CC BY
175М^етодика преподавания
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА ПИШЕ
Ю. А. КУЗНЕЦОВ, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой математического моделирования экономических систем
В. И. ПЕРОВА, кандидат физико-математических наук, доцент, О. В. МИЧАСОВА Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского
В настоящее время при существующем уровне компьютерных технологий одним из важнейших факторов эффективной работы предприятий является использование специализированных программ, которые позволяют существенно облегчить выполнение большей части сложной работы. В современном мире компьютерные системы охватывают практически весь процесс работы как малого предприятия, так и большой фирмы. Программы для написания бизнес-планов, бухгалтерские системы, логистические системы, пакеты статистического анализа, программы для финансового анализа и прогнозирования, программы статистической обработки информации, экспертные системы — все эти средства являются неотъемлемой частью эффективного функционирования предприятия.
Понятно,что без определенныхнавыков и знаний работать с программой невозможно. Для того чтобы руководитель или менеджер смог работать с новой системой, ему необходимы не только первоначальные навыки компьютерной грамотности, но и специальные знания из предметной области и знакомство с современными компьютерными технологиями, а также умение интерпретировать различную количественную информацию.
Существует множество аналогичных по своим целям и возможностям программных средств, которые могут быть использованы для решения тех или иных задач, возникающих в экономической практике. К их числу относятся различные варианты и версии таких известных пакетов,
как Process Charter, Powersim, ReThink, Pilgrim, ITHINK и др. [1-6].
Одним из широко известных на Западе средств структурного моделирования является и пакет имитационного моделирования ITHINK, производимый фирмой High Performance Systems [2-4, 7, 8]. Он позволяет строить и анализировать имитационные бизнес-модели, используя потоковые диаграммы, и исследовать поведение модели при изменении значений параметров. Данный пакет широко используется менеджерами всех уровней, поскольку позволяет легко и наглядно выявить управленческие проблемы и найти способы их решения. ITHINK позволяет проанализировать прибыльность предприятия, оценить эффективность инвестиционных проектов, обосновать выбор той или иной технологии или оборудования, проанализировать выгоды или риски, связанные с тем или иным сценарием развития компании, определить эффективность направлений деятельности. Его изучение вполне закономерно и естественно вписывается в набор программных средств, последовательно изучаемых студентами магистерской программы «Математические методы анализа экономики» в Нижегородском госуниверситете им. Н. И. Лобачевского [9].
Опишем основные особенности пакета структурного моделирования ITHINK. Он обеспечивает графическую, вычислительную и информационную поддержку процедурам высокоуровневого системного анализа сложных процессов орга-
низации управления, бизнеса, финансов, политики и др., позволяя создавать как дискретные, так и непрерывные модели. Его неоспоримым достоинством является наличие встроенных блоков для облегчения создания различных видов моделей, поддержка авторского моделирования слабо подготовленными пользователями, развитые средства анализа чувствительности, поддержка множества форматов входных данных.
Пакет 1ТНШК предназначен для следующих наиболее важных групп пользователей:
а) инвестиционных компаний, брокеров, дилеров ценных бумаг (эта группа пользователей с помощью ГГНГКК осуществляет планирование инвестиционных операций, прогнозирование рыночной конъюнктуры и доходности вложений);
б) аналитических отделов банков и финансово-промышленных групп (в аналитических отделах банков — самая широкая сфера применения имитационных моделей: прогнозирование, «обкатка» структурных схем и инвестиционных проектов, выбор и обоснование оптимальной стратегии. ГГНГКК — это экспертная программа, пригодная для решения задач планирования и управления финансово-промышленной группой);
в) отделов проектных исследований банка (пакет ГГНШК способен обеспечить достаточно глубокую детализацию проектных документов, например плановые графики и таблицы могут быть сделаны в нужном временном масштабе);
г) консультационных и проектных компаний (пакет ГГНШК позволяет наглядно продемонстрировать суть рекомендаций и последствия их реализации. Так, схема автоматизации бухгалтерии и управленческого учета может быть предварительно просчитана с помощью имитационной модели);
д) региональных органов власти (с помощью пакета ГГНШК возможно моделирование региональных экономик: планирование хозяйственных систем областного, городского и муниципального масштаба. Пакет обеспечивает повышение эффективности управления процессами снабжения и распределения ресурсов. Возможно моделирование сезонных циклов, что актуально для сельского хозяйства. ГГНШК может применяться для планирования социальной сферы и медицинских услуг. Актуальной задачей может быть прогнозирование налоговых сборов и управление местными бюджетами);
е) «отраслевых» областей (пакет ГГНШК может применяться для управленческого моделирования объектов топливно-энергетического комплекса, металлургических, химических и других предприятий, включая предприятия с непрерывным производственным циклом).
