Совершенствование методов отраслевого планирования на основе применения декомпозиционных алгоритмов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.13, кандидат экономических наук Аимбетов, Нагмет Каллыевич

• Аимбетов, Нагмет Каллыевич
• кандидат экономических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат экономических наук Аимбетов, Нагмет Каллыевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАШИ ОТРАСЛЕВОГО

ПЛАНИРОВАНИЯ. II

§ I.I. Современное состояние разработки и использования оптимизационных моделей в отраслевом планировании ц

§ 1.2. Основные характеристики экономико-математических моделей оптимизации текущего отраслевого планирования.

§ 1.3. Анализ численных методов реализации оптимизационных моделей отраслевого планирования и выбор путей их дальнейшего развития.

ГЛАВА П. КВАЗИБЛОЧНЫЕ МОДЕЛИ ОТРАСЛЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И

ДВУХЭТАПНЫЙ МЕТОД ИХ ОПТИМИЗАЦИИ.,

§ 2.1. Двухэтапная схема решения оптимизационных моделей с квазиблочной структурой.

§2.2. Вычислительные вопросы реализации двухэтапного алгоритма.

§ 2.3. Структура подготовки исходной информации и численный опыт.

ГЛАВА Ш. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПШМЕНЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ОТРАСЛЕВЫХ ПЛАНОВЫХ РЕШЕНИЙ.

§ 3.1. Особенности постановки и реализации задач оптю- -мального отраслевого планирования (на примере производства и поставок металлопродукции).

§ 3.2. Исследование эффективности алгоритма (на примере планирования и поставок электросварных труб).

§ 3.3. Дополнительные возможности использования двухэтапного алгоритма.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов отраслевого планирования на основе применения декомпозиционных алгоритмов»

На современном этапе развития народного хозяйства особую актуальность преобладают вопросы совершенствования планированиям

На декабрьском Пленуме ЦК КПСС 1983 года, отмечалось, что ". в двенадцатую пятилетку мы должны войти с хорошо отлаженным хозяйственным механизмом, позволяющем полнее использовать возможности нашей экономики" / I /.

Одной из важнейших задач совершенствования планирования является выбор таких направлений развития народного хозяйства, в целом и отдельных отраслей, которые обеспечивают развитие экономики по интенсивному пути.

Сформулированная на декабрьском Пленуме ЦК КПСС 1983 года программа комплексного совершенствования всего механизма управления включает улучшение системы планирования, как одну из важнейших составных частей наряду с совершенствованием организационной структуры и системы экономических рычагов и стимулов.

Улучшение системы планирования, в первую очередь, связано с необходимостью оптимизации плановых решений для обеспечения целенаправленного поиска предпочтительного варианта плана и способов его реализации, более детального и полного учета факторов влияющих на формирование области допустимых решений, создания расчетных механизмов, полнее обосновать плановые решения по сравнению с традиционным планированием "от достигнутого".

В настоящее время проведено значительное количество теоретических и прикладных исследований в области оптимального планирования на различных уровнях народного хозяйства. Однако,как отмечается в рекомендациях Второй конференции по оптимальному планированию и управлению народным хозяйством / 15 /, методы оптимизации не получили еще достаточного распространения и применения. В АСУ предприятиями, объединениями, отраслями удельный вес оптимизационных задач составляет 3-5%. Такое положение указывает на необходимость и актуальность дальнейших исследований теоретического и прикладного характера, направленных на улучшение имеющихся разработок в области оптимального планирования с целью их более полного практического использования.

В качестве основных целей исследования настоящей диссертационной работы выбраны разработка эффективного метода и программного обеспечения для решения реальных задач оптимального планирования с учетом большой размерности реальных народнохозяйственных задач, решение с его применением практических задач оптимизации текущего планирования на уровне отрасли и предприятия, постановка оптимизационных задач оптимального планирования с учетом стохастических факторов и выявлений возможности использования предлагаемого метода для решения таких задач. Для достижения цели исследования были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработан двухэтапный декомпозиционный алгоритм решения задачи линейного программирования общего вида на основе сочетания схемы релаксации Розена с методами негладкой оптимизации.

2. Разработано программное обеспечение, позволящее практически использовать предлагаемый метод для решения задач опти -мального планирования.

