Державний вищий навчальний заклад

Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана

Афанасьєв Євген Вікторович

УДК 330.131.7+004.942+65.016:622

Моделювання стратегії розвитку гірничорудних підприємств з урахуванням ризику

Спеціальність 08.00.11 – Математичні методи, моделі та інформаційні технології в економіці

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора економічних наук

Київ – 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі економіко-математичних методів державного вищого навчального закладу “Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана” Міністерства освіти і науки України

Науковий

консультант: доктор економічних наук, професор

Вітлінський Вальдемар Володимирович,

ДВНЗ “Київський національний економічний

університет імені Вадима Гетьмана”,

завідувач кафедри економіко-математичних методів

Офіційні опоненти: академік НАН України, доктор економічних наук, професор

Алимов Олександр Миколайович,

Рада по вивченню продуктивних сил України НАН України,

завідувач відділу стратегічного потенціалу

та макроекономічного аналізу

доктор економічних наук, професор

Суслов Олег Павлович,

Державний науково-дослідний інститут інформатизації та

моделювання економіки Міністерства економіки України,

головний науковий співробітник відділу моделювання,

програмно-цільового управління, аналізу і прогнозування

співробітництва із зарубіжними країнами

доктор економічних наук, доцент

Іванов Микола Миколайович,

Гуманітарний університет “Запорізький інститут державного

і муніципального управління”,

декан факультету управління

Захист відбудеться “_18_” січня 2008 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.006.06 ДВНЗ “Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана” за адресою: 03680, м. Київ, просп. Перемоги, 54/1, ауд. 203.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ДВНЗ “Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана” за адресою: 03113, м. Київ, вул. Дегтярівська, 49Г, к. 601.

Автореферат розісланий “ 18 ” грудня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради, професор Шарапов О.Д.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми дослідження. У період трансформації вітчизняної економіки у більшості промислових підприємств, у тому числі, й гірничовидобувної промисловості, погіршилися техніко-економічні та фінансові показники господарської діяльності, а деякі підприємства цієї галузі опинилися на межі банкрутства. Стан сировинних баз багатьох гірничовидобувних підприємств України погіршився, зокрема, внаслідок значного вичерпування розвіданих запасів, зниження їх якісних характеристик, ускладнення гірничогеологічних умов розробки в результаті тривалої й інтенсивної експлуатації родовищ.

У зв’язку з цим актуальним для економіки України є проблема розробки напрямків підвищення ефективності використання виробничих та економічних можливостей великих монопродуктових підприємств, таких, зокрема, як гірничо-збагачувальні комбінати (ГЗК), які на сьогодні нагально потребують дослідження альтернативних варіантів раціонального використання їхнього потенціалу на основі математичного моделювання з урахуванням економічного ризику. Розробка рекомендацій щодо підвищення ефективності використання потенціалу підприємства вимагає чітких теоретичних узагальнень стосовно місця та ролі даного підприємства в господарській діяльності, його складу, структури та раціональних обсягів виробництва, критеріїв оцінки економічного ризику і т. ін.

Викладені в наукових працях методи та моделі аналізу й оцінки стратегій розвитку та економічного ризику функціонування великого монопродуктового підприємства в основному орієнтовані на визначення показників лише його окремих складових, а не на комплексне системне оцінювання.

Теоретичні засади економіко-математичного моделювання функціонування ГЗК з урахуванням ризику формувалися під впливом наукових праць Вітлінського В.В., Верченка П.І., Галіцина В.К., Гранатурова В.М., Іванова М.І., Наконечного С.І., Суслова О.П., Шарапова О.Д., Ястремського А.І., а проблеми диверсифікованого розвитку та конверсії ГЗК – на основі робіт Галієва С.Ж., Гуменіка І.Л., Жукова С.О., Новожилова М.Г., Плотникова О.В., Ржевського В.В., Трубецького К.М., Шапара А.Г. та інших учених.

Ключовим для вибору раціональної стратегії розвитку підприємства є системний аналіз, порівняння альтернативних варіантів стратегій розвитку за критеріями витрат і ефективності для досягнення визначених цілей з урахуванням невизначеності, конфліктності та зумовленого цим ризику. Разом з тим для ГЗК перспективним є формування альтернативних варіантів стратегії розвитку відносно можливостей випуску певної кількості як усталених, так і нових видів мінеральної продукції.

Актуальність проблеми зумовила необхідність проведення наукового дослідження, присвяченого розробці методологічних підходів до системного економіко-математичного моделювання стратегії розвитку та конверсії ГЗК як великого монопродуктового підприємства за умов невизначеності й конфліктності, де центральне місце мають займати, зокрема, методи і моделі стохастичного програмування, прийняття багатоцільових багатокритеріальних рішень з урахуванням ризику, теорія ігор тощо.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано відповідно до планів наукових досліджень кафедри економіко-математичних методів ДВНЗ “Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана” в процесі виконання держбюджетної теми “Математичне моделювання економічних систем і процесів в умовах невизначеності та конфлікту: проблеми теорії та практики”, державний реєстраційний номер 0106V001804.

Дослідження пов’язані з пріоритетними напрямками наукових програм і планів повного товариства “Гірник – первинна організація науково-технічного товариства металургів України Науково-дослідного гірничорудного інституту – первинна організація науково-технічного товариства металургів України інституту “Кривбаспроект”, які випливають з Державної програми розвитку промисловості на 2003-2011 роки (постанова Кабінету Міністрів України від 28 липня 2003 р. №1174) і полягали в наступному: дослідженні впливу похибок у визначенні геологічних параметрів залізорудних родовищ на різних стадіях розвідки та експлуатації на економічні показники залізодобувних підприємств; визначенні ступеня вірогідності параметрів промислових запасів залізорудних родовищ при розвідці та експлуатації; проведенні геолого-економічної переоцінки запасів залізорудних родовищ у докембрійських залізисто-кременистих формаціях Українського щита у відповідності з сучасними вимогами світового ринку.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка теоретико-методологічних положень економіко-математичного моделювання розвитку гірничорудних підприємств, інструментарію аналізу, моделювання та управління стратегією диверсифікованого розвитку і конверсії гірничорудного підприємства з урахуванням невизначеності, конфліктності перебігу виробничо-економічних процесів і нестабільності ринку мінеральної продукції.

