Методы управления структурами и динамикой валового производства в региональных экономических системах

Актуальность темы

исследования. Отдельные фазы и этапы развития человеческого общества различаются по набору актуальных задач поиска и открытия экономически наиболее целесообразных путей удовлетворения растущих количественно и качественно общественных потребностей в продуктах труда, как в форме овеществленных предметов, так и в форме услуг. Годы «перестройки» и «переходного периода», упования на некое могущество в сфере торговли сырьевыми ресурсами, имеющими высокие цены на мировых рынках, вынашивания планов превращения России в «великую энергетическую державу» завершились приходом её экономики в состояние технической и технологической отсталости, близкое’к деградации. Очевидно, что длительное сохранение подобной «динамики развития» несет в себе угрозу обвального снижения уровня и качества жизни населения, экономической и национальной безопасности, целостности и существованию страны.

Из сказанного следует абсолютный приоритет модернизации экономики, причем* её проведение в форме вялотекущих эволюционных процессов и принятия так называемых «отложенных решений» сколь расточительно, столь и недопустимо в сложившейся социально-экономической ситуации. Модернизация должна проводиться в темпе, близком к революционному. В данном случае совершенно справедливо утверждение — «кто выигрывает время, тот выигрывает всё». Следовательно, последовательность шагов, предпринимаемых в направлении модернизации, должна быть по времени минимально разнесена, а многие шаги должны выполняться одновременно или синхронно. Ясно также, что качество этих шагов должно быть безупречным. Ошибки^будут стоить чрезвычайно дорого.

Избежать и предотвратить нежелательное развитие экономики, просчитать возможные последствия от принятия тех или иных решений, возможно применяя методы математического моделирования. Развитие методов математического моделирования с использованием динамических моделей оказалось гораздо глубже на макроэкономическом уровне страны и на микроуровне предприятий (техпромфинпланы), тогда как промежуточный региональный. уровень оставался необоснованно обделенным формализованной экономико-математической поддержкой, позволяющей проводить численные прогнозные расчеты, анализ и моделирование;

Распоряжением Правительства РФ от 14 февраля.: 2009 г. № 201-р Росстату в целях формирования официальнойстатистической информации о межотраслевых связях и структурных пропорциях, экономикиРоссийской?. Федерации, а также повышения? качества прогнозных расчетовмакроэкономических показателей поручено" разработать базовые, таблицы, «затраты-выпуск»., Согласно этому распоряжениютерриториальные органы, государственной*статистики-, в том числе и Ставропольстат ежегодно проводят выборочные статистические наблюдения за затратамина производстве и результатами деятельности хозяйствующих субъектовТаблицы «затраты-выпуск» используются в статической межотраслевой модели В. Леонтьеватогда как для расчета прогнозных значений валового производства и валового регионального продукта наилучшим? образом подходит динамическая: модель.

Применение* современных компьютерных, средств с одновременным привлечением уже* разработанных методов, математической обработки макро-и микроуровня позволяет существенно: развить математический аппарат регионального управления с использованием: динамических моделей, обеспечитьч преемственность, моделирования? экономическойдинамики в цепочке микро-, мезо-, макро-. Применение: богатых вметодологическом отношении" результатов: межотраслевого анализа [11, 12, 14, 27,. 46]- а также перенос опыта1 управления макроэкономическими системами на региональный: ¦ уровень делает тему исследования актуальной.

Степень изученности проблемы. В современнойинтерпретации СЫС межотраслевой: баланс: в разрезе видов экономической деятельности является, по сути, межвидовым балансом, который рационализирует статистическую и плановую информацию, способствует созданию комплексной обеспечивает возможность в той или иной мере теоретически исследовать процесс воспроизводства. Многие качественные и количественные характеристики решения определяются на основе экономико-математического анализа, под которым понимается исследование возможностей моделей и анализ результатов решений, полученных с применением математических методов и вычислительных сред. Известны, в частности, методики экономико-математического анализа моделей размещения и специализации производства отраслей-народного хозяйства [75], статической модели [22] межотраслевого баланса и ее различных модификаций [4].

В^ данной работе исследуются вопросы управления в линейных динамических моделей регионального межвидового баланса, сформированных на базе коэффициентов прямых производственных затрат и приростных фондоемкостей.

