CC BY
19
© А.А. Григорьева, А.П. Григорьева, 2012
А.А. Григорьева, А.П. Григорьева
КОМПЛЕКС МОДЕЛЕЙ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ О КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ИННОВАЦИОННОЙ ГОРНО-ШАХТНОЙ ПРОДУКЦИИ
Предложены модели оценки конкурентоспособности инновационной горно-шахтной продукции: модель, рассчитывающая нечеткие множества альтернатив различной степени конкурентоспособности на ранних стадиях исследования; интегральная модель оценки конкурентоспособности продукции с учетом этапов производства, реализации и эксплуатации; рейтинговая модель оценки машиностроительной продукции. Ключевые слова: нечеткие множества, функция принадлежности, метод попарных сравнений, конкурентоспособность продукции, горно-шахтная продукция.
Во всем мире промышленность является одним из основных инициаторов, заказчиков и потребителей инноваций. Благодаря инновациям машиностроители начинают выпускать товары с более высокими потребительскими свойствами. Однако любая инновация требует денег, времени и управленческих усилий на ее разработку и внедрение. А самое главное — собственная инновация чревата значительными рисками, ведь новый продукт может быть не принят рынком, а значит, все усилия окажутся потраченными зря. Поэтому в настоящее время актуальным является создание модельного аппарата и информационной среды для поддержки принятия стратегических решений об инновационном развитии предприятия.
Задача определения конкурентоспособности является многокритериальной и относится к классу слабоструктурированных задач, которые содержат как количественные, так и качественные элементы, причем малоизвестные и неопределенные стороны задачи имеют тенденцию доминировать. Модель данной задачи может быть построена на основе дополнительной информации, получаемой от лица, принимаю-
щего решение. При этом исключается возможность построения объективных моделей. В связи с этим можно сказать, что это будет не одна, а система моделей. Этот же вывод следует из динамической сущности задачи, т.к. разные модели будут применяться для получения оценок конкурентоспособности на основных этапах жизненного цикла продукции.
Основоположник теории нечетких множеств Л. Заде отмечал, что обычные методы анализа систем и моделирования на ЭВМ, основанные на точной обработке численных данных, по существу не способны охватить огромную сложность процессов человеческого мышления и принятия решений. Поэтому при построении моделей принятия решений о конкурентоспособности продукции помимо многокритериального подхода возникает необходимость использования нечеткой логики, нечетких понятий и отношений, позволяющих моделировать плавное, постепенное изменение свойств, а также неизвестные функциональные зависимости, выраженные в виде качественных.
Модель определения конкурентоспособности инновационной продукции на базе метода попарных сравнений
Специфика данной модели позволяет ее использовать на начальных стадиях жизненного цикла изделий. Сравнение альтернатив можно производить по показателю «значимость технического решения» [1] или в целом по продукции.
Для оценки конкурентоспособности семи видов очистных механизированных комплексов используется лингвистическая переменная р-«конкурентоспособность» c множеством базовых значений Т={«низкая», «средняя», «высокая»}; базовое множество X= {К1, К2 ,К3, ..., К7} , где К — модель механизированного комплекса. Исследуются очистные механизированные комплексы, выпускаемые Юргинским машиностроительным заводом и их зарубежные аналоги:
К — ДБТ; К2 — Джой; К3 — Джой-1; К4 — Джой-2; К5 — КМ138/2; К6 — 3КМ138; К7 — К-500Ю (ЮМЗ). Терм «низкая»
характеризуется нечеткой переменной (низкая, Х,С%% >.
Требуется построить функцию принадлежности цс нечеткого множества С%%, описывающего терм «низкая» [2].
Для решения нашей задачи воспользуемся методом попарных сравнений [3,4]. Функция принадлежности ц определяется по матрице попарных сравнений М=||ту||, элементы которой
Таблица 1
Интерпретация значений mij
Смысл
ц(х1) примерно равна ц^) ц(х1) намного больше ц^) ц(х1) больше ц^) ц(х1) заметно больше ц(xj) ц(х1) намного больше ц(xj) Значения, промежуточные по степени между перечисленными 1 3 5 7 9 2, 4, 6, 8
т^ представляют собой некоторые оценки интенсивности принадлежности элементов х^ X нечеткому множеству С%% по сравнению с элементами ^е X.
