CC BY
34
3.2. ОПЕРАЦИОННО-ИГРОВОЙ СЦЕНАРНЫЙ ПОДХОД К ПОДДЕРЖКЕ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ КОРПОРАЦИЯХ
Шевченко Василий Владимирович, научный сотрудник, Вычислительный центр им. А. А. Дородницына ФИЦ ИУ РАН. E-mail: vsh1953@mail.ru
Аннотация
Задача: Эффективная поддержка принятия решений по управлению высокотехнологичными производственными корпорациями является одним из базовых инструментов конкурентного развития экономики любого современного государства. Над развитием методов такой поддержки активно работают представители крупнейших мировых центров экономико-математического моделирования: Национальное бюро экономических исследований США (направления Corporate Finance, Industrial Organization, Productivity), школа П.Э. Самюэльсона в Массачусетском технологическом институте, Парижская школа теории принятия решений М. Алле и другие. Задачей, на решение которой направлено данное исследование, является формирование методологии поддержки принятия рассматриваемых решений, основанной на принципиально новых представлениях о производственно-экономических взаимодействиях и значительно опережающей достигнутый мировой уровень.
Модель: Использование в качестве языка описания производственно-экономических процессов динамических ансамблей статических игр (операционных игр).
Выводы: В связи с математически точным описанием динамики производственно-экономических процессов на языке счетов, проводок и операций используемый подход позволяет значительно расширить возможности поддержки принятия рассматриваемых решений.
Возможность последующего использования результатов научной работы: Результаты работы могут использоваться в целях повышения эффективности управления широким кругом высокотехнологичных корпораций.
Практическое значение: На базе результатов работы могут разрабатываться и внедряться опережающие мировой уровень соответствующие системы поддержки принятия решений.
Оригинальность/ценность: Работа предназначена для руководства высокотехнологичных корпораций, оригинальность и ценность работы обусловлена новизной технологии создания информационно-аналитических систем поддержки принятия производственно-экономических решений.
Ключевые слова: теория игр, исследование операций, корпорация, поддержка принятия решений, экономико-математическое моделирование.
OPERATIONALLY GAMING SCENARIO APPROACH TO SUPPORT DECISION-MAKING IN HIGH-TECH CORPORATIONS
Shevchenko Vasiliy Vladimirovich, scientist, Institution of Russian Academy of Sciences Dorodnicyn Computing Centre of RAS. E-mail: vsh1953@mail.ru
Abstract
Task: Effective decision support for the management of high-tech manufacturing corporations, is one of the basic tools for competitive development of the economy of any modern state. On the development of methods for such support are actively working representatives of the largest world centers of economic and mathematical modeling: National Bureau of economic research, United States (directions Corporate Finance, Industrial Organization, Productivity), school P. E. Samuelson's at the Massachusetts Institute of technology, Paris school of decision making theory by M. Allais, and others. Task, the solution of which directed this research is the creation of a methodology of decision support reporting solutions based on fundamentally new ideas about production and economic interactions and well ahead achieved the world level.
Model: Use as a language for describing socio-economic processes dynamic ensembles of static games (operational games).
Conclusions: In connection with a mathematically exact description of the dynamics of production and economic processes in the language of accounts, transactions and operations; the approach allows significantly enhance the ability of decision support reporting solutions.
The possibility of subsequent use of results of scientific work: the work Results can be used to enhance management effectiveness with a wide range of high-tech corporations.
Practical value: On the basis of the results of the work can be developed and implemented leading world level the corresponding system of support of decision-making.
Originality/value: this Work is intended to guide the high-tech corporations, the originality and value of work due to the novelty of the technology of creation of information-analytical decision support systems for production and economic decisions.
Index terms: game theory, operations research, corporation, decision support, economic and mathematical modeling.
Шевченко В. В.
