Концепция моделирования взаимодействия

 

В п.1.2.2 было показано, что центральным образующим ядром системы взаимодействия железной дороги с внешним экономическим окружением является совокупность структурных модельных представлений процессов взаимодействия железной дороги с предприятиями и партнерами – экономико-математические модели взаимодействия железной дороги с экономическим окружением, модельные оценки и численные параметры эффективности взаимодействия, надежности партнеров, оценочные функции для интересующих нас процессов взаимодействия, практические методики, выработанные на основании используемых моделей и методы определения разработанных оценок эффективности и качества взаимодействия, надежности партнеров, выгоды от сотрудничества.

Это означает, что создание комплексной системы взаимодействия железной дороги с внешним экономическим окружением возможно только на основе адекватного экономико-математического описания процессов взаимодействия, для чего необходима разработка концептуальной модели взаимодействия и представления процессов взаимоотношений между железной дорогой и субъектами ее экономического окружения в виде модельных связей, элементов и характеристик.

Общая концептуальная схема изучения вопросов взаимодействия хозяйствующих субъектов показана на рис. 1.3.

В настоящем пункте формулируется список основных требований к модели ядра системы взаимодействия хозяйствующего субъекта с внешним экономическим окружением и предлагается в качестве такой основной модели специальная графоаналитическая математическая модель, называемая нами радиально- планетарной моделью взаимодействия субъекта с экономическим окружением.

В качестве математического аппарата для построения такой модели представляется наиболее естественным использовать широко известный и классический математический аппарат теории графов, сетевых структур и теории дискретной оптимизации [19-21].

Рассмотрим основные требования, которым должна удовлетворять графоаналитическая модель, составляющая ядро системы взаимодействия железной дороги с экономическим окружением[3] [22].

С точки зрения пользователя модель должна давать, прежде всего, возможность считать и оценивать. Предложенная модель должна позволять сформировать методики количественных и качественных оценок взаимодействия железной дороги с предприятиями-партнерами. Кроме чисто бухгалтерских и

Объективные интересы сторон. Проекты и пакеты программ

Экономико-математическая модель взаимодействия сторон

Модельные показатели и количественные характеристики. Методики их расчетов

Анализ методик и численные эксперименты

Компьютерная реализация методик. Инструкции и практические рекомендации

Рис. 1.3. Общая концептуальная схема изучения вопросов взаимодействия

 

экономических расчетов эффективности и стабильности тех или иных направлений взаимодействия, модель должна давать возможность прогнозировать деятельность железной дороги по ведению взаимодействия с окружением.

В перспективе, на основании компьютерной реализации модельных методик и алгоритмов, пользователь должен получить возможность проигрывать на компьютере различные варианты и схемы ведения взаимодействия, опробовать различные варианты практических управленческих решений (проводить численные эксперименты), оценивать их и выбирать среди них наиболее приемлемые с точки зрения железной дороги, то есть формировать политику железной дороги по ведению взаимодействия с внешним экономическим окружением.

Важным моментом является также и то, что графоаналитическая модель должна позволять оценивать субъект экономического окружения железной дороги (то есть оценивать контрагента в процессе взаимодействия), вырабатывать консолидированный показатель состоятельности и надежности контрагента, промышленного предприятия и его привлекательности по отношению к железной дороге. Этот показатель должен включать в себя экономические показатели партнера, историю сотрудничества с ним (статистическую информацию о партнере, его историю), устойчивость и надежность партнера, платежеспособность, инвестиционную привлекательность и т.п. Подобные характеристики контрагентов взаимодействия крайне важны для эффективной работы конкурсных комиссий по проведению тендеров, аукционов и конкурсов на заключение договоров, а также для принятия наиболее эффективных управленческих решений со стороны руководителей железной дороги и ее подразделений [25-30].

При разработке ядра системы взаимодействия хозяйствующего субъекта с экономическим окружением как наиболее естественный и приемлемый в этом случае должен быть использован хорошо разработанный к настоящему времени и приспособленный именно для подобных целей моделирования дискретных систем математический аппарат теории графов, сетевого анализа, а также аппарат дискретной оптимизации.

Графоаналитическая модель взаимодействия хозяйствующего субъекта с экономическим окружением должна нести следующую основную информацию о процессах взаимодействия.

1. Модель должна адекватно отражать структуру взаимодействия хозяйствующего субъекта с предприятиями и субъектами экономического окружения, содержать в качестве элементов все отдельные субъекты экономического окружения и связи между ними.