Понятия, которыми оперирует эксперт и интерпретация этих понятий значениями т^ приведены в табл. 1.
Значения функции принадлежности цс(х1), цс(х2), ..., цс(хп) в точках х1, х2, ..., хп определяются на основе решения задачи м- г =Утах • Г , где г=(п,г2, ..., Гп) — вектор длиной г; Утах — максимальное собственное число матрицы М. Поскольку матрица М положительна по построению, решение данной задачи существует и является положительным. Окончательно полу-
п
чаем: цс(*) =1/ ^ m ij
! =1
Очистные механизированные комплексы по показателю «значимость технического решения» (Зтр) были оценены следующим образом:
Таблица 2
Оценки механизированных комплексов
Модель очистного механизированного комплекса Зтр
ДБТ Джой Джой 1 226,8 286,2 84,03
Джой 2 156,9
КМ-138/2 25,13
3КМ-138 26,35
К-500 Ю 24,5
Таблица 3
Матрица попарных сравнений
Зтр 24,5 25,13 26,35 84,03 156,9 226,8 286,2
24,5 1 1/2 1/3 1/6 1/7 1/8 1/9 2,37
25,13 2 1 1/2 1/3 1/6 1/7 1/8 4,27
26,35 3 2 1 1/2 1/3 1/6 1/7 7,14
84,03 6 3 2 1 1/2 1/3 1/6 13,0
156,9 7 6 3 2 1 1/2 1/3 19,8
226,8 8 7 6 3 2 1 1/2 27,5
286,2 9 8 7 6 3 2 1 36,0
На основе этих оценок, полученная матрица попарных сравнений приведена в табл. 3.
Искомые степени принадлежности для 7 комплексов составят:
цс = (1; 0,53; 0,33; 0,19; 0,12; 0,1; 0,07).
Аналогично находим функции принадлежности термов «высокая конкурентоспособность», «средняя конкурентоспособность».
В итоге имеем нечеткое множество«низкая конкурентоспособность»:
С%%={(1/24,5), (0,53/25,125), (0,33/26,35), (0,19/84,025), (0,12/156,9), (0,1/226,8), (0,07/286,2)}. В более наглядной форме это представимо следующим образом:
С%={(1/К-500Ю (ЮМЗ)), (0,53/3КМ138), (0,33/КМ138/2), (0,19/Джой-1), (0,12/Джой-2), (0,1/ДБТ), (0,07/Джой}, т.е. 1 соответствует очистному механизированному комплексу с наименьшей конкурентоспособностью.
Интегральная модель оценки конкурентоспособности продукции.
Данная модель быстро и объективно отображает картину положения продукции на рынке на стадиях производства, реализации и эксплуатации продукции. Основой расчета конкурентоспособности продукции является оценка четырех групповых критериев конкурентоспособности: «значимость техни-
ческого решения» (Зтр), финансовый приоритет продукции (ФП), эффективность производства (ЭП) и сбыта продукции (ЭС). Для обеспечения репрезентативности критерии имеют коэффициенты весомости [5]. Определение этих коэффициентов проводится методом попарных сравнений, рассмотренным выше.
Расчет критериев и коэффициента конкурентоспособности проводится по формулам:
Кп=аг Эп+а2-Фп+аэ-Эс+а4-Зтр , (1)
где Кп - коэффициент конкурентоспособности продукции; Эп-значение критерия эффективности производственной деятельности предприятия; Фп — значение критерия финансового приоритета от выпуска продукции; Эс- значение критерия эффективности организации сбыта; Зтр — значение показателя «значимость технического решения»; а1 , а2 , аэ , а4 — коэффициенты весомости (степени принадлежности).