1. МЕТОДОЛОГИЯ ОПЕРАЦИОННОГО ИГРОВОГО СЦЕНАРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Математическая теория игр и теория исследования операций [1-4] явились результатом формализации, точного осмысления производственно-экономических и общественных процессов. В основополагающей работе [1] фактически была поставлена задача синтеза достаточно универсального, гибкого и адекватного точного языка описания и исследования социально-экономических процессов. При этом было акцентировано внимание на необходимости «прежде всего, рассмотреть проблемы, заключающиеся в самых простых фактах экономической жизни, и пытаться построить теории, объясняющие их и действительно соответствующие нормам научной строгости» ([1], стр. 33).
Отработав понятийный каркас на изучении и формализации антагонистических салонных игр (матричные игры с простыми и смешанными стратегиями), определив понятия гарантированного результата и равновесия, установив существование равновесий в любых матричных играх со смешанными стратегиями (теорема Нэша), теория игр приступила к рассмотрению и анализу дифференциальных игр (обобщающих задачи теории управления путём рассмотрения динамических систем, управляемых несколькими игроками, интересы которых не совпадают), игр с не противоположными интересами (не с нулевой суммой) [3], различных подклассов игровых моделей. В работе [2] сделана попытка точного определения понятия операции, введены понятия исследователя операций и первого игрока (оперирующей стороны), в интересах которого исследователь операций проводит исследование и анализ и вырабатывает рекомендации в виде множества Парето не доминирующих друг друга по всем критериям возможных решений. Далее [3,4] было положено начало анализу иерархий, был определён класс иерархических игр Гермейера, введены в рассмотрение и проанализированы для определённых случаев игры с иерархическим вектором интересов, в которых интересы (функции выигрышей, принципы оптимальности) игроков являются теми или иными свёртками их индивидуальных интересов и интересов коалиций, в которые они входят, коалиций коалиций, и т.д. Для случая свёртки в виде минимума доказана теорема о существовании сильного равновесия (теорема Вателя-Гермейера).
Параллельно с проведением исследований в рамках понятийного каркаса математической теории игр развивались и иные принципы и методологии экономико-математического моделирования [5-7], в рамках которых прикладные возможности и приближение к реалиям производственно-экономической практики существенно увеличиваются за счёт понижения уровня математической строгости проведения исследований: теория активных систем В.Н. Буркова, имитационное моделирование, ролевое моделирование на базе
уравнений материальных и финансовых балансов школы А.А. Петрова, другие.
Однако, при всём разнообразии подходов к точному описанию и исследованию общественных процессов, императив основоположников теории игр о необходимости соответствующего «нормам научной строгости» точного описания «самых простых фактов экономической жизни» остаётся не выполненным. В производственно-экономической практике самые простые факты именуются «хозяйственными фактами» и «хозяйственными операциями», а рассматриваемые в дискретном времени динамические процессы описываются с использованием понятий «счёт» и «проводка». Динамика каждого счёта описывается изменением в дискретном времени трёх величин: оборота по дебету, оборота по кредиту и сальдо данного счёта. Эти три величины связаны соотношением, согласно которому изменение сальдо любого счёта от момента 1 до момента 2 равно разности оборота по дебету (приходы) и оборота по кредиту (расходы) за период от момента 1 до момента 2. Поэтому независимыми являются две из трёх указанных величин. В классическом бухучёте учёт всего ведётся либо в стоимостном, либо в натуральном выражении, что-либо появляется только за счёт чего-то и иметь можно активы или долги (обязательства, пассивы). В связи с чем, базовые (исходные, составляющие пространство рассматриваемого динамического процесса) счета делятся на активные и пассивные. Сальдо активных счетов всегда положительны, пассивных - всегда отрицательны. При учёте в стоимостном выражении приход (оборот по дебету) некоторой суммы в сальдо некоторого активного счёта всегда связан с уходом (оборотом по кредиту) той же суммы с сальдо некоторого другого активного счёта или увеличением (по модулю) на ту же сумму отрицательного сальдо некоторого пассивного счёта (обязательства). Поэтому динамика оборотов и сальдо базовых счетов реализуется посредством «проводок», каждая из которых определяется некоторой суммой и номерами дебетуемого и кредитуемого счёта. При реализации проводки её сумма проводится (оборачивается) одновременно по дебету дебетуемого и кредиту кредитуемого счёта. Могут рассматриваться и базовые счета, на которых учёт ведётся не в стоимостном, а в натуральном выражении. Наряду с базовыми рассматриваются аналитические счета, обороты и сальдо которых в общем случае могут быть произвольными заданными функциями оборотов и сальдо базовых и других аналитических счетов.