Особенностью > исследуемого класса моделей является специфический способ учета динамики экономического развития, который проявляется в описании, процесса созданияи использования основных производственных фондов (ОПФ). Объем накопления введенных в строй действующих ОПФ определяется объемами производства продукции по видам экономической деятельности, создающие элементы ОПФ, после корректировки их (объемов производства) на величину изменения незавершенного производства. Этот объем накопления увязывается с потребностью в фондах через соответствующие системы фондовых уравнений. Необходимый задел для обеспечения будущего роста производства учитывается нормированием прироста незавершенногопроизводства. Практические расчеты по динамическим моделям данного класса размерностьюв несколько.' десятков отраслей показали, что такое представление процесса создания и использования основных фондов вполне приемлемо вследствие непротиворечивости экономическому содержанию задачи [37].

Результаты расчета по указанным балансовым динамическим моделям однозначно определяются задаваемыми нормативными коэффициентами и ограничениями, представляют сбалансированную систему основных показателей развития народного хозяйства, соответствующую задаваемой гипотезе об изменениях структуры экономики (фондоемкости, материалоемкости, трудоемкости продукции), а также структуры выпускаемой продукции потребительского назначения [124].

Используемым в данной работе инструментом. исследования I динамических моделей является система присущих им экономикоматематических показателей, анализ которых помогает полнее охарактеризовать роль отдельных факторов в развитии экономики, повысить обоснованность стратегических и оперативных планов. Экономико-математические показатели основаны на количественной характеристике прямых и косвенных межотраслевых связей, неявно учитываемых в. уравнениях динамической модели.

Однойиз первых работ, раскрывающих возможности применения с балансовых моделей в виде систем дифференциальных уравнений для анализа устойчивости и прогнозирования экономической динамики макросистем является докторская диссертация E.JI. Торопцева [95]. Исследования были основаны на анализе так называемых собственных, т. е. внутренних, динамических свойств (СДС) экономических систем, посредством вычисления и оптимизации расположения на комплексной плоскости собственных чисел матрицы состояния. Моделирование конечного спроса как динамической нагрузки на макросистему представлено в печатных работах [33, 34] и диссертации Т. Г. Гурнович. Решение важной научной и народнохозяйственной проблемы приведения траектории развития экономической системы к сбалансированному состоянию [64] путем синтеза требуемых I параметров ее межотраслевой модели, обеспечивая при этом возможность с проведения сценарных исследований и построения веерных прогнозов динамики валовых выпусков при реализации различных вариантов экономической политики, содержится в монографии Мараховского A.C. [60].

Однако недостаточно проработанной является область управления траекториями развития регионов для получения наперед заданных сбалансированных режимов валового производства. Отсутствуют конкретные методы и методики, позволяющие оценить оптимальные параметры необходимые для реструктуризации региональных систем, находящихся в процессе достижения цели сбалансированного развития. Актуальность проблемы, а также недостаточность ее разработанности на теоретическом, методологическом, экономико-математическом и программно-прикладном уровнях определили цель и задачи, диссертационного исследования.

Соответствие темы диссертации требованиям паспорта специальностей ВАК (по экономическим наукам). Исследование выполнено в рамках, специальности 08.00.13 — Математические и инструментальные, методы экономики, в соответствии с паспортом специальности и п- 1.5 — Разработка и развитие математических методов, и моделей глобальной экономики, межотраслевого, межрегионального и межстранового социально-экономического анализа, построение интегральных социально-экономических индикаторов.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка методов позволяющих^ оценивать последствия реструктуризации региональных экономических систем.

В соответствии, с поставленной целью сформулированы и решены следующие основные научные задачи:

— исследование состояния информационно-статистической базы и современного уровня разработанности региональных динамических балансовых моделей;

— разработка метода преследования траекторий валового производства региона на основе его межвидовой балансовой модели в рамках системы национальных счетов;

— определение оптимальных параметров реструктуризации экономической системы Ставропольского края на основе минимизации квадратичного функционала учитывающего затраты и длительность процесса перестройки;

— разработка способа оптимального управления неустойчивой экономической системой с использованием динамической балансовой модели региона на основе системы национальных счетов;

— разработка макета программного обеспечения на базе вычислительной математической среды < МаШСАО, предназначенного для> математического моделирования переходных процессов, протекающих в региональных экономических системах, а так, же1 проверки адекватности полученных моделей, расчета прогнозных значений макроэкономических параметров Ставропольского края.

