Моделирование стратегического развития вертикально-интегрированной нефтяной компании тема диссертации по экономике, полный текст автореферата
Автореферат
| Ученаd>кандидат экономических наук | |
| Автор | Баев, Виктор Анатольевич |
| Место защиты | Москва |
| Год | 2000 |
| Шифр ВАК РФ | 08.00.13 |
Диссертация
Автореферат диссертации по теме "Моделирование стратегического развития вертикально-интегрированной нефтяной компании"
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК - л Д Институт системного анализа
".Х-'Л . . ..I
На правах рукописи
БАЕВ Виктор Анатольевич
Моделирование стратегического развития вертикально-интегрированной нефтяной компании
Специальность 08.00.13. - Экономико-математические методы
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук
Москва - 2000
Работа выпонена в Московском Физико-Техническом Институте
Научный руководитель - доктор экономических наук, профессор Лившиц Вениамин Наумович
Официальные оппоненты: - доктор экономических наук,
Хрусталев Евгений Юрьевич - кандидат экономических наук, Горлин Юрий Михайлович
Ведущая организация - кафедра математических методов анализа экономики экономического факультета Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова
Защита состоится И декабря 2000 года в 10 часов на заседании диссертационного совета К 003.63.02 при Институте системного анализа РАН по адресу: 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 9. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСА РАН.
Автореферат разослан 11 ноября 2000 г.
/Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат экономических наук
Рысина В.Н.
I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. В настоящее время остро встает проблема моделирования стратегического развития вертикально-интегрированных нефтяных компаний (ВИНК) в условиях переходной экономики.
В СССР отдельные элементы нефтяного цикла (разведка, нефтедобыча, транспорт нефти, переработка, транспорт нефтепродуктов, нефтехимия, оптовая и розничная торговля нефтепродуктами и т.д.) имели различную отраслевую принадлежность. В 1992г. начася процесс реструктуризации российского нефтяного комплекса. Учитывая тенденции развития крупнейших западных нефтяных компаний, правительством было принято решение об образовании вертикально-интегрированных нефтяных компаний, действующих по поному производственному циклу ("от геологоразведки до бензоколонки").
В ряде случаев, формирование и становление отечественных ВИНК проводилось без надлежащего учета российских особенностей организации ТЭК. Не проводилась также оптимизация производственных пропорций и региональной структуры формируемых ВИНК. В связи с вышесказанным, особую актуальность для образованных нефтяных компаний имеет системное рассмотрение проблем моделирования развития, стратегических перспектив, анализа структурных преимуществ и недостатков, оптимизации деятельности в новых экономических условиях, что пока не делалось в отечественной практике.
В экономике России ВИНК играют ведущую роль. В нефтяной промышленности России, доля добычи которой составляет около 10% всей мировой добычи нефти, на настоящий момент создано около 15 вертикально-интегрированных компаний (на их долю приходится почти 90% общероссийской добычи нефти). Среди них крупнейшие: "ЛУКойл", "Сургутнефтегаз", ЮКОС и др. Доходы бюджета страны от нефтяного бизнеса в настоящее время составляют более 20% всех доходов.
В современных условиях ключевое значение приобретает факт наличия у компаний собственной оптимальной стратегии развития. В условиях быстро меняющейся бизнес среды необходимо иметь надежный инструментарий, позволяющий моделировать стратегию развития, отвечающую изменяющимся условиям внешней среды и позволяющую оптимизировать использование потенциала компании (производственного и финансового).
Формирование и оптимизация собственной стратегии развития ВИНК неразрывно связано с необходимостью применения новых подходов в управлении. В основу диссертационного исследования положены работы советских, российских и зарубежных ученых в области экономического прогнозирования, математического моделирования и оптимизации.
За годы структурной реформы экономики отечественные нефтяные компании, государственные и частные предприятия накопили определенный опыт работы на российском нефтяном рынке, в различных сферах производственно-хозяйственных операций. Анализ имеющейся информации, а также накопленный личный опыт работы, исследования в сфере нефтебизнеса подтверждают ограниченность используемых технологий управления и необходимость совершенствования методов оптимизации развития ВИНК.
Цель и задачи исследования. Целью исследования является моделирование методов оптимизации деятельности отечественных вертикально-интегрированных нефтяиь(х компаний на перспективу, расчета оптимальных параметров функционирования и развития компании, обеспечивающих повышение конкурентоспособности на мировом рынке нефти и нефтепродуктов. Основной задачей работы является формирование эффективной методики оптимизации на основе использования экономико-математических методов оптимизации на предприятиях нефтегазового комплекса.
В соответствии с поставленной целью, в работе решаются следующие задачи:
Х проанализировать общее состояние и основные направления развития реформ в нефтяной отрасли России в период формирования рыночных условий, целесообразность использования ВИНК, как доминирующей формы организации нефтяного бизнеса;
Х исследовать особенности моделирования развития ВИНК в условиях рынка;
Х разработать методологию определения оптимальной стратегии развития ВИНК на основе предложенной модели;
Х сформировать методику оценки экономической эффективности выбранной стратегии развития предприятия, основанной на рациональном использовании инвестиционных ресурсов при произвольном наборе альтернативных и взаимнонезависимых проектов.
Предметом исследования являются процессы моделирования стратегического развития ВИНК в рыночных условиях.
Объектом исследования служат отечественные вертикально-интегрированные нефтяные компании, осуществляющие расширение своей деятельности и испытывающие необходимость в инструменте оценки качества стратегического планирования развития бизнеса.
Теоретико-методологической основой исследования послужили работы отечественных и зарубежных ученых по методам экономического планирования развития предприятий в условиях как плановой, так и рыночной экономик, методам системного анализа, декомпозиции, экономико-математического моделирования, работы по анализу организационно-экономических структур в нефтяной бизнес среде, которые все вместе позволили комплексно подойти к процессу оптимизации стратегии развития ВИНК.
Научная новизна работы определяется тем, что соискателем предложена математическая модель вертикально-интегрированной нефтяной компании, являющейся новой организационной структурой в отечественной нефтяной промышленности.
Х разработана методология моделирования ВИНК и экономико-математические методы оптимизации ВИНК
Х предложена методика поиска оптимальных стратегических решений развития ВИНК, оценки эффективности предлагаемых проектов (альтернативных и взаимнонезависимых)
Х сформулированы модели для уровней интеграции и взаимосвязи между ними
Х предложено использование иерархичной системы моделей для описания и оптимизации развития крупных вертикально-интегрированных нефтяных компаний.
Практическая значимость диссертационной работы обусловлена актуальностью предмета исследования и определяется, прежде всего, тем, что предложенные в диссертации методы формирования стратегии и траектории развития ВИНК позволяют улучшить управление нефтяными компаниями и создают предпосыки для проведения эффективных их преобразований.
Предлагаемая система моделирования на перспективу отвечает требованиям современного этапа развития отечественных нефтяных компаний в рыночных условиях.
Апробация работы. К настоящему моменту, отдельные результаты диссертационной работы уже использовались в практической работе ВИНК "ЛУКОЙЛ".
Основные положения диссертационной работы докладывались на Международной конференции "Производственная инфраструктура в стационарной и нестационарной экономике" и научно-практической конференции ИСА РАН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи общим объемом 3,6 печатных листа.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.
Объем работы составляет 120 страниц основного текста, 5 таблиц и 7 рисунков, приложение.
II. Основное содержание работы
В первой главе освещены основные проблемы и перспективы развития отечественной нефтяной отрасли в современных условиях, раскрыты проблемы и тенденции формирования структуры нефтяных компаний в рыночных условиях. Дан обзор направлений экономико-математического моделирования и их применимости. Рассмотрены проблемы моделирования современных вертикально-интегрированных нефтяных компаний.
Организационно, управление нефтяной и газовой промышленностью в СССР осуществлялось через систему группы министерств СССР и союзных республик. Значительную роль в обеспечении развития отраслей играло Министерство строительства предприятий нефтяной и газовой промышленности. Геолого-поисковая контора, нефтегазодобывающее управление, управление буровых работ, нефтеперерабатывающий завод и т.д. являлись основными низовыми звеньями в нефтяной и газовой промышленности, занимавшиеся производственной деятельностью.
Начало реализации хозяйственной самостоятельности предприятий было положено введением Закона СССР "О государственном предприятии (объединении)" от 1 января 1988г., в соответствии с которым предприятия становились ограниченно самостоятельными субъектами экономики. Структура нефтяной промышленности также претерпела упрощение за счет ликвидации территориальных производственных подразделений. Но даже реформы, проведенные в 1992-1993 гг. (выделение в отдельные концерны ряда крупнейших подразделений Государственного предприятия "Роснефть", а затем акционирование этих концернов), не были основаны на соблюдении важнейшего принципа рыночной экономики - создания конкурентной среды с определенным уровнем государственного регулирования.