2. Модель должна содержать все необходимые для работы системы исходные данные, требуемые для расчетов и анализа информации о субъектах экономического окружения. Модель должна быть динамичной, то есть должна допускать внесение хронологических изменений данных и адекватно отражать преобразование параметров и характеристик, происходящих во время процесса взаимодействия.

3. Построение и информационное наполнение графоаналитической модели должно опираться на общедоступные данные и сведения о субъектах экономического окружения, то есть не требовать, по возможности, проведения дополнительных трудоемких работ по получению и формированию исходных данных или получению специфических сведений, необходимых для работы последующих модельных методик и алгоритмов.

4. Модель взаимодействия должна отражать классификацию субъектов экономического окружения с точки зрения интересов хозяйствующего субъекта. В модели должно быть отражено разделение предприятий окружения по направлениям сотрудничества, по типам осуществляемого взаимодействия, по типам поставляемых ресурсов, товаров и услуг.

5. Модель взаимодействия должна отражать классификацию субъектов экономического окружения с точки зрения близости отношений с хозяйствующим субъектом. Разделять непосредственных партнеров хозяйствующего субъекта (поставщиков и потребителей товаров, ресурсов и услуг) и субподрядчиков этих партнеров, то есть субъектов экономического окружения, которые не связаны напрямую с ним, но деятельность которых, так или иначе, влияет на качество, эффективность и надежность взаимодействия его со своими партнерами.

6. Модель взаимодействия хозяйствующего субъекта с экономическим окружением должна быть ясной, наглядной, легко воспринимаемой. Общая модель взаимодействия, в силу большого числа содержащихся в ней элементов и связей, должна допускать возможность проведения анализа и обработки отдельных ее фрагментов, выделения для изучения и анализа отдельных частей модели, отвечающих различным направлениям взаимодействия.

7. Модель должна позволять сформировать (на основании модельной структуры связей и исходных данных) различные численные оценки и показатели качества взаимодействия между хозяйствующим субъектом и субъектами окружения, а также оценки и показатели надежности и стабильности такого взаимодействия.

8. Модель взаимодействия должна допускать возможность детализации (или, напротив, укрупнения), внесения хронологических изменений, увеличения подробности, уточнения проведенных расчетов и вычислений различных показателей взаимодействия.

9. Исключительно важной возможностью, которая должна быть заложена в графоаналитическую модель взаимодействия хозяйствующего субъекта с экономическим окружением, представляется «обратная связь» результатов расчетов модельных показателей и анализа полученных данных с начальными данными и структурой самой модели. Имеется в виду возможность выполнения корректировки, исправления и уточнения исходных данных на основании проведенных анализа и расчетов.

Эта возможность «возврата» к исходным данным необходима для учета неизбежного фактора влияния реализуемого процесса взаимодействия на исходные данные и начальную ситуацию (изменение экономических показателей и показателей стабильности предприятий, с которыми хозяйствующий субъект начал сотрудничество, изменение направлений сотрудничества субъектов окружения и т.д.). Кроме того, «возврат», уточнение и корректировка исходных данных после выполнения расчетов и анализа неизбежны в случае получения каких-то неудовлетворительных результатов, не устраивающих руководство подразделений хозяйствующего субъекта.

Результаты прогнозов, расчетов и анализа ситуации могут повлечь за собой необходимость выбора каких-либо принципиально иных вариантов ведения взаимодействия, что внесет существенные коррективы в исходные позиции оценки качества и стабильности.

10. Модель должна соответствовать требованиям российского законодательства и базироваться на его основе, позволять учитывать возможные нюансы законодательства, регулирующего процессы взаимодействия между предприятиями и субъектами экономической деятельности, на всех уровнях – от уровня федерального законодательства до уровня нормативных актов органов местного самоуправления.

11. Модель и выработанные на ее основе показатели и оценки должны быть устойчивы в пределах практически приемлемой точности к ошибкам в исходной информации и начальных данных.

Таким образом формируется общая концепция и формулируются общие требования к моделям взаимодействия вообще и к графо-аналитическим моделям в частности. Любая модель процессов взаимодействия может рассматриваться как приемлемая с научной и практической точки зрения только в случае, если она удовлетворяет сформулированным концептуальным условиям.

1.3.2. Радиально-планетарная модель взаимодействия

При экономико-математическом моделировании дискретных экономических систем традиционным и естественным приемом является использование в качестве математического аппарата представления систем графовых и сетевых структур. Предлагаемый подход к моделированию системы взаимодействия заключается в применении графовых сетевых структур специального вида – радиально-планетарных моделей.

Радиально-планетарная модель представляет собой ориентированный граф с помеченными ребрами и вершинами, а в случае, когда ребрам этого графа приписываются еще и значения некоторых ресурсных потоков, то согласно математической терминологии такой граф является сетью [22].