Эп= а^-И+а^-Ф+а^-Рт+аи-П, (2)
где И- показатель издержек производства на единицу продукции; Ф — относительный показатель фондоотдачи; Рт — относительный показатель рентабельности товара; П — относительный показатель производительности; а11,а12,а13,а14 — коэффициенты весомости (степени принадлежности);
Фп= а21-ка+а22-кп+а23-клт+а24-ко, (3)
где ка — коэффициент автономии; кп — коэффициент платежеспособности; клт — коэффициент текущей ликвидности; ко — коэффициент оборачиваемости оборотных средств; а21,а22,а2э,а24 — коэффициенты весомости (степени принадлежности);
Эс=aэ1-Pп+aэ2-kз+aээ-kм+aэ4-kр, (4)
где Рп- относительный показатель рентабельности продаж; кз — коэффициент затоваренности готовой продукции; км — относительный показатель загрузки производственной мощности; кр — относительный показатель эффективности рекламы и стимулирования сбыта; аэ1,аэ2,аээ,аэ4- коэффициенты весомости (степени принадлежности);
Зтр = Аи - Пр - Сз + Ми - Ои - Шо, (5)
где Аи — коэффициент актуальности решенной технической задачи; Пр — коэффициент соответствия решенной технической задачи программам важнейших работ научно-технического прогресса; Сз — коэффициент сложности технической задачи; Ми — коэффициент места использования решенной технической задачи; Ои — коэффициент объема использования решенной технической задачи; Шо — коэффициент широты охвата охранными мероприятиями решенной технической задачи.
Алгоритм расчета интегрального коэффициента конкурентоспособности включает 3 этапа:
1. Расчет единичных показателей конкурентоспособности и перевод показателей в баллы. Для этого производится их сравнение с базовыми показателями: среднеотраслевыми, аналога-конкурента, за прошлый отрезок времени, лидера-конкурента на рынке. В целях перевода показателей в относительные величины (баллы) используется десятичная шкала от 0 до 1. Шкала и ее экономическая интерпретация приведена в табл. 4.
Расчет критериев по формулам 2—5.
Расчет коэффициента конкурентоспособности по формуле
1.
Рассмотрим пример расчета коэффициентов весомости критериев. Оценки проставлялись одним экспертом. Использовалась лингвистическая переменная <степень влияния на конкурентоспособность продукта> и терм <высокая>.
Таблица 4
Шкала предпочтительности показателей (критериев)
Значение показателя Вербальное значение показателя (критерия) конкурентоспособности продукции
1 1,00...0,75 0,75...0,5 0,5 Показатель конкурентоспособности продукции очень высокий (превышение над базовым в 2 и более раза) Показатель конкурентоспособности довольно высокий (превышение над базовым на 75-100 %) Показатель конкурентоспособности вроде бы высокий (превышение над базовым на 50 — 75 %) Средний уровень показателя конкурентоспособности (на уровне базового)
0,5...0,25 Показатель конкурентоспособности продукции вроде бы
низкий (отставание от базового на 0-25 %)
0,25...0 Показатель конкурентоспособности довольно низкий (от-
ставание от базового от 25 до 50 % )
0 Показатель конкурентоспособности очень низкий (отста-
вание от базового на 100 %)
Таблица 5
Матрица попарных сравнений
Зтр Фп Эс Эп
Зтр 1 2 5 7
Фп 1/2 1 7 9
Эс 1/5 1/7 1 6
Эп 1/7 1/9 1/6 1
Z k 1,84 3,25 13,16 23
Матрица парных сравнений приведена в табл. 5. Вычисляем значения вектора ri по формуле r= 1
n
Ik
i=i
Искомый вектор ri=(0,54;0,31;0,075;0,04). Модель оценки Кп имеет вид: Кп=0,54-Этр+0,34-Фп+0,075-Эс+0,045-Эп . Данная модель может применяться в условиях индивидуального выбора при нечеткой исходной информации.