«Хозяйственный факт» - простейшее одномоментное (произошедшее за 1 такт дискретного времени) событие (товар принят и оприходован на складе, деньги пришли или ушли в кассе или на расчётном счету, и т.п.) описываемое вполне определённым набором проводок. «Хозяйственная операция» - некоторая последовательность хозяйственных фактов (произошедшая не обязательно за 1 такт времени), увязанных между собой некоторым целостным дей-
ствием (производство или купля-продажа продукции или услуги, финансовая операция, и т.п.).
В операционном игровом сценарном моделировании [8-14], базирующемся на теории операционных игр, хозяйственные факты получают соответствующее «нормам научной строгости» точное описание в виде статических (одномоментных) игр, в каждой из которых участвует вполне определённое подмножество множества игроков операционной игры, названное «множеством ЛПР (лиц, принимающих решения)» данной операции. Такие статические игры, повторяющиеся (но не всегда) в изменившихся условиях в каждый момент дискретного времени операционной игры и являются «операциями» операционной игры. Наряду с множеством ЛПР такая операция описывается множеством проводок, суммы которых являются заданными функциями вектора управлений операции, и функцией свёртки, определяющей алгоритм выработки (с возможным присутствием неопределённостей) участниками множества ЛПР операции её вектора управлений. При этом понятие проводки обобщается и наряду с классическими проводками (одной и той же суммы по дебету одного и кредиту другого счёта) рассматриваются обобщенные (с несколькими суммами и несколькими счетами) и операторные (меняющие параметры операций) проводки. «Хозяйственные операции» в традиционном бухгалтерском понимании моделируются как последовательности операций операционной игры.
При построении конкретной операционной игровой модели выбираются такт и отрезок времени рассматриваемого игрового взаимодействия, множество игроков, план базовых счетов каждого игрока, план операций игрового взаимодействия, множество рассматриваемых аналитических счетов. Формируется массив исходных данных, позволяющий корректно оценить начальные сальдо базовых счетов игроков и начальные характеристики операций для подлежащего рассмотрению множества сценариев игрового взаимодействия, определяется само это множество сценариев. При этом под сценарием понимается совокупность предположений о начальных сальдо базовых счетов игроков и начальных характеристиках операций, о реализации неопределённых факторов и о стратегиях поведения всех игроков кроме первого (оперирующей стороны), сводящая игровую задачу к оптимизационной с точки зрения интересов первого игрока. Далее для каждого из выделенных сценариев в интересах первого игрока с использованием имеющихся методов и алгоритмов оптимизации и вариантного имитационного моделирования игрового взаимодействия формируется множество Парето не доминируемых стратегий поведения первого игрока в рамках данного сценария.
Планы базовых счетов игроков формируются на основании общепринятого плана счетов бухгалтерского учёта с введением необходимых для данного рассмотрения субсчетов, субсубсчетов и т.д. План операций игрового взаимодействия в общем случае вклю-
чает в себя производственные, обменные (купли-продажи продукции, услуг, труда), инновационно-модернизационные, кредитные, инвестиционные, потребительские, обучающие, здравоохранительные, природоохранные, просветительские, социальные, демографические, налоговые, разрушительные, реорганизационные операции. Операции каждого из перечисленных типов могут быть представлены многими способами (на разном уровне сложности и детальности) в описанном выше формате (множество ЛПР, множество проводок, функция свёртки).