3. Показано преимущество предлагаемого метода для решения задач оптимального планирования, которое заключается в обеспечении более глубокой специализации предприятий и повышении на этой основе надежности реализации плана.

4. Выполнены практические расчеты оптимального взаимоувязанного плана производства электросварных труб и показаны экономические преимущества полученных оптимальных решений.

5. Разработаны дополнительные рекомендации по возможностям использования предлагаемого алгоритма в условиях различных схем декомпозиций и неполной информации.

Предметом исследования работы является разработка методов оптимального планирования. В качестве объекта приложений выбрана трубная промышленность.

Теоретической и методологической основой работы являются труды классиков марксизма-ленинизма, материалы работы съездов и пленумов ЦК КПСС, постановления Партии и Правительства по вопросам совершенствования управления экономикой развитого социализма.

В процессе исследований использовались работы ведущих советских и зарубежных ученых по вопросам постановки экономико-математических моделей и разработки эффективных методов их реализации, а также работы прикладного направления, отражающие особенности оптимального планирования трубного производства.

Научная новизна результатов исследования заключается в разработке двухэтапного декомпозиционного алгоритма для решения задач большой размерности, позволяющего в условиях неоднозначности оптимального решения отраслевых моделей взаимоувязанного планирования производства и поставок продукции, получить решение обеспечивающее максимальную специализацию предприятий, а в постановке стохастической оптимизационной задачи определении воз -можности ее реализации с помощью предлагаемого метода.

Программное обеспечение предлагаемого метода включено в состав пакета прикладных программ решения задач производственно-транспортного планирования большой размерности ПЛАНЕР, разработанного в Институте кибернетики им. В.М.Глушкова АН УССР.

Предлагаемый метод может использоваться в качестве расчетного механизма при формировании плановых решений предприятий с многономенклатурным характером производства. Использование метода и его программного обеспечения позволит снизить потери от текущих простоев, возникающих в результате нерациональной специализации и на основе этого повысить надежность реализации плановых заданий.

Этот же метод, примененный к стохастическим задачам, позволит дать обоснование таких целесообразных уровней оценочных показателей и показателей ресурсного обеспечения плана, при которых увеличивается надежность выполнения поставок в условиях случайных сбоев.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах отдела экономической кибернетики Института кибернетики им. В.М.Глушкова АН УССР "Теория оптимальных решений" по проблеме "Кибернетика", на УП-Всесоюзном симпозиуме по программному обеспечению задач оптимального планирования (1982 г., г.Нарва-Йыэссу).

По результатам исследования опубликовано 5 печатных работ, отражающих основное содержание диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, списка литературы и приложений.

Заключение диссертации по теме «Математические и инструментальные методы экономики», Аимбетов, Нагмет Каллыевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе обобщения основных результатов диссертации можно сформулировать краткие выводы и рекомендации, которые сводятся к следующим положениям.

1. В результате анализа современного состояния оптимизационных моделей и методов в отраслевом планировании определено, что для расширения области их практического использования требуется разработка эффективных декомпозиционных алгоритмов и программных средств решения квазиблочных задач линейного программирования.

2. Разработанный в диссертационной работе двухэтапный декомпозиционный алгоритм для решения оптимизационных задач планирования, основанный на сочетании метода негладкой оптимизации градиентного типа с релаксационной схемой Розена, позволяет в отличие от других алгоритмов, построенных на основе обобщенного градиентного спуска, решать большеразмерные задачи линейного программирования общего вида с меньшим числом ненулевых решений при неоднозначности оптимального решения, а также учесть значительное количество ограничений общего вида. С точки зрения экономических приложений, эти преимущества позволяют во-первых, учесть в распределительных задачах планирования как натуральные, так и стоимостные показатели, а во-вторых, получить дополнительный эффект за счет рациональной специализации.

3. Разработанная автором программная реализация алгоритма включена в состав ППП ПЛАНЕР, позволяет обеспечить его удобное использование для решения практических задач.

4. Выполненный анализ экономических постановок и практических алгоритмов решения оптимизационных задач планирования производства и поставок металлопродукции выявил недостаточный учет в них фактора специализации. На основе сравнительных оптимизационных расчетов для планирования производства и поставок электросварных труб малых и средних диаметров показана экономическая эффективность решений с применением предлагаемого декомпозиционного алгоритма, которая возникает за счет более рациональной специализации станов в процессе текущего планирования и сокращения за счет этого текущих простоев станов.

