CC BY
49
УДК 330.15:519.8:338.27
Н. И. Пляскина 1 2, В. Н. Харитонова 1 2
Э. Х. Гимади 3, Е. Н. Гончаров 3
1 Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН пр. Акад. Лаврентьева, 17, Новосибирск, 630090, Россия
2 Новосибирский государственный университет ул. Пирогова, 2, Новосибирск, 630090, Россия
3 Институт математики им. С. Л. Соболева пр. Акад. Коптюга, 4, Новосибирск, 630090, Россия
E-mail: pliaskina@hotmail.com; kharit@ieie.nsc.ru gimadi@math.nsc.ru; gon@math.nsc.ru
СЕТЕВЫЕ МОДЕЛИ КООРДИНАЦИИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В МЕЖОТРАСЛЕВЫХ МЕГАПРОЕКТАХ ОСВОЕНИЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ РЕГИОНОВ
Предлагается использование задач оптимизации ресурсно-календарного планирования для стратегического управления сложными мегапроектами освоения нефтегазодобывающих районов. Новизна состоит в разработке точного полиномиального алгоритма построения расписания выполнения мегапроекта в условиях ограниченности и складируемости ресурсов. Обоснована оптимальность полученного решения для дополнительного критерия минимума интегральных дисконтированных затрат мегапроекта. Обсуждаются направления использования сетевых моделей в стратегическом управлении межотраслевыми мегапроектами.
Ключевые слова: мегапроект, стратегическое управление, координация, сбалансированность, задача ресурснокалендарного планирования, сетевые модели, полиномиальный алгоритм, Восточно-сибирский нефтегазовый комплекс.
В настоящее время возрастает значимость крупных инвестиционных проектов освоения нефтегазовых ресурсов. Создание нового нефтегазового комплекса представляет собой мегапроект, направленный на достижение стратегических целей государства и решение задач социально-экономического развития регионов. Мегапроект формируется государственными органами управления для координации деятельности участников инвестиционных проектов по обеспечению согласованности во времени сроков ввода мощностей различных проектов и сбалансированности по целям и ресурсам. В настоящее время таким мегапроектом является формирование Восточно-Сибирского нефтегазового комплекса (ВСНГК) как стратегического проекта выхода российских нефти и газа на рынки стран АТР и ускорения развития регионов Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия).
Уникальные свойства восточносибирских газов и нефтей обусловливают необходимость комплексного освоения месторождений, синхронного развития магистрального трубопроводного транспорта, создания высокотехнологичных производств по переработке углеводородного сырья и гелия, полимерных материалов, по использованию которых Россия в настоящее время отстает от развитых стран мира. В долгосрочной перспективе возможна также
1818-7862. Вестник НГУ. Серия: Социально-экономические науки. 2012. Том 12, выпуск 3 © Н. И. Пляскина, В. Н. Харитонова, Э. X. Гимади, Е. Н. Гончаров, 2012
организация промышленной добычи металлов (литий, магний, стронций и др.), высокие концентрации которых содержатся в подземных рассолах нефтегазовых месторождений.
Строительство нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан (ВСТО) ознаменовало начало активной деятельности пионерного этапа освоения Восточно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Развитие добычи нефти зависит не только от инвестиционных намерений и приоритетов нефтегазовых компаний - владельцев лицензий, но и от темпов подготовки запасов, реализации инфраструктурных проектов, а также мощностей по переработке и использованию попутного газа. Не менее важно согласование во времени проектов развития нефтяной и газовой промышленности. Для сбалансированного развития нефтегазового комплекса Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия) необходимо:
• согласование государственной программы предоставления недр в пользование с инвестиционными проектами добывающих компаний и формированием систем транспорта нефти и газа;
• развитие транспортной, энергетической и социальной инфраструктуры в регионах в соответствии со спросом нефтегазового комплекса на различных этапах освоения;
• создание центра по производству гелия мирового масштаба, мощностей газоперерабатывающей и гелиевой промышленности, хранилищ гелиевого концентрата и продуктопрово-дов в объемах, обеспечивающих комплексную переработку извлекаемого углеводородного сырья;
• развитие нефте- и газохимических производств, обеспечивающих в крупных масштабах выпуск продукции с высокой добавленной стоимостью.
В многочисленных правительственных и ведомственных (корпоративных) документах по проблемам формирования ВСНГК основной акцент делается на вопросы оценки масштабов внутреннего и внешнего рынков, организации экспорта, собственно строительства производственных объектов. В меньшей степени уделяется внимание оценке влияния механизмов реализации такого мегапроекта на долговременные социально-экономические эффекты в регионах. Как правило, такие исследования ведутся в границах одного субъекта Федерации, тогда как синергический эффект мегапроекта проявляется в нескольких субъектах Федерации, а его реализация зависит от выбранных корпоративных стратегий освоения нефтегазовых ресурсов и их инвестиционных проектов. Доминирующее влияние на эффективность мегапроекта оказывают государственная инвестиционная политика, сбалансированность во времени инвестиционной деятельности компаний - участников реализации мегапроекта. Несогласованность государственных решений по формированию стратегии развития ВСНГК на уровне министерств и ведомств во многом обусловлена несовершенством методологии стратегического планирования.