В процессе операционного игрового взаимодействия в каждый момент разыгрывается множество статических игр (операций) и каждый игрок принимает участие в некотором подмножестве этого множества операций. В следующий момент то же множество статических игр снова будет разыграно, но с учётом тех изменений оборотов и сальдо базовых и аналитических счетов, характеристик операций, которые произошли в предыдущий момент (в силу наличия этих изменений нельзя говорить о повторении данных статических игр). В связи с чем, операционную игру в целом логично назвать динамическим ансамблем статических игр. При этом каждый игрок имеет своё множество выборов (в общем случае меняющееся во времени в силу присутствия операторных проводок, которые могут менять любые параметры операций), являющееся декартовым произведением множеств выборов данного игрока в тех операциях, в множествах ЛПР которых он присутствует. Любая операционная игра может быть записана в нормальной форме, остаются в силе понятия равновесия, гарантированного результата, иные представления и наработки современной математической теории игр. Динамика операционных игровых взаимодействий подчиняется вполне определённой системе нелинейных уравнений с логическими включениями, рассмотренной в [815]. При соответствующем выборе плана операций из этой системы уравнений естественным образом получаются известные системы уравнений материального и финансового баланса.
С учётом наработок национального счетоводства используемый в операционном игровом сценарном моделировании язык счетов, проводок и операций может применяться не только в микро-, но и в макроэкономических исследованиях.
2. ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПЕРАЦИОННОГО
ИГРОВОГО СЦЕНАРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Базовые представления, принципы и процедуры операционного игрового сценарного моделирования сформировались в процессе участия авторов данного подхода в реализации ФЦП «Реформирование и развитие ОПК 2002-2006 годы», инициированной и реализованной в целях восстановления и интеграции предприятий ОПК России после разрушительного периода 1990-х годов. В результате реализации этой ФЦП дееспособные предприятия ОПК были объединены в несколько десятков ВИС (вертикально-интегрированных структур), каж-
Шевченко В. В.
дая из которых имела свою индивидуальную специализацию в производстве продукции и услуг оборонно-силового и двойного назначения. При создании указом Президента России каждой такой ВИС разрабатывалась соответствующая требованиям Правительства России программа её создания, включающая в себя инвентаризацию объединяемых предприятий, сценарный анализ вариантов интеграции и обоснованный выбор итогового варианта, стратегию развития создаваемой ВИС в ближайшие годы, сценарный прогноз ожидаемых результатов, проработку юридических вопросов создания ВИС, выбор правовой формы организации ВИС. Операционное игровое сценарное моделирование в большей или меньшей мере использовалось при разработке 9-ти таких программ создания ВИС [8,10,12-14].
При разработке промышленной политики правительства Москвы на 2007-2009 годы операционное игровое сценарное моделирование активно использовалось для сценарного прогнозирования ожидаемых результатов краткосрочного развития промышленного комплекса Москвы и его отраслей при различных стратегиях государственного управления развитием этого комплекса [9,11,12,14]. В процессе разработки в 2007-2009 годах Генеральной схемы развития и размещения промышленности Москвы метод операционного игрового сценарного моделирования был принят в качестве базового при проведении долгосрочных сценарных прогнозов ожидаемой динамики основных показателей развития ОПК и всего промышленного комплекса Москвы в период 2008-2020 годы [9,11,12,14]. Далее рассматриваемая методология использовалась при разработке модулей моделирования определённых государственных автоматизированных систем федерального и отраслевого значения.
3. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ
ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫМИ КОРПОРАЦИЯМИ
Многообразие решений, принимаемых в процессе управления высокотехнологичными корпорациями естественным образом разделяется на плановые и оперативные решения. При этом как первые, так и вторые разделяются на решения логистического (снабженческого), производственного, маркетингового (сбытового), инновационно-модернизационного, финансового, кадрового, финансового и организационного характера. Решения каждого из 14-ти перечисленных типов дифференцируются по уровню (корпорация в целом, предприятие, подразделение предприятия) и по срокам исполнения (неделя и меньше, месяц, квартал, год, более года). В связи с чем, можно говорить о 15*14=210 типах принятия решений в процессе управления высокотехнологичными корпорациями (плановое производственное квартальное решение по корпорации в целом; оперативное финансовое месячное решение по подразделению №3 предприятия №4; и т.п.). По принятию решений каждого типа в любой корпорации установлены
процедура принятия таких решений (согласующие и утверждающие лица, порядок согласования и утверждения) и поддерживающие эту процедуру информационные потоки. Современные средства информационно-аналитического обеспечения функционирования предприятий и корпораций могут и должны обеспечивать должную поддержку принятия решений каждого из указанных типов.