Отправной точкой реформ стала ситуация, характеризовавшаяся тем, что нефтяная промышленность страны поностью находилась под контролем государства. К настоящему времени положение нефтяной промышленности определяется тем, что достигнутый уровень частного предпринимательства считается недостаточным по ряду основных причин:
1) частные компании, как оскоки старой министерской пирамиды, имеют строгое территориальное разделение, при котором компании мало конкурируют между собой, и такое положение привело к созданию рынка региональных монополий;
2) не претерпела существенных изменений и сохранилась функциональной система управления и организационная структура таких компаний.
Поэтому, хотя большинство существующих сегодня компаний по форме собственности являются частными, по содержанию в значительной части остаются полугосударственными.
Главными целями реформ дожны стать региональная демонополизация нефтегазового комплекса и создание эффективной конкуренции на рынке. Пример ведущих стран мира доказал, что именно такие условия являются наилучшим способом обеспечения эффективного развития нефтяной промышленности.
Создание акционерных обществ, по мнению автора, стало шагом в направлении структурной перестройки отрасли и открыло реальную возможность для образования в относительно короткий срок предприятий различных форм собственности - поностью государственных, смешанных (государственно-частных), иностранных, а также частных с нулевым участием государства. В условиях смешанной экономики с существующими в ней разными типами предприятий, государственные компании, находящиеся в окружении частных фирм, ведут себя совершенно иначе, чем в условиях экономики социалистического типа, где государство является единственным владельцем всех предприятий и организаций нефтяной промышленности. Следует подчеркнуть огромную важность роли государства, как регулятора экономических отношений, особенно применительно к случаям региональных монополий.
Как показывает анализ наиболее вероятных сценариев развития нефтяной отрасли в России, одну из главных ролей в нефтяной отрасли играют в настоящее время, и будут играть в обозримом будущем, вертикально-интегрированные компании - новая для Российской экономики форма структурной организации производства.
Под вертикально-интегрированными нефтяными компаниями понимается устойчивое сочетание производственных объектов, сосредоточенных на локализованной территории (одной или нескольких) и объединяемых существенными производственно-экономическими связями, определяемыми, главным образом, технологической необходимостью.
Теоретический подход к решению проблемы структурной перестройки нефтяной отрасли России приводит к необходимости рассмотрения трех основных параметров, которые дожны быть зафиксированы на соответствующих уровнях так, чтобы комбинации этих параметров определяли различные варианты проведения структурной перестройки. К таким параметрам относятся:
1) структура нефтяных компаний - определяет все виды деятельности нефтяных компаний и оказывает значительное влияние на другие характеристики, имеющие отношение к организации работы нефтяной промышленности.
2) форма собственности - как показывают результаты анализа организационных моделей в других странах, в настоящее время имеет место сильная тенденция к приватизации, хотя государственные компании по-прежнему пользуются некоторыми преимуществами, особенно в странах, осуществляющих экспортные поставки сырой нефти.
3) характер государственного регулирования - включает две составляющие: законодательную систему (с помощью которой устанавливаются и контролируются "общие правила игры" - закон о недрах, кодексы стандартов, налоговое законодательство и т.д.) и ряд допонительных законодательных и нормативных актов (так называемые "исключения из общих правил"), которые призваны обеспечить защиту прав потребителей, защиту честной конкуренции, привлекательность нефтяной промышленности для частных инвесторов и т.п.
Результаты такого анализа представлены в прилагаемой ниже "матрице решений", которая показывает значения каждого из выбранных параметров для наиболее вероятных вариантов дальнейшего развития нефтяной отрасли. При рассмотрении всей совокупности возможных вариантов решений некоторые из них могут показаться впоне целесообразными и очень привлекательными, однако уже пройденные этапы реформирования и поставленные цели новых преобразований отсеивают большую часть возможных вариантов решений. Стобцы матрицы А, В, С представляют три основных, наиболее вероятных варианта решения, какой будет структура нефтяной отрасли России, но можно рассмотреть и некоторые другие.
Таблица 1
"Матрица вероятных решений" Варианты ABC
развития Минимальные Ограниченная Максимальная
нефтяной отрасли__изменения _интеграция__интеграция
Структура нефтяных компаний Большинство компаний являются вертикально-интегрированными Отдельные компании являются вертикально-интегрированными Все компании являются вертикально-интегрированными
Форма собственности компаний Смешанная государственно-частная Частная Частная
Характер государственного регулирования Ограниченное регулирование Общие правила Жесткое государственное регулирование или обшие правиз
Вариант А: Минимальные изменения.
Этот вариант является отражением концепции закрепления нынешнего состояния организационной структуры нефтяной промышленности с одновременным усовершенствованием законодательной базы. При таком варианте существует потребность в неком минимальном уровне регулирования отрасли, чтобы ограничить регионально монополистические тенденции крупных ВИНК.
Вариант В: Ограниченная интеграция.
Отличие состоит в том, что в нефтяной промышленности большее внимание отводится присутствию неинтегрированных компаний и отдельных предприятий, а число ВИНК и/или их размеры каким-либо образом ограничены, чтобы они не смогли доминировать над неинтегрированными компаниями. При этом государство максимально устраняется от прямого регулирования и ограничивается только установлением общих правил игры. Вариант С: Максимальная интеграция.
Здесь возникает два подварианта. В одном - вся нефтяная отрасль состоит исключительно из нескольких крупных частных вертикально-интегрированных компаний, а усилившийся региональный монополизм потребует очень высокой степени государственного регулирования для обеспечения конкуренции, защиты интересов потребителей и привлечения иностранных инвестиций. В другом подварианте нефтяная отрасль состоит из большого числа некрупных частных вертикально-интегрированных компаний, не имеющих четкого регионального деления, и в этом случае государственное регулирование может ограничиться общими правилами.
Применение принципов системного анализа к вертикально-интегрированной системе предполагает необходимость соблюдения ряда требований. Отметим следующие из них:
1. Учет сложности системы в целом и отдельных ее уровней: все они состоят из большого числа взаимосвязанных элементов, причем число типов этих элементов тоже достаточно велико (разведка, добыча, переработка, транспорт, сбыт, нефтехимия). Взаимодействие отдельных подсистем между собой, наличие у них собственных "интересов", целей и критериев оценки, экономического механизма функционирования и т.д. обуславливают появление системных эффектов.
2. Рассмотрение иерархической (многоуровневой) структуры вертикально-интегрированной производственной системы. При этом надо иметь в виду многогранность свойства иерархичности, проявление его в разных аспектах, и, прежде всего, во временном, отраслевом и территориальном.
3. Использование свойства управляемости элементов производственной системы всех уровней (расчет по модели варьируемых переменных - выпусков и потоков - на каждом уровне иерархии ВИНК).
4. Двойственный подход к изучению вертикально-интегрированной нефтяной компании: как относительно обособленной сложной динамической системы, развивающейся по присущим таким системам закономерностям, и как неотъемлемой части народного хозяйства, тесно связанной при своем функционировании и развитии с производственными системами других отраслей и сфер народного хозяйства. Из принципа двойственности вытекает наличие внутренних и внешних аспектов функционирования и развития ВИНК.
5. Использование моделей как внутреннего типа - для общего моделирования ВИНК, так и внешнего типа - для отдельных элементов ВИНК.
Исторически принят подход к моделированию, который специализируется, прежде всего, по уровню иерархии существующей системы экономического управления:
верхний уровень (межотраслевой баланс и эконометрические модели)
средний уровень (регионально-отраслевые модели)
нижний уровень (модели предприятий и отдельных производств). Для решения задач размещения, оптимального перспективного отраслевого планирования используются модели среднего уровня - отраслевые, производственно-транспортные модели. Однако в ходе исследования было установлено, что при всем многообразии существующих моделей, они не нашли дожного применения в практике планирования отечественных ВИНК. Отчасти это связано с некоторыми особенностями как описания самого объекта моделирования, так и планирования развития ВИНК в условиях рынка, когда моделируемый объект необходимо рассматривать как "открытую" систему, эффективность работы которой зависит не только от факторов внутренней среды, но и от рыночной ситуации и факторов ее определяющих.
Применение принципов системного анализа предполагает, что при моделировании ВИНК дожны быть достаточно корректно отражены структура ВИНК, внутренние и внешние взаимосвязи.
Структура ВИНК. Ядро ВИНК - совокупность производственных предприятий различных отраслей, которые разделяются на отрасли специализации, связанные между собой технологически необходимыми производственными связями, и комплексирующие производства.
Первая группа отраслей - отрасли специализации, которые непосредственно участвуют в производственно-технологическом обмене продукцией. Это отрасли промышленности - добывающая и перерабатывающая. По своей значимости и "мощности" отрасли специализации можно разделить на внутренние и внешние. К внешним относятся те, продукция которых предназначена для потребления вне ВИНК. Продукция внутренних отраслей потребляется главным образом в пределах ВИНК. В процессе развития системы отрасли специализации могут переходить как из внешних во внутренние, так и обратно.
Вторая группа отраслей - это отрасли, обслуживающие непосредственные потребности населения и первой группы отраслей. К их числу относятся инфраструктурные отрасли: транспорт и розничный сбыт.