В процессе моделирования в окне модели формируется структурная схема модели из встроенных строительных блоков. Затем между ними устанавливаются взаимосвязи и генерируется программный код. Оператору остается только ввести функциональные зависимости и числовые параметры, после этого модель готова к запуску. Основных строительных блоков пять: фонд, поток, конвертор, коннектор, ромбоидальное определение процесса. Фонд — количество чего-либо, существующее в данный момент времени и измеряемое либо в денежных, либо в физических единицах (2 тыс. руб., 5 т макаронов, 200 рейтинговых баллов и т. д.). Фонд в 1ТНШК изображается прямоугольником, который способен накапливать и аккумулировать единицы фонда. По умолчанию фонд представляет собой резервуар, но существуют еще три типа фондов: конвейер, очередь и печь. Поток - это процесс, протекающий непрерывно во времени, оценить который можно в физических или денежных единицах, соотнесенных с каким-либо временным интервалом (рубли в месяц, литры в час, стоимость акций на время закрытия биржи в данный день и т. д.). В 1ТНШК поток изображается фигурой, состоящей из путепровода, вентиля, регулятора потока и указателя направления. По характеру использования потоки подразделяются на ограниченные и неограниченные, однонаправленные и двунаправленные, конвертируемые и неконвертируемые. Конверторы в 1ТНШК — преобразователи модельных единиц, которые изображаются окружностями. Они могут содержать значения констант или внешних входных переменных, подсчитывать значения алгебраических выражений или использоваться для хранения графических функций. Коннектор предназначен для связи между собой элементов модели. Ромбоидальное определение процесса — это механизм для управления запутанными схемами, связанный с представлением определения процессов внутри модели. С помощью этого блока можно скрыть сложность определенных операций.
В 1ТНШК модели представляются тремя иерархическими уровнями: уровень интерфейса (высокоуровневое представление блок-схемой), уровень модели, уровень программного кода.
В качестве примера рассмотрим модель [3,8], которая показывает целесообразность и перспективность ориентации фирм, производящих компьютерное оборудование, на последующую концентрацию своих усилий в сфере оказания сервисных услуг по сопровождению. Модель, построенная при помощи встроенных строительных
МееГодика преподавания
6 (63) - 2006
блоков, представлена на рис. 1.
installed base
hardware revs as %
service revs as %
Рис. 1
Модель концептуально возникла после исследования процессов, происходящих в компьютерном бизнесе после бума 1960-х гг, когда в США произошло насыщение рынка вычислительным оборудованием и когда в условиях жесточайшей конкуренции некоторые динамично развивающиеся фирмы обратили внимание на новый привлекательный сектор рынка. Далее модель в уточненном виде нашла свое применение в других сферах деловой активности и в какой-то мере стала классической.
Прежде всего потребуется поток hardware sales, лишь эскизно отображающий динамику бизнес-процесса продажи наукоемкого вычислительного оборудования и соответствующего ба-
Рис. 2
1700.00
hardware
sales
lo.ooo
Input Output
1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.00 11.00 12.00 13.00 325.00 215.00 335.00 235.00 355.00 680.00 420.00 370.00 105.00 435.00 265.00 335.00 335.00
Ll L Data Points: 13
1.000 13.00
Months
Edit Output:
To Equation
Delete Graph
Cancel
зового системного и прикладного программного обеспечения, которому предшествует целый комплекс мероприятий и исследований маркетингового характера.
