Главная » 2014 » Июль » 29 » Скачать Теоретические основы и методы векторной оптимизации в моделировании экономических систем. Машунин, Юрий Константинович бесплатно
0:28 AM
Скачать Теоретические основы и методы векторной оптимизации в моделировании экономических систем. Машунин, Юрий Константинович бесплатно
Теоретические основы и методы векторной оптимизации в моделировании экономических систем
Диссертация
Автор: Машунин, Юрий Константинович
Название: Теоретические основы и методы векторной оптимизации в моделировании экономических систем
Справка: Машунин, Юрий Константинович. Теоретические основы и методы векторной оптимизации в моделировании экономических систем : диссертация доктора экономических наук : 08.00.13 Владивосток, 2005 401 c. : 71 06-8/373
Объем: 401 стр.
Информация: Владивосток, 2005
Содержание:
Часть 1 Проблемы моделирования экономических систем на основе ме- 15тодов векторной онтимизации
Глава 1 Анализ экономических систем и методов их моделирования наоснове векторной онтимизации
11 Экономические системы и место нроцесса моделирования в систе- 15ме ее унравления
12 Постановка нроблемы моделирования экономических систем на 25основе методов векторной онтимизации
13 Исследование и анализ современного состояния нроблемы век- 31торной онтимизации (ВО)
14 Анализ некоторых подходов к решению задач ВО
15 Выводы но результатам анализа экономических систем и исследо- 53вания методов решения векторных задач
Глава 2 Теоретические основы векторной оптимизации
21 Векторная задача математического программирования (ВЗМП)
22Основные нонятия и онределения, используемые при построенииметодов решения задач векторной оптимизации
23 Принципы оптимальности решения ВЗМП
24 Теоретические результаты, связанные с аксиоматикой и нринципа-ми оптимальности решения ВЗМП
25 Двойственность в векторных задачах линейного программирова- 85ния
26 Выводы по теоретическим вонросам векторной оптимизации
Глава 3 Методы решения задач векторной оптимизации
31 Решение задач векторной оптимизации с равнозначными крите- 98риями
32 Решение задач векторной оптимизации с заданным приоритетом 102критерия
33 Выбор точки из множества Парето в ВЗМП по заданной величине 106целевой функции и с заданной точностью
34 Выводы по методам решения задач векторной оптимизации 111Часть 2 Математическое моделирование развития рынка на основе ме-тодов векторной оптимизации
Глава 4 Математическая модель одно-продуктового рынка как задачавекторной оптимизации
41 Анализ модели конкурентной экономики
42 Построение векторной модели одно-продуктового рынка
43 Построение базовой модели одно-продуктового рынка с двумяпроизводителями и потребителями (четыре критерия)
44 Моделирование рынка совершенной конкуренции, модель кото-рой представлена векторной задачей оптимизации
441 Основные характеристики модели рынка совершенной конку-ренции
442 Исследование модели совершенной конкуренции
45 Моделирование развития рынка олигополии
451 Основные характеристики модели рынка олигополии
452 Исследование модели олигополии
46 Моделирование одно-продуктового рынка с агрегированнымикритериями
Глава 5 Математическая модель рынка как задача ВО
51 Модель одно-продуктового рынка с учетом импортных и экс-портных операций
52 Математическая модель рынка
53 Построение модели рынка с двумя товарами, производителямии потребителями (Модель 2*2*2) 161Часть 3, Моделирование экономических систем на основе методов ВО
Глава 6 Управление фирмой на базе информационных и математиче-ских моделей
61 Анализ проблем управления фирмой
62 Технологии менеджмента и их взаимосвязь в общей системе 167управления фирмой
63 Математическая модель формирования годового плана предпри-ятия
64 Математическая модель формирования долгосрочного (стратеги-ческого) плана предприятия
65 Финансовая деятельность в фирме
66 Тестовый пример формирования годового долгосрочного плана 192для управления фирмой
Глава 7 Моделирование многоуровневой иерархической системы эко- 200номики как задачи векторной оптимизации
71 Общие вопросы многоуровневых иерархических систем
72 Двухуровневые иерархические системы (ИС)
73 Двухуровневые ИС с самостоятельными локальными подсисте-мами (ЯП) (ЯП с полной децентрализацией)
7 4 Двухуровневые ИС с полной централизацией управления ЯП
75 Двухуровневые иерархические системы с децентрализациейуправления ЯП
76 Композиционные и декомпозиционные методы в задачах децен-трализованного управления ЯП
77 Иллюстрация двухуровневой ИС с децентрализацией управления 238ЯП на тестовом примере
78 Двухуровневые ИС, развивающиеся в динамике равномерно ипропорционально
79 Моделирование многоуровневых иерархических систем
710 Выводы по моделированию многоуровневых иерархическихсистем
Глава 8 Моделирование развития региона на основе методов векторнойоптимизации (На примере Приморского края)
81 Анализ современного состояния регионального управления регио-ном и выводы
82 Основные цели и задачи регионального управления
83 Анализ межотраслевого баланса
84 Моделирование межотраслевых материальных связей (Первый- 283второй квадрант МОБ)