Для досягнення мети у дисертації було поставлено та вирішено такі основні завдання:

проаналізувати тенденції розвитку гірничорудної промисловості та на підґрунті аналізу функціонування ГЗК як великої монопродуктової виробничої системи визначити особливості цього класу систем з урахуванням економічного ризику, обумовленого невизначеністю і конфліктністю ринку мінеральної продукції та стохастичною природою параметрів гірничовидобувних і гірничо-збагачувальних процесів;

виявити основні проблеми виробничо-господарської діяльності гірничорудних підприємств в умовах нестабільності ринку мінеральної продукції та провести класифікацію основних напрямків і завдань їх розвитку, спрямованих на підвищення ефективності використання ресурсно-виробничого потенціалу підприємства;

виділити типи і види економічного ризику на рівні ГЗК та здійснити їх класифікацію з урахуванням особливостей комплексного освоєння рудних родовищ (КОРР);

обґрунтувати необхідність подальшого розвитку методологічних положень економіко-математичного моделювання ризику ГЗК, що породжується невизначеністю та конфліктністю перебігу виробничо-економічних процесів гірничорудного підприємства і нестабільністю ринкового середовища;

розробити концептуальні положення та адекватні математичні моделі вибору раціональної стратегії розвитку ГЗК з урахуванням можливостей мінімізації ризику шляхом раціонального управління змішаною виробничо-економічною стратегією конверсії підприємств гірничорудної промисловості;

виявити особливості управління диверсифікованим розвитком і конверсією ГЗК і розробити методологічні засади, відповідні економіко-математичні моделі та практичні рекомендації для ефективного ризик-менеджменту з урахуванням стохастичного характеру параметрів процесів виробничо-господарської діяльності підприємства і КОРР;

узагальнити теоретичні положення, методи та моделі рейтингової оцінки альтернативних стратегій виробничо-економічної діяльності щодо стійкого розвитку підприємств гірничорудної промисловості на підґрунті використання теорії марківських процесів (граничних імовірностей стійкого функціонування системи);

удосконалити теоретико-методологічні положення, методи та моделі комплексної відносної оцінки альтернативних варіантів диверсифікованого розвитку і конверсії ГЗК на підґрунті використання: оцінки варіантів КОРР, що враховує динаміку попиту та пропозиції мінеральної продукції, прогнозування кон’юнктури ринку і т.п.; техніко-економічної оцінки варіанта КОРР; оцінок організаційно-технічного рівня виробництва (ОТРВ) стосовно здатності підприємства до гнучкого розвитку; оптимізації змішаної стратегії виробничо-економічної діяльності підприємства.

Об’єктом дослідження є виробничо-економічні процеси комплексного освоєння рудних родовищ та стратегії розвитку гірничовидобувних підприємств в умовах невизначеності та нестабільності ринку мінеральної продукції.

Предметом дослідження є теорія та методологія економіко-математичного моделювання розвитку великих монопродуктових промислових підприємств.

Методи дослідження. Методологічною основою роботи є дослідження провідних вітчизняних і зарубіжних учених-економістів із широкого спектру проблем економіко-математичного моделювання, пов’язаних з категорією економічного ризику, методи і моделі теорії ймовірностей та математичної статистики, теорія прийняття багатоцільових рішень за умов невизначеності та ризику, математична теорія конфліктних ситуацій. У дисертаційній роботі використовувалися системний підхід і комплексний логічний аналіз опису систем.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному.

Вперше:

сформульовано та науково обґрунтовано концепцію системного дослідження і моделювання стратегії диверсифікованого розвитку та конверсії гірничорудних підприємств як великих монопродуктових техніко-економічних систем (ТЕС) за умов невизначеності й конфліктності процесів КОРР коли на відміну від існуючих концептуальних підходів ураховується ризик;

розроблено концептуальні положення побудови економіко-математичних моделей дослідження функціонування та розвитку гірничорудних підприємств з урахуванням стохастичної природи параметрів виробничо-господарських процесів, що ґрунтуються на використанні ймовірнісних характеристик і дозволяють моделювати значення випадкових параметрів із заданою надійністю прогнозу;

обґрунтовано теоретичний підхід та економіко-математичний інструментарій для визначення частинних показників рейтингової оцінки альтернативних стратегій виробничо-економічної діяльності щодо стійкого розвитку підприємств гірничорудної промисловості на підґрунті використання граничних імовірностей теорії марківських процесів;

розроблена економіко-математична модель ранжування варіантів стратегії диверсифікованого розвитку мінерально-сировинної бази і конверсії ГЗК, в основу якої покладено як адекватну міру інтегрованого показника рейтингової оцінки модифіковане зважене середньогеометричне, де вагові коефіцієнти визначаються з урахуванням коефіцієнтів відносної міри ризику для заданого інтервалу надійності прогнозу.