В сложившихся условиях необходим единый, системно организованный межотраслевой мегапроект как технологически взаимосвязанная совокупность инвестиционных проектов компаний. Конечная цель мегапроекта определяется долгосрочными интересами государства и направлена на создание и эффективное функционирование нефтегазового комплекса, конкурентоспособного на различных этапах освоения углеводородных ресурсов. Участие компаний в мегапроекте преследует многоплановые цели, такие как приобретение активов в виде запасов углеводородных ресурсов, доступ к новым рынкам сбыта продукции, максимизация коммерческой эффективности предлагаемых инвестиционных проектов. Основные цели регионов - субъектов Федерации - активизация экономической деятельности на территории и создание эффективных рабочих мест, решение проблем топливообеспечения и замещения угля газом в ТЭБ, комплексной переработки сырья и обеспечения загрузки производственных мощностей нефтегазохимических и нефтегазоперерабатывающих производств, получение налоговых доходов в региональные бюджеты и соблюдение природоохранного законодательства.
Организация взаимодействия государства, регионов и бизнеса предполагает наличие у Федеральной власти инструментария оценки множества альтернативных комбинаций новых инвестиционных проектов, схем финансирования с учетом неопределенности и вероятностного характера ожидаемых экономических, экологических и социальных эффектов, что позволит дифференцировать механизмы государственного воздействия на принятие решений участников мегапроекта.
Экономическая постановка задачи координации принятия решений
участниками межотраслевого мегапроекта
Свойства межотраслевого мегапроекта освоения нефтегазодобывающих районов. Отличительные особенности: многоотраслевой состав, долгосрочный характер развития, высокие инновационные и организационно-экономические риски [1].
Принципиально новые геологические и природные условия требуют адекватного технологического базиса во всех отраслях мегапроекта. Инновационные риски сопряжены с высоким спросом на новые технологии в геологоразведке, разработке месторождений, которые еще лишь проектируются на основании опыта вскрытия пластов в ходе проведения геологоразведочных работ. Вероятностная природа результативности геологоразведочных работ обусловливает разброс коэффициентов успешности перевода потенциальных ресурсов в промышленные. В соответствии со статистическими показателями лишь 30 % прогнозных ресурсов при дальнейшем изучении переходят в категорию запасов [2]. По данным комитета Госдумы РФ по природным ресурсам и природопользованию, ежегодно в России открывается 200-300 млн т новых запасов, но одновременно почти столько же списывается из ранее открытых, как неподтвердившиеся [3].
Организационные условия реализации мегапроекта. В силу долгосрочного характера освоения нефтегазовых ресурсов выполнение мегапроекта предполагается в несколько этапов. Каждый этап - это период достижения промежуточных целей, контролируемых государством, ими могут быть: степень освоенности региона, уровень добычи нефтегазовых ресурсов, их поставки на внутренний рынок и на экспорт. Достижение целей предыдущего этапа является условием реализуемости последующего. Каждый этап характеризуется длительностью, совокупностью ожидаемых результатов, вероятностями их достижения при ограниченности инвестиционных ресурсов участников мегапроекта.
Участниками реализации мегапроекта являются:
• государственные органы управления федерального уровня и регионов - субъекты федерации;
• крупные компании по транспортировке, добыче и переработке углеводородных ресурсов, для которых рассматриваемый проект является базовым;
• внешние инвесторы.
Каждый участник мегапроекта имеет собственные финансовые ресурсы, цели (экономические, социальные и др.) и приоритеты. На начальном этапе компании обладают определенными производственными возможностями. Инвестиционные проекты компаний характеризуются приемлемой коммерческой эффективностью и соответствующими объемами производимой продукции и потребляемых ресурсов. В силу уникальности большинства инвестиционных проектов в число основных ограничений входят сроки, ресурсы, качество и стоимость проекта.
Взаимодействие компаний с другими участниками мегапроекта возникает по поводу использования общерегиональных и федеральных ресурсов, таких как энергетическая и транспортная инфраструктура, земельные, водные, трудовые ресурсы и др. Наличие качественных параметров, таких как природоохранные территории и особые зоны природопользования, накладывает определенные ограничения на принятие решений о реализации проектов. Организация последовательности реализации инвестиционных проектов должна соответствовать технологическим этапам движения углеводородного сырья (подготовка запасов, добыча, транспортировка, переработка, потребление) и обеспечивать согласование во времени ввода в действие мощностей на каждом этапе.
Институциональные и правовые условия федерального и регионального законодательства формируют правила поведения участников мегапроекта.
