 с.

25. Ахметзянов И. Р. Управление рисками лизинговой компании Электронный ресурс. http://www.cfin.ru/finanalysis/rislc/leasingrisk.shtml

26. Страхование. Под редакцией профессора Шахова В.В. М.: "Анкил", 2002-е. 158.

27. Дмитриев М. Н., Кошечкин С.А. Количественный анализ риска инвестиционных проектов Электронный ресурс. http://www.aup.rU/articles/investment/3.htm133

28. А. Недосекин, К. Воронов. Новый показатель оценки риска инвестиций. Электронный ресурс. http ://www. aup.ru/articles/investment/4 .htm

29. Кошечкин С.А. Концепция риска инвестиционного проекта Электронный ресурс. http://www.aup.rU/articles/investment/l.htm

30. Бромвич М. Анализ экономической эффективности капиталовложений: пер с англ. М.: 1996 - 432с.

31. Гиляровская Л.Т., Ендовицкий Моделирование в стратегическом планировании долгосрочных инвестиций // Финансы, 1997, №8 с. 53-57.

32. Ковалев В.В. Финансовый анализ: Управление капиталом. Выбор инвестиций. Анализ отчетности. М.: Финансы и статистика 1997-512 стр.

33. Коломина М. Сущность и измерение инвестиционных рисков. //Финансы-1994-№4 с. 17-19

34. Салин В.Н. и др. Математико-экономическая методология анализа рисковых видов страхования. М., Анкил 1997 126 стр.

35. Трифонов Ю.В., Плеханова А.Ф., Юрлов Ф.Ф. Выбор эффективных решений в экономике в условиях неопределённости. Монография. Н. Новгород: Издательство ННГУ, 1998г. 140с.

36. Хуссамов P.P. Разработка метода комплексной оценки риска инвестирования в промышленности. Дисс. на соиск.уч.ст. к.э.н Уфа. 1995.

37. Шапиро В.Д. Управление проектами. СПб.; ДваТрИ, 1996-6Юс.

38. Шарп У.Ф., Александер Г. Дж., Бейли Дж. Инвестиции: пер. с англ. -М.: ИНФРА-М, 1997-1024с

39. Четыркин Е.М. Финансовый анализ производственных инвестиций М., Дело 1998-256 стр.

40. Лепешкина М.Н. Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов в условиях риска и неопределенности (теория ожидаемого эффекта) -М.: Наука, 2002.-182 с.

41. Нейман Ю. Вводный курс теории вероятностей и математической статистики. М.: Наука, 1968.

42. Логов А.Б., Крумгольц А.Р., Упорова Н.А. Моделирование конкурентного потенциала и рисков функционирования производственных систем./ Препринт №. Институт угля и углехимии СО РАН, Кемерово, 2006. - 58 с.

43. Логов А.Б., Крумгольц А.Р., Упорова Н.А. Развитие метода диагностики вида состояния угольных шахт. /Труды IV Международной научно-практ.конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах. Кемерово, 2005.- с.72-74.

44. Замараев Р.Ю., Крумгольц А.Р., Упорова Н.А. Инверсия фазовых портретов для реализации системного аудита. Информ.технологии в обеспечении качества персон.услуг в соц.-ориент. отраслях экономики. Межвуз. сб.науч.трудов/Новосибирск, НГУ. Ч.З.- с.67-74.