В работе принято, что отрасли (сектора) имеют множественное деление по нескольким признакам:
- региональный (определяется требованиями задачи к фиксации существенных различий значений производственных и удельных финансовых показателей, например, добывающий сектор может иметь деление на регионы Запад, Юг, Центр и Север, по которым значения показателей продуктивности скважин, удельной стоимости добычи и др. имеют значительные отличия, кроме того, укрупненное региональное деление позволяет считать регион как локализованную территориальную единицу при решении транспортной задачи и задачи размещения, что уменьшает размерность и громоздкость модели в целом)
- продуктовый (для учета многопродуктовой структуры конечного выпуска вертикально-интегрированной нефтяной компании - газ, нефть, нефтепродукты, нефтехимия);
- производственный, т.е. деление по производственным мощностям (учет различий техно логических цепочек и научно-технических новшеств, а также возможность роста производства за счет контрактных (арендуемых) мощностей).
Взаимосвязи ВИНК. Взаимоотношения между группами отраслей (специализации, обслуживающие) в промышленности, а также взаимодействия их как с другими элементами внутри самой производственной системы, так и
объектами, находящимися за ее пределами, в совокупности образуют основные внешние и внутренние взаимосвязи.
Внешние связи определяют место данной производственной системы в хозяйстве страны и его специализацию в масштабе страны и региона. Как правило, внешние связи бывают двусторонние: от экономики страны и импорт к ВИНК, и от ВИНК к экономике страны и экспорт. Первые отображают потребность экономики в ресурсах или конечной продукции ВИНК (проявляется в виде спроса), а также состав и количество ресурсов (продуктов), которые экономика может выделить данной производственной системе (формируется предложение продуктов). Вторые содержат информацию о ресурсах и возможностях ВИНК, перечень ресурсов (продуктов) других производственных систем, которые необходимы для осуществления деятельности.
По функциональному признаку внутренние связи ВИНК можно разделить на следующие группы:
О производственно-экономические - осуществляются по линии производственного процесса (вертикальные и горизонтальные); О материально-технические (снабженческо-сбытовые), которые охватывают сырье, топливо, вспомогательные материалы, оборудование и готовую продукцию;
О территориальные - обусловленные единством транспортно-географического положения предприятий и совместного использования природных и трудовых ресурсов и элементов производственной инфраструктуры комплекса
Моделирование ВИНК предполагает два раздела описания: материальный и финансовый.
Материальный раздел описания составляют балансы продуктов, производственных мощностей, трудовых и природных ресурсов, новые проекты и правила преобразования входных потоков в выходные. В экономической модели для организации регуляторов (обратных связей) в качестве основного используется финансово-денежный механизм.
Финансовый раздел включает описания балансов денежных потоков, правил формирования и использования инвестиционных ресурсов, финансовые операции компании.
Во второй главе формулируется динамическая задача оптимизации, связанной с выбором стратегии развития ВИНК. Это задача размещения (реконструкции) производственных мощностей, включающая в себя развитие транспортной сети. Определена методика решения такой задачи, отражены особенности описания различных отраслей, при этом принята следующая постановка задачи.
Предполагается заданным множество пунктов производства, переработки и потребления, в каждом из которых производится или потребляется заданное множество продуктов. Все предприятия разделяются на два подмножества: действующие предприятия и новые предприятия, которые можно построить. К числу проектов новых предприятий относятся и проекты реконструкции действующих мощностей. Допускается также рассмотрение и групп альтернативных проектов. Осуществление проектов строительства новых предприятий может произойти в различные моменты времени планового интервала. Требуется получить ответы на следующие практические вопросы:
какие новые объекты строить, где и когда; как рационально загружать и развивать транспортную сеть; как загружаются действующие производства, где и в каком объеме производится сбыт. При этом система остается открытой, т.е. допускается поступление продуктов извне на любом этапе и в любом пункте.
Модель имеет динамический характер, т.е. все переменные рассматриваются изменяющимися во времени. Может быть принято как дискретное, так и непрерывное по времени описание динамики.
Варьируемые переменные модели включают в себя:
- интенсивности способа производства на каждом предприятии в моделируемые моменты времени для каждого технологического способа производства;
- моменты времени реализации проектов развития;
- потоки продуктов между пунктами производства и потребления (как по объемам , так и по направлениям)
В качестве фиксированных параметров модели приняты:
- величина производственной мощности для каждого предприятия (действующих и новых) в каждый момент времени (по каждому виду мощностей или по продукту - зависит от выбранного варианта описания производства: многопродуктовое или однопродуктовое, с многообразием видов мощностей на предприятии или однотипными мощностями)
- минимально допустимые коэффициенты использования мощности на каждом предприятии в каждый момент времени;
- пропускные способности транспортных, путей (по каждому из продуктов)
- динамика всех коэффициентов затрат на производство единицы продукции
- динамика цен на каждый вид продукта по каждому региону (если такое разделение на регионы проводится)
- предельные объемы конечного потребления продуктов в каждый момент времени
- тарифы на транспортировку по каждому виду транспорта в каждый момент времени для каждого транспортного пути (вид зависимости тарифов от объемом транспортировки может быть нелинейным)
Система ограничений на переменные модели состоит из:
1) ограничений по производственным мощностям для действующих предприятий и реализованных проектов развития производства;
2) балансовых ограничений для производимых продуктов в пунктах;
3) ограничений по пропускным способностям для потоков перевозок;
4) ограничений по ресурсам, допонительная потребность в которых возникает с момента реализации проектов развития;
5) ограничения по ресурсам, сырьевым продуктам, заданным для всего региона;
6) ограничения для булевых переменных (альтернативные проекты, ограничения на число проектов);
7) финансовых ограничений, сформулированных для каждого момента времени или для интервалов времени. В ограничения входят и капитальные вложения, допускающие накапливание.
8) ограничение для моментов реализации проектов развития.
Необходимо сделать ряд замечаний по поводу ограничений (1-6):
а) Ввод мощностей нового предприятия (прирост мощностей в результате реконструкции) по каждому проекту предполагается мгновенным в момент завершения строительства или реконструкции, точно также предполагается мгновенным прирост пропускной способности коммуникации. Это является идеализацией реальных процессов, хотя и используется достаточно широко в постановках задач. Таким образом идеализируется потребность в используемых ресурсах, которая появляется с момента реализации проекта
б) Задельное строительство (реконструкция) предприятий и расширение пропускных способностей коммуникаций может быть учтено при фиксации для некоторых проектов моментов их реализации. Тогда в процессе решения динамической задачи размещения производств такие моменты ввода не варьируются.
В качестве целевой функцией модели принят максимум дисконтированного дохода за вычетом суммы производственных, транспортных и капитальных затрат за плановый период.
Сценарные оптимизационные расчеты по модели ВИНК являются базой для формирования комплекса стратегий развития ВИНК, в рамках которых производится допонительная субоптимизация и оценка по критерию максимума ожидаемого чистого дисконтированного дохода (ЧДД).
В модели, в отрасли природных ископаемых, принята следующая классификация запасов: недоказанные, доказанные неразрабатываемые и доказанные разрабатываемые. В совокупности эти категории запасов составляют общие запасы. Геологическая разведка содержит две фазы: предварительную разведку и промышленную разведку. Продуктом первой фазы являются предварительные сведения об общих запасах и запасах полезных ископаемых по категории недоказанных, а также сведения о переоценках запасов. Поскольку процесс открытия месторождения и его размеры носят стохастический характер, то затраты на предварительную разведку можно отнести на непроизводственное потребление и определять их экспертным путем. Начальные размеры запасов также вводятся на основе экспертных оценок. Преобразование категории недоказанных запасов в промышленные (доказанные), есть функция промышленной разведки. Выходом элемента "запасы" является объем подготовленных к промышленной добыче запасов полезных ископаемых; входом - сырье и первоначально разведанные (недоказанные) запасы полезного ископаемого. Прирост недоказанных запасов осуществляется за счет сейсморазведки и приобретения лицензий на недоказанные запасы. Прирост доказанных неразрабатываемых запасов происходит либо за счет приобретения лицензий на такой тип запасов, либо за счет перевода недоказанных запасов в доказанные при помощи разведочного бурения. Наконец, доказанные разрабатываемые запасы прирастают за счет освоения неразрабатываемых запасов и истощаются за счет добычи.
В модели, помимо абсолютных значений прироста и истощения запасов, необходимо учесть качественные характеристики этих запасов и функцию извлекаемости запасов (Доля доказанных разрабатываемых запасов, которая может быть извлечена по данной технологии в процессе добычи). Вводится функция извлекаемости запасов, зависящую от следующих параметров: интенсивность добычи, географический район, тип технологии, величина оставшихся запасов.
Балансовое уравнение для перевода недоказанных запасов в доказанные за счет разведки формируется следующим образом: если месторождение ц предусматривает NД очередей ввода в эксплуатацию (например, для сохранения линейности в отрасли "добыча" из-за изменения условий добычи по мере исчерпания запасов), то каждый этап содержит оценки Хм,,, - объема недоказанных запасов полезного ископаемого в очереди N месторождения и и длительности разведочных работ. Объем доказанных запасов полезного ископаемого /, подготовленный к промышленной эксплуатации за время й до г, определяется по формуле:
'ки - 'м-/. ~ т<ч- Д - условие неопережения очереди разработки,
ц е Д - множество месторождений / -го продукта в месте ц.