Суть государственной координации состоит в согласовании сроков реализации инвестиционных проектов, выявлении совокупности проектов, сдерживающих достижение целей мегапроекта. При отклонении от запланированных сроков достижения целей на отдельных этапах реализации мегапроекта принимается решение о необходимости корректирующих воздействий, выбор которых осуществляется в процессе управления изменениями. Это позволит определить группу ключевых компаний, с которыми необходим диалог по корректи-
ровке условий реализации инвестиционных проектов. Выявленные особенности и организационные условия реализации мегапроектов освоения нефтегазодобывающих районов могут быть адекватно отражены в виде многоцелевой задачи календарного планирования оптимального распределения ограниченных ресурсов во времени и управления сложным проектом.
Задача выбора стратегии реализации мегапроекта состоит в определении совокупности допустимых расписаний и оптимального расписания выполнения инвестиционных проектов с минимальным отклонением спроса на ресурсы от динамики предложения лимитированных ресурсов (федерации, регионов, компаний). В качестве критериев оптимальности используются:
1) максимизация интегральной прибыли всех участников проекта;
2) максимизация государственного дохода от реализации мегапроекта при обеспечении приемлемой для компаний эффективности проектов.
Сетевая модель мегапроекта формируется как инструмент координации инвестиционной деятельности различных участников программы государственными органами управления. На основе анализа критического пути реализации программы определяется совокупность проектов, сдерживающих ее выполнение в заданные сроки (так называемые узкие места); выявляются резервы времени выполнения отраслевых проектов, влияние инновационных технологий на сроки и потребности (спрос) нефтегазового комплекса в инвестициях, трудовых ресурсах, а также других материальных ресурсах. Это позволяет сформулировать направления координации инвестиционной деятельности компаний-участников программы, определить влияние на сроки реализации программы несбалансированности экономических интересов участников проектов и узловые проблемные точки механизмов государственночастного партнерства с компаниями.
Предполагается итеративный процесс формирования предложений для бизнеса по ускорению реализации проектов с участием компаний, оценивающих влияние новых условий на экономическую эффективность инвестиционных проектов. Согласование интересов участников осуществляется на совокупности допустимых расписаний вариантов реализации мегапроекта. Конечным итогом является согласованное решение по срокам и целям реализации проектов, изменению налоговой и инвестиционной политики по снижению экономических рисков компаний.
Сетевая модель мегапроекта ВСНГК
В настоящее время в ИЭОПП СО РАН разработаны основные контуры и структура мегапроекта ВСНГК на период 2010-2045 гг. Построена сетевая детерминированная модель, которая представляет собой совокупность сетевых графов реализации инвестиционных проектов нефтегазовых компаний по освоению ресурсов, трубопроводов и создания мощностей по переработке углеводородного сырья и гелия с включением технологических и экономических взаимосвязей между ними.
Адаптация сетевой модели программы для управления и координации инвестиционных проектов во времени и оценки влияния инновационных технологий на выбор стратегии участников программы осуществлялась по следующим направлениям.
1. Для отражения региональных эффектов введен территориальный разрез инвестиционной программы. Освоение нефтегазовых ресурсов реализуется в трех регионах-субъектах Федерации: Иркутская область, Саха-Якутия и Красноярский край. Кроме того, введен агрегированный регион - «Дальний Восток», который представлен субъектами Федерации зоны строительства магистрального нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий океан».
2. Предполагается, что в пределах одного субъекта Федерации имеется одна компания-недропользователь, обладающая лицензиями на разведку и разработку месторождений. Инвестиции компаний-недропользователей являются ресурсными ограничениями в сетевой модели программы.
3. Оценка влияния транзитных потоков нефти из Западной Сибири на эффективность программы осуществляется посредством ресурсных ограничений на объемы поставок.
4. Предусматривается несколько этапов реализации мегапроекта: развитие нефтяной базы, формирование трубопроводной системы, развитие газового комплекса с глубокой переработкой углеводородного сырья. Директивные сроки выполнения этапов определены в соответствии с прогнозными сроками выхода продукции ВСНГК на рынки стран АТР в долгосрочной стратегии социально-экономического развития России на период до 2020 г. Кроме того, компании имеют свои проектируемые сроки ввода мощностей, которые выступают в качестве директивных сроков выполнения инвестиционных проектов.
Структура сетевой детерминированной модели. Сетевая модель инвестиционной программы освоения углеводородных ресурсов Восточно-Сибирской нефтегазоносной провинции представляет собой совокупность сетевых подграфов реализации инвестиционных проектов. Сетевой подграф - заданная технологическая последовательность работ по реализации инвестиционного проекта отрасли - имеет блочно-модульную структуру. Технологические связи между модулями отражаются фиктивными дугами.
Унифицированный модуль отражает технологическую последовательность работ по созданию объектов (пусковых комплексов) и взаимосвязи между ними. Разработано 5 унифицированных модулей: геологоразведка (ГРР) общерегиональная; геологоразведка в компаниях-недропользователях; инфраструктурное обустройство и разработка группы нефтяных и газовых месторождений; строительство трубопроводов; создание мощностей нефтепереработки, газоперерабатывающих и гелиевого комплексов. В унифицированных модулях определены узловые события. Взаимосвязи между блоками сетевой модели отражены отношениями предшествования или синхронности узловых событий отдельных модулей. Это обеспечивает технологическую и временную увязку ввода мощностей производства углеводородного сырья, переработки и транспорта.
