Файл: Алексеев, А. М. Сетевые модели в перспективном планировании развития производства.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

А К А Д Е М И Я Н А У К СССР

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

А. М. АЛЕКСЕЕВ, Л. А. КОЗЛОВ, В. Н. КРЮЧКОВ

СЕТЕВЫЕ МОДЕЛИ

В ПЕРСПЕКТИВНОМ

ПЛАНИРОВАНИИ

РАЗВИТИЯ

ПРОИЗВОДСТВА

Ответственный редактор

доктор экономических наук Д. М. К а з а к е в и ч

И З Д А Т Е Л Ь С Т В О « НАУКА» СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ Новосибирск • 1974

I

Гее.куйлмчиая

I

яяучис - тохнн.е и

Т

ЙибЯ**Т-»К* С & С

;ЭКЗЕМПЛЯР

ЧИТАЛЬНОГО ША

ч>» 1»»

ШЛ У Ш

А ,

J

 

Книга посвящена анализу применяемых ныне экономико­ математических моделей в перспективном планировании развития производства в отраслях промышленности и воз­ можностей их совершенствования на базе сетевых методов.

Предлагаемые вниманию читателя сетевые модели строят­ ся и оптимизируются исходя из гипотезы о неоднородно­ сти затрат во времени. В качестве параметра неоднородно­ сти выступают оценки, получаемые в отраслевых моделях.

В книге обобщены теоретические результаты и показано, как в реальных ситуациях использовать данный тип сете­ вых моделей для формирования вариантов развития про­ изводственных объектов отрасли и отыскания наилучшей из множества эквивалентных по конечному эффекту струк­ тур спроса на производимую отраслью продукцию.

Книга может представить интерес для научных работ­ ников академических и отраслевых институтов, работников

плановых органов, аспирантов, студентов экономических вузов.

А 10807-1594

,

 

^ 042(01)—74

197~ 73

©Издательство «Наука», 1974.


П Р Е Д И С Л О В И Е

Задачи повышения эффективности социалистического обще­ ственного производства требуют совершенствования методов его планирования й управления, применения в практике экономиче­ ских расчетов оптимизированных методов, основанных на широ­ ком использовании математики и электронно-вычислительной тех­ ники. В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства на 1971—1975 гг. указывается: «В целях совершенствования планирования народного хозяйства и управления обеспечить широкое применение экономико-матема­ тических методов, использование электронно-вычислительной и организационной техники и средств связи»1.

Применение экономико-математических методов и внедрение достижений теории оптимального планирования в практику воз­ можно по многим направлениям: выбор оптимальных темпов и пропорций развития экономики в целом, определение наилучших путей развития района, отрасли, производственного комплекса и нахождение оптимальных вариантов функционирования про­ мышленных предприятий.

Одним из наиболее развитых и распространенных на практи­ ке в современных условиях является отраслевое планирование. В соответствии с решениями Госплана СССР, начиная с 1971 г., перспективные планы развития и размещения производства во многих ведущих отраслях промышленности разрабатываются на основе оптимизационных методов. Методология оптимального от­ раслевого планирования становится стержнем создания отрасле­ вых автоматизированных систем управления.

Большие теоретические исследования и широкие эксперимен­ тальные расчеты по оптимизации перспективных планов развития производства в различных отраслях промышленности проведены коллективами Центрального экономико-математического институ­ та АН СССР, Института экономики и организации промышленного производства СО АН СССР, Совета по изучению производительных сил при Госплане СССР, Сибирского энергетического института СО АН СССР и др.

1 Материалы XXIV съезда КПСС. М., 1973, с. 298.

3

Разработаны методики оптимального отраслевого планирова­ ния, широко используемые в проведении расчетов по развитию и размещению производства во многих отраслях народного хозяй­ ства (Основные положения..., 1969; Методические положения..., 1972). Кроме того имеются методики оптимизации планов в от­ дельных отраслях — угольной, лесной, кабельной промышленно­ сти, трансформаторостроении, цементной промышленности и др.,— более полно учитывающие специфические особенности планиро­ вания этих отраслей.

Решение кардинальных вопросов конструирования моделей, а также совершенствование методов оптимизации явились толч­ ком к их широкому применению в различных отраслях народного хозяйства. Разработаны методические подходы к оптимизации от­ раслевых моделей в энергетике (Макаров, 1967), лесной (Белоу­ сова, 1969), угольной (Богатырев и др., 1968) промышленности, черной металлургии (Цимдина, 1965), машиностроении (Курба­ това, 1969), нефтехимии (Старовойтов, 1970), промышленности строительных материалов (Великотокий, 1965).

Важно отметить, что в отраслевых методиках наряду со спе­ цифически отраслевыми разрабатываются и общетеоретические вопросы планирования. Так, при оптимизации развития топлив­ но-энергетического хозяйства проведено детальное исследование по выявлению зоны неопределенности принятия решений; в модели оптимизации нефтехимической промышленности исследуются во­ просы использования производственных функций, без которых, по мнению экономистов, невозможно применение статистически до­ стоверной информации. Методы многоцелевой оптимизации (Юттлер, 1967) находят практическое применение при оптимизации планирования перерабатывающих производств, в частности маши­ ностроения (Щукин, 1970).

* Во многих случаях отраслевые модели используются в плани­ ровании развития ТПК. Так, при определении оптимальных ва­ риантов развития территориально-производственных комплексов (ТПК), их производственной специализации и внешних связей используются, по сути, две крупные модели отраслевого типа: мо­ дель оптимизации общерайонных отраслей и связанных с ними производств и модель оптимизации развития отдельного комплек­ са в пределах выбранной специализации (Бандман, Панченко, 1967). При оптимизации схемы планировки промышленного райо­ на расчеты проводились также с использованием статической'многономенклатурной транспортно-производственной модели.

Несмотря на широкий опыт применения отраслевых моделей в планировании развития ТПК, следует отметить неправомерность механического переноса отраслевых моделей в сферу территори­ ального планирования. В моделях ТПК измерителями должны вы­ ступать не заданные наперед варианты затрат (как это делается в отраслевых моделях), а затраты, формирующиеся в процессе создания комплекса: для каждого способа функционирования ТПК затраты должны не калькулироваться, а оптимизироваться


с позиций наилучшего удовлетворения спроса на требуемые ресур­ сы, воспроизводимые в регионе.

Однако несмотря на разработанность основных принципов оп­ тимального подхода к планированию развития отраслей, стандар­ тизованных экономико-математических моделей и методов анали­ за оптимальных решений и большой практический опыт, многие теоретические и методические проблемы остаются пока нерешен­ ными, в частности воспрос о более полном охвате множества до­ пустимых вариантов развития отдельных производственных объек­ тов, включаемых в оптимизируемую отраслевую систему. Широко применяемые ныне отраслевые модели развития производства (особенно дискретные) имеют тот серьезный недостаток, что для отдельных объектов в этих моделях задается весьма ограниченное число вариантов развития.

Весьма важной в оптимальном отраслевом планировании оста­ ется также проблема отыскания наилучшей из множества экви­ валентных по конечному эффекту структур спроса на производи­ мую отраслью продукцию. Эта проблема в некоторой степени аналогична предыдущей. В постановке задач, предлагающей дости­ жение фиксированных целей с минимумом затрат, например удов­ летворение заданных потребностей в продукции отрасли при огра­ ничениях на дефицитные ресурсы, эти цели количественно форму­ лируются, как правило, в одном, от силы — нескольких векторах фиксируемого спроса на продукцию и расходуемых ресурсов. Ре­ шение задачи более полного просмотра в процессе оптимизации множества хотя бы эквивалентных по конечному результату структур таких наборов существенно обогатит достаточно мощный аппарат оптимального отраслевого планирования и повысит его потенциальую эффективность.

В книге исследуются отмеченные проблемы и предлагаются некоторые способы нх решения путем построения двухуровне­ вых оптимизационных систем, в которых организуется итера­ тивный обмен информацией между моделью отрасли и моделями: в одном случае — генерирующими варианты развития ее произ­ водственных объектов, а в другом — формирующими эквивалент­ ные но конечному эффекту структуры спроса на продукцию этой отрасли. При этом в качестве моделей низшего уровня в обоих случаях предлагаются сетевые модели.

В первой главе анализируются три основных типа производ­ ственных задач отраслевого планирования и исследуются возмож­ ности их применения в различных экономических ситуациях, из­ лагаются некоторые пути дальнейшего совершенствования аппа­ рата оптимизации, в том числе переход к двухуровневым оптими­ зационным системам. Краткий обзор оптимизационных постановок задач на сети поясняет причины, побудившие авторов использо­ вать сетевые модели в двухуровневых системах, а также те труд­ ности, которые пришлось преодолеть на этом пути.

Принципы согласования сетевых и линейно-программных моде­ лей, а также алгоритмы оптимизации, предложенные авторами,

5


были положены в основу конкретных расчетов по перспективам развития шахтного фонда Кузбасса и развертыванию строитель­ ной базы Богучанского ТПК, описание которых в последующих двух главах иллюстрирует возможности предлагаемых оптимиза­ ционных систем. Однако при этом не ставилось целью получение детальных, готовых к реализации плановых рекомендаций.

Авторы выражают благодарность докторам экономических наук К. А. Багриновскому, В. А. Волконскому, кандидату эконо­ мических наук А. Е. Бахтину за советы и важные замечания в процессе написания монографии, кандидатам экономических наук В. Д. Речину ж Г. М. Тову за большую помощь в подготовке исходной информации, а также Э. Н. Долининой и кандидатам экономических наук А. Д. Шапиро, А. Б. Поманскому за содейст­ вие в проведении расчетов.

Г Л А В А I

ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

МОДЕЛЕЙ о п ти м и зац и и р а зв и т и я

И РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА БАЗЕ ПРИМЕНЕНИЯ СЕТЕВЫХ МЕТОДОВ

§ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ТИПОВ МОДЕЛЕЙ РАЗВИТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА

В последние годы экономико-математические методы получа­ ют широкое распространение как в научных исследованиях, так и в практике управления народным хозяйством. В Отчетном до­ кладе ЦК XXIV съезду КПСС отмечается: «Наука серьезно обога­ тила теоретический арсенал планирования, разработав методы экономико-математического моделирования, системного анализа

и другие»1.

Современные представления об оптимальном функционирова­ нии экономики основаны на системном подходе, развиваемом в последнее время в работах экономико-математического направле­ ния (см., например, Аганбегян, Багриновский, Гранберг, 1972; Проблемы оптимального функционирования..., 1972). Сущность этого подхода состоит в отражении процесса функционирования экономики системой экономико-математических моделей, их по­ этапной оптимизации и последующей взаимной координации.

Модели оптимального развития отдельных отраслей промыш­ ленности и модели территориально-производственных комплексов (ТПК) являются составной частью такой системы.

Отраслевая оптимизационная модель отражает допустимую многовариантность в размещении п развитии отдельных произ­ водств, технологическую последовательность изготовления продук­ ции отрасли, этапы производства и транспортировки сырья, полу­ фабрикатов и готовой продукции, взаимозаменяемость ресурсов и потребителей.

Разработка отраслевых моделей началась с задачи «одновре­ менного анализа размещения производства и грузопотоков» (Кан­ торович, 1959). В отличие от закрытой транспортной задачи, где заданный суммарный объем производства всегда равен общему потреблению, была предложена открытая транспортная задача, в которой объем производства возможных поставщиков намного превосходит суммарный спрос. Это позволило одновременно с фор­ мированием оптимального плана перевозок решать проблему раз­ мещения производства путем отбора лшпь некоторых предприя- тпй-поставщиков из числа заданных. Модель вследствие широ­ ких возможностей практического использования привлекла к себе

1 Материалы XXIV съезда КПСС. М., 1973, с. 67.

7


внимание исследователей,— были разработаны разнообразные ал­ горитмы решения транспортной задачи.

В конце 50-х — начале 60-х годов транспортная задача линей­

ного

программирования была математически исследована

Д. Б.

Юдиным и С. Г. Гольштейном (1960) и экспериментально

апробирована многими исследователями. Позже был предложен способ учета в рамках транспортной задачи многоэтапное™ про­ изводства одного продукта, ограниченности пропускной способно­ сти коммуникаций и объемов производства на отдельных этапах. Специальная конструкция матрицы позволила определить пункты размещения производства и промежуточной переработки сырья в условиях многоэтапных перевозок, что существенно расширило возможности использования транспортной задачи.

Тем не менее в этой задаче не удалось отразить важнейшие производственные особенности: изготовление нескольких продук­ тов, использование ограниченных ресурсов, многовариантность развития мощностей и ряд других моментов. Дальнейшее совер­ шенствование отраслевых моделей настоятельно требовало расши­ рения производственного блока. С этой целью была привлечена хорошо известная задача «максимизации выполнения программы при данных ресурсах», решенная Л. В. Канторовичем еще в 1941 г.

Широкие возможности описания и варьирование интенсивно­ стей технологических способов, комбинирование вариантов и кон­ струирование специальных ограничений способствовали более глу­ бокому отображению в модели производственной части, которая превратилась, в конечном счете, из вспомогательной в преобла­ дающую область оптимизаций. Однако вместе с переходом от тран­

спортной задачи к общей задаче линейного

программирования

 

пришлось пойти на зна­

 

чительное

увеличение

 

размерности задачи раз­

 

мещения, связав про­

 

изводственные

блоки

 

модели транспортными

 

блоками (рис. 1).

 

 

При этом процесс оп­

 

тимизации

сводится

к

 

сопоставлению

произ­

 

водственного и

транс­

 

портного факторов, дей­

 

ствующих в разных на­

 

правлениях:

с

ростом

 

концентрации производ­

Рис. 1. Матрица производственно-транспорт­

ства

транспортные

за­

ной задачи.

траты, как правило, рас­

1— объекты и способы первого этапа; 1а — спосо­

тут, а удельные произ­

бы транспортировки первого этапа; 2 — объекты

тировки второго этапа; 3 — ограничения по конеч­

водственные

 

затраты

и способы второго этапа; 2а — способы транспор­

снижаются.

 

 

 

ному потреблению.

 

 

 

8