Объектом исследования является региональная экономическая системаСтавропольского края, которая может быть формализована в виде балансовой динамической’модели.

Предметом, исследования, являются потоковые материально-вещественные процессы, циркулирующие внутри* Ставропольскогокрая, теоретические и практические проблемы их математического моделирования для эффективного машинного экспериментирования и управления экономической динамикой.

Информационно-эмпирической базой исследования явились труды отечественных и зарубежных ученых-экономистов, разработки научно-исследовательских учреждений, материалы научных конференций и личные наблюдения автора.

Источникамиисходной информации послужили статистические материалы Федеральной службыгосударственной статистики России и Ставропольского края. Таблицы «затраты-выпуск», составленные в концепции системы национальных счетов (СНС) и отражающие особенности экономики региона. Аналитические данные отечественной и зарубежной справочной и научной литературы, научно-исследовательских учреждений, авторские модели, компьютерные программы и расчеты.

Теоретической и методологической основой исследований явились экономические законы, категории и теоретические положения функционирования макроэкономических систем ' разработанные экономистами-классиками Дж. Р. Хиксом, Р. Стоуном [136], М. Фридменом [130, 131], B. BI Леонтьевым, B.C. Немчиновым, JT. B: Канторовичем [47], Дж. фон Нейманом, М. Моришима, М. Кубонива [53], X. Никайдо [79] и современными учеными E.JI. Торопцевым, Т. Г. Гурнович, A.C. Мараховским, П. П. Федоренко [108, 109, 110,120], И-Н. Драгобыцким [43], А. О. Барановым [10], В. Н. Павловым [80] и др.

В.' работе применялась методология моделирования экономических объектов с использованием методов экономической кибернетики развитых Р. Алленым, О. Ланге, Н. Кабриновским, М. Калецким, К. Багриновским [9], Торопцевым Е. Л. [104], Гурнович Т. Г., Мараховским A.C. [69].

На различных этапах работы использовались следующие методы, вычислительные среды и программные продукты: аналитический, абстрактно-логический, графический, экономико-математического моделирования, реализованный в программно-математической среде MathCAD, а также экономико-статистический с применением' программного продукта СТАТУС.

Рабочая гипотеза. Реализуемое администрацией и министерствами экономического развития и финансов Ставропольского края управление валовым производством должно, в числе прочего, опираться на1 комплексы моделей, включающих динамические балансовые модели, построенные в соответствии с системой национальных счетов.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в разработке новых методов математического моделирования процесса управления и реструктуризации экономической системы Ставропольского края, позволяющих осуществлять мониторинг, прогнозировать и планировать развитие валового производства по заданным траекториям и оценивать затраты на преобразование экономики. Конкретное приращение научного знания об экономической динамике региона и возможностях по ее оптимальному управлению раскрывается в совокупности следующих полученных результатов:

— В соответствии с общепринятой СНС в разрезе ВЭД разработаны методы, позволяющие моделировать модернизацию и оценивать последствия реструктуризации региональных экономических систем. Предложенные методы находятся во взаимной увязке, связаны друг с другом и составляют единую методику, на основе которой рассчитываются возможные траектории валового производства, а, также затраты на поддержание-наперед заданных траекторий^выпуска Ставропольского края.

— Разработан метод преследования сбалансированных траекторий устойчивого развитияпозволяющий получать замкнутые по потреблению балансовые модели экономики региона, обладающие оптимальными с точки зрения минимизации квадратичного функционала свойствами. Применение данного метода позволяет наметить оптимальные пути перехода экономических систем из одного состояния в другое по гладким траекториям развития валового производства.

— Разработан метод, позволяющий по заданным траекториям развития валового производства экономики региона определять параметры межвидовых моделей, необходимых для контроля качества процессов реструктуризации и связанных с этим затрат.

— Разработан метод, позволяющий оценить результаты управления в неустойчивых экономических системах, к которым относится экономика Ставропольского края. Метод предполагает разделение системы на две части — устойчивую и неустойчивую. Устойчивая часть является многомерной и предполагает применение методов оптимального управленияразвитых и применимых именно к устойчивым системам. Неустойчивая подсистема является одномерной и характеризует темп роста валового производства.