Каждая работа сетевого графа отражает совокупность технологий ее выполнения. Технология характеризуется вектором, компонентами которого являются продолжительность выполнения работы, объем выполняемой работы в единицу времени, затраты ресурсов и выпуск продукции, которые представлены функциями, зависящими от времени выполнения работы. Имеется два вида работ: создание мощностей и их эксплуатация. Эксплуатация мощностей описывается объемами выпускаемой продукции в течение эксплуатационного периода, которые задаются в виде функций, отражающих технологию производства.
Геологоразведка представлена двумя модулями: общерегиональная и в компаниях-недро-пользователях, что отображает организационные особенности подготовки минеральносырьевой базы. Общерегиональные ГРР осуществляются специализированными государственными компаниями по заказу МПР РФ, результаты ее деятельности состоят в формировании банка данных программы лицензирования недр. Модуль общерегиональных ГРР содержит совокупность работ по выявлению структур и ресурсов категории С3 и С2. Подготовка запасов к промышленному освоению - задача добывающих компаний. В этой связи модуль ГРР компаний-недропользователей описывает процесс последовательного выполнения геофизических работ по доразведке и уточнению ресурсов категории С2 и подготовки промышленных запасов В + С1. Конечное событие данного модуля является узловым, соединяясь фиктивными работами с узловыми событиями модуля инфраструктурного обустройства и разработки группы нефтяных и газовых месторождений компании-недропользователя.
Блок добычи углеводородных ресурсов описывается модулями разработки группы нефтяных и газовых месторождений. Каждый модуль содержит совокупность работ по обустройству месторождений и эксплуатации промыслов, которые представлены этапами нарастающей, постоянной и падающей добычи. Выходные события модуля - ввод мощностей пусковых комплексов.
Блок магистрального трубопровода представлен сетевым подграфом совокупности строительства автономных участков трубопровода. Каждый участок описан унифицированным модулем строительства и эксплуатации нефтепровода. Выходными событиями являются ввод в эксплуатацию первой и второй очередей трубопровода: Тайшет - Сковородино и Ско-вородино - Находка.
Блок переработки углеводородных ресурсов представлен сетевым подграфом строительства и эксплуатации нефте-, газоперерабатывающих комплексов и гелиевого завода. Строи-
тельство представлено в виде технологической последовательности создания пусковых комплексов. Выходными событиями являются ввод в эксплуатацию проектных мощностей пусковых комплексов, которые связаны фиктивными дугами с узловыми событиями блока добычи для обеспечения баланса производства и потребления углеводородного сырья.
Ядром сетевой модели является подграф создания и функционирования магистрального трубопровода с директивными сроками ввода мощностей в эксплуатацию. Эти события связаны фиктивными работами с событиями блоков разработки месторождений.
Математическая постановка и алгоритмы оптимизации
дискретной многономенклатурной динамической задачи сетевого планирования
в условиях ограниченных ресурсов с учетом директивных сроков
целевых событий
Для описания мегапроекта как совокупности различных операций (работ), взаимозависимых по технологии их следования и по потреблению общих ресурсов, удобно применять математическую модель, использующую аппарат сетевого планирования. Возникающая при этом дискретная оптимизационная задача в условиях заданных ограничений на ресурсы и директивные сроки целевых событий в общем случае является трудно решаемой [4]. В Институте математики им. акад. С. Л. Соболева разработаны эффективные алгоритмы с оценками качества для дискретных оптимизационных задач сетевого планирования в условиях ограниченных ресурсов (как складируемых, так и нескладируемых) с учетом директивных сроков целевых событий [5-9], что позволяет использовать их для решения большеразмерных задач сложными межотраслевыми мегапроектами.
Постановка задачи. Пусть граф О = (V, и) представляет собой совокупность элементов и взаимосвязей программы; V - множество вершин-событий сетевой модели; и с V х V -множество дуг-работ; |и| = N, V = п . Через М обозначим множество типов ресурсов, используемых в мегапроекте. Множество и состоит, во-первых, из фиктивных работ и работ-ожиданий, не потребляющих никакого ресурса и не выпускающих продукции, и, во-вторых, из фактических работ, связанных с потреблением и / или производством ресурсов некоторых типов из множества М. Обозначим {и1, и2, и3} разбиение множества и соответственно
на подмножества и1 - фактических работ, и2 - работ-ожиданий и и3 - фиктивных работ. Здесь и далее под словом ресурсы подразумеваются не только ресурсы, потребляемые работой, но и различные виды производимой ею продукции.
Для каждой работы и е и задаются коды ее начального хи и концевого уи события, а также ее длительность ти (для всех работ, кроме фиктивных). В случае модульного варианта шифры концевых событий работ, входящих в каждый конкретный модуль, генерируются автоматически программным путем.