Каждая вершина рассматриваемого графа представляет собой хозяйствующий субъект экономического окружения железной дороги (предприятие, фирма, компания, административное учреждение и т.п.), ребра этого графа обозначают экономические связи и различные потоки между субъектами экономического окружения. Вершины рассматриваемого графа могут иметь различную окраску в зависимости от своего типа, то есть типа и рода деятельности предприятия, которое эта вершина изображает.

Предприятия, хозяйствующие субъекты, органы управления, структурные единицы, различные организации, всевозможные участники взаимодействия изображаются в этой модели точками, называемыми узлами. Между узлами имеются связи различных типов (финансовые, информационные, ресурсные, директивно-распорядительные и др.), которые показаны стрелками, соединяющими взаимодействующие узлы (рис. 1.4).

Таким образом, радиально-планетарная модель взаимодействия являет собой, с математической точки зрения, раскрашенную сеть узлов и связей между ними, сгруппированных и специальным образом расположенных (изображенных) на отдельной плоскости так, чтобы узлы одинаковой окраски оказались расположены вместе в одной группе. Одинаковая раскраска и совместное расположение ряда узлов-предприятий экономического окружения означает их принадлежность к одному роду производственной деятельности, поставкам одного вида ресурсов и т. п.

На рис. 1.4 видно, что предприятия экономического окружения железной дороги разделяются в радиально-планетарной модели взаимодействия по орбитам. Номер орбиты, на котором находится узел – субъект экономической деятельности, означает степень близости предприятия к центральному узлу сети экономического взаимодействия – железной дороге.

Рис. 1.4. Радиально-планетарная модель взаимодействия железной дороги с экономическим окружением

Железная дорога

Секторы однотипных субъектов окружения, предприятий и т.п.

Орбиты экономического окружения

Узлы – субъекты окружения, предприятия и т.п.

Связи между субъектами окружения

Орбита 1

Орбита 2

Орбита 3

Так, на орбите 1 располагаются узлы и предприятия, являющиеся непосредственными партнерами железной дороги, субъекты экономического окружения, которые напрямую взаимодействуют с железной дорогой и осуществляют поставки продукции, ресурсов, товаров и услуг на основе различного рода договоров и соглашений. На этой же орбите располагаются непосредственные потребители и заказчики услуг железной дороги, фирмы, осуществляющие пассажирские и грузовые перевозки и т.п.

На орбите 2расположены узлы-предприятия и субъекты хозяйственной деятельности, не связанные непосредственно с железной дорогой договорными или иными отношениями, но являющиеся, в свою очередь, потребителями и поставщиками продукции, ресурсов и услуг для предприятий орбиты 1, то есть для непосредственных партнеров железной дороги.

Эти субъекты являются, таким образом, субподрядчиками по отношению к центральному узлу радиально-планетарной модели. Ясно, что их деятельность, их экономические показатели и показатели их надежности оказывают существенное влияние на эффективность и качество взаимодействия железной дороги со своими непосредственными партнерами, поскольку от их устойчивой и качественной работы напрямую зависит качество и надежность производственных процессов непосредственных партнеров железной дороги.

Аналогично, на орбитах со следующими номерами располагаются узлы-предприятия и субъекты экономической деятельности, являющиеся смежниками субподрядчиков, партнерами более далекой степени связности с железной дорогой. Их влияние на качество взаимодействия с железной дорогой ощутимо в меньшей степени, причем степень этого влияния, очевидно, убывает по мере удаления предприятия (номера орбиты) от центрального узла – железной дороги.

Теоретически, рассматриваемая радиально-планетарная модель взаимодействия может содержать сколь угодно большое количество узлов предприятий и сколь угодно большое количество орбит и может включать в себя хоть все хозяйствующие субъекты Российской Федерации. Однако с целью уменьшения размеров самой радиально-планетарной модели разумно ограничиться небольшим количеством орбит, вполне допустимо – четырьмя орбитами, то есть рассматривать «глубину» взаимодействия железной дороги до смежников четвертого уровня удаленности.

Такое ограничение естественно возникает из соображений, что столь удаленные от экономических интересов железной дороги узлы-предприятия и субъекты хозяйственной деятельности оказывают на качественные и количественные характеристики взаимодействия дороги с окружением весьма незначительное влияние, которым в практической деятельности можно пренебречь. Кроме того, такое ограничение числа орбит (глубины анализа процессов взаимодействия дороги с окружением) позволит значительно сократить размеры и число элементов самой радиально-планетарной модели, сделать ее обозримой и вполне доступной для анализа и вычисления оценочных показателей взаимодействия.