Удосконалено:

класифікацію ризиків функціонування гірничорудного підприємства, в якій принципово новим є урахування особливостей КОРР, що дає можливість застосування її як основи розробки системи локальної та інтегрованої оцінки ризику, генерування та ранжування альтернативних варіантів конверсії ГЗК;

теоретичний підхід у визначенні відносної величини міри ризику, що на відміну від існуючого дозволяє оцінювати допустимий ступінь ризику відхилення від сподіваних значень випадкових параметрів у заданому інтервалі надійності прогнозу;

сформовано теоретичні основи та інструментарій вирішення задачі ранжування варіантів конверсії ГЗК в умовах диверсифікації виробництва з допустимим ступенем ризику шляхом пошуку розв’язку в змішаних стратегіях, де на відміну від існуючих раціональна змішана стратегія визначається як множина субоптимальних рішень, отриманих у результаті впорядкування розв’язків задачі багатоетапної оптимізації;

економіко-математичну модель інтегрованої рейтингової оцінки альтернатив раціонального напрямку виробничої діяльності, в основу якої покладено оцінку технічних, технологічних та організаційних можливостей підприємства забезпечити його здатність до гнучкого розвитку стосовно можливостей виробництва певних видів мінеральної продукції. В модель уведені нелінійні показникові функції, що дає можливість здійснити коригування значень частинних показників ОТРВ в залежності від фактичного стану ТЕС.

Отримали подальший розвиток:

класифікація основних напрямків стратегічного розвитку гірничорудних підприємств в умовах трансформації ринку мінеральної продукції, спрямованих на підвищення ефективності використання ресурсно-виробничого потенціалу підприємства;

методологічні основи оцінки альтернативних варіантів стратегії розвитку та конверсії ГЗК з урахуванням особливостей КОРР у системі ризик-менеджменту підприємства як великої монопродуктової ТЕС, що передбачає вирішення завдань раціоналізації його виробничо-господарських процесів, спрямованих на підвищення ефективності використання ресурсно-виробничого потенціалу;

побудовано теоретико-ігрові статичні моделі прийняття рішень у змішаних стратегіях на компаративній базі системи показників минулих і поточного періодів з урахуванням стохастичності параметрів та конфліктності перебігу виробничо-економічних процесів ГЗК і ринку мінеральної продукції. Функціонали оцінювання (матриці кількісних оцінок) теоретико-ігрових моделей побудовані на основі багатовимірних векторів економічних показників, отриманих в інтервалах, заданих граничними значеннями ступеня ризику, що забезпечує адекватність результатів моделювання задач прийняття рішень з урахуванням стохастичної природи параметрів процесів функціонування ГЗК;

економіко-математична модель рейтингової оцінки альтернативних напрямків стійкого функціонування ТЕС ГЗК, в основу якої покладено допущення про марківкість випадкового процесу з дискретними станами і неперервним часом (диференціальні рівняння Колмогорова для граничних імовірностей станів системи), що дозволяє здійснити дослідження характеристик вхідного потоку (попиту на мінеральну продукцію) та експлуатаційних можливостей підприємства (вихідного потоку), визначити, за якої комбінації альтернативних варіантів диверсифікації (конверсії) виробничо-економічної діяльності підприємство досягне найбільшої ефективності.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблені методологічні основи та інструментарій економіко-математичного моделювання розвитку гірничорудного підприємства як великої монопродуктової виробничої системи з урахуванням ризику можуть бути використані промисловими підприємствами при розробці проектів, стратегічному та поточному плануванні, прийнятті управлінських рішень тощо.

Розроблені теоретичні, методичні та прикладні рекомендації даного наукового дослідження дозволяють удосконалити сучасний математичний апарат оптимізації економічних ризиків промислових підприємств і використані у практичній діяльності Науково-технічного товариства металургів України, зокрема, Державного підприємства “Державний інститут з проектування підприємств гірничорудної промисловості “Кривбаспроект” (довідка №12 від 02.10.2006 р.), Державного підприємства “Науково-дослідний гірничорудний інститут” (головний НДІ з видобутку всіх видів гірничорудної сировини в Україні) Міністерства промислової політики України (довідка №13 від 03.10.2006 р.), повного товариства “Гірник” (довідка №14 від 03.10.2006 р.).

Основні наукові положення, узагальнення та висновки, які містяться в дисертації, використовувались у навчальному процесі Криворізького економічного інституту ДВНЗ “Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана” (довідка № 01-691 від 19.09.2006 р.), Криворізького технічного університету (довідка №01/24-779 від 04.10.2006 р.) і є підґрунтям для проведення подальших досліджень, розробки навчальних програм і методичного забезпечення навчального процесу широкого кола спеціальностей економічних вузів.

Особистий внесок здобувача. Всі наукові результати, викладені в дисертації, отримано особисто автором. З наукових робіт, опублікованих у співавторстві, в дисертаційній роботі використано тільки ті, ідеї і положення яких є результатом особистих досліджень здобувача, і які вказано у переліку основних публікацій.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дослідження доповідалися на 13 наукових і науково-практичних конференціях, симпозіумах, семінарах, серед яких: Міжнародна науково-практична конференція “Динаміка наукових досліджень” (Дніпропетровськ – Донецьк – Харків, 2002); Міжнародна науково-практична конференція “Україна наукова – 2003” (Дніпропетровськ – Запоріжжя, 2003); Міжнародна науково-практична конференція “Інформаційні технології в економіці та підприємництві: проблеми науки, практики та освіти” (Запоріжжя, 2003); VІІ Міжнародна науково-практична конференція “Наука і освіта – 2004” (Дніпропетровськ, 2004); матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Актуальні проблеми сучасних наук: теорія та практика” (Дніпропетровськ, 2005); Міжнародна науково-технічна конференція “Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості” (Кривий Ріг, 2004, 2006, 2007); Міжнародна наукова школа “Моделирование и анализ безопасности и риска в сложных системах” (Санкт-Петербург, 2004, 2006); І Міжнародна науково-практична конференція “Наука: теорія та практика – 2006” (Дніпропетровськ, 2006); ІІІ Міжнародна науково-практична конференція “Науковий потенціал світу – 2006” (Дніпропетровськ, 2006); VII Всеукраїнська науково-практична конференція “Комп’ютерне моделювання та інформаційні технології в науці, економіці і освіті” (Кривий Ріг, 2007).