841 Построение и расчет модели межотраслевых материальных свя-зей
842 Расчет модели межотраслевых материальных связей с учетомпроизводственных ресурсов
843 Структурный анализ взаимосвязей выпусков, производственныхресурсов и конечного спроса
844 Типовые задачи прогнозирования
85 Моделирование межотраслевых зависимостей цен и добавленнойстоимости (Первый-третий квадрант МОБ)
86 Межотраслевые модели с открытыми внешними связями
861 Оценка влияния внешних связей на экономику региона
862 Разработка модели экономики региона с не дополняюшим ввозол
87 Построение оптимизационных моделей региона
871 Построение оптимизационной модели межотраслевого баланса 319продукции и производственных мошностей
872 Разработка оптимизационной модели с ограничениями по об-щим производственным ресурсам
873 Построение оптимизационных моделей
88 Построение векторных оптимизационных моделей региона
Введение:
Актуальность темы исследования. В области экономики решениевопросов автоматизации управления производственными и экономическимисистемами связано с дальнейшим развитием научно-технического прогрессаи созданием автоматизированных систем управления, отвечающих последним достижениям науки и техники. И хотя в настояп];ее время разработан ивнедрен целый ряд автоматизированных систем управления предприятиями,производственными объединениями, отраслями, регионами, анализ их опытапоказывает, что многие из них не отвечают современным запросам, требованиям и условиям рыночных взаимоотношений. Автоматизация управлениянаправлена на решение наиболее простых задач, отдельных функций управления производством. И мало уделяется внимания решению комплексных(интегрированных) задач управления, учитываюш;их как спрос, так и предложение. Для решения таких задач обычно разрабатываются и используютсяматематические модели, в основе которых лежат оптимизационные задачи.Но традиционные математические модели не всегда удовлетворяли многимтребованиям, которые предъявляются к экономическим системам. Это связано с тем, что математические модели должны описывать и оценивать функционирование экономической системы: во-первых, как целенаправленнуюдеятельность единой, целостной системы, во-вторых целенаправленнуюдеятельность его подразделений, учитывая иерархическую многоуровневуюструктуру управления, в-третьих учитывать те многие экономические факторы рынка (спрос, предложение), которые в совокупности, реально оказываютвлияние на функционирование исследуемой системы и, замыкающихся наних отдельных подразделений. Отсюда сложность исследуемых экономических проблем привела к появлению сложных математических моделей, которые должны адекватно отображать статику и динамику развития экономической системы. Эти модели имеют, как правило, не один, а несколько критериев оптимизации, т. е. в основе таких моделей лежат векторные (многокритериальные) задачи оптимизации. Дефицит научных знаний в областитеории и методологии решения векторных задач математического программирования, с одной стороны, и насущная необходимость их использованияпри моделировании развития экономических систем, с другой стороны, определили актуальность темы диссертационного исследования.Теоретические вопросы и методология решения задач векторной (многокритериальной) оптимизации, и ее использование в экономических моделях, базировались на многочисленных теоретических исследованиях и решениях практических задач, проводимых в нашей стране и за рубежом. В нашей стране в области многокритериальной оптимизации работы выполнялись следуюш;ими авторами: Березовский Б. А., Бутрим Б. И., Вилкас Э.,Гафт М. К., Гермейер Ю. С, Емельянов В., Жуковин В. Е., Кемпер П. П.,Краснекер В. С, Подиновский В. В., Полтерович В. И., Статников Р. Б., Хоменюк В. В. и др. На Украине: Михайлевич В. С, Волкович В. Л., Войналович В. М., Зак Ю. А., Даргейко и др. За рубежом: Бенайюн Р., Fisbom Р. С,Geffrion А. М., Hwong L., Isermann Н., Kombluth J. S. Н., Saska J., ZelenyМ. и другие. С перечисленными работами можно ознакомиться в [70, 88, 99].Методы и алгоритмы решения векторных задач математического программирования (ВЗМП) в работах перечисленных авторов развивались в следующих направлениях: решение ВЗМП, основанное на свертывании критериев; решение, использующее ограничения на критерии; методы целевогопрограммирования; методы, основанные на отыскании компромиссного решения; методы, основанные на человеко-машинных процедурах принятиярешения. Данная диссертационная работа продолжает разработку теории иметодов решения задач векторной оптимизации одного из направлений, связанных с отысканием компромиссного решения, и его использования в экономических задачах исследования развития рынка и экономических систем.Это все и определило выбор темы, цель и задачи диссертационного исследования.Цель и задачи исследования. Целью исследования является решениекрупной научной проблемы - разработки теоретико-методологических основвекторной оптимизации, вычислительных методов решения векторных задачматематического программирования и в задачах моделирования развитиярынка и экономических систем.