Рейтинговая модель определения конкурентоспособности горно-шахтного оборудования
Модель базируется на основе метода расчета степеней предпочтения с учетом порога предпочтительной конкурентоспособности, применяется в условиях группового выбора. [6]. Оценку производили десять экспертов (xi). Оценивались следующие марки шахтных крепей (альтернатив): z1 — М -138 /2 (ЮМЗ), Z2 — Фазос 25/53 Poz (Польша), Z3 — 1УКП (Украина), z4 — JOY (США). Продукция оценивалась по следующим критериям: y1 — «значимость технического решения» Зтр, y2 -«финансовый приоритет от выпуска продукции» Фп, y3 -«эффективность сбыта продукции» Эс, y4 - «эффективность производства продукции» Эп. Алгоритм работы модели следующий: • ввод данных об альтернативах (видах ГШО);
• ввод сведений о признаках (показателях конкурентоспособности продукции);
• формирование матрицы важности признаков экспертами;
• формирование матрицы степеней совместимости видов оборудования (альтернатив) с признаками;
• расчет матрицы взвешенных степеней предпочтения оборудования экспертами;
• расчет порога предпочтительной конкурентоспособности оборудования;
• расчет и вывод рейтинговых оценок альтернатив.
В результате проведенных расчетов при w = 0,527 (порога различения) получим следующие совокупности экспертных оценок для альтернатив:
Pi={ Х3, Х4, Х5, Хб, Х7, x8, Х9, Х10 }; Р2={Х1, Х2, Х7, Х9}; Рз={х1, Х7, Х9};
Р4={Х1, Х3,, Х4, Х5, Хб, Х7, Х8, Х9, Х10 }.
Вследствие особенностей продукции z2 (Фазос 25/53 Poz) ее предпочитает небольшое число экспертов, которые придают большое значение «высокому финансовому приоритету» и «высокой эффективности сбыта». С этих двух позиций продукция z2 (Фазос 25/53 Poz) для экспертов x1, x2, x7, x9 является «наиболее конкурентоспособной». Общая низкая совместимость продукции z3 (1УКП (Украина)), со всеми четырьмя признаками также ограничивает степень ее предпочтительности. Хотя продукция z1 (М -138 /2 (ЮМЗ)) и продукция z4 JOY (США)) схожи по своим совокупностям экспертных оценок, но высокая степень совместимости продукции z1 (М -138 /2 (ЮМЗ)) с признаками «высокое качество наукоемкой продукции» и «высокая эффективность производства» делает ее более предпочтительной. Она и будет занимать верхнюю строчку в рейтинге конкурентоспособных альтернатив продукции.
Rcp(zi) = 0,5373; Rop(z2)= 0,2516; Rcpfe)= 0,1385; Rop(z4)= = 0,5226.
Выявлено, что используемые критерии оценки в разной степени влияют на итоговое значение соответствующего показателя (рейтинга) конкурентоспособности продукции: чем выше оценка критерия предпочтения, тем выше рейтинговая оценка альтернативы, следовательно, выше конкурентоспособность данной альтернативы.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Осипов Ю.М. Показатель «значимость технического решения» имитационной модели АСУ конкурентоспособностью продукции// Автоматизация и современные технологии. — 1994. -№ 3. — С.33-35.
2. Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. — М.: Мир, 1976. — 165с.
3. Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. — М.: Наука, 1990. — 272 с.
4. Гоигорьева А.А., Гоигорьева А.П. Модели оценки конкурентоспособности горно-шахтного оборудования на базе метода попарных сравнений// Горный аналитический информационный бюллетень. — 2010. — Отдельный выпуск 3. — С.221-227.
5. Гоигорьева А.А., Гоигорьева А.П. Определение приоритетов инвестиционных проектов на основе интегральной оценки конкурентоспособности наукоемкой машиностроительной продукции // Альманах современной науки и образования. — 2009. — № 3, С.50-52.
6. Григорьева А.П., Григорьева А.А. Оценка рейтинга шахтных крепей «Юрмаша» и их зарубежных аналогов//Труды 10-ой Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», Изд. Новосибирский государственный технический университет, 2012. — С. 208-212. вгсга
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Гоигорьева Антонина Алексеевна — кандидат технических наук, доцент, Юргинский технологический институт (филиал) ТПУ, antonina505@mail.ru, Гоигорьева Анна Петровна — ассистент, аспирант, Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, anna777.88@mail.ru