Публікації. За результатами дослідження опубліковано 43 наукові праці загальним обсягом 50,05 друк. арк. (Особисто автору належить 37,54 друк. арк.), із них – 1 одноосібна монографія обсягом 17,3 друк. арк., 1 колективна монографія обсягом 14,4 друк. арк. (Особисто автору належить 3,9 друк. арк.), 27 статей у наукових фахових виданнях, 14 – в інших наукових виданнях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Робота складається зі вступу, п’яти розділів, висновків і списку використаних джерел. Загальний обсяг – 375 сторінок комп’ютерного тексту. Дисертація містить 25 таблиць на 16 сторінках, 68 рисунків на 48 сторінках і 11 додатків. Список використаних джерел включає 268 найменувань і займає 26 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, присвяченого розробці нових підходів до системного економіко-математичного моделювання стратегії диверсифікованого розвитку та конверсії ГЗК як великого монопродуктового підприємства за умов невизначеності й конфліктності.

Розділ 1 “Концептуальні положення та теоретичні засади розвитку гірничорудних підприємств” присвячено аналізу особливостей функціонування гірничовидобувних підприємств України як великих монопродуктових систем в умовах ринкових трансформацій.

Розробка родовищ корисних копалин, освоєння надр є важливою складовою економіки і національної безпеки. Рівень освоєння і споживання мінеральних ресурсів суттєво впливає на економічні і соціальні показники країни. Мінерально-сировинна база для України була і залишається тією матеріальною основою, на якій можна розвивати промисловість, підтримувати національну безпеку і захищати державний суверенітет. Принцип розвитку є одним із найважливіших елементів діалектичного методу дослідження економічних явищ, процесів та цілісних економічних систем. На його основі реалізуються закони і закономірності розвитку, пов’язані з важливою проблемою комплексного освоєння надр, що враховує як обсяги зростання сподіваних прибутків, так і допустимий ступінь ризику відхилення від сподіваних обсягів. Визначальним чинником тут стає стратегія розвитку гірничорудної промисловості.

Значні запаси залізних руд, що перевищують 16% світових (балансові запаси залізної руди перевищують 30 млрд. т), а також наявність шахт, кар'єрів рудної та нерудної сировини, потужних ГЗК поставили Україну в один ряд з країнами – найбільшими виробниками продукції з мінеральної сировини. Разом з тим перспективним напрямком інтенсифікації гірничорудного виробництва, особливо за умов кризових явищ в Україні, є широкомасштабне запровадження принципово нових підходів, ресурсозберігаючих технологій розробки родовищ, які забезпечують комплексне освоєння надр. Підвищенню ефективності використання розвіданих запасів корисних копалини на діючих гірничорудних підприємствах сприятиме широкомасштабне залучення до розробки забалансових запасів.

При відкритій розробці рудних родовищ, крім основних корисних копалин, також видобуваються великі обсяги розкривних порід, які у більшості своїй, хоч і є цінними корисними копалинами, до останнього часу звичайно розміщувалися у відвалах як відходи і не використовувалися у продуктовому виробництві. Мігматити, безрудні та малорудні роговики (кварцити), ультробазити, гнейси, піроксеніти, що видобуваються в кар'єрах Кривбасу, є придатними для виробництва щебеню високих марок; тальки і сланці, амфіболіти, глини і суглинки можуть використовуватися для виробництва ситалів, шлакоситалів, скла, кам'яного лиття, сланцепориту, глиняної і керамічної цегли, грубої кераміки тощо.

З точки зору концепції КОРР стратегія розвитку ГЗК з урахуванням ризику передбачає розраховану на перспективу систему заходів стабільного просування побіжної мінеральної продукції на ринок і включає визначення цілей розвитку та реформування, аналіз, планування заходів, моніторинг з кожного ринку і виду мінеральної продукції. Разом з тим залучення до продуктивного використання розкривних порід і забалансових запасів, які здебільшого неминуче вилучаються з надр разом із балансовими як побіжні в процесі розробки родовищ, підсилює невизначеність та конфліктність, пов’язану з меншою точністю оцінки побіжної сировини за категоріями.

Аналіз матеріалів стосовно стану мінерально-сировинної бази та практики функціонування гірничорудних підприємств у структурі промисловості України виявив низку невирішених проблем, що зумовило необхідність класифікувати ризики та першочергові загальні напрямки розвитку і реформування ГЗК, які також випливають з Державної програми розвитку промисловості на 2003-2011 роки і спрямовані на комплексне використання гірничої маси, зокрема, шляхом переробки позабалансових руд і техногенної сировини, а також розробити концептуальні положення щодо системного економіко-математичного моделювання і дослідження стратегії диверсифікованого розвитку та конверсії гірничорудних підприємств за умов невизначеності й конфліктності ринкового середовища (рис. 1).

Рис. 1. Концептуальна схема дослідження диверсифікованого розвитку та конверсії гірничорудного підприємства

Стратегія розвитку ГЗК з урахуванням особливостей КОРР спрямовується на досягнення суттєвого гарантованого ефекту за рахунок використання можливостей мінімізації ризику шляхом раціонального управління стратегією конверсії підприємств гірничорудної промисловості. На нашу думку, можна прийняти гіпотезу про дуалістичну природу дослідження стратегії розвитку ГЗК, з одного боку, як систему цільових показників довгострокового періоду, з іншого – процес їх досягнення. Економіко-виробничі прогнози щодо перспектив розвитку гірничорудних підприємств здійснюються на основі принципу поетапної побудови оптимального управління, де умовні екстремуми цільової функції задачі оптимізації на кожному етапі визначають субоптимальні змішані стратегії розвитку підприємства.