Для достижения цели исследования были поставлены следуюпдие задачи:• провести исследование и анализ современного состояния проблемывекторной оптимизации, и ее использования в управлении экономическими системами;• разработать теоретические основы и методы решения задач векторнойоптимизации в том числе: аксиоматику и принципы оптимальностирешения задач векторной оптимизации; вычислительные методы решения векторных задач, которые позволяют решать ВЗМП при равнозначных критериях и заданном приоритете критерия; метод выбораточки по заданной величине целевой функции и с заданной точностью;• построить математическую модель рынка и провести моделированиеего развития в том числе: провести исследование и анализ современного состояния проблемы конкурентной экономики; построить математическую модель одно-продуктового рынка; выполнить моделирование развития рынка совершенной конкуренции, рынка олигополии;построить общую математическую модель рынка и провести ее тестирование;• разработать математическую модель и выполнить моделированиесложных экономических систем в том числе: моделирование управления многоуровневой иерархической экономической системой с учетомцентрализации и децентрализации; разработать композиционные и декомпозиционные методы в задачах анализа и синтеза экономическихсистем; разработать агрегацию информации при переходе от одногоуровня к другому в иерархической экономической системе;• построить модели управления фирмой на краткосрочный и долгосрочный период планирования с учетом ее целенаправленности;• выполнить построение модели управления регионом на основе межотраслевого баланса и векторной оптимизации и провести моделирование его развития;• разработать программные средства, реализующие разработанные методы решения векторной оптимизации линейного и нелинейного программирования;• разработать методологию использования теоретических результатов ипрограммного обеспечения для решения практических задач автоматизации процессов управления и принятия решений в экономическихсистемах.Объект исследования - методы, принципы и аксиоматика решения задач векторной оптимизации и их применение в задачах моделирования экономических систем.Предмет исследования — раздел векторной оптимизации, основанный нанормализации критериев и принципа гарантированного результата, и его использование в задачах моделирования развития рынка и экономических систем.Теоретическую и методологическую основу исследования составляюттруды классиков экономической теории, работы отечественных и зарубежных авторов по проблеме векторной оптимизации, теории управления и теории принятия решений в экономических системах.Результаты исследования. Наиболее важные научные результаты, отражаюш;ие вклад автора в проведенное исследование, заключается в следующем:• проведен анализ существующих методов векторной оптимизации и10определено направление исследований, связанное с нормализациейкритериев и принципом гарантированного результата;• разработан авторский подход к решению векторной задачи математического программирования при равнозначных критериях и при заданном приоритете критерия;• уточнены методологические основы использования векторной оптимизации при моделировании экономических систем;• разработана методика построения композиционных и декомпозиционных методов в задачах анализа и синтеза сложных экономических систем;• построены модели векторной оптимизации для принятия решений науровне фирмы и проведен расчет ее годовых и долгосрочных планов;• выполнено построение моделей, проведено моделирование развитиярынка и выбора оптимальных объемов производства товаров и их потребления;• разработан подход к моделированию рыночных структур - совершенной конкуренции и олигополии;• разработана модель векторной оптимизации региона с использованиеммежотраслевого баланса и задачи, выпуска продукции, для решениякоторых в отличие от стандартных подходов, использовались разработанные методы.Научная новизна результатов диссертационной работы заключается вследующем:1. Созданы теоретические основы для решения задач векторной оптимизации базирующиеся в отличие от существующих на нормализации критериев и принципе гарантированного результата, а также определения приоритета критериев в таких задачах.2. Разработаны и апробированы методы решения векторной задачи математического программирования при равнозначных критериях и при задан11ном приоритете критерия, в котором выбор точки из множества точек, оптимальных по Парето, осуществляется с точностью, обусловленной линейнойаппроксимацией действительного изменения приоритетного критерия.3. Разработана процедура агрегации информации в многоуровневой иерархической системе, агрегированный критерий которых сохраняет целенаправленность афегируемых локальных подсистем.4. Разработаны приемы композиции и декомпозиции локальных подсистем управления в задачах анализа и синтеза сложных экономических систем.5. Построена модель векторной оптимизации на уровне фирмы.6. Построены модели развития рыночных структур: совершенной конкуренции, олигополии, выполнено моделирование развития рынка с учетомимпортных и экспортных операций;7. Обоснована и апробирована балансовая модель региона в виде задачивекторной оптимизации.