Фонд installed base предполагает наличие расширяющегося парка компьютеров, потенциально нуждающихся в постоянном сервисном обслуживании.
На идеограмме видно, что поток hardware revs зависит от потока hardware sales и конвертора hardware price, а поток service revs - от потока service price и содержимого фонда installed base. Интенсивности этих двух симметричных потоков управляются через вычисление значений соответствующих выражений, которые будут задаваться при определении параметров схемы. Очевидно, что очень важные сведения о возможных колебаниях реальных цен никак не учитываются данной эскизной моделью, поскольку она носит иллюстративный характер.
Наконец, все доходы фирмы собираются в конверторе total revs и затем пропорционально разделяются на hardware revs as a % и service revs as a %. Динамика возможных соотношений между выходными значениями соответствующих конверторов в зависимости от колебания цен на компьютеры, изменения стоимости сервиса, а также увеличения парка установленного оборудования и составляют цель имитационных экспериментов на модели. Функциональные зависимости и числовые параметры модели задаются при помощи стандартных окон определения параметров строительных блоков, которые появляются после двойного щелчка левой кнопкой мыши на строительном блоке. Например, значение потока hardware sales задается с помощью графической функции, диалоговое окно которой представлено на рис. 2.
Для представления результата имитационного моделирования в графическом виде добавим в модель объект график, параметры которого определяются при помощи диалогового окна (рис. 3).
Установив соответствующие настройки (или использовав готовые по умолчанию) для проведения имитационных экспериментов, через меню Run запускаем режим имитации и, отслеживая продвижение процесса в интервале задаваемого модельного времени через индикатор, ждем результата
J
ок
Л
М-еГодииса преподавания
6 (63) - 2006
Graph Туре: * Time Series Comparative Allowable
Scatter | Connect Dots
Г Bar
Sketchable
I Benchmark
Selected
EH installed_base "5t- hardware_revs hardware_sales service revs
\.s
«s И
О hardware revs as % О service revs as %
Ф Ф
✓ Show Numbers On Plots
✓ Show Grid Thick Lines Make 5 Grid Segments
Min
[
Title: |Соотношение доходов
Max
Г
Set
From То
1 - 13
Scale:
Display: Рис. 3
Далее приведен результат имитационного эксперимента, демонстрирующий общую картину поведения модельных единиц (рис. 4).
Наконец, если необходимо увидеть программный код модели, который автоматически сформировал 1ТНШК, необходимо перейти на третий уровень представления модели в виде программного кода. В окне мы увидим следующий текст (рис. 5).
Надо отметить, что такая схема модели может использоваться не только для анализа продаж компьютерного оборудования, но и практические. 4
Page:
\New
1
/
Cancel
□ К
ки для любого товара, который нуждается в послепродажном сервисном обслуживании.
Таким образом, на этом примере можно видеть, что пакет структурного моделирования 1ТНШК позволяет создавать имитационные модели, которые помогают анализировать ситуацию и являются хорошей иллюстрацией при принятии решений. Наглядность полученных результатов, автоматическое создание программного кода и простота в использовании делают это программное средство одним из наиболее популярных средств для имитационного моделирования. 1ТНШК является признанным стандартом структурного моделирования в США. С его помощью решались самые разнообразные задачи, начиная от моделирования причин разрушения дамбы в Юго-Восточной Азии и заканчивая прогнозированием результатов выборов президента.
Как уже отмечалось, изучение пакета имитационного моделирования 1ТНШК естественно вписывается в набор программных средств, последовательно изучаемых студентами магистерской программы «Математические ме-тодыанализаэкономи-ки» в Нижегородском госуниверситете им. Н. И. Лобачевского [9]. Знания и навыки студентов механико-математического факультета ННГУ, обучающихся в рамках учебного плана магистерской программы «Математические методы анализа экономики», позволяют им неплохо справляться с такими задачами.