5. Приведенная в работе экономическая интерпретация предложенного двухэтапного декомпозиционного алгоритма в терминах принятия плановых решений по производству и поставок металлопродукции позволяет облегчить внедрение данного метода в практику планирования в силу повышения доступности понимания механизма и особенностей его работы для специалистов по содержательной постановке задачи.

6. Предложены направления расширения использования двухэтапного декомпозиционного алгоритма оптимизации отраслевого планирования при учете дополнительных блочных ограничений по производственным возможностям и экономическим показателям, а также неполной информации о потребности в продукции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат экономических наук Аимбетов, Нагмет Каллыевич, 1984 год

1. Материалы Пленума Центрального Комитета КПСС, 26-27 декабря 1983 г. - М.: Политиздат, 1984. - 31 с.

2. Аганбегян А.Г., Багриновский К.А., Гранберг А.Г. Система моделей народнохозяйственного планирования. М.: Мысль, 1972. - 348 с.

3. Аимбетов Н.К. Об одной схеме решения блочной задачи линейного программирования. В кн.: Системы программного обеспечения задач оптимального планирования./Краткие тезисы докладов Седьмого всесоюзного симпозиума. М.: ЦЭМИ АН СССР, 1982,с. 4-5.

4. Аимбетов Н.К. Вычислительный опыт использования одного алгоритма решения задачи линейного программирования квазиблочной структуры. В кн.: Методы решения задач нелинейного и дискретного программирования. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1984, с.67-72.

5. Анализ структуры производства и потребления черных металлов в СССР /Камалов Р.Г., Цветаев А.А., Шитикова А.А. и др. -М.: Металлургия, 1980. 112 с.

6. Аптекарь С.С., Гейфлан Р.С. Матричное моделирование техпромйинплана металлургического завода. М.: Металлургия, 1980. - 251 с.

7. Беляева Л.В., Журбенко Н.Г., Шор Н.З. О методе решения одного класса динамических распределительных задач. Экономика и математические методы, 1978,т.14, вып.1, с. 137-146.

8. Вайнзоф A.M. Организация управления производством в трубной промышленности. М.: Металлургия, 1976. - 240 с.

9. Вайнзоф A.M., Забенко Ю.А., Завицкий В.И., Ркгников И.Ф., Цветаев Р.А. Совершенствование структуры потребления труб в народном хозяйстве. /Обзорная информация. Серия: Рациональное использование материальных ресурсов. М.: ЦНИТЭИМС,1978.-31 с.

10. Ватель И.А., Флеров Ю.А. Модель годового планирования в отрасли. Сб.: Программный метод управления. Вып. 3. М.: ВЦ АН СССР, 1976.

11. Вишневская Т.А., Либерт В.Ф., Попов Д.И. Повышение эффективности работы листовых станов. М.: Металлургия,I981. -76 с.

12. Вычислительные методы выбора оптимальных проектных решений./ В.С.Михалевич, Н.З.Шор, Л.А.Галустова и др. Киев: Наукова. думка, 1977. - 178 с.

13. Вторая конференция по оптимальному планированию и управлению народным хозяйством: Экономикочлатематические методы и ЭВМ в оптимизации планирования и управления народным хозяйством./ Проект рекомендаций. М.: 1983, 22-29 апредя.

14. Глухов В.В., Мете А.Ф. Экономика прокатного производства. Л.: ЛГУ, 1979. 132 с.

15. Гершович В.И. 0б:опыте решения задачи распределения углей на коксование. В кн.: Теория оптимальных решений. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1977, с. 22-35.

16. Данильченко И.А., Макаренков Ю.М., Пшеннова Э.Ф. Метод предварительного сокращения размерности задач линейного программирования с неотрицательной матрицей условий. Кибернетика, 1980, № 3, с. 103-107.

17. Данциг Дж., Вульф Ф. Алгоритм разложения для задач линейного программирования. В кн.: Математика, Сб.переводов, 1964, 8, № I, с. 151—160.

18. Демьянов В.Ф., Малоземов В.Н. Введение в минимакс. М.: Наука, 1972. - 368 с.

19. Ермольев Ю.М. Методы стохастического программирования.- М.: Наука, 1976. 240 с.