Розробка альтернативних версій концепції диверсифікованого розвитку сировинної бази і конверсії гірничорудних підприємств характеризується тим, що останні залежать від багатьох чинників і контрагентів, дії яких неможливо передбачити з прийнятною точністю. Тому є підстави прийняти гіпотезу, що вони характеризуються ймовірнісними закономірностями масових випадкових подій. У даному контексті певного значення набуває механізм генерування та оптимізації альтернативних варіантів диверсифікованого розвитку і конверсії ГЗК, заснований на принципі домінування, що дозволяє на підґрунті теорії множин перейти до аксіоматичної побудови ймовірнісних моделей прийняття раціональних стратегічних рішень. Отже, для економіко-математичного моделювання змішаних стратегій диверсифікованого розвитку гірничорудних підприємств з урахуванням особливостей КОРР та зумовленого ними ризику доцільно використовувати апарат теорії ймовірностей і математичної статистики.

Згідно з прийнятою гіпотезою можна покласти допущення про дію закону великих чисел, де у межах прикладних методологічних підходів щодо дослідження стратегії розвитку ГЗК будемо розуміти ряд математичних теорем, зокрема, теорему Чебишева, в якій установлюється факт наближення середніх характеристик достатньо великого числа досліджень до деяких детермінованих закономірностей.

Розділ 2 “Теорія, методологія та моделювання альтернативних стратегій розвитку гірничорудних підприємств з урахуванням ризику” присвячений формуванню теоретико-методологічних засад щодо особливостей моделювання розвитку ГЗК як великої монопродуктової системи за умов невизначеності й конфліктності та породженого ними ризику.

З точки зору основних підходів у визначенні стратегії: традиційного, що розглядає стратегію як “генеральний план”, і паттерн-підходу (англ. pattern модель, зразок) стратегію КОРР і конверсії ГЗК доцільно розглядати як комплекс довгострокових цілей і план найбільш ефективного розподілу та використання ресурсів для досягнення цих цілей або як генеральну комплексну програму дій на основі моделювання стратегічних напрямків розвитку окремих диверсифікованих ліній, підпорядкованих єдиній “надстратегії”, та оптимізації альтернативних комбінацій активних складових стратегії розвитку підприємства.

З позиції конкретизації стратегічних альтернатив, пов’язаних з видами проблемних аспектів або напрямками завдань (щодо КОРР і конверсії ГЗК), які вирішуються на підприємстві, та враховуючи, що гірничорудне підприємство оперує різними мінеральними ресурсами, як домінуючі (з позицій розвитку підприємства) можна виділити стратегії, сформовані за функціональним принципом – товарні стратегії.

Генерування альтернативних варіантів диверсифікованого розвитку та конверсії ГЗК ґрунтується на визначенні перетину множини видів мінеральної продукції відносно ключових факторів успіху раціональної конверсії за умов ризику: ресурсів, резервів, виробничого та збутового потенціалу.

Причини невизначеності та виникнення конфліктних ситуацій у підрозділах ГЗК при опрацюванні рішень здебільшого безпосередньо пов’язані природою самих об’єктів управління (підсистем: “Розкривної”, “Видобувної”, “Збагачення”, “Переробної”), що зумовлює доцільність моделювання недетермінованих ситуацій прийняття рішень. Враховуючи, зокрема, стохастичний характер параметрів розкривних і видобувних процесів на гірничорудних підприємствах, моделювання альтернативних варіантів стратегії розвитку ГЗК відносно можливостей випуску певної множини видів мінеральної продукції може здійснюватися на основі ймовірнісних характеристик (диференційних або ж інтегральних функцій розподілу ймовірностей) випадкових параметрів , наприклад, якісних показників залізних руд (вміст найважливіших компонентів у %: Fe, SiO2, P, S, H2O та ін.) і значущих властивостей вміщуючих порід (глин, вапняків, пісків, тальків, кварцитів, сланців, гранітів, мігматитів, амфіболітів та ін.). Водночас існує можливість розраховувати значення випадкових параметрів із заданою надійністю.

Практика освоєння рудних родовищ показує, що при порівнянні фактичних значень вмісту корисного компоненту в обсягах породи при розробці родовища із прогнозними прагнуть, щоб у 80% випадків якісні показники відрізнялися менше, ніж на 0,5%, що забезпечує похибку прогнозу в межах точності випробування руд відомими способами. Це означає, що рекомендоване значення лівої границі інтервалу ймовірності (надійності) прогнозу може бути . Значення правої границі інтервалу надійності прогнозу може прийматися в залежності від схильності до ризику і знаходиться у межах .

Завдання врахування стохастичності параметрів виробничо-економічних процесів гірничорудного підприємства для заданих граничних значень інтервалу надійності прогнозу може бути раціонально вирішене при застосуванні, наприклад, нерівності Чебишева, зокрема, на основі статистичної інформації геологорозвідувальних та розвідувально-експлуатаційних робіт щодо якісних показників залізних руд і вміщуючих порід можна отримати значення певного і-го економічного показника (собівартості та цін мінеральної продукції, обсягів її виробництва і реалізації, рентабельності та ін.) з урахуванням можливих відхилень від його середнього розрахункового значення:

, , (1)

де М(Хі) – математичне сподівання випадкової величини Хі; – середньоквадратичне відхилення випадкової величини Хі; jпр точки, що належать інтервалу надійності прогнозу рjmin ? pjпр ? рjmax; рпр надійність (імовірність) прогнозу; рjmin, рjmax відповідно граничні значення ризику (мінімальне і максимальне значення інтервалу надійності прогнозу); + (–) вказує на додатній (від’ємний) інгредієнт показника.