МеТодиика преподаВаНия
6 (63) - 2006
Доходы
О hardware_revs_as_% = 10G*hardware_rеvs/total_revs
O service_revs_as_% = 1 00*semce_revs/total_revs
O tota l_revs = h a rdwa re_revs+s e rvi z e_revs
Подажа оборудования
UNATTACHED:
=5¡> hardware_revs = hardware_sales*hardware_pr¡ce
0 hardware_price = GRAPHfTIME)
(1.00, 4700), (2.00, 4575), (3.00, 3750), (4.00, 3550), (5.00, 2950), (6.00, 2Э75), (7.00, 2725), (3.00 2500), (9.00, 2225), (1 0.0, 2300), (11.0, 2025), (12.0,1 975), (13.0,1950)
Продажа
□ installed_base(t) = installed_Pase(t- dt) + (hardware_sales) * dt INIT installed_toase = 25 INFLOWS: =&> hardware_sales = GRAPH(TIME)
(1.00, 325), (2.00, 215), (3.00, 395), (4.00, 235), (5.00, 355), (6.00, 680), (7.00, 420), (8.00, 370), (9.00,105), (10.0, 435), (11.0, 265), (12.0, 335), (13.0, 335)
Севис
UNATTACHED:
■öt> serv¡ce_revs = installed_base*service_price
0 servlce_price = GRAPH(JIME)
(1.00,19.5), (2.00, 05.0), (3.00,135), (4.00, 230), (5.00, 235), (6.00, 265), (7.00, 295), (8.00, 315), (9.00, 405), (10.0, 410), (11.0, 420), (12.0, 425), (13.0, 425)
Not in л sectoi
Обладая солидной компьютерной подготовкой, знаниями и информацией о достаточно широком круге проблем, они могут применять различные программные средства для анализа и решения разнообразных практических задач. С помощью 1ТНШК можно создавать разнообразные динамические модели в таких областях, как логистика, экология, банковская и экономическая деятельность, страхование, системы массового обслуживания, производство, проектный менеджмент и т. д.
В заключение можно добавить, что пакет структурного моделирования 1ТНШК может стать прекрасным помощником для развития в будущих управленцах умения анализировать сложившуюся ситуацию и делать наиболее точные прогнозы. Использование имитационного компьютерного моделирования в обучении студентов экономических и экономико-математических специальностей представляет несомненный интерес и практическую пользу, поскольку расширяет и обобщает представления о методах моделирования и их возможностях, а также позволяет получить ценные практические навыки в построении и анализе экономико-математических моделей.
8.
9.
Рис. 5 ЛИТЕРАТУРА
1. Емельянов А. А., Власова Е. А., Дума Р. В. Имитационное моделирование экономических процессов. — М.: Финансы и статистика, 2004. — 192 с.
2. Горбу но в А. Р. Пакет структур -ного моделирования ITHINK: инвестиционные проекты, реинжиниринг, стратегия. — М.: ТОРА-Центр, 1997.
3. Шебеко Ю.А. ITHINK - финансовым менеджерам (аналитический пакет нового поколения помогает в решении проблем) // www. tora-centre, ru.
4. Technical Documentation for the ITHINK & STELLA Software // High Performance Systems, Inc., 2003.
5. Лебедев В.В., Лебедев К.В. Математическое и компьютерное моделирование экономики. — M.: НВТ — Дизайн, 2002. - 256 с.
6. Цисарь И. Ф., Нейман В. Т. Компьютерное моделирование экономики. — М.: «Диалог — МИФИ». 2002. — 304 с.
Кузнецов Ю. А., Перова В. И., Мичасова О. В. Работа с программным пакетом ITHINK. Учебно-методическое пособие. - Н. Новгород: Издательство ННГУ, 2005. - 72 с. Кузнецов Ю. А., Перова В. И., Мичасова О. В. Имитационное моделирование экономического поведения фирмы с применением программного пакета ITHINK // Государственное регулирование экономики. Региональный аспект: Материалы V Международной научно-практической конференции. — Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2005. Кузнецов Ю. А., Перова В. И., Мичасова О. В. Применение программного пакета
ITHINK в подготовке магистров экономики на механико-математическом факультете ННГУ // Материалы международной научно-методическойконференции«Болонский процесс: качество образования и перспективы его роста (проект CD_JEP-23225-2002)». Нижний Новгород, ННГУ, 10-11 февраля 2005 г. : — Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2005. С. 22-25.