20. Ермольев Ю.М., Шор Н.З. Методы случайного поиска для двух-этапной задачи стохастического программирования и его обобщение. Кибернетика, 1968, № I, с. 90-92.

21. Ермольев Ю.М., Ястремский А.И. Стохастические модели и методы в экономическом планировании. М.: Наука,1979. - 256 с.

22. Журбенко Н.Г. Опыт решения задач большой размерности с использованием обобщенных градиентных методов. В кн.Численные методы нелинейного программирования. Харьков: Труды П-го Всесоюзного семинара, 1976 с. I08-II3.

23. Журбенко Н.Г. Исследование одного класса алгоритмов минимизации негладких функций и их применение к решению задач большой размерности: Автореферат дис. . канд.физ.-мат.наук, -Киев: 1977. 24 с.

24. Журбенко Н.Г., Аимбетов Н.К. Об одном методе решения квазиблочных задач линейного программирования и его применение в задачах оптимального планирования.- Вестник КК ФАН УзССР, 1984, № I, с. 3-8.

25. Журбенко Н.Г., Марчук Т.В., Шор Н.З., Юн Г.Н. Опыт применения экономико-математических методов в планировании развития воздушного транспорта. В кн.: Внедрение АСУП на транспорте. Л.: Труды Всесоюзной научно-технической конференции. 1976,с. 55-56.

26. Исследование операций: Методологические основы и математические методы./Под ред. Дж.Моудера, С.Элмагреби. М.: Мир, 1981, т.1. 712 с.

27. Исследование операций: Методологические основы и математические методы. /Под ред. Дж.Моудера, С.Элмагреби. М.: Мир, 1981, т.2. 677 с.

28. Канторович Л.В., Романовский И.В. Оптимизационные методы в экономике: Результаты, трудности, перспективы. Кибернетика, 1977, № 2, с. 68-73.

29. Канторович Л.В., Чешенко Н.И., Зорин Ю.М., Шепель Г.И. Об использовании оптимизационных расчетов в АСУ отраслями народного хозяйства. Экономика и математические методы, 1978,т. Х1У, вып. 5, с. 821-834.

30. Корнай Я., Липтак Т. Планирование на двух уровнях. В кн.: Применение математики в экономических исследованиях. М.:Мысль, 1965, с. 107-133.

31. ЗЗ.Коробкин Л.Д., Мироносецкий Н.Б. Оптимизация производственного планирования на предприятии. Новосибирск: Наука, 1978. - 335 с.

32. Красиков С.Е., Разинков Н.Ф. Концентрация и специализация мясного производства в условиях агропромышленной интеграции.- М.: Пищевая промышленность, 1980. 160 с.

33. Кулешов В.В. Модельное обеспечение технологии плановых расчетов. Новосибирск: Наука, 1980. - 193 с.

34. Курицкий Б.Я., Персианов В.В., Сокуренко Ю.А. Оптимальное планирование машиностроительного производства на основе пакетов прикладных программ. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1981. - 230 с.

35. Лэсдон Л.О. Оптимизация больших систем. М.: Наука, 1975.- 436 с.

36. Мартинес Солер Ф., Черняк В.И. Моделирование плановых расчетов. М.: Экономика, 1974. - 175 с.

37. Мартынов А.П. Решение задач линейного программирования с взаимоувязанными переменными столбцами. В кн.: Системы программного обеспечения задач оптимального планирования. Труды Седьмого всесоюзного симпозиума. Краткие тезисы докладов.

38. М.: ЦЭМИ АН СССР, 1982, с. 34-35.

39. Математический аппарат экономического моделирования./ Под ред. Федоренко Н.П. М.: Наука, 1983. - 368 с.

40. Межотраслевые комплексы в системе моделей. /Под ред.Федорен-ко Н.П. М.: Наука, 1983. - 320 с.

41. Мете А.Ф., Бельгольский Б.П., Абакумова Н.В. Совершенствование организации, планировании и управления в прокатном производстве. М.: Металлургия, 1979. - 232 с.

42. Михалевич B.C., Сергиенко И.В., Трубин В.А., Шор Н.З. и др. Пакет прикладных программ для решения задач производственно-транспортного планирования большой размерности (ПЛАНЕР). -Кибернетика, 1983, № 3, с. 57-71.