У відносному вираженні ризик можна оцінити як абсолютну величину можливих відхилень випадкового параметра від його середнього розрахункового значення (для інтервалу надійності рjmin ? pjпр ? рjmax), поділену на суму середнього розрахункового значення випадкового параметра, плюс абсолютна величина можливих відхилень від цього середнього значення (значення коефіцієнта ризику можуть знаходитися в межах від нуля до одиниці, тобто :

. (2)

У роботі отримали подальший розвиток методологічні основи оцінки альтернативних варіантів конверсії ГЗК з урахуванням КОРР у системі ризик-менеджменту гірничорудного підприємства, де найважливішими етапами є: одержання інформації про господарську ситуацію та її аналіз; визначення ключових характеристик та їхніх числових значень; функцій розподілу ймовірностей випадкових параметрів; формування баз даних техніко-економічних показників (собівартість та ціни мінеральної продукції, обсяги її виробництва, реалізації, складування, рентабельність та ін.) для моделювання альтернативних варіантів конверсії ГЗК з урахуванням особливостей КОРР; побудова системи економіко-математичних моделей оцінки альтернативних варіантів стратегії розвитку ГЗК відносно можливостей випуску певної множини видів диверсифікованої мінеральної продукції з урахуванням ризику; визначення рівня надійності прогнозу; моделювання та оцінка раціональних варіантів конверсії ГЗК; ранжування та вибір раціональних варіантів розвитку диверсифікації мінеральної продукції та конверсії ГЗК з урахуванням ризику.

Отже, загальна процедура оцінки альтернативних варіантів КОРР повинна включати ряд послідовних і паралельних етапів, ключовим серед яких є економіко-математичне моделювання та оцінка альтернативних варіантів стратегії розвитку ГЗК відносно можливостей випуску певної множини видів диверсифікованої мінеральної продукції з урахуванням ризику та стохастичності параметрів процесів виробничо-економічної діяльності підприємства.

Розділ 3 “Багатофакторне моделювання та оцінювання раціональної стратегії розвитку ТЕС ГЗК за умов ризику” розкриває питання щодо рейтингової оцінки і ранжування варіантів диверсифікованого розвитку та конверсії гірничорудного підприємства на основі економіко-математичного моделювання багатоцільових багатокритеріальних ситуацій, що дають можливість визначити раціональну змішану стратегію функціонування ТЕС. Удосконалені теоретичні засади та відповідні алгоритми реалізації багатофакторного теоретико-ігрового моделювання (БФТІМ) альтернатив у теорії конфліктних ситуацій дозволяють розширити можливості практичного застосування теорії прийняття рішень за умов невизначеності.

Прийняття рішення щодо визначення стратегії розвитку та конверсії гірничорудного підприємства (рис. 2) передбачає паралельне визначення (етапи 2-4) та комплексне ранжування (етап 6) рейтингових оцінок альтернативних варіантів стратегії розвитку ГЗК: оцінок, отриманих на підґрунті аналізу динаміки попиту та пропозиції мінеральної продукції, прогнозування кон’юнктури ринку і т.п.; оцінок ОТРВ мінеральної продукції; оцінок економічної ефективності варіантів КОРР і конверсії ГЗК; оцінки ряду можливих чистих стратегій (сукупність виробничо-економічних напрямків діяльності) розвитку підприємства, які характеризують узагальнену субоптимальну змішану стратегію, визначену шляхом БФТІМ.

БФТІМ альтернативних рішень передбачає формування елементів системи матриць гри , використовуючи показники , де кількість матриць гри: обсяги виробництва та реалізації продукції, ціна, собівартість та ін.; кількість станів економічного середовища у матрицях гри), які характеризують виробничо-економічну діяльність за попередні, звітний і прогнозні періоди, що утворюють множину сценаріїв . Економіко-математична модель формується на основі багатовимірних векторів, матриць:

, (3)

де чисті стратегії (виробничо-економічні напрямки діяльності).

БФТІМ ситуацій прийняття рішення здійснюється з урахуванням стохастичності параметрів виробничо-економічних процесів гірничорудного підприємства.

Для кожного альтернативного рішення (стратегічних напрямків розвитку або альтернативних складових стратегії розвитку ГЗК відносно можливостей випуску певної множини видів мінеральної продукції) функціоналів оцінювання при заданих граничних значеннях ризику в інтервалі рjmin ? pjпр ? рjmax, використавши модель відхилень випадкового параметра від його середнього значення (1), отримаємо функціонали:

, (4)

де – кількісні оцінки використання чистих стратегій (альтернативних рішень ) із заданою ймовірністю прогнозу, коли “природа” (економічне середовище) перебуває у своєму -му стані (); – альтернативи стратегії розвитку ГЗК; – стани економічного середовища при заданій надійності прогнозу ; – сценарії станів економічного середовища при заданих імовірностях прогнозу; кількість сценаріїв станів економічного середовища у матрицях гри ; стан економічного середовища для сценарію з кількісними показниками, що відповідають їх математичним сподіванням ; – мінімальне і максимальне значення інтервалу надійності прогнозу відхилень випадкового параметра від його середнього значення (граничні значення ризику).

Імовірності, що використовуються для обчислення математичних сподівань , середньоквадратичних відхилень визначаються: у загальному випадку – як статистичні ймовірності; з урахуванням фактору “новизни” (впровадження інновацій) як вектор “потенціального розподілу ймовірностей”; на основі експертних процедур та методів суб’єктивних оцінок.