Еще одной положительной стороной ограничения числа орбит радиально-планетарной модели взаимодействия (и, как следствие, ограничение числа предприятий и субъектов, рассматриваемых в процессах взаимодействия с железной дорогой) является значительное сокращение реальных физических затрат по сбору экономической и статистической информации об узлах экономического окружения железной дороги, сокращение времени и расходов на практическое информационное наполнение радиально-планетарной модели начальными данными.

Из рис. 1.4 также видно, что узлы радиально-планетарной модели разделяются по секторам однотипных предприятий в зависимости от принад-лежности к различным типам производимой продукции и оказываемых услуг. На языке теории графов это означает, что рассматриваемая группа узлов (субъектов экономического окружения) окрашена в одинаковый цвет. В одном секторе, таким образом, находятся субъекты экономической деятельности, оказывающие (или же потребляющие) в процессе взаимодействия с железной дорогой одинаковые услуги, поставляющие одинаковую продукцию, ресурсы одного типа и т. д.

Подобное разделение элементов радиально-планетарной модели на секторы однотипных субъектов позволяет выделять и отдельно рассматривать фрагменты модели взаимодействия, что должно значительно упростить дальнейший анализ и вычисление различных модельных характеристик, поскольку сводит изучение и оценку процессов взаимодействия от большой (и практически необозримой целиком в силу значительного количества узлов и связей) общей радиально-планетарной модели к изучению отдельных ее выделенных фрагментов (секторов) по интересующим на данный момент направлениям взаимодействия и сотрудничества. Такое разбиение общей радиально-планетарной модели на секторы и возможность анализа изучения отдельных фрагментов общей модели напрямую отвечает требованиям к предъявляемой модели взаимодействия железной дороги с экономическим окружением, сформулированным в этой работе выше.

В радиально-планетарной модели взаимодействия железной дороги с субъектами экономического окружения связи между узлами-предприятиями и субъектами хозяйственной деятельности изображаются направленными стрелками, указывающими направление потоков взаимодействия.

Теоретически, при необходимости, можно ввести в рассмотрение стрелки различных типов (изображая их на диаграмме модели различным образом – пунктирные, сплошные и т.д.). Это обеспечит возможность более тонко дифференцировать связи между субъектами взаимодействия по типам взаимоотношений и видам связей между ними. Такой подход позволит выделить и анализировать различные типы связей – информационные, директивно-распорядительные, ресурсные, финансовые и т.п., что сделает возможным более детальный анализ процессов взаимодействия, протекающих как между железной дорогой и ее экономическим окружением, так и процессов обмена и взаимодействия внутри самого экономического окружения железной дороги.

Каждая стрелка, изображающая в радиально-планетарной модели взаимодействия некоторую связь между узлами-субъектами, может быть снабжена набором числовых меток, отражающих параметры обозначенного взаимодействия. Например, если рассматриваются финансовые потоки между двумя узлами-предприятиями, то приписанный соответствующей стрелке-связи набор числовых меток может включать в себя такие показатели финансового взаимодействия, как объемы перечисляемых средств, частоту взаимодействия, продолжительность и стабильность связи между двумя рассматриваемыми узлами и т. д.

Таким образом, стрелки-связи радиально-планетарной модели взаимо-действия отражают в себе информацию о разнообразных численных харак-теристиках процессов взаимодействия между узлами (веса, потоки, направления обмена, частоты, устойчивости и т.п.), отражают и формализуют процессы взаимодействия рассматриваемых субъектов экономической деятельности между собой, то есть формализуют различные аспекты взаимо-отношений железнодорожного транспорта с экономическим окружением.

Все эти связи подлежат одновременному анализу и рассмотрению, изучению их влияния друг на друга – в этом суть комплексного подхода к построению модели взаимодействия железной дороги с экономическим окружением.

Представленная радиально-планетарная модель взаимодействия железной дороги с экономическим окружением достаточно сложна в силу охвата в ней многих сторон и факторов процессов взаимодействия между экономическими субъектами. Очевидно, что изучение и детальный анализ такой модели, численные эксперименты – чрезвычайно трудная задача, решить которую невозможно без применения современной компьютерной техники. В связи с этим следует особо отметить, что компьютерная реализация радиально-планетарных моделей взаимодействия в электронном виде не может представлять особых сложностей, поскольку методы такой компьютерной реализации и представления достаточно хорошо разработаны к настоящему времени и подобное представление может быть выполнено традиционными математическими методами с использованием аппарата матричного представления сетей.