PDF-файл статьи

Научная статья

Original article

УДК 338.24

doi: 10.55186/2413046X_2022_7_4_240

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ В УСЛОВИЯХ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ

OPTIMIZATION OF THE PRODUCTION PROGRAM UNDER THE CONDITIONS OF IMPORT SUBSTITUTION

Сафонова Дарья Александровна, инженер кафедры ИБМ3, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», г. Москва, E-mail: ssafonovad@bmstu.ru

Моисеенко Анна Михайловна, бакалавр, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», г. Москва, E-mail: annetmoiseenko@yandex.ru

Бром Алла Ефимовна, д.т.н., профессор, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», г. Москва, E-mail: abrom@yandex.ru

Safonova Darya Aleksandrovna, Engineer of the Department of IBM3, Bauman Moscow State Technical University (National Research University), Moscow, E-mail: ssafonovad@bmstu.ru

Moiseenko Anna Mikhailovna, Bachelor’s Degree, Bauman Moscow State Technical University (National Research University), Moscow, E-mail: annetmoiseenko@yandex.ru

Brom Alla Efimovna, Doctor of Technical Sciences, Professor, Bauman Moscow State Technical University (National Research University), Moscow, E-mail: abrom@yandex.ru

Аннотация. Данная статья посвящена проблеме импортозамещения в России, возникшей в виду изменившихся экономических отношений с другими странами. В связи с вышеупомянутыми переменами возросла важность уже и ранее реализуемых программ импортозамещения, которые теперь имеют приоритетное значение для многих предприятий, производящих продукцию. Однако помимо необходимости внедрения программ важным вопросом остается их целесообразность и эффективность применения на предприятии.  Именно это и определяет цель данной статьи, для достижения которой используются такие методы, как анализ различных источников и ресурсов информации и данных, а также имитационное моделирование. На основании примененных методов разрабатывается многокритериальная оптимизационная задача, позволяющая оценивать возможную долю импортозамещенной продукции с учетом минимизации затрат и времени на ее производство и распределение, а также при условии ограниченности ресурсов. В выводах описаны возможные сценарии производства продукции, которые могут быть реализованы предприятием при выполнении программы по импортозамещению.

Abstract. This article is devoted to the problem of import substitution in Russia, which arose in view of the changed economic relations with other countries. In connection with the above-mentioned changes, the importance of previously implemented import substitution programs has increased, which are now of priority importance for many enterprises producing products. However, in addition to the need to implement programs, their expediency and effectiveness of application at the enterprise remains an important issue. This is what determines the purpose of this article, which uses methods such as analysis of various sources and resources of information and data, as well as simulation modeling. Based on the applied methods, a multi-criteria optimization problem is being developed, which makes it possible to estimate the possible share of import-substituted products, taking into account the minimization of costs and time for its production and distribution, as well as under the condition of limited resources. The conclusions describe possible scenarios for the production of products that can be implemented by the enterprise during the implementation of the import substitution program.

Ключевые слова: программа по импортозамещению, моделирование, многокритериальная линейная оптимизация, объем изготовленной продукции, методы решения оптимизационной задачи

Keywords: import substitution program, modeling, multicriteria linear optimization, volume of manufactured products, methods of solving the optimization problem 

В рамках сложившейся ситуации в мире национализация экономики приобретает все большую актуальность.  Характер данной тенденции проявлялся и ранее, однако на сегодняшний момент остро стоит вопрос о полном импортозамещении на производствах во всех отраслях с целью сохранения достойного уровня жизни граждан и дальнейшего улучшения экономической ситуации в РФ. Именно поэтому в Российской Федерации на данный момент активно дорабатываются и развиваются программы по импортозамещению.

Программа импортозамещения представляет собой создание конкурентоспособных производств и продукций, призванных заменить импортные поставки и обеспечить большую независимость отечественной экономики. Для необходимого соответствия продукция-аналогам в первую очередь программа должна соответствовать современным мировым тенденциям, таким, как создание производств на основе инновационных технологий, учитывающие экологический и ресурсосберегающий аспекты.     

Каждое предприятие в рамках своих компетенций и возможностей определяет свою стратегию планирования и модернизации собственных производственных процессов с уклоном на программу по импортозамещению. В свою очередь это ведет к реорганизации существующих цепей поставок, включающих отечественных поставщиков и дистрибьютеров.

Несмотря на важность национализации экономики, необходимо оценить экономическую целесообразность применения разрабатываемых стратегий по программе импртозамещения в условиях минимизации времени на осуществление цепей поставок, для планирования дальнейших действий, связанных с реализацией данной программы. Для определения экономической целесообразности реализуемой программы по импортозамещению с имеющимся ограничением по времени предлагается использовать линейную оптимизацию.  

В рамках исследуемой проблемы постановка задачи будет следующей: необходимо определить объем выпуска продукции многономенклатурного производства в условиях реализации программы импортозамещения по некоторым видам продукции с учетом минимизации затрат и времени на их производство и распределение, и существующих ограничений на ресурсное обеспечение имеющихся и импортозамещенных производственных процессов с учетом реализации необходимых требований по объему выпуска в соответствии со спросом на производимую продукцию. 