43. Михалевич B.C., Сергиенко И.В., Трубин В.А., Шор Н.З., Аимбетов Н.К. и др. Пакет прикладных программ решения задач производственно-транспортного планирования большой размерности (ППП ПЛАНЕР). Киев: РФ АЛ УССР, инв. № 6141, 1983,1006770.

44. Михно М.Е., Свец В.Е. Комплексное планирование производства и поставок металлопродукции. Киев: Техника, 1981. - 143 с.

45. Некрасов А.С., Алиевская Л.В. О проблемах оптимизации отраслевого планирования. Экономика и мат. методы, 1974, т. X, вып. 4, с. 653-663.

46. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука,1983. - 384 с.

47. Португал В.М., Семенов А.И. Модели планирования на предприятии. М.: Наука, 1978. - 270 с.

48. Применение ППП по экономико-математическим методам в АСУ./I

49. Курицкий Б.Я., Алексеенко Г.П., Виткин Ю.В. и др.- М.: Статистика, 1980. 196 с.

50. Сапиро Е.С., Гантман Ю.Л. О планировании технического развития объединения. Экономика и мат.методы, 1980, т. ХУ1, вып. 3, с. 5II-5I8.

51. Система моделей оптимального планирования./ Под ред. Федорен-ко Н.П. М.: Наука, 1975, - 376 с.

52. Система моделей народнохозяйственного планирования./ Под.ред. Федоренко Н.П. М.: Наука, 1982. - 376 с.

53. Смирнов Б.А., Гречиков С.В., Соколов В.Г. Оценка надежности и маневренных качеств плана.-Новосибирск:Наука, 1978.-320 с.

54. Оноляк С.А. Планирование многономенклатурного производства: Экономико-математическое моделирование.-М.: Экономика, 1977. 142 с.

55. Спиваковский Л.И., Бонгард А.Г., гу-ревич A.M. Экономика трубной промышленности СССР. М.: Металлургия,1975. -336 с.

56. Суворин В.И., Екельянова Э.Н., Исакова Н.В. Экономические предпосылки развития хозяйственных связей по поставкам металлопродукции.- В сб.: Экономика черной металлургии, № 9.- М.:

57. Металлургия, 1980, с. 5-1I.

58. Управление процессом концентрации и специализации производства./ Под ред. Гусарова А.С. М.: Наука, 1981. - 132 с.

59. Ушанов Ю.А. Экономико-Математическое моделирование в американских корпорациях. М.: Наука, 1980. - 184 с.

60. Федоренко Н.П. Оптимизация экономики. М.: Наука, 1977.288 с.

61. Цурков В.И. Агрегирование в задаче отраслевого планирования. Экономика и мат. методы, 1980, Т.ХУ1, вып.З, с. 535-544.

62. Цурков В.И. Декомпозиция в задачах большой размерности. -М.: Наука, 1981. 352 с.

63. Численные методы условной оптимизации. Под ред. Ф.Гилл, У.Моррей. - М.: Мир, 1977. - 292 с.

64. Шевакин Ю.Ф., Рытников A.M. Вычислительные машины в производстве труб. М.: Металлургия, 1972. - 240 с.

65. Шмырев В.И. Алгоритм решения одного класса задач линейного программирования большого объема. В сб.: Оптимальное планирование. Вып. П. Новосибирск: Наука, 1968, с. 9-12.

66. Шор Н.З. Применение обобщенного градиентного спуска в блочномпрограммировании. Кибернетика, 1967, № 3, с. 53-55.

67. Шор Н.Э. Использование операции растяжения пространства в минимизации выпуклых функций. Кибернетика, 1970, № I, с. 53-55.

68. Шор Н.З. О методике минимизации почти-дифференцируемых функций. Кибернетика, 1972, № 4, с. 65-70.

69. Шор Н.З. Методы минимизации недифференцируемых функций и их приложения. Киев: Наукова думка, 1979. - 200 с.

70. Шор Н.З., Журбенко Н.Г. Метод минимизации использующий операцию растяжения пространства в направлении разности двух последовательных субградиентов. Кибернетика, 1971, № 3, с. 51-59.

71. Экономико-математические методы и модели в перспективном отраслевом планировании. / Вопросы методологии и методики. Под.ред. А.Г.Аганбегяна. Новосибирск: Наука,1982. - 430 с.

72. Экономика черной металлургии. / Тематический отраслевой сборник, № 9. М.: Металлургия, 1980. - 108 с.