Кроме того, для каждой фактической работы и е и задаются профили потребления ресурсов (или выпуска продуктов) на интервале ее выполнения. Информация о каждом профиле работы включает тип /-го ресурса, его категорию к объем V ресурса, тип у профиля (т. е. вид функции потребления (выпуска) ресурса, который задается указанием его номера из некоторого конечного множества), а также указываются продолжительность трг профиля и задержка х0 его начала по сравнению с началом всей работы и. Кроме того, указывается совокупность признаков, характеризующих данную работу и в целом, например: приоритет, принадлежность к определенной отрасли, территориально-производственному комплексу или пром-узлу, зоне или подрядчику.
Из множества М всех типов ресурсов, используемых в мегапроекте, выделено подмножество М0 с М типов ограниченных ресурсов. Для каждого ограниченного ресурса / е М0 считаются заданными ограничения на объем расходования лимитированных ресурсов и объемы выпуска целевой продукции Я/ в каждый год / = 1,Ti, где Т/ - длительность интервала планирования с ограничением на ресурсы типа /. При / > Т/ предполагается, что ограничение на ресурс типа / не накладывается.
Из множества вершин сетевой модели выделено подмножество VDir с V целевых (директивных) событий, для каждого из которых заданы директивные сроки их наступления TDir (x) > 0, x е VDir. Все работы, входящие в директивное событие x е VDir, должны быть закончены не позже момента TDir (x).
Совокупность л= {tu},u eU моментов начал выполнения работ называется допустимым календарным планом (расписанием), если:
1) соблюдается технология выполнения работ, т. е. tu +xu < tv, для любой пары работ
u,veU такой, что yu = xv;
2) выполняются директивные сроки, т. е. tu +xu <TDir(x) для всех работ u eU таких, что yu = x и x eVDir;
3) выполняются ресурсные ограничения - имеющихся в наличии ограниченных ресурсов каждого типа достаточно для выполнения всех работ, выполняемых в каждый временной момент (единичный интервал) выполнения проекта.
Требуется найти допустимое расписание п минимальной длительности, т. е. такое, при котором достигает минимума целевая функция
F(л) = max(tu + т ) ^ min .
ueU u' {Л|(1)-(3)}
В силу труднорешаемости поставленной задачи целесообразно построение малотрудоемких приближенных алгоритмов с оценками уклонения полученного решения от точного [10]. Существенное продвижение в этом направлении было достигнуто на пути рассмотрения так называемых складируемых ресурсов.
Ресурс назовем складируемым, если он, будучи неистраченным в момент t, может быть использован в любой момент t' > t. В противном случае ресурс назовем нескладируемым.
В случае ресурсов складируемого типа для решения задачи в условиях указанных выше ограничений удается построить малотрудоемкий асимптотически точный алгоритм в предположении, что длительности работ - вещественные неотрицательные числа [9. С. 22-24].
Трудоемкость алгоритма в зависимости от числа дуг | U | сетевой модели зависит как функция порядка | U | log | U |, а погрешность отыскания длины расписания уменьшается с ростом | U |.
Обозначим через СПОРС задачу с ограничениями на директивные сроки и потребляемые ресурсы складируемого типа. Построение алгоритма A решения задачи СПОРС основано на использовании понятия Т-позднего расписания и дихотомического поиска длины искомого расписания - асимптотически точного (в случае произвольных длительностей работ) и точного (в случае целочисленных длительностей).
Допустимое расписание ^(T) = {tTk } назовем T-поздним расписанием, если
4) любая работа k е E завершается не позже момента T:
tT +Tk <T
и увеличение любого момента tkT приводит к нарушению хотя бы одного из условий 1, 2
или 4. T-позднее расписание ^(T) может быть вычислено за линейное от числа работ время
посредством специальной модификации известного алгоритма нахождения позднего расписания, учитывающего директивные сроки событий проекта и параметр T [Там же. С. 23].
Утверждение. Пусть T* - длина оптимального расписания. Тогда T* -позднее расписание оптимально.
Указанная выше методика была реализована в рамках прежней версии программного обеспечения решения задачи календарного планирования в условиях заданных директивных сроков и ресурсных ограничений. В предлагаемой в настоящий момент версии реализован точный алгоритм A' в предположении целочисленности длительностей работ и ограниченных ресурсов складируемого типа:
Теорема 1. В случае целочисленных длительностей работ и ресурсных функций целочисленного аргумента, оптимальное решение задачи СПОРС может быть найдено за полиномиальное время [11].
Блок-схема алгоритма
Примечательно, что полиномиальная разрешимость задачи СПОРС установлена и для функций выделяемых ресурсов произвольного знака [12].
Теорема 2. В задаче СПОРС существует оптимальное решение с минимальным значением суммарных дисконтированных затрат [13].
В этом общем случае алгоритм может рассматриваться как приближенный метод построения расписания с апостериорной оценкой точности. При этом в качестве оценочного используется расписание, полученное в предположении складируемости ограниченных ресурсов.