Для решения данной задачи введем следующие обозначения:

m (1…,m₁,…M) –вид изготовленной продукции, где подиндекс r детализирует номенклатуру продукции, изготовленной по программе импортозамещения;

r (1…,r_s,…R) –вид необходимого ресурса для производства изделия, где r =1,…,(r_s-1) – виды ресурсов, необходимых для производства существующей продукции, r = r_s,…,R – виды ресурсов, необходимые для реализации программы по импортозамещению;

P – валовый выпуск готовой продукции;

x_m – объем изготовленной продукции m-го вида, произведенной из отечественных комплектующих;

T_m   время производства одного изделия m-го вида/ производственная мощность предприятия-изготовителя;

T_mr — время на производство комплектующих по программе импортозамещения;

L_m – цена единичной продукции m-го вида;

L_mr — цена единичной продукции из комплектующих по программе импортозамещения;

S_m – себестоимость единичной продукции m-го вида;

S_mr – себестоимость единичной продукции из комплектующих по программе импортозамещения;

a_r — норма расхода ресурса вида r для изготовления единичной продукции m-го вида;

a_rs — норма расхода ресурса вида  для изготовления единичной продукции из комплектующих по программе импортозамещения;

D_r — максимальный возможный ресурс для производства продукции m-го вида;

D_rs — максимальный возможный ресурс для производства продукции из комплектующих по программе импортозамещения;

W-потребность в готовой продукции m-го вида;

U — потребность в готовой продукции из импортозамещенных комплектующих;

С учетом введенных обозначений модель будет выглядеть следующим образом:

Целевые функции:

Ограничения:

1. Ограничение по ресурсам:

2. Потребность в продукции

3. Условие существования модели

После составления оптимизационной задачи необходимо найти ее решение. Существует несколько подходов решения задач такого рода.

1. Метод линейной свёртки критериев.

Данный метод предполагает наличие в задаче одного критерия и в этом случае задача имеет следующий вид:

при наличии ограничений

где a_i − некоторые постоянные величины больше нуля, которые называются весовыми коэффициентами.

Весовые коэффициенты позволяют: во-первых, свести величины возможно различной физической природы f_i(b) к таким величинам одной физической природы, чтобы обеспечить их сложение, а во-вторых, выделить важность каждого критерия.

2. Метод использования контрольных показателей

В данном методе используется система нормативов и контрольных показателей f₁,…,f_i,…,f_n, значения которых не должны быть превышены в ходе создания системы f_i(b). Для обеспечения таких требований в математическую модель вводятся ограничения:

Тогда целевая функция принимает следующий вид:

Ищется такое значение вектора b, при котором функция F(b)достигает максимального значения. В данном случае определяется наихудший возможный показатель f_i(b), который возможен при заданном показателе f_i.

При использовании вышеописанного метода математическая модель имеет следующий вид:

при наличии ограничений

3. Метод выделения основного критерия

В данном методе также используется система нормативов и контрольных показателей f₁,…,f_i,…,f_n, которые имеют следующие ограничения:

При этом, если задача многокритериальная, то выбирается один основной критерий, на основе которого и строится поиск оптимального решения.

при наличии ограничений

1. Метод введения метрики в пространстве целевых функций

Данный метод предполагает решение n задач следующего вида:

при наличии ограничений

Решение основано на поиске некоторой точки (f₁,…,f_i,…,f_n) — «абсолютного максимума», которая является совокупностью скалярных величин f_l,f_l – введенное обозначение. Для каждой задачи i определяется вектор решения b_l и величина целевой функции f_i(b_i) при этом значении вектора b_i.

Точка названа «абсолютным максимумом», так как для многих допустимых множеств K она недостижима. Поэтому вводится некоторое расстояние от данной точки до множества K:

Нахождение расстояния позволяет привести многокритериальную задачу к следующему виду:

при следующих ограничениях

Вышеописанные методы позволяют свести многокритериальную задачу к однокритериальной, что дает возможность с легкостью решать их и получать необходимую информацию для принятия последующих решений. В реальных условиях предприятие редко способно контролировать и обеспечивать достойный уровень всех критериев, именно поэтому чаще всего выделается один ключевой, который имеет приоритетное значение для организации. Именно поэтому метод выделения основного критерия является наиболее подходящим для решения вышеописанной многокритериальной задачи.

В процессе моделирования будет определена величина  x_m — объем изготовленной продукции m-го вида, произведенной из отечественных комплектующих. Она позволит оценить долю продукции, которая должна быть реализована по программе импортозамещения. Результаты моделирования должны привести к поиску такой величины x_m и объема выпуска импортозамещенных видов продукции, при которых будут минимизированы затраты и временя по цепям поставок.

Если значение в оптимальном плане переменных x_m = 0 по одному из видов продукции, то это говорит об экономической нецелесообразности внедрения программы по импортозамещению собственными усилиями предприятием. Следовательно, необходима дополнительная финансовая поддержка в виде грантов или государственной помощи для реализации программы по импортозамещению.