Для об’єктивного і всебічного дослідження альтернативних варіантів конверсії ГЗК у роботі вдосконалено метод теоретико-ігрової оцінки альтернативних варіантів змішаних стратегій з урахуванням КОРР та конфліктності перебігу виробничо-економічних процесів в умовах конкурентного ринку мінеральної продукції (рис. 3).

На першому етапі (рис. 3, блок 1) виокремлюється множина альтернативних варіантів чистих стратегій і ключових чинників (система техніко-економічних показників щодо оцінки варіантів КОРР і конверсії ГЗК), які характеризують виробничо-економічну ситуацію прийняття рішення та підлягають аналізу, перевіряється можливість їх використання для досягнення поставленої мети, встановлюється поняття “допустимість”, розробляється спосіб перевірки допустимості альтернативних варіантів вирішення задачі.

На другому етапі (рис. 3, блок 2) розробляють шкали оцінювання виділеного набору економічних показників (собівартість та ціни мінеральної продукції, обсяги її реалізації, рентабельність та ін.), будують функціонали оцінювання (матриці кількісних оцінок) на основі багатовимірних векторів економічних показників. Узагальнена ситуація прийняття рішення формується шляхом вирішення задачі прийняття багатоцільових рішень.

При побудові теоретико-ігрової економіко-математичної моделі (рис. 3, блок 3) виходять з того, що середня ефективність раціональної змішаної стратегії є не меншою гарантованого результату (ціни гри ) за будь-якого розвитку реалізації рішень. Змішаною стратегією розвитку гірничорудного підприємства будемо вважати застосування її чистих виробничо-економічних стратегій з імовірностями за умови . У нашому випадку ймовірності є ваговими коефіцієнтами () чистих виробничо-економічних стратегій. Сутність етапу полягає у максимізації гарантованого результату.

Рис. 3. Блок-схема методу оптимізації виробничо-економічних стратегій на основі багатоетапного БФТІМ

Після розв’язання оптимізаційної задачі деякі альтернативні рішення можуть виявитися з нульовими значеннями оцінок стратегій розвитку . У цьому випадку (рис. 3, етап 4) вони автоматично переходять на нижчий рівень класифікації оціночних коефіцієнтів . Зворотний зв’язок (І) забезпечує ієрархію рівнів.

За результатами розрахунків отримують узагальнюючі оцінки стратегій (рис. 3, блок 5) та піддають аналізу (рис. 3, блоки 6-7).

Під час аналізу може виявитися невідповідність уявлень суб’єкта управління щодо якості альтернативної стратегії. Тоді досліджуються причини незадовільненості (рис. 3, блок 8). Метою утворення зворотного зв’язку (ІІ) є здійснення дослідження впливу зміни вихідної ситуації прийняття рішення, а зворотний зв’язок (ІІІ) забезпечує упорядкування оцінок стратегій розвитку за всіма рівнями оптимізації.

Методологія багатофакторного моделювання раціональної стратегії розвитку ТЕС ГЗК, викладена у розділі, дозволяє застосувати її як основу для розробки системи економіко-математичних моделей локальної та інтегрованої оцінки альтернативних варіантів конверсії ГЗК з урахуванням невизначеності й конфліктності процесів КОРР.

Розділ 4 “Моделювання інтегрованих оцінок селективного вибору варіантів конверсії ГЗК” присвячений розробці системи економіко-математичних моделей рейтингової оцінки пріоритетності варіантів переробки мінеральної сировини та конверсії ГЗК з урахуванням стохастичного характеру ринкових відносин та параметрів виробничо-економічних процесів гірничорудного підприємства (на основі концептуальної схеми рис. 2, етап 2-3). Зміна структури ризику обумовлюється факторами невизначеності, до числа яких можна віднести: коливання споживчого попиту на мінеральну продукцію, нестабільність потоків мінеральної сировини тощо.

З теорії випадкових процесів відомо: коли число можливих станів системи є скінченим, то за умови значного часу їх експлуатації при врахуванні тієї обставини, що вхідний потік є випадковим процесом, можна оцінити лише ймовірності перебування системи у кожному з допустимих станів . Отже, згідно методу аналогій щодо вагових коефіцієнтів селективного вибору та граничних імовірностей можливих станів ТЕС ГЗК, що показують середній відносний час перебування у цих станах, існують так звані граничні ймовірності стійкої роботи системи (стійкість – здатність до тривалої підтримки основних параметрів ТЕС на раціональному для її функціонування рівні або близькому до нього, незалежно від збурюючих факторів).

В основу моделі рейтингової оцінки мінеральної продукції в задачі оцінювання і планування обсягів диверсифікованої продукції ГЗК як ТЕС доцільно покласти математичний опис марківського випадкового процесу з дискретними станами і неперервним часом (диференціальні рівняння Колмогорова).

ТЕС ГЗК () з точки зору КОРР має можливих станів: – аналітично-селективний стан керуючої системи, який передбачає пошукові роботи щодо генерування сукупності альтернативних стратегічних напрямків розвитку (стійких станів системи) ГЗК відносно можливостей випуску певної множини видів мінеральної продукції тощо; – можливі робочі стани системи; , – інтенсивності вхідних і вихідних потоків (попит на мінеральну продукцію та її пропозиція за одиницю часу: місяць, квартал, рік).