Программное обеспечение для решения задачи сетевого планирования крупномасштабных проектов (условно комплекс «Сибирь-ВСНГК») существенно модернизировано для работы на современных персональных компьютерах и реализовано на языке СИ++.
Алгоритм условно можно разделить на две части: предварительную и основную (см. рисунок).
Предварительная часть (1-5) состоит из ввода и преобразования исходной информации к рабочему виду и контроля правильности ее задания, основное назначение которой проверка наличия контуров и висячих вершин в сетевой модели. Основная часть алгоритма (6-10) -построение искомого расписания. Результаты представляются в виде таблицы-расписания, графика Ганта, таблиц общей динамики потребления и производства ресурсов по отраслям, территориям и подрядчикам.
В результате работы алгоритма формируется календарное расписание с апостериорной оценкой точности полученного решения за полиномиальное время. Предлагаемое алгоритмическое обеспечение является достаточно гибким инструментом для решения задач календарного планирования в том смысле, что с его помощью весьма простыми и удобными для пользователя способами можно генерировать различные модификации алгоритмов и формировать приближенные решения в зависимости от цели исследования и специфики конкретной рассматриваемой задачи сетевого моделирования. Алгоритм оптимизации многоресурсной сетевой модели является основой комплекса программ, использованных в автоматизированных расчетах по обоснованию показателей перспективного планирования.
Стратегическое управление реализацией мегапроекта
В условиях ограниченности инструментов прямого воздействия государства на инвестиционную политику компаний суть стратегического управления реализацией мегапроекта состоит в государственной координации инвестиционных намерений компаний-участников и разработке механизмов управления мегапроектами. Координирующий орган на уровне Правительства РФ необходим как на стадии формирования мегапроекта, так и в течение всего периода его реализации. Управление инвестиционной программой мегапроекта осуществляется координирующим органом посредством прямого ресурсного и косвенного регулирования принятия решений инвесторами. Прямое ресурсное управление предусматривает поддержку участников мегапроекта путем вливания финансовых ресурсов государства. Косвенное регулирование состоит в создании экономических стимулов и нормативно-правовых условий: благоприятного инвестиционного режима для корпоративных участников, льготных условий налогообложения, предоставления инвестиционных кредитов институтами развития, гарантий государства и т. д.
Функции государственного координирующего органа состоят в следующем:
• согласование во времени сроков реализации инвестиционных проектов компаний различных отраслей с точки зрения достижения целевых результатов мегапроекта;
• формирование допустимого множества государственных управленческих решений, обеспечивающих приемлемый для компаний уровень коммерческой эффективности их инвестиционных проектов;
• подписание соглашений и контрактов с институциональными участниками и контроль за их исполнением;
• организация анализа и согласования стратегических инициатив в исполнительных и законодательных органах власти.
Предлагаемый методический подход к формированию системы управления реализацией мегапроекта основывается на сетевой модели мегапроекта, которая позволяет отразить ресурсы времени, необходимые для согласования стратегических интересов бизнеса и власти. Формирование допустимого множества государственных управленческих решений состоит в разработке предложений - стратегических инициатив координирующего органа по изменению административных рычагов федеральными и региональными уровнями власти посредством определения государственных приоритетов инвестиционной и инновационной под-
держки компаний, принятия дополнительных законов, изменяющих институциональные условия инвестиционной деятельности, госзаказов, а также экономических регуляторов управления мегапроектом.
Сетевая модель инвестиционной программы мегапроекта как модель управления мегапроектами предназначена для согласования управленческих решений по максимизации государственного дохода от реализации мегапроекта при условиях обеспечения приемлемой для компаний экономической эффективности их проектов.
С использованием сетевой модели решаются следующие управленческие задачи:
• анализ и оценка влияния форм государственного участия и корпоративной политики на стратегию реализации мегапроекта, государственных преференций компаниям и регионам на эффективность мегапроекта;
• выявление проблемных ситуаций, требующих государственного вмешательства, и выбор приоритетных инвестиционных проектов для государственной поддержки или государственно-частного партнерства.
Оценка эффективности согласования интересов проводится на основе анализа «календарных планов» реализации мегапроекта, структуры критического пути, определяющего длительность инвестиционной программы мегапроекта, определения резервов времени, необходимых для принятия государственных управленческих решений. Координация инвестиционной деятельности компаний в мегапроекте основана на использовании двух видов индикаторов управления. Для ресурсного управления целесообразно использовать индикаторы сбалансированности проектов (межотраслевые невязки), а для оценки мер косвенного регулирования принятия решений частными инвесторами - индикаторы эффективности режимов управления.
В результате согласования инвестиционных намерений и деятельности всех участников мегапроекта формируется координационный план управления реализацией мегапроекта, который содержит:
• государственные обязательства министерств и ведомств;
• схемы взаимодействия участников мегапроекта по поводу решения комплексных межотраслевых проблем;
• систему государственных контрактов и соглашений и меры ответственности за их выполнением;
• систему контроля за выполнением договоров и соглашений с институциональными участниками;
• рекомендуемые проекты для государственно-частного партнерства.