При этом следует иметь в виду и правовой аспект процесса принятий решений. Рабочие места всех современных предприятий обеспечены доступом к консультирующим информационным системам правового характера, в составе высокотехнологичных производственных корпораций всегда присутствует юридический отдел, но с учётом имеющихся наработок в социально-правовых исследованиях последних десятилетий ([15] и другие) имеющиеся инструменты и средства юридической поддержки принятия решений могут и должны быть существенно дополнены.
4. БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ И ПРОЦЕДУРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ ИГРОВЫХ МОДЕЛЕЙ В ЦЕЛЯХ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫМИ КОРПОРАЦИЯМИ
В целях реализации полноценной поддержки принятия решений по управлению высокотехнологичной производственной корпорацией необходимо разработать и реализовать управляющее ядро ИАС (информационно-аналитической системы), позволяющее генерировать в дружественном интерфейсе самые различные операционные игровые модели, имитировать и анализировать с использованием работоспособного для задач значительной размерности оптимизационного пакета самые различные сценарии операционных игровых взаимодействий, формировать множества Парето стратегий оперирующей стороны в различных сценариях.
При наличии указанного ядра ИАС можно приступить к созданию рабочих мест менеджеров (управленцев) корпорации всех уровней и специализаций. Для каждого рабочего места необходимо выявить класс операционных игровых моделей, способных обеспечить поддержку тех решений, которые подлежат принятию или согласованию специалистом, работающим на данном рабочем месте. При этом на уровне управления корпорацией в целом множество игроков используемых игровых моделей может состоять из игроков: Корпорация, Предприятия корпорации, Кредиторы, Инвесторы, Государство, Покупатели и заказчики, Продавцы и поставщики, Рынок труда. В планах счетов можно ограничиться субсчетами первого уровня. Из приведенного в п. 1 плана операций могут быть исключены демографические, разрушительные, просветительские, операции. В моделях, используемых на уровне управления входящими в корпорацию предприятиями, множество игроков необходимо расширить включением подразделений данного предприятия, наряду с субсчетами придётся исполь-
зовать и субсчета субсчетов. На уровне управления подразделениями предприятий корпорации множества игроков и системы субсчетов естественным образом определяются спецификой деятельности данного подразделения. Соответствовать рабочему месту и специфике принимаемых решений должны и иные параметры используемых операционных игровых моделей (такт времени, уровень детализации производственных и иных операций, другие).
В плане дополнения средств юридической поддержки процесса принятия решений по управлению высокотехнологичными производственными корпорациями можно предложить активное использование наработок направления, основы которого представлены в работе [15]. Это направление базируется на уходящей корнями в далёкое прошлое концепции, согласно которой в деятельности любой активной сущности (организации, политической партии, общества в целом) могут быть выделены и проанализированы идеальный, нормативный и реальный уровни поведения и принятия решений. Для анализа указанных аспектов деятельности организаций и политических партий в процессе проведения исследований данного направления использовался оригинальный пакет корреляционного анализа экспертных данных, позволяющий определить коэффициенты соответствия нормативного идеальному и реального нормативному в деятельности того или иного субъекта. В процессе практического использования данного подхода (в работах Института государства и права АН СССР (РАН) по заказу государственных органов) при высоком уровне несоответствия реального идеальному принимались конкретные решения кадрового и организационного характера.