Тогда баланс доказанных запасов полезного ископаемого / в месте д имеет вид:
*че>=*ч('в)+<(о-/5>;(оа >о (.1)
где п - число технологий добычи полезного ископаемого.
В отрасли добычи ухудшение условий добычи описывается разбиением месторождения на несколько однородных частей, отличающихся друг от друга удельными затратами на добычу. Для простоты будем отождествлять эти части с очередями ввода месторождения ц в эксплуатацию. Разведка частей месторождения идет последовательно, в порядке возрастания номера И, добыча так же, но без опережения разведки, т.е. > Л,.,, где/,^ - начало добычи на /У-ой очереди месторождения р. Т.к. в разных очередях месторождения разные удельные затраты, то (1.1) записывается для каждой части отдельно, соответственно объем добычи ограничен промышленными запасами для каждой очереди месторождения.
Отрасль переработки и нефтехимии - это производственный элемент с сопутствующими продуктами, т.е. на одном оборудовании и в одном производственном процессе получаются несколько продуктов. Для их описания по неймановской схеме введем обозначения: Х интенсивность производства и измеряется в потоках основного сырья-нефти, к, - количество /-го продукта, вырабатываемого при единичной интенсивности. Тогда выпуски продуктов имеют вид: V, = ^Г V" = ^ к" * м>" , / е1, где п - число технологий производства.
Необходимое количество сырьевых и трудовых затрат на производство определяется не от произведенного продукта, а от переработанного сырья.
Аналогично по нефтехимии, которая по сути является более глубокой переработкой, отличие только в наименовании продуктов и основного сырья.
Транспортная сеть состоит из вершин и однонаправленных дуг. Большое количество дуг связано со спецификой задачи. Поная сеть состоит как бы из нескольких слоев, каждый из которых соответствует своему типу продукта, либо транспорта. Отдельные слои связаны между собой в местах расположения НПЗ, перевалочных пунктов, нефтебаз. По виду функций затрат транспортировки продукта по дуге V,) все дуги могут быть разбиты на три группы.
Функции затрат первой из них аппроксимируются непрерывной кусочно-
линейной зависимостью. В простом случае можно ограничиться формулой /('.'',)- р(0 + С) * V,. В более сложных случаях, кусочно-линейная зависимость от объема транспортируемого продукта (выпуклая вниз) определяется по аналогичной формуле, но не для всего диапазона возможных объемов транспортировки продукта, а только для части этого диапазона (некоторый интервал). Для разных интервалов определены разные коэффициенты 5(1) постоянного наклона функции затрат, кроме того они имеют одинаковую постоянную составляющую р(1). Дуги этой группы соответствуют существующим нефтепроводам, перевалочным нефтебазам и существующим крупным звеньям нефтепродуктопроводов. Примерно похожим образом формируются затраты и на производящих элементах.
Функции затрат дуг второй группы аппроксимируются линейной с разрывом в нулевой точке зависимостью: / (/,у,) = ^*V, + р*%пу . Дуги этой группы хорошо соответствуют будущим, возможным звеньям единой транспортной сети - нефтепроводам, крупным нефтепродуктопроводам.
Функции затрат третьей группы прямопропорциональны объемам перекачки продуктов: / (', V, ) = )'* I-1,. Эта группа соответствует операциям железнодорожного, автомобильного и морского видов транспорта.
Данная постановка задачи относится к классу многоэтапных многопродуктовых нелинейных динамических задач размещения.
Метод решения исходной задачи основан на использовании схемы последовательной декомпозиции в задачах оптимизации. Сначала решение поставленной оптимизационной задачи сводится к решению задачи нелинейного программирования (нахождение вектора моментов реализации проектов) и выделяется суженная задача, в которой уже задан порядок реализации проектов.
Сложность решения нелинейной задачи связана с ее невыпуклостыо и многоэкстремальностью. Для решения используется следующее ее основное свойство: можно с помощью допонительных ограничений выделить такое семейство подмножеств множества допустимости, что на каждом таком подмножестве можно найти глобальный оптимум.
Такие подмножества получаются, если использовать ограничения последовательности ввода предприятий. Однако, если проектов п, то возможных вариантов получаем п! Поэтому, задачу нелинейного программирования выгодно разделять по схеме ветвей и границ на более широкие классы задач.
По этой схеме просмотр осуществляется сразу по классам Рт суженных задач Р, с одинаковыми первыми I членами перестановок гг(/) = (/,,;,,...,;,). Символ л{1) = (;,,/,,...,/,) означает все возможные варианты ввода проектов, для которых очередность первых / проектов фиксирована. Если / = 1, то сначала в последовательности ввода предприятий фиксируется начальный проект, т.е. тог, который будет вводится первым, а очередность остальных произвольная. Исходная задача распадается на п ветвей, каждой из которых соответствует нелинейная задача с определенным первым вводимым проектом. Для каждой такой нелинейной задачи можно построить оценочную задачу, сняв некоторые ограничения, т.е. расширив область допустимости. Решение такой оценочной задачи сводится к решению обычной и параметрической (параметр время) задач
линейного программирования. Для решения параметрической задачи имеется ряд разработанных численных методов.
Значение функционала оценочной задачи сравнивается с текущим рекордом и если рекорд оказывается больше, то данная ветвь обрывается. Если рекорд меньше, то в рассматриваемой задаче фиксируем второй по очереди вводимый проект и повторяем процедуру (см.рис.1).
процедура разделения по индексу на п задач
решасем оценочные задачи, неразрешимые отсеиваем, выбираем задачу для следующего разделения, процедура разделения по индексу 2 нап-1 задач
Уровень 2
процедура разделения но индексу п на П' (и-2) задач, т е на 2 задачи
Задача Задача Задача
^З 4 Р. г .8
Уровень п-1
прямое решение задачи
прямое решение задачи
прямое решение задачи
Рис I. Дерево поиска решения
Процесс конечен, поскольку в худшем случае придется анализировать все суженные задачи.
Нижеприведенный агоритм позволяет отсеять большую часть суженных задач и прямо решать приходится лишь некоторые из них. Агоритм решения
задачи отражен на рис 2.
В каждой суженной задаче Р4 с заданной последовательностью ввода проектов удается определить верхние и нижние границы временного интервала ввода каждого проекта. Для этого приходится решить ряд одномерных задач минимизации и параметрических задач линейного программирования. Наиболее ранним моментом реализации проекта 1к является г*(я-), который обеспечен ресурсами, а гк(я-) - наиболее поздний момент реализации этого проекта, к которому иссякают производственные мощности по какому-либо проекту или пропускные способности не позволяют получить необходимые потоки перевозок (при этом считаются реализованными проекты /и /,,... , ). Суженная задача может быть неразрешима тогда и только тогда, когда для некоторого проекта к
диапазон возможных моментов ввода оказывается пустым, т.е. когда тк(л)<гк(л). Это позволяет еще отбраковывать ряд суженных задач. Для оставшихся задач приходится находить частные производные целевой функции по моментам ввода каждого проекта и исследовать их поведение соответствующих временных интервалах. Таким образом определяются локальные оптимумы. Решением суженной задачи будет отобранный по
Рис. 2. Блок-схема поиска решения исходной задачи при прямой
В третьей главе приведены результаты практической апробации предложенной методики разработки оптимальной стратегии развития предприятия на перспективу в условиях рыночных отношений на базе вертикально-интегрированной нефтяной компании "ЛУКОЙЛ".
При численном моделировании было разработано два варианта расчетной модели, различных по степени детализации описания модели и целям моделирования.
В обоих вариантах для заданных функций (удельных затрат, цен, спросовых ограничений и пр.) использовалась кусочно-постоянная аппроксимация в фиксированной временной сетке (по годам). Решение задачи
получалось таете в этой временной сетке.
Первый вариант расчетной модели был сформулирован для достаточно большой сети. Действующая сеть содержала 28 вершин и 392 дуги, кроме них еще 8 новых вершин, предполагаемых к строительству, и 206 новых дуг возможных направлений транспортировок.
Анализ позволил ответить на вопрос оптимальных моментов ввода отдельных проектов при прочих равных условиях, оптимального взаимодействия производства и инфраструктуры (рис. 3). Но наиболее важным
Зависимость времени ввода проекта от величины необходимых инвестиций (варианты с объемом инвестиций О и 1.4 О)
результатом практического решения такой задачи стало целесообразность и необходимость методологически иного подхода к практическому моделированию крупных компаний. Этот подход основан на построении многоступенчатой иерархической системы моделей. Для двухуровневой системы моделей уровни можно сформулировать на примере производственной инфраструктуры следующим образом; первый - укрупненная существующая транспортная сеть с необходимым числом альтернативных видов транспорта и направлений (существующих и возможных) транспортировки, второй -детальное моделирование локальных сетей на уровне отдельных регионов или элементов розничного сбыта типа НПО (нефтепродуктообеспечения). В качестве потребителей на укрупненной . сети могут рассматриваться область или небольшая республика. После решения на укрупненной сети можно перейти к определению оптимальной сети отдельных регионов. Здесь входные потоки выступают в виде фиктивных источников, они определены из решения задачи первого уровня.