Координационный план управления реализацией мегапроекта представляет собой документ, обеспечивающий согласованность деятельности институциональных участников по достижению стратегической цели создания мегапроекта в заданные сроки.
Прогнозные оценки реализации мегапроекта ВСНГК
Сетевой граф ВСНГК имеет 380 фактических и 170 фиктивных работ и описывает процесс создания и функционирования комплекса до полного освоения прогнозных ресурсов Восточно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Директивные сроки выпуска продукции заданы в сценариях развития ВСНГК на период до 2025 г. В настоящее время проведена оценка реализуемости оптимистического сценария развития ВСНГК с использованием сетевой модели (см. таблицу).
Оптимистический сценарий развития нефтегазового комплекса предполагает высокие уровни добычи углеводородных ресурсов в Восточной Сибири и, следовательно, объемы экспорта нефти и газа в страны АТР. Он основан на гипотезе реализации наиболее благоприятных факторов формирования ВСНГК: высокой подтверждаемости прогнозных запасов нефтегазовых ресурсов, согласованности во времени инвестиционных стратегий нефтяных компаний и ОАО «Транснефти», участия государства в снижении инновационных рисков компаний - операторов проектов, создания льготного налогового режима для активизации инвестиционной деятельности.
Сценарии развития нефтегазового комплекса в Восточной Сибири и Республике Саха (Якутия)
Отрасль Оптимистический Пессимистический
2010 2015 2020 2025 2010 2015 2020 2025
Нефтяной сектор
Добыча нефти, в том числе: 20 50 70 80 6 13 20 32
Иркутская область 9 22 30 35 3 6 10 17
Красноярский край 5 18 25 25 2
Республика Саха (Якутия) 6 10 15 20 3 7 10 13
Экспорт нефти 10 40 50 50 4 8 10 12
Газовый сектор
Добыча природного газа, млрд куб. м 18 60 70 70 9 36 40 40
Экспорт газа, млрд куб. м 10 35 35 35 0 0 25 25
Добыча гелия, млн куб. м 60 180 212 212 108 150 150
Закачка гелия в ПХГ, млн куб. м 55 170 198 198 90 138 138
Экспорт гелия, млн куб. м 4.7 9 12 12 9 10 10
Пессимистический сценарий есть результат серии модельных расчетов по исследованию влияния различных вариантов результативности геологоразведочных работ на динамику добычи и экспорта нефти при экстраполяции:
• фактически сложившихся темпов, объемов и результативности геологоразведочных работ в первое пятилетие
• современной структуры и темпов роста государственных и частных инвестиций в проведение геологоразведочных работ ВСНГК, которые формируют ограничения на инвестиционные ресурсы блока геологоразведки в сетевой модели.
Анализ выполнения ивестиционных проектов во времени показал принципиальную возможность осуществления оптимистического сценария и, следовательно, объемов экспортных поставок нефти из ВСНГК (см. таблицу) в условиях неограниченных инвестиций и благоприятных коэффициентов успешности геологоразведочных работ. Добывающие компании ВСНГК смогут нарастить мощности по добыче нефти до 70 млн т и обеспечить экспорт нефти в размере 50 млн т к 2020 г. с последующим увеличением уровня добычи до 80 млн т и стабилизацией экспорта.
Инвестиционная программа освоения нефтяных ресурсов ВСНГК потребует 112 млрд долл. США, из них на строительство нефтепровода отвлекается 12 %, на освоение нефтяных ресурсов Иркутской области - 38, Красноярского края - 29, Республики Саха (Якутия) - 21 %. Для обеспечения необходимого прироста запасов потребуется 15 млрд долл. США, основной объем инвестиций должны будут вложить компании-недропользователи.
Совокупность инвестиционных проектов оптимистического сценария формирования ВСНГК отвечает условиям приемлемой коммерческой эффективности: внутренняя норма доходности проектов как добывающих, так и магистрального трубопроводного транспорта находится в пределах 9-14 %. Расчетные оценки эффективности произведены в постоянных ценах 2007 г. при исходной цене на рынке АТР 60 долл./барр. и среднем тарифе на транспортировку нефти в размере 6 долл./барр. [14].
Интегральный экономический эффект реализации мегапроекта в целом за прогнозный период, по нашим расчетам, оценивается в объеме 363,5 млрд долл. США. Основной его прирост - 227 млрд долл. формируется в виде ВРП, интегральные экспортные пошлины состав-
1 В настоящее время порядка 30 % прогнозных ресурсов при дальнейшем их изучении переходят в категорию запасов.
ляют 136,5 млрд долл. Более 80 % ВРП формируется в добывающих регионах: Республике Саха (Якутия) - 34 %, Иркутской области - 28, Красноярском крае - 19 %.
Продолжительность критического пути составляет для оптимистического сценария 43 года [15]. На критическом пути сетевого графа находятся совокупности работ: общерегиональные геологоразведочные работы в Иркутской области, подготовка запасов в компаниях-недропользователях Республики Саха (Якутия), Красноярского края и строительство второй очереди нефтепровода ВСТО.