— В работе впервые смоделированы последствия мирового финансового кризиса на экономику Ставропольского края. Определены затраты, необходимые экономике региона для функционирования в сбалансированном режиме роста в посткризесный период.

— В среде Ма? ЬСАО разработан макет программного обеспечения, предназначенного для решения широкого круга научно-исследовательских, проектных, управленческих, прогнозных задач экономики региона, в котором реализованы алгоритмы прогнозирования его основных экономических показателей. Данное программное обеспечение может быть использовано при разработке стратегий социально-экономического развития-Ставропольского края.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в том, что ее основные положения расширяют границы применимости математического аппарата моделирования, прогнозирования и планирования в экономике, за счет использования методологии анализа и оптимального синтеза балансовых моделей. Разработанные в ходе исследования методики и модели реализованы в программном комплексе и внедрены в работу на мезоуровне в виде методических рекомендаций по оптимальному распределению материальных, капитальных, трудовых и других затрат, с целью повышения устойчивости [38] и сбалансированности развития региональной экономической системы (на материалах Ставропольского края).

Результаты диссертационного исследования, полученные для мезоэкономических систем, могут быть использованы в различных аналитических центрах, занимающихся прогнозированием развития экономики регионов. Администрация и финансовые органы края, на основе разработанных экономико-математических моделей и предложенных рекомендаций, могут принимать решения связанные с оптимальным распределением ресурсов для установления сбалансированного роста валового выпуска.

Методические материалы, разработанные в процессе диссертационного исследования, использованы в учебном процессе Ставропольского государственного университета для преподавания дисциплин «Экономико-математические методы и моделирование», «Имитационное моделирование экономических процессов», «Теория систем и системный анализ», «Социально-экономическое прогнозирование», «Информационные системы в экономике», «Математическая экономика».

Апробация результатов исследований. Основные методологические положения диссертационной работы и предложения по практической, их реализации докладывались, автором? на: всероссийской научно-практической конференции «Современные тенденции развития теории и практики управления» отечественными предприятиями" (г. Ставрополь, 2008 г.), региональной научно-практической конференции «Развитие инновационноинвестиционного потенциала Ставрополья: проблемы, поиски и решения» (г.

Ставрополь, 2008 г.), XII региональной научно-практической конференции.

Вузовская наука Северо-Кавказскому региону" (г. Ставрополь, 2008 г.), международной научно-практической конференции «Социальноэкономические и правовые проблемы инновационного развития России» (г.

Саратов, 2009 г.), научно-методической конференции «Устойчивое развитие региона в условиях экономической интеграции, России в мировое хозяйство» г. Ставрополь, 2009 г.).

Алгоритмы расчетов по разработанным моделям запрограммированы с использованием программно-математических сред МаШСАГ) и МАТЬАВ.

Публикации. Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 9 печатных работах общим объемом 3 п. л. (в том числе авторских 1.3 п.л.), из списка ВАК — 4 статьи.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех.

Заключение

.

1. Состоявшийся переход к Системе Национальных Счетов, к классификатору ОКВЭД от классификатора ОКОНХ в официальной статистике принципиально снимает ограничения на уровень детализации межотраслевых/межвидовых балансовых моделей. Это позволяет на новом уровне ставить и решать многочисленные практические задачи мониторинга эффективности экономических решений и управления динамикой развития сложных экономических систем во всем многообразии составляющих их движений в. терминах собственных динамических свойств. Этому направлению исследований принадлежат проблемы обеспечения колебательной и апериодической статической устойчивости, построения управления, адекватного свойствам системы, позволяющего обеспечить пошаговое смещение текущей динамики к состоянию сбалансированного экономического роста. При этом сочетание индексного анализа и прогнозирования с широкими возможностями динамических структурных моделей дает мощный инструмент преобразования действительности, в котором структурные модели занимают лидирующие, локомотивные позиции. При этом инструмент работает по итерационному принципу, параллельно реализуя структурный и индексный анализ и синтез. На основе описанного в работе методологического подхода возможна разработка комплекса экономико-математического обеспечения процессов и темпа модернизации национальной экономики.