Представленные научные результаты и выносятся на защиту.Практическая значимость работы и реализация результатов^ Теоретические и прикладные результаты исследования изложены в рекомендациях по совершенствованию моделирования задач управления на уровнефирмы и региона. Выполненные исследования и созданное программноеобеспечение характеризуется экономической направленностью и доведенодо конкретных методик.Работа выполнялась в рамках:1) научно-технической программы НТП 0.74.01, тема: "Разработка вычислительных процедур принятия решений для автоматизации геофизических исследований", № 81055373;2) тема: "Исследование и разработка методов и программных средствуправления в гибких производственных системах", № гос. регистрации01860 107737 ;3) программа фундаментальных исследований: "Повышение надежности12систем "Машина - человек - среда";4) Федеральная целевая программа "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы"(Проект №М295-01).Основным практическим результатом работы является разработка комплекса программных средств решения векторных задач и его использованиев практике управления экономическими системами.Разработанные программные средства внедрены на заводе "Радиоприбор" по теме: "Разработка программного обеспечения годового планапредприятия, сбалансированного по основным технико-экономическим показателям и ресурсам".В области техники разработанные методы решения векторных задач математического программирования реализованы при расчете инженерной модели магнитоэлектрических линейных индукционных двигателей.Результаты исследования использованы при разработке авторскогокурса "Математические основы управления в экономике", "Разработкауправленческого решения в организации" и др., которые внедрены в учебныйпроцесс Дальневосточной академии экономики и управления.Дальневосточного Государственного университета и других высшихучебных заведений.Апробация результатов исследования осуш;ествлена в публикациях потеме диссертации и выступлениях на международных, всероссийских и региональных научных конференциях и семинарах: на УШ Всесоюзном совещании по проблемам управления НКАУ СССР (Таллинн, 1980); на Ш Всесоюзном семинаре "Методы синтеза и планирования структур крупномасштабных систем" (Москва, 1985); на Всесоюзной конференции "Современные методы и средства создания и развития интегрированных АСУ городом" (Москва, 1985); на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы иперспективы автоматизации производства на предприятиях приборо- и маши13ностроения» ( Пермь, 1987); Международной конференции "Проблемы автоматизированного проектирования в машиностроении "САПР-88" (Москва,1988); на Всесоюзной конференции "Теория и практика автоматизации управления отраслями народного хозяйства" (Москва, 1988); на Всесоюзном семинаре "Моделирование развития региональной экономики" (Ташкент, 1988); наМеждународном семинаре ИФАК/ИМАКС "Автоматизация проектированиясистем управления (Алма-Ата, 1989); на Всероссийской научной конференции"Актуальные проблемы менеджмента в условиях реформирования Российскойэкономики" (Владивосток 1998). на 11 Международном семинаре IFAC "Оптимизация в задачах управления (Сант-Петербург, 2000); Международная научная конференция "Математические методы в технике и технологиях"(Смоленск, 2001); Международной конференции "Проблемы управления имоделирования сложных систем" (Самара, 2001).Публикации. Научные результаты, составляюш,ие содержание диссертации, опубликованы в 60 работах, в том числе в трех монографиях:1. Машунин Ю.К. Методы и модели векторной оптимизации. - М.: Наука, 1986.-141 с.2. Машунин Ю.К., Левицкий В. Л. Методы векторной оптимизации ванализе и синтезе технических систем. Владивосток: ДВГАЭУ, 1996.3. Машунин Ю.К. Теоретические основы и методы векторной оптимизации в управлении экономическими системами. - М.: ЛОГОС: 2002. 248 с. ,а также трех учебных пособий по 10 п.л. каждое.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения и восьми глав, разделенных на три части, заключения и четырех приложений,восьми рисунков и пяти таблиц. Список литературы содержит 160 наименований. Приложения содержат описание методологии принятия решений вэкономических системах по моделям, представленных векторной задачей оптимизации.14Часть 1. ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКОИОМИЧЕСКИХСИСТЕМ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ВЕКТОРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИВ этой части работы представлена оценка проблемы моделированияэкономических систем и разработанный математический аппарат - решениезадач векторной оптимизации, включающие:анализ экономических систем и методов их моделирования на основевекторной оптимизации;анализ современного состояния проблемы векторной оптимизации;аксиоматику векторной оптимизации и принципы оптимальности решения векторных задач (теоретические основы);методы решения векторных задач при равнозначных критериях и заданном приоритете критерия.