Целью второго варианта расчетной модели являлось определение стоимости (по критерию оптимизации для модели) каждого отдельного элемента, как новых, так и действующих. Отличительной чертой и основной проблемой подобных практических постановок задач является трудоемкость учета системных эффектов.
При анализе сложных многоуровневых систем учет синергических
эффектов важен потому, что в таких системах ориентация на локальные выгоды подсистем может приводить к решениям, не выгодным для системы в целом. Наличие таких эффектов приводит к тому, что эффект по системе в целом может не совпадать с суммой эффектов по отдельным составляющим ее частям.
Второй вариант расчетной модели основывается на максимально допустимой агрегации описания ВИНК как по числу регионов, так и по транспортным сетям с учетом слабо формализуемых ограничений. В описании участвовало 22 производственных элемента, расположенных на транспортной сети, состоящей из 9 вершин и 63 дуг. Состав производимых и потребляемых продуктов, а также удельные характеристики производственных элементов остались без существенных изменений. Транспортная сеть была агрегирована из более детального описания первой задачи. Фактически этот вариант можно считать первым уровнем предыдущей задачи, если использовать подход многоуровневой иерархической системы моделей.
Ранжировка очередности проектов Таблица 2
по чистому дисконтиравянночу доходу
Проект Суммарные инвестиции ЧДД про 7,0% екта
Элемент 2 1 2 ООО 8 1 10
Элемент 20 1 750 4 900
Элемент 12 1 Я10 3 800
Элемент 16 2 499 3 270
Элемент 10 1 315 2 600
Элемент 2 2 2 300 2 6 70
Элемент 1 8 350 2 450
Элемент 19 f 555 1 760
Элемент 7 1 900 1 660
Элемент 21 1 700 1 58 0
Элемент 14 1 460 1 48 0
Элемент 3 2 000 1 140
Элемент 9 4 806 570
Элемент 17 565 400
Элемент 18 640 384
'Эчемент 15 465 330
Элемент 5 1 681 130
Элемент 11 6 29 80
Элемент 11 1 559 30
Элемент 8 1 219 -3 0
Элемент 6 230 -85
Элемент 4 246 -170
В приводимой выше таблице 2 результатов расчета номер элемента соответствует рейтингу экспертных (до расчетных) оценок эффективности проектов, полученными на основе стандартных методик расчета эффективности отдельно взятого проекта или предприятия. Сначала перечислялись действующие предприятия, затем новые (они выделены курсивом). Расчет по модели и ранжировка проектов в соответствии с полученными результатами на модели показывают как существенно поменялась картина, что говорит о значительном взаимном влиянии производственных элементов на конечный результат совместной оптимизации.
В таблице 3 представлены результаты расчетов зависимости эффективности проекта от взятого коэффициента дисконтирования.
Проекты новые и действующие Таблица 3
Суммарные инвестиции в проект н чистый неконтиронаины Л доход за период 2001-2030Г
П роект Суммарные ЧДД проекта
инвестиции 7,0% 10,0% 12,5% 15% 18%
)|1ине(и 1 в 350 2 450 1 740 13 10 1 000 730
Элемент 12 ООО *" 8 1 10 " Ь 3 00 4 1 5 0 3 \' " 2 1 9 0
Элемент 3 2 ООО 114 0 _______82 0 _ 500 380
Элемент 4 _ ........... 24 С _ __-J 7 0 "_"j_5__^ .. :100 ___-8.4
Элемент 5 10 8 1 130 mznз_o__2 ~ 6 717-го; 7 777a V
Элемент 6 2 3 0~ -85 ' -7 0 ~ .'"-60 5 0 -40
Элемент 7______ 7 777 1 J J.
Элемент 8 1 2 13 -30* _ -5 0^ 1 .-зэ 77 .7Д7?Дl -70
Элемент 9______ 4 в06 2 60 7_PP7 -20 ___-_1 00
Элемент _ 1315 __ 2 8 00 1 23С 640____ ' 3 ' 5 7 _ 11 "
Элемент 11 1 559 з'о" 7_ -~А4-1 77777lLZ ~-io" .....-12 5
Элемент 12________ 1 910 77 3 8 00" 720 77.8 в g_ _ 4 5 0_ _____1.80.
Элемент 13 _______629 8 0 ИГ1 ?7?7 77 ___0 .. -50
Элемент 14________ 1 60 1 4ва ~ 9 30 ""'Го S 2 0~ ' 380 '
Э лем ент M _4б5 ' 130 0 __90 _ 50 _______20
Э. | с л е н т / б .......* 2 4 99 3 2 70 " Г в 3 0 " "* 1 180 77 0 4 5 0
Элемент 11 565 4С0 27о" " 210 ' " 1 70 137
ia_ 840 364 * 225 -- ----- Ч 7 se______ ijo_ _______90_
') .1 е -К с н т 19 ..._ _ 1 555 1 /ВО 840 5 63 _____510
Элем гнт 20_ 1 1 7Ь0 _4 9 00_ 2 900 1 990 _ 1410 950
Э лемеп т 21________ 1 700_ 11.1. ? 8.Р 7 а-!о 523 TJTo" _____18 5
") 1 емен т 2 2 ...........2 Зо'о" 2 6 70 " ~l'S40~' i 04 0 730 470
Практика разработки схем развития ВИНК показывает значительную неопределенность исходной информации. Это касается в наибольшей степени следующих групп данных:
1. Характеристики перспективных объектов нефтедобычи и переработки
2. Размеры и динамика потребления нефти и нефтепродуктов по регионам
3. Динамика экспортных и внутренних цен на продукты
4. Изменение эксплутационных характеристик из-за влияния НТП, перспективное оборудование и его характеристики.
5. Капитальные вложения и эксплутационные расходы (их взаимозависимость) в перспективе по действующим производственным и транспортным объектам
6. Перспективное расположение и товаропоток объектов конечного сбыта.
Данные первой группы основываются на прогнозах и предположениях по разработке новых перспективных месторождений и возможных проектах реконструкции действующих (или строительства новых) НПЗ. Реализация этих предложений в перспективе, в основном, определяется динамикой финансовых ограничений на объем капитальных вложений. Причем объем и динамика финансовых ограничений зависят от многих факторов и предугадать поведение которых более менее точно для отдаленной перспективы невозможно. Практически очень сложно предугадать точное поведение внутренних и внешних цен (третья группа данных), которые определяются мировым рынком и от которых сильно зависит вторая и шестая группы данных. Неопределенность четвертой и пятой групп вызвана неизбежными ошибками в прогнозировании научно-технического прогресса в производстве. Кроме того данные зависят от внешнего окружения (как то конкуренты, подрядчики и т.п.). Шестая группа данных вообще сильно определяется динамикой развития всей экономики
страны и ее структурными характеристиками.
Для учета фактора риска и неопределенности используются соответствующие методы, рекомендуемые для условий Российской экономики работами ряда авторов, в частности, при интервальной неопределенности критериальный функционал рассчитывается как ожидаемая величина по формуле Гурвица.
111. ВЫВОДЫ
Выпоненное исследование позволяет сделать следующие выводы и сформулировать рекомендации;
1. Развитие отечественной экономики и интеграция в мировое рыночное сообщество ставит перед ВИНК проблему обеспечения их конкурентоспособности, решение которой требует использования новых подходов к системе планирования в нефтяных компаниях.
2. Анализ проблемы оптимизации развития ВИНК показал необходимость: комплексной оптимизации всех основных параметров ВИНК; рассмотрения нескольких транспортируемых продуктов (при максимальной степени агрегированности как минимум двух - нефть и нефтепродукты) для произвольного числа пунктов зарождения и гашения грузопотоков продуктов; учета баланса поставки и потребления по каждому виду продуктов; рассмотрения динамических аспектов развития ВИНК (моментов ввода предприятий) и фактора неопределенности исходной информации для решения проблемы.
3. Решение задачи оптимального развития ВИНК, рассматриваемой как "открытая" система, позволило установить, что эффективное решение подобных задач вызывает необходимость в разработке и использовании иерархических систем моделей - наиболее перспективной области приложения экономико-математических методов к задачам оптимизации развития сложных производственных систем.
4. В работе предложена соответствующая система моделей развития ВИНК и проведен математический анализ структуры возникающих задач оптимизации. Наиболее целесообразным подходом к решению подобных задач является агоритм, основанный на методах декомпозиции исходной задачи. Кроме того, подобные методы решения достаточно гибки и позволяют во многих случаях также успешно решать возможные модификации исходной задачи.
5. Методические основы оптимизации стратегии развития ВИНК, изложенные в диссертационной работе, могут быть использованы для построения систем поддержки принятия решений по стратегическому развитию. Практическое применение подобных систем позволит повысить эффективность производственно-хозяйственной деятельности ВИНК и их конкурентоспособность на мировом рынке.
6. Важнейшим направлением развития методологии моделирования процессов стратегического планирования ВИНК является совершенствование методов учета факторов риска и неопределенности, формирование в этих условиях на базе сценарных расчетов эффективных стратегий развития ВИНК.
Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях:
1. Баев В.А., Кочетков A.B., Лившиц В.Н. Моделирование сложных вертикально-интегрированных систем // Системные исследования. Методологические проблемы. Ежегодник 1998, часть I. М.: Эдиториал УРСС, 1999. (1,3 п л.)
2. Баев В.А. Моделирование сложных вертикально-интегрированных производственных систем в нефтегазовой отрасли // Аудит и финансовый анализ. Издательский дом "Компьютерный аудит" N4 2000г. (2,3 п.л.)
3. Баев В.А. Отражение элементов производственной инфраструктуры при моделировании ВИПК // Производственная инфраструктура в стационарной и нестационарной экономике / Тезисы докладов и сообщений Международной конференции, Московская обл., пос. Юность, 8-10 сентября 2000 - М.: ИСА РАН, 2000г. (0,05 п.л.)
Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидат экономических наук , Баев, Виктор Анатольевич
Глава 1. Исследование проблематики и объекта моделирования
з1. Анализ динамики и прогноз развития нефтяной промьппленности
з2. Обзор постановок задач в зарубежной и российской литературе
з3. Цели, задачи и объект моделирования
Глава 2. Методические основы моделирования и оптимизации ВИНК
з1. Экономико-математическое описание модели
з2. Динамическая задача оптимизации
з3. Особенности реализации агоритма поиска решения
Глава 3. Решение задач оптимизации и анализ численных результатов
з1. Диалоговая система оптимизации ВИНК
з2. Примеры численного моделирования ВИНК
з3. Степень неопределенности исходной информации
Диссертация: введение по экономике, на тему "Моделирование стратегического развития вертикально-интегрированной нефтяной компании"
Актуальность исследования. В настоящее время остро встает проблема моделированиятегического развития вертикально-интегрированных нефтяных компаний (6ИНК) в условиях переходной экономики.
В экономике России ВИНК играют ведущую роль. В нефтяной промышленности России, доля добычи которой составляет около 10% всей мировой добычи нефти, на настоящий момент создано около 15 вертикально-интегрированных компаний (на их долю приходится почти 90% общероссийской добычи нефти). Среди них крупнейшие: "ЛУКойл", "Сургутнефтегаз", ЮКОС и др. Доходы бюджета страны от нефтяного бизнеса в настоящее время составляют более 20% всех доходов.
В современных условиях ключевое значение приобретает факт наличия у компаний собственной оптимальной стратегии развития. В условиях быстро меняющейся бизнес среды необходимо иметь надежный инструментарий, позволяющий моделировать стратегию развития, отвечающую изменяющимся условиям внешней среды и позволяющую оптимизировать использование потенциала компании (производственного и финансового).
Формирование и оптимизация собственной стратегии развития ВИНК неразрывно связано с необходимостью применения новых подходов в управлении. В основу диссертационного исследования положены работы советских, российских и зарубежных ученых в области экономического прогнозирования, математического моделирования и оптимизации.
Объектом исследования служат отечественные вертикально-интегрированные нефтяные компании, осуществляющие расширение своей деятельности и испытывающие необходимость в инструменте оценки качества стратегического планирования развития бизнеса.
Предметом исследования являются процессы моделирования стратегического развития ВИНК в рыночных условиях.
Целю исследования является моделирование методов оптимизации деятельности отечественных вертикально-интегрированных нефтяных компаний на перспективу, расчета оптимальных параметров функционирования и развития компании, обеспечивающих повышение конкурентоспособности на мировом рынке нефти и нефтепродуктов. Основной задачей работы является формирование эффективной методики оптимизации на основе использования экономико-математических методов оптимизации на предприятиях нефтегазового комплекса.
В соответствии с поставленной целью, в работе решаются следующие задачи:
Х проанализировать общее состояние и основные направления развития реформ в нефтяной отрасли России в период формирования рыночных условий, целесообразность использования ВИНК, как доминирующей формы организации нефтяного бизнеса;
Х исследовать особенности моделирования развития ВИНК в условиях рынка;
Х разработать методологию определения оптимальной стратегии развития ВИНК на основе предложенной модели;
Х сформировать методику оценки экономической эффективности выбранной стратегии развития предприятия, основанной на рациональном использовании инвестиционных ресурсов при произвольном наборе альтернативных и взаимнонезависимых проектов.
Теоретико-методологической основой исследования послужили работы отечественных и зарубежных ученых по методам экономического планирования развития предприятий в условиях как плановой, так и рыночной экономик, методам системного анализа, декомпозиции, экономико-математического моделирования, работы по анализу организационно-экономических структур в нефтяной бизнес среде, которые все вместе позволили комплексно подойти к процессу оптимизации стратегии развития ВИНК.
Степень проработанности проблемы. Исследованию производственно-транспортных задач, динамических задач размещения, математическим методам декомпозиции, оценке инвестиционных проектов посвящены работы следующих авторов: Бойкова В.А., Виленского В.Л., Грачевой М.В., Казакевича Д.М., Козлова Л.А., Коссова В.В., Лившица В.Н., Серова С.С., Смоляка С.А., Токарева В.В., Уздемира А.П., Чарного В.И., Шмелева В.В., Benders J.F., Erlenkotter D., Manne A.S., S. Mayers, и др. Однако, ряд вопросов моделирования сложных вертикально-интегрированных систем остается неизученным.
Научная новизна работы определяется тем, что соискателем предложена математическая модель вертикально-интегрированной нефтяной компании, являющейся новой организационной структурой в отечественной нефтяной промышленности.
Х разработана методология моделирования ВИНК и экономико-математические методы оптимизации ВИНК
Х предложена методика поиска оптимальных стратегических решений развития ВИНК, оценки эффективности предлагаемых проектов (альтернативных и взаимнонезависимых)
Х сформулированы модели для уровней интеграции и взаимосвязи между ними
Х предложено использование иерархичной системы моделей для описания и оптимизации развития крупных вертикально-интегрированных нефтяных компаний.
Апробация работы. К настоящему моменту, отдельные результаты диссертационной работы уже использовались в практической работе ВИНК "ЛУКОЙЛ".
Основные положения диссертационной работы докладывались на Международной конференции "Производственная инфраструктура в стационарной и нестационарной экономике" и научно-практической конференции ИСА РАН. По теме диссертации опубликовано 3 статьи.
Логика изложения и структура работы.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, содержит библиографию из 103 наименований и приложение; объем диссертации составляет 120 страниц.
Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Баев, Виктор Анатольевич
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Настоящее исследование посвящено актуальной проблеме оптимизации развития на перспективу вертикально-интегрированных нефтяных компаний в новых рыночных условиях. Исследование ориентировано на стадию подготовки схем развития и размещения предприятий производства, транспорта и реализации нефти и нефтепродуктов. В нем можно выделить условно пять основных этапов. Первый этап - обобщение опыта конкретного моделирования нефтяной компании и формулировка общей проблемы динамической оптимизации. На втором этапе произведен анализ имеющегося опыта постановки и решения задач оптимизации размещения предприятий, транспортных задач. Он позволил наметить наиболее подходящий подход к решению проблемы моделирования ВИНК. На этом же этапе определены наиболее актуальные "узкие" места в выбранном подходе для дальнейшей практического исследования. Третий этап - сбор, подготовка и исследование исходной информации для решения проблемы. Четвертый этап заключася в постановке и решении на ЭВМ отдельных подзадач, модификаций основного агоритма при разных начальных предположениях, упрощающих решение основной задачи. И пятый этап составили вычислительные эксперименты и попытки практического применения выпоненных разработок.
Первый этап исследований показал, что общая проблема оптимизации развития ВИНК предполагает: необходимость комплексной одновременной оптимизации всех основных проектных параметров ВИНК; необходимость рассмотрения нескольких транспортируемых продуктов (при максимальной степени агрегированности как минимум двух - нефть и нефтепродукты) при произвольном числе пунктов зарождения и гашения грузопотоков продуктов и учете баланса поставки и потребления по каждому виду продуктов; необходимость учета динамических аспектов развития ВИНК (моментов ввода предприятий) и фактора неопределенности исходной информации для решения проблемы. Надо отметить, что необходимость комплексной оптимизации ВИНК вызвана тесной связью основных производственных параметров системы, задачи оптимального размещения новых предприятий, транспортной задачи.
В результате проведения второго этапа исследований, в частности, стало ясно, что наиболее целесообразным подходом к решению подобных задач был бы агоритм, основанный на методах декомпозиции исходной задачи. Кроме того, подобные методы решения достаточно гибки и позволяют во многих случаях также успешно решать возможные модификации исходной задачи.