В пессимистическом сценарии увеличивается длина критического пути на 5 лет и, следовательно, сдвигаются сроки выполнения директивных событий по освоению нефтяных месторождений Иркутской области и Республики Саха (Якутия). В Красноярском крае добыча может быть начата только к 2025 г. В результате этап интенсивного развития нефтяной промышленности переносится на 2015-2020 гг., а ожидаемая добыча нефти в ВСНГК в период до 2025 г. будет в 3 раза меньше. Увеличивается продолжительность пионерного этапа освоения месторождений Иркутской области и Республики Саха (Якутия). В Красноярском крае добыча может быть начата только к 2025 г. В этих условиях уровень добычи нефти в 2025 г. будет ниже оптимистического в 2,5 раза и составит 32 млн т.
Результаты расчетов показали, что вследствие сдвига сроков наступления директивных событий в добыче нефти возможности экспорта нефти ВСНГК сократятся в 4 раза (по сравнению с оптимистическим сценарием) в условиях приоритета обеспечения внутренних потребностей нефтеперерабатывающей промышленности Восточных регионов России. В этой ситуации для обеспечения полной загрузки мощности нефтепровода ВСТО предполагается сохранение транзитных потоков нефти из Западной Сибири на уровне 30 млн т, а максимальная загрузка трубопровода ВСТО будет находиться на уровне 55 млн т.
В пессимистическом сценарии интегральный экономический эффект Программы в целом за прогнозный период, по нашим расчетам, оценивается в объеме 106,4 млрд долл. США. Основной его прирост - 75 млрд долл. формируется в виде ВРП, интегральные экспортные пошлины составляют 31,4 млрд долл. Основные регионы производства ВРП - Республика Саха (Якутия) и Иркутская область. Интегральные инвестиции снизились в 1,8 раза до 62 млрд долл.
Полученные результаты позволяют оценить относительную эффективность расширения экспортных поставок из ВСНГК в страны АТР. Наши исследования показали, что приростная эффективность экспорта нефти составляет 390 долл./т, из них 74 % (290 долл./т) - бюджетные доходы федеральных и региональных органов власти; 26 % (100 долл./т) - доходы инвесторов.
Относительная эффективность инвестиций в расширение экспортных поставок нефти ВСНГК составит 0,71 долл. Расширение экспортных поставок нефти в страны АТР является эффективным как в целом для России, так и для восточных регионов. Формирование Восточно-Сибирского нефтегазового комплекса даст импульс развитию экономики Восточной Сибири, ее интеграции с Дальним Востоком и развивающимся Азиатско-Тихоокеанским регионом.
Анализ резервов времени реализации отраслевых проектов выявил целесообразность перехода на инновационные технологии общерегиональных поисковых геологоразведочных работ и подготовки запасов компаниями-недропользователями, в первую очередь, для сокращения сроков подготовки запасов и повышения результативности геологоразведки. В этих условиях в системе государственных контрактов и соглашений с компаниями-недропользователями должны быть отражены меры ответственности государства и бизнеса за внедрение инновационных технологий, что позволяет разделить инновационные риски.
Предлагаемый методический подход может быть использован при разработке организационно-экономических механизмов координации деятельности участников мегапроекта. В дальнейшем для адекватного отражения инновационных рисков предусматривается реализация стохастической сетевой модели мегапроекта.
Список литературы
1. Харитонова В. Н., Вижина И. А., Коцебанова О. Ф. Экономические эффекты и риски в регионах формирования Восточно-Сибирского нефтегазового комплекса // Регион: экономика и социология. 2007. № 4. С. 170-185.
2. Пляскина Н. И. Проблемы недропользования и методология формирования инвестиционных программ освоения нефтегазовых ресурсов // Бурение и нефть. 2007. Вып. 11. С. 16-20; Вып. 12. С. 17-21.
3. Галичанин Е. Не числом, а умением сырья // Мировая энергетика. 2007. № 8 (44). С.20-21.
4. Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. М.: Мир, 1982. 416 с.
5. Гимади Э. X., Пузынина Н. М. Задача календарного планирования крупномасштабного проекта в условиях ограниченных ресурсов: опыт построения математического обеспечения // Управляемые системы. Новосибирск, 1983. Вып. 23. С. 24-32.
6. Гимади Э. Х. О некоторых математических моделях и методах планирования крупномасштабных проектов // Модели и методы оптимизации: Тр. АН СССР. Сиб. Отд-ние. Ин-т математики. Новосибирск: Наука, 1988. Т. 10. С. 89-115.
7. Гимади Э. Х., Гончаров Е. Н., Залюбовский В. В. Алгоритм решения задачи сетевого планирования в условиях ограниченных ресурсов // Перспективное планирование ЗападноСибирского нефтегазового комплекса. Новосибирск: Наука, 1987. С. 172-180.
8. Гимади Э. X., Пