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
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