Разработанная модель может использоваться как имитационная для проигрывания различных вариантов производственных программ, с целью поиска оптимального решения. Даже в случае, если решения не оптимальны, но близки к нему, то полученные варианты выпуска продукции могут быть использованы при разработке программ в виду возможного отклонения фактических показателей от плановых.

Список литературы

1. Титова О.В., Восканян Н.А. Импортозамещение: понятие, сущность, особенности/ Инновационная экономика: перспективы развития и совершенствования. – 2021. — № 7 (57). – С. 105-110.
2. Литвинова А.В., Талалаева Н.С., Парфенова М.В. Статистический анализ состояния и перспектив развития импортозамещения в России/ Вестник ВГУИТ. – 2021. – Т. 83(4). – С. 411-424.
3. Аганбегян А.Г., Порфирьев Б.Н., Широв А.А. О преодолении текущего кризиса и путях развития экономики России/ Научные труды ВЭО России. – 2021. – Т. 227. – С. 193-213.
4. Коротченко А.Г., Кумагина Е.А., Сморякова В.М. Введение в многокритериальную оптимизацию/ Учебно-методическое пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет. — 2017. – С. 55.
5. Певнева А.Г., Калинкина М.Е., Методы оптимизации– СПб: Университет ИТМО. — 2020. – С. 64.
6. Гребенникова И.В. Методы оптимизации: учебное пособие / Екатеринбург: УрФУ. — 2017.— С.148.
7. Готовский А. В. Вклад импортозамещения в экономический рост России / Вопросы экономики. – 2021. – 4. – С. 58-78.
8. Лунев Д.В. Состояние и проблемы импортозамещения в российской экономике/ Юридическая наука в XXI веке: актуальные проблемы и перспективы их решений. – 2021. – С. 87-88.
9. Богданова П. А., Сахаров Д.М., Васильева Т.В. Обзор методов многокритериальной оптимизации в задачах принятия решений/ Инновационные аспекты развития науки и техники. – 2021. – С. 153-157.
10. Аристова Е. М. Некоторые подходы к решению задач линейной многокритериальной оптимизации/ Итоги науки и техн. Сер. Соврем. мат. и ее прил. Темат. обз. – 2021. – Т (190). – С. 3-13.

References

1. Titova O.V., Voskanyan N.A. Importozameshhenie: ponyatie, sushhnost`, osobennosti/ Innovacionnaya e`konomika: perspektivy` razvitiya i sovershenstvovaniya. – 2021. — № 7 (57). – S. 105-110.
2. Litvinova A.V., Talalaeva N.S., Parfenova M.V. Statisticheskij analiz sostoyaniya i perspektiv razvitiya importozameshheniya v Rossii/ Vestnik VGUIT. – 2021. – T. 83(4). – S. 411-424.
3. Aganbegyan A.G., Porfir`ev B.N., Shirov A.A. O preodolenii tekushhego krizisa i putyax razvitiya e`konomiki Rossii/ Nauchny`e trudy` VE`O Rossii. – 2021. – T. 227. – S. 193-213.
4. Korotchenko A.G., Kumagina E.A., Smoryakova V.M. Vvedenie v mnogokriterial`nuyu optimizaciyu/ Uchebno-metodicheskoe posobie. – Nizhnij Novgorod: Nizhegorodskij gosuniversitet. — 2017. – S. 55.
5. Pevneva A.G., Kalinkina M.E., Metody` optimizacii– SPb: Universitet ITMO. — 2020. – S. 64.
6. Grebennikova I.V. Metody` optimizacii: uchebnoe posobie / Ekaterinburg: UrFU. — 2017.— S.148.
7. Gotovskij A. V. Vklad importozameshheniya v e`konomicheskij rost Rossii / Voprosy` e`konomiki. – 2021. – 4. – S. 58-78.
8. Lunev D.V. Sostoyanie i problemy` importozameshheniya v rossijskoj e`konomike/ Yuridicheskaya nauka v XXI veke: aktual`ny`e problemy` i perspektivy` ix reshenij. – 2021. – S. 87-88.
9. Bogdanova P. A., Saxarov D.M., Vasil`eva T.V. Obzor metodov mnogokriterial`noj optimizacii v zadachax prinyatiya reshenij/ Innovacionny`e aspekty` razvitiya nauki i texniki. – 2021. – S. 153-157.
10. Aristova E. M. Nekotory`e podxody` k resheniyu zadach linejnoj mnogokriterial`noj optimizacii/ Itogi nauki i texn. Ser. Sovrem. mat. i ee pril. Temat. obz. – 2021. – T (190). – S. 3-13.

Для цитирования: Сафонова Д.А., Моисеенко А.М., Бром А.Е. Оптимизация производственной программы в условиях импортозамещения // Московский экономический журнал. 2022. № 4. URL: https://qje.su/ekonomicheskaya-teoriya/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-4-2022-42/

© Сафонова Д.А., Моисеенко А.М., Бром А.Е., 2022. Московский экономический журнал, 2022, № 4.