2. Общезначимым категорическим императивом экономического поведения развитых стран, стремящихся к наиболее полному использованию возможностей современной цивилизации, достижению уровня её максимальных возможностей по удовлетворению потребностей является рост уровня благосостояния людей, используемый в качестве конечного критерия эффективности функционирования экономики. Однако, данный критерий плохо подходит для решения задач оптимизации структуры сложных экономических систем с целью поэтапного выведения их на траектории сбалансированного роста, без достижения которых невозможно создание необходимых и достаточных условий для фундаментального решения всех прочих проблем социально-экономического развития.

3. Процессы оптимизации и эффективной планово-прогнозной деятельности объединяет поиск практически достижимойтраектории пошагового (проектного, программно-целевого) — переходаот текущей динамики" к желаемой-, обладающей* * более высокими степенями экономического роста и демпферными^ свойствами в отношении-' нежелательных циклов деловой: активности: Формально для этого может быть минимизирован функционал, построенный^ на основе спектра собственных значенийматрицы состояния системы: дифференциальных уравнений балансовой модели экономической системы, и обладающий необходимыми для успешнойминимизации математическими! свойстваминепрерывности и дифференцируемое&trade-.

4. Вариантностьиливерность прогнозирования обеспечивается применением: динамических структурно-балансовых моделей, которые позволяют отделитьосуществимые варианты, развития и экономического поведения от тех, что при имеющихсяначальных условиях и ограничениях осуществимы быть не могут. Это: прямо означает, что разработанный нами вариант модели программно-целевого управления экономическойдинамикой обладает свойством адаптивности, обеспечивающим®возможность выбора траектории достижения цели и коррекции этой траектории в пределах допустимого коридораотклонений^ параметров: — моделиот расчетных значений: При этом больший интерес для науки и практики представляют максимально^ дезагрегированные модели, позволяющие точнее определять и обосновывать проекты, необходимые инвестиции1 и инновации при условии безошибочности указанных мероприятий в рамках структурной модернизации экономических систем.

5. Анализ экономико-математических моделей, которые наилучшим образом отображают на макроуровне структурные сдвиги, модернизацию и экономический рост как взаимообусловленные и взаимодополняющие процессы позволяет из всего многообразия выделить модели Неймана и Леонтьева в динамической постановке. При этом последние, как известно, представляют собой частный, но наиболее важный и «работающий» случай моделей Неймана. Для организации мониторинга и управления развитием экономических систем «в режиме реального времени» достаточными можно признать линейные модели в форме систем дифференциальных уравнений с постоянными на годичных промежутках времени коэффициентами.

6. Оптимизация структурыи технологической динамики экономических систем возможна на основе веерного или вариантного принципа по шагам в направлении достижения устойчивого сбалансированного роста выпуска, в разрезе видов экономической, деятельности на магистральной траектории. Формально процесс осуществляется в терминах управления расположением в комплексной плоскости спектра собственных значений матрицы состояния модели, приведенной к форме Коши. Управление выпуском фондообразующих ВЭД реализуется посредством вариации компонент вектора управляющих параметров, определяемых методами теории чувствительности.

7. Разработан метод преследования целесообразных траекторий экономического развития, предлагаемый для поэтапного приведения и удержания экономической динамики сложных систем на магистрали, в состоянии так называемого сбалансированного роста, что формально отображается вариациями матрицы состояния замкнутой системы. Неформально изменение режима функционирования обеспечивается-инвестиционными усилиями, имеющими отраслевые, географические, количественные и временные измерения. Необходимые вариации вычисляются как результат преследования траекториями валового производства реальной «развивающейся» системы аналогичных траекторий эталонной системы, имеющей желаемые показатели динамики, в разрезе видов экономической деятельности.

8. Вариацию режима функционирования сложной экономики можно определить в результате расчета матрицы, отображающей необходимые конечные изменения её структуры. Тогда на основе анализа этой матрицы возможно инициирование проектов и программ, воздействие которых на коэффициенты прямых производственных затрат, приростные фондоемкости и структуру потребления гарантированно выводит систему на магистраль экономического развития в координатах видов экономической деятельности.

9. Предложена методика моделирования кризисных явлений в сложных экономических системах, связанных в рамках данной работы с временным снижением валового производства. Методика основана на синтезе оптимальных законов управления двух процессов — падения производства и сбалансированного роста. Оптимальность законов управления определяется путем минимизации квадратичного функционала качества переходных процессов сближения эталонных траекторий и фактически необходимых траекторий валового производства.