На третьем этапе исследований были исследованы исходные функции затрат звеньев и производственных затрат (эти функции формируются или задаются перед началом расчетов по оптимизации развития ВИНК). В процессе экспериментальных расчетов установлено, что возможным звеньям транспортной сети соответствуют линейные с фиксированными доплатами функции затрат, а существующим - от прямопропорциональных до выпуклых нелинейных. На этом же этапе сделан вывод о принципиальной неустранимости неопределенности ряда исходных данных, необходимых для решения проблемы. Произведена количественная оценка степени неопределенности исходных данных о потреблении некоторых продуктов в отдельном регионе в перспективе, прямо зависящей от точности соответствующих прогнозов. Просматривается также зависимость точности прогнозов от их догосрочности. Эти результаты позволили обосновать вывод о целесообразности разработки и внедрения методик, учитывающих неопределенность исходной информации, предусматривающих многоэтапный (или итерационный) порядок принятия решений по развитию ВИНК.
На четвертом этапе была сформулирована многопродуктовая производственная задача на определенной сети трубопроводного транспорта. Математически - это большой размерности нелинейная задача, с решением которой связаны определенные вычислительные трудности. Отмечены и допонительные возможности задачи, в плане оптимизации ВНИК в составе более крупной системы (например, нефтегазовая отрасль). Сложность решения задачи (многоэкстремальность, нелинейность, наличие нескольких продуктов, большая размерность и вырожденность транспортной сети) определила главную цель - создать достаточно эффективный агоритм нахождения локально-оптимального решения, достаточно хорошего с практической точки зрения. Также были выпонены отдельные вычислительные эксперименты, проведена апробация упрощенных вариантов агоритма для некоторых модификаций исходной задачи.
Выпоненное исследование позволяет сделать следующие выводы и сформулировать рекомендации:
1. Развитие отечественной экономики и интеграция в мировое рыночное сообщество ставит перед ВИНК проблему обеспечения их конкурентоспособности, решение которой требует использования новых подходов к системе планирования в нефтяных компаниях.
2. Анализ проблемы оптимизации развития ВИНК показал необходимость: комплексной оптимизации всех основных параметров ВИНК; рассмотрения нескольких транспортируемых продуктов (при максимальной степени агрегированности как минимум двух - нефть и нефтепродукты) для произвольного числа пунктов зарождения и гашения грузопотоков продуктов; учета баланса поставки и потребления по каждому виду продуктов; рассмотрения динамических аспектов развития ВИНК (моментов ввода предприятий) и фактора неопределенности исходной информации для решения проблемы.
3. Решение задачи оптимального развития ВИНК, рассматриваемой как "открытая" система, позволило установить, что эффективное решение подобных задач вызывает необходимость в разработке и использовании иерархических систем моделей - наиболее перспективной области приложения экономико-математических методов к задачам оптимизации развития сложных производственных систем.
4. В работе предложена соответствующая система моделей развития ВИНК и проведен математический анализ структуры возникающих задач оптимизации. Наиболее целесообразным подходом к решению подобных задач является агоритм, основанный на методах декомпозиции исходной задачи. Кроме того, подобные методы решения достаточно гибки и позволяют во многих случаях также успешно решать возможные модификации исходной задачи.
5. Методические основы оптимизации стратегии развития ВИНК, изложенные в диссертационной работе, могут быть использованы для построения систем поддержки принятия решений по стратегическому развитию. Практическое применение подобных систем позволит повысить эффективность производственно-хозяйственной деятельности ВИНК и их конкурентоспособность на мировом рынке.
6. Важнейшим направлением развитая методологии моделирования процессов стратегического планирования ВИНК является совершенствование методов учета факторов риска и неопределенности, формирование в этих условиях на базе сценарных расчетов эффективных стратегий развития ВИНК.
Диссертация: библиография по экономике, кандидат экономических наук , Баев, Виктор Анатольевич, Москва
1. Anthony J. Welker "The Oil and Gas Book" Tulsa, Oklahoma: SciData Publishing, 1985r.
2. Arrow K., Cheneiy H.B., Minhas D., Solow R. M., " Capital-Labour Substitution and Economic Efficiency// The review of economics and statistics.-196l.-V.43. №3.
3. Bellman R. "Some mathematical aspects of scheduling theory "//Journal of the Society of Industrial and Applied Mathematics". -1956.- V.4, № 3.
4. Benders J.F. Partitioning Procedures for Solving Mixed-Variables Programming Problems // Numerische Mathematik. -1962 V. 4, № 3.
5. Erlenkotter D. Capacity Planning for Large Multilocation Systems: Approximate and Incomplete Dynamic Programming Approaches. // Manag. Sci. 1975. -V. 22, №3.
6. Erlenkotter D. Preinvestment Planning for capacity Expansion: a Multi-Location Dynamic Model. -New Dehli, India: Agency for International Development, 1970.
7. Erlenkotter D. Sequencing Expansion Projects // Operat. Res. -1973 -V. 21, № 2.
8. Erlenkotter D., Manne A.S. Capacity Expansion for India's nitrogenous Fertilizer Industry // Manag. Sci. 1968. -V. 14, № 10.
9. Erlenkotter D., Rogers J.S. Sequencing Competitive Expansion Projects//Operat. Res.-1977 -V. 25, № 6.
10. Fatkin Yu. M. et all. "Hierarchical imitation demand-supply model"// Preprints IFAC 75, 6-th Triennial World Congress.- Pittsburg, Pennsylvania, USA: Instruments Society of America, 1975.
11. Investments for Capacity Expansion: Size, Location and Time-Phasing / A.S. Manne, Ed. Cambridge, Mass.: The MIT Press, 1967.
12. Klein R. L., Rubin H. A., "Constant-Utility index of the cost of living"// Review of economic studies.-1947-1948. V. XV(2), №38.
13. Leontief W.W. Quantitative input and output in the economic system of the United States // Review of economic statistics/ -1936r. № 18.
14. Mark Mobius "The investor's guide to emerging markets" New York: Richard D.Irvin. Inc., 1995r.
15. Rebecca A. Galium, John W. Stevenson "Fundamentals of Oil and Gas Accounting" Tulsa, Oklahoma: PennWell Publishing Company 1988r.
16. The Brookings Model: Some Further Results.- Chicago: Rand McNally&Co., 1969.
17. Акинфиев B.K., Мамиконов А.Г., Соловьев M.M., Цвиркун А.Д. Постановка и решение задач планирования инвестиционных программ // Автоматикика и телемеханика. -1976. -№1.
18. Алекперов В.Ю. "Вертикально интегрированные нефтяные компании России" М.: Аутопан, 1996г.
19. Алекперов В.Ю. О новых направлениях развития вертикально интегрированных нефтяных компаний России // Нефтяное хозяйство 1997 №4.
20. Андреев А.Ф., Дунаев В.Ф., Зубарева В.Д., и др. Основы проектного анализа ф в нефтяной и газовой промышленности. М.: 1997.
21. Ашманов С.А. "Введение в математическую экономику".- М.: Наука,1984г.
22. Белухин В.П., Рушайло Б.Б., Соболев О.С. "Параметрическое разложение задачи календарного планирования и управления химико-технологическим комплексом".// Вопросы промышленной кибирнетики (труды ЦНИИКА). 1975. Вып. 44.
23. Бойков В.А. Матюхин С.П. Принципы создания и результаты реализации диалоговой системы "Межотраслевой динамический баланс". М.: ВНИИСИ, 1981.
24. Вчера, сегодня и завтра нефтяной и газовой промышленности России. М.: ИГиРГИ, 1995г.
25. Глушков В.М. "Об одном классе динамических макроэкономических ^ моделей"// Управляющие системы и машины 1977. №2.
26. Голь штейн Е.Г., Юдин Д.Б. ноовые направления в линейном программировании. -М.: Сов. Радио, 1966.
27. Давыдова И.М. О динамической задаче оптимального размещения с неоднородной целевой функцией // Применение математики в экономике. Вып. 7. JL: Издательство ГУ, 1972.
28. Дубовский С.В. Уздемир А.П. Шалаев Ю.В. "Математические модели экономических процессов". Обзор. М.: Международный центр науч. И технич. Информации, 1977г.
29. Дубовский С.В." Макромодель региона в системе глобального развития"// Моделирование процессов глобального развития. М.: ВНИИСИ, 1979г.
30. Дубовский С.В." Система моделей глобального развигия"//Методология системного анализа.- М.: ВНИИСИ, 1978г.
31. Зайкин B.C., Казакевич Г.Д. "Макроэкономическое моделирование народного хозяйства РСФСР. "-Новосибирск: Наука, 1988г.
32. ЗЗ.Зуховицкий С.И., Радчик И. А. "Математические методы сетевого планирования". М.: Наука, 1965.
33. Иванилов Ю.П, Лотов А.В. "Математические модели в экономике. М.: Наука, 1979.
34. Иванов Ю.Н., Токарев В.В., Уздемир А.П. "Математическое описание элементов экономики" М.: Физматлит, 1994г.
35. Интрилигатор М. "Математические методы оптимизации и экономическая теория.- М.: Прогресс.- 1975.
36. Казакевич Д.М. Производственно-транспортные модели в перспективном отраслевом планировании. М.: "Экономика", 1972.
37. Канторович Л.В. "Математические методы в организации и планировании производства". Л.: ГУ, 1939г.
38. Канторович Л.В. "Экономический расчет наилучшего использования ресурсов". М.: Изд-во АН СССР, 1960г.