Представленная методология эффективно использовалась
- в процессе моделирования влияния социальных факторов на законодательную деятельность в Литовской, Эстонской, Узбекской и Туркменской ССР (потенциальная эффективность закона определялась как отношение должного к идеальному, реальная эффективность - как отношение сущего к должному, итоговая эффективность - как произведение потенциальной и реальной эффективностей, для определения эффективностей использовался нетривиальный корреляционный анализ экспертных оценок) ([15], стр. 55-74);
- в процессе решения криминологических задач, связанных с оценкой законопослушности и склонности к различным преступлениям конкретных индивидов методами распознавания образов ([15], стр. 103-149 ,[16]);
- для определения эффективности хозяйственного законодательства ([15], стр. 75-102);
- для анализа организационных систем и разработки концептуальной модели государственного управления в Российской
Федерации на основе федерального и регионального мониторинга социально-политических процессов в период реформ (статья в сборнике «Анализ систем на пороге XXI века», М.: 1993, стр. 34-47).
При поддержке принятия решений по управлению высокотехнологичными корпорациями данный подход может использоваться при принятии кадровых и организационных решений, как на уровне предприятий корпорации, так и на уровне подразделений этих предприятий.
Список литературы:
1. Нейман Дж., Моргенштерн О. Теория игр и экономическое поведение, пер. с англ. М.: Наука, 1970. 707 с.
2. Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследования операций. М.: Наука, 1971. 384 с.
3. Гермейер Ю.Б. Игры с непротивоположными интересами. М.: Наука, 1976. 328 с.
4. Гермейер Ю.Б., Ватель И.А. Игры с иерархическим вектором интересов. - М.: Изв. АН СССР, Техническая кибернетика, 1974, №3.
5. Павловский Ю.Н. Имитационные модели и системы. М.: ФАЗИС, ВЦ РАН, 2000. 134 с.
6. Петров А.А. Об экономике языком математики. М.: ФАЗИС, ВЦ РАН, 2003. 112 с.
7. Новиков Д.А. Теория управления организационными системами. М.: МПСИ, 2005. 584 с.
8. Кононенко А.Ф., Шевченко В.В. Задачи управления производственными корпорациями и операционные игры. М.: ВЦ РАН, 2004. 42 с.
9. Кононенко А.Ф., Шевченко В.В. Методология сценарного игрового операционного моделирования социально-экономических процессов, представленная на примере сценарного прогнозирования развития промышленного комплекса г. Москвы. М.: Научно-технический сборник «Вопросы оборонной техники», серия 3, выпуск 2 (339), 2007, стр. 44-53.
10. Кононенко А.Ф., Карпусь Н.П., Кузин А.Г., Шевченко В.В. Игровые операционные модели процесса федерально-регионального управления развитием ОПК РФ. Научно-технический журнал «Системы и средства связи, телевидения и радиовещания», №1,2 2007, стр. 23-31. М.: Федеральное агентство по промышленности, ОАО «ЭКОС», 2007.
11. Кононенко А.Ф., Шевченко В.В. Использование игрового и сценарного моделирования в решении задач управления промышленным комплексом региона. М.: ВЦ РАН, 2007. 48 с.
12. Кононенко А.Ф., Шевченко В.В. Операционные игры. Теория и приложения. М.: ВЦ РАН, 2013. 136 с.
13. Ерешко Ф.И., Кононенко А.Ф., Шевченко В.В. Опыт прикладного исследования операций в задачах разработки стратегии развития предприятий. Пленарный доклад. Материалы седьмой международной конференции «Управление развитием крупномасштабных систем» (М1^2013, 30 сентября - 2 октября 2013 года, Москва, Россия, ИПУ РАН). Т. I. С. 53-63.
14. Ерешко Ф.И., Шевченко В.В. Принципы и процедуры операционного игрового сценарного моделирования. Материалы XII Всероссийского совещания по проблемам управления (ВСПУ-2014 16-19 июня 2014 года, Москва, Россия, ИПУ РАН). С. 5364-5374.
15. Леванский В.А. Моделирование в социально-правовых исследованиях. М.: Наука, 1986. 158 с.
16. Леванский В.А., Левин А.М., Храмцова Н.В. Комплексное применение методов теории распознавания образов для решения криминологических задач. - В кн.: Социально-психологические причины поведения и личность несовершеннолетнего преступника. Рукопись депонирована в ИНИОН АН СССР, №632, 21. XI. 1975.