Оскільки значення граничних імовірностей не залежать від часу, то відповідні похідні дорівнюють нулю. Прирівнявши ліві частини у рівняннях Колмогорова до нуля, одержимо систему лінійних однорідних алгебраїчних рівнянь (5) для обчислення граничних імовірностей, де – гранична ймовірність аналітично-селективного стану системи; – граничні ймовірності можливих робочих станів системи, :

. (5)

Розв’язок системи рівнянь (5) необхідно помножити на коефіцієнт, що враховує аналітично-селективний стан у вагових оцінках робочих станів ТЕС:

. (6)

У результаті отримаємо значення шуканих вагових коефіцієнтів у рейтингових оцінках стійкої роботи ТЕС ГЗК відносно можливостей випуску певної множини видів мінеральної продукції:

. (7)

Властивість ТЕС переходити з одного стану стійкого функціонування в інший з мінімальними втратами і витратами вважається гнучкістю потенціалу підприємства (у даному випадку гнучкість – можливість переорієнтації виробничої системи ГЗК, спрямованої на випуск диверсифікованої продукції без корінної зміни його матеріально-технічної бази). У зв’язку з цим стосовно вирішення завдання визначення альтернативних стратегічних напрямків стійкого розвитку (стійких станів системи) ГЗК відносно можливостей випуску певної множини видів мінеральної продукції доцільно здійснити оцінку ОТРВ ГЗК щодо забезпечення реалізації цих напрямків, який характеризує ступінь відповідності рівня техніки, технології й організації виробничо-економічних процесів вимогам конверсії гірничорудного підприємства та спроможність і здатність підприємства до оновлення виробництва.

Технічний рівень виробництва характеризує ступінь розвитку засобів виробництва і прогресивність технології. Організаційний рівень виробництва характеризує рівень розвитку організації виробництва, праці й управління виробничими процесами.

Функціонально узагальнюючі показники організаційного і технічного рівня виробництва можуть бути визначені, як залежності від частинних:

, (8)

де

(9)

, коефіцієнти вагомості відповідних частинних показників; частинні показники ОТРВ, що утворюють групу показників, які позитивно (негативно) впливають на його рівень; фактичні значення частинних факторів, що впливають на узагальнюючі показники ОТРВ; те ж, бажані (або середньогалузеві); h, l – коефіцієнти коригування нелінійності показникової функції.

Кількість частинних показників і , що приймаються для оцінки організаційного або технічного рівня виробництва, визначається в залежності від конкретних умов конверсії ГЗК.

Коефіцієнти h, l дозволяють визначити раціональні інтенсивності зміни значення частинних показників, які позитивно або негативно впливають на організаційно-технічний рівень виробництва. Таке коригування є необхідним з тієї причини, що функція є лінійною, а функція нелінійною (див. (9)) і навіть незначні зміни величин можуть призвести до суттєвих змін величин показників у порівнянні з аналогічними змінами показників , що і є причиною коригування й узгодження інтенсивності зміни цих показників.

Показник ОТРВ можна подати як комплексну оцінку показника гнучкості потенціалу підприємства щодо забезпечення можливостей випуску певної множини видів мінеральної продукції:

, (10)

де узагальнюючий нормований показник організаційного рівня виробництва (частка від одиниці); узагальнюючий нормований показник технічного рівня виробництва (частка від одиниці); і коефіцієнти вагомості відповідних узагальнюючих показників ОТРВ.

Інтегрована комплексна оцінка гнучкості варіанта здійснюється на базі розрахованих значень оцінок, отриманих з урахуванням ринкового попиту , оцінок ОТРВ та економічно обумовленої доцільності, першочерговості чи інтенсивності виробництва мінеральної продукції . Використавши мультиплікативну згортку, розраховують значення комплексних інтегрованих рейтингових оцінок:

. (11)

Комплексні інтегровані рейтингові оцінки (11) використовуються для ранжування варіантів конверсії гірничорудного підприємства.

Розділ 5 “Система економіко-математичних моделей оцінки та вибору раціональної стратегії розвитку гірничорудного підприємства” присвячений удосконаленню теоретичних основ та інструментарію вирішення завдання ранжування варіантів конверсії ГЗК в умовах диверсифікації виробництва з допустимим ступенем ризику шляхом пошуку розв’язку в змішаних стратегіях, де на відміну від існуючих раціональна змішана стратегія визначається як множина субоптимальних рішень, отриманих у результаті впорядкування розв’язків задачі багатоетапної оптимізації.

На рис. 4 наведено схему взаємозв’язку основних техніко-економічних показників ГЗК, який є великою економічною системою з монопродуктовим виробництвом.

Рис. 4. Схема взаємозв’язку основних техніко-економічних показників ГЗК (Р1, Р2, Р3 –підсистеми: “Видобувна”, “Збагачення”, “Агломерація”; Zi1 – обсяги; Zi2 – собівартість; Zi3 – ціна; – вхідні потоки; – побіжна продукція; – концентрат; – агломерат)

Формальна постановка задачі щодо визначення раціональних виробничо-економічних змішаних стратегій ґрунтується на принципі поетапної побудови оптимального управління з тієї причини, що розв’язок задачі оптимізації не завжди може мати всі ненульові компоненти розв’язку. Тоді прийняття управлінських рішень на основі відповідної економіко-математичної моделі ризикової ситуації не буде мати під собою раціональної підстави. Так, наприклад, щодо гірничо-збагачувального підприємства такий розв’язок задачі оптимізації може помилково вказувати на неефективність певної виробничої ланки. Проте вилучення з технологічного ланцюга будь-якої ланки ГЗК може призвести до розладу всієї виробничої системи.

Одним із традиційних підходів в аналізі виробничо-економічної діяльності підприємства є порівняння показників звітного та базисного періодів. У даному випадку теоретико-ігрова економіко-математична модель має розмірність , в якій сторона гри має чистих стратегій (сукупність виробничо-економічних напрямків діяльності), а сторона гри дві чисті стратегії і (минулий (базисний) та звітний періоди, що характеризують діяльність підприємства). Результатом оптимізації є оцінки стратегій розвитку . Розв’язок цієї