39. Канторович Л.В. Глобенко И.Г. "Однопродуктовая динамическая модель при наличии мгновенной превращаемости фондов".- ДАН СССР.-1967г. Т. 174,
40. Карлин С. "Математические методы в теории игр, программировании и экономике." М.: Мир. -1964г.
41. Ковалев В.В. "Финансовый анализ" М.: 1995г.
42. Козлов JI.A. " Оптимальное планирование развития и размещения отраслей промышленности". Новосибирск: Наука, 1970.
43. Комплекс моделей оперативно-хозяйственного планирования на предприятии/ под ред. А. А. Модина. М.: ЦЭМИ АН СССР, 1972.
44. Коссов В.В. "Межотраслевые модели (теория и практика использования)". -М.: Экономика.-1973г.
45. Коссов В.В. "Экономико-математическая модель территориального планирования// Математические методы и проблемы размещения производства. М.: Экономиздат, - 1963г.
46. Кофман А., Дебазей Г. "Сетевые методы планирования и их применение". -М.: Прогресс, 1968.
47. Кочетков А.В. Ключ к конкурентоспособности // Нефть России 1996 №6(20).
48. Кочетков А.В. Рожина Ю.Н. Надо менять пропорции // Нефть России 1997 №12(37). стр. 14-15.
49. Кочетков А.В., Лившиц В.Н., Баев В.А. "Моделирование сложных вертикально-интегрированных производственных систем" //Системный анализ.- М.:- 1998г.
50. Краснощекое П.С., Петров А.А. "Принципы построения моделей",- М.: Изд-во МГУ. -1983г.
51. Кривенко Ю.П. "Модели производства с учетом динамики оборотных фондов".// Экономика и математические методы. -1972.-Т. УШ, вып.1.
52. Кучеренко В. "Нефть' как объект национальной безопасности" //Российская газета. 20апр. 1996г.
53. Мастеранов А.М. "Реальность и перспективы развития ТЭК России"// Экономика топливно-энергетического комплекса России. 1994г. №2.
54. Методические положения оптимального отраслевого планирования в промышленности / под ред. Аганбегяна, JI.A. Козлова и Д.М. Казакевича. -Новосибирск: Наука, 1972.
55. Михалевич B.C., Кукса А.И. "Методы последовательной оптимизации в дискретных сетевых задачах оптимального распределения ресурсов". М.: Наука, 1983.
56. Моисеев Н.Н. "Математические модели экономической науки". М.: Знание,-1973г.
57. Моисеев Н.Н. "Численные методы в теории оптимальных систем". М.: Наука, 1971.
58. Мочанов В.А. "Динамическая аппроксимация функции спроса населения при скользящем планировании"// Автоматика и телемеханика,- 1975г -№8.
59. Мут Д., Томсон Д. "Календарное планирование". М.: Прогресс, 1966.
60. Некрасов А.С., Кретинина Ю.С. Модель размещения электростанций // Экономика и математические методы. -1974 Т. X, вып. 6.
61. Нефтеперерабатывающая промышленность СССР и ведущих кап. стран за 1986-1990гг. М. :ЦНИИТнефтехим, 1991г.
62. Новая энергетическая политика России. М.: Энергоатомиздат, 1995.
63. Общая теория статистики: Статистическая методология в изучении коммерческой деятельности: под ред. Спирина А.А., Байтной О.Э. М.: Финансы и статистика, 1995г.
64. Оптимальное территориально-производственное планирование/ Под ред. А.Г. Аганбегяна и Д. М. Казакевича.- Новосибирск: Наука, 1970.
65. Оптимальный план отрасли. Под ред. И.Я. Бирмана. М.:"Экономика", 1970.
66. Основные положения проекта "Энергетическая стратегия России"// Экономика топливно-энергетического комплекса России. 1993г. №5. (6)
67. Первозванский А.А. "Математические методы в управлении производством". М.: Наука, 1975.
68. Петров А.А. "Математическое моделирование экономического развития".-М.:3нание -1984г.
69. Петров А.А. Поспелов И.Г. "Системный анализ развивающейся экономики: многосекторная модель и учет природных ресурсов III// Изв. АН. СССР. Техническая кибернетика. 1979г. - №3.
70. Петров. А.А., Поспелов И.Г., Шананин А.А. "Опыт математического моделирования экономики" М.: Энергоатомиздат, 1996г.
71. Португал В.М., Марголин А.Л. "Автоматизация оперативного управления машиностроительным предприятием".- М.: Статистика, 1976.
72. Портфель конкуренции и управления финансами /отв. ред. Рубин Ю.Б. -М.:"Соминтэк", 1996г.
73. Пропой А.И., Ядыкин А.Б. Параметрическое квадратичное и линейное программирование. I, П// Автоматика и телемеханика. 1978. № 2,4.
74. Р. Брейли, С. Майерс. Принципы корпоративных финансов: пер. с англ. М.: ЗАО "Олимп-Бизнес", 1997г.
75. Роберт Н. Хол "Основы финансового менеджмента" М.: 1993г.
76. Романихин А.В. "Проблемы инвестиций нефтегазового комплекса" // Экономика топливно-энергетического комплекса России. 1995. №8 С. 14-17.
77. Серов С.С., Уздемир А.П. "Динамическая задача размещения предприятий отрасли и численный метод ее решения". 1//Автоматика и телемеханика. -1976.-№4.
78. Стоянова Е.С. Финансовый менеджмент М.: Перспектива, 1993г.
79. Суворов Б.П. Оптимизация текущего планирования нефтеперерабатывающего производства. М.: Наука, 1974.
80. Танаев B.C. Шкурба В.В. " Введение в теорию расписаний". М.: Наука, 1975.
81. Типовая методика расчетов по оптимизации развития и размещения производств на перспективу// Экономика и математические методы. -1977. -Т. ХШ, вып. 6.
82. Уздемир А.П. "Динамические целочисленные задачи оптимизации в экономике" М.: физматлит, 1995.
83. Уздемир А.П. "Динамическое размещение производств." 1//Автоматика и телемеханика. 1979г. -№11.
84. Уздемир А.П., Шмелев В.В. "Целочисленные динамические задачи экономического планирования с сетевыми ограничениями." У/ Автоматика и телемеханика.- 1978.- №7.
85. Федоренко Н.П. "Оптимизация экономики. Некоторые вопросы использования экономико-математических методов в народном хозяйстве". -М.: Наука, 1977.
86. Филимонова Е.И., Чурашев В.Н. Вопросы совершенствоавния перспективного планирования в угольной промышленности // Оптимальное планирование развития и размещения отраслей промышленности. -Новосибирск: ИЭОПП СО АН СССР, 1972. 4.1.
87. Хачатуров В.Р. Аппроксимационно-комбинаторный метод и его некоторые приложения // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1974 - Т. 14, №6.
88. Хачатуров В.Р., Астахов Н.Д. "Динамические задачи размещения (модели и методы)"// Экономика и математические методы. -1976.-Т.ХП, вып. 1.
89. Хачатуров В.Р., Астахов Н.Д., Григорьев В.В. "Агоритмы определения оптимальной совокупности отраслевых вариантов размещения предприятий с учетом эффекта агломерации"/ ВЦ АН СССР.- Препринт,- М., 1984.
90. Чарный В.И., Бойков В. А. "Численный метод решения линейных динамических задач экономического планирования. М.: Институт проблем управления, 1973.
91. Черенин В.П., Хачатуров В.Р. Решение методом последовательных расчетов одного класса заданы о размещении производства // Экономико-математические методы. Вып 2. М.: Наука, 1965.
92. Четыркин Е.М. "Методы финансовых и коммерческих расчетов" М.: 1995г.
93. Что происходит в нефтяной и газовой промышленности // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом 1991г. №6.
94. Шафранский В.В. "Математические модели и методы планирования развития отраслей промышленности. М.: Наука, 1984г.
95. Швецов А.Н. Лексин В.Н. Государство и регионы: Теория и практика государственного регулирования территориального развития / УРСС М. -1997г.
96. Шенброт И.М., Андропов М.В., Ромм B.C., "Оперативно-календарное планирование химических производств в автоматизированных системах управления". -М.: Химия, 1977.
97. Шкурба В.В., Бодырева В.А., Вьюн А.Ф., Ефетова К.Ф., Лещенко В.А., Подчасова Т.П., Тур Л.П. "Планирование дискретного производства в условиях АСУ."- Киев: Техника, 1975.
98. Шмелев В.В. "Метод упорядочивания в задачах календарного планирования 7ВНИИСИ .-Препринт.-М., 1983.
99. Экономико-математические модели в системе управления предприятиями /под ред. Н.П. Федоренко и И. П. Шубкиной М.: Наука, 1983.
Похожие диссертации
- Повышение эффективности управления предприятиями вертикально интегрированных нефтяных компаний
- Воспроизводство ресурсного потенциала сельского хозяйства Новгородской области
- Стратегическое управление вертикально-интегрированной нефтяной компанией в условиях истощения запасов
- Устойчивое развитие вертикально интегрированной нефтяной компании в условиях ухудшения сырьевой базы
- Финансовый менеджмент в вертикально интегрированных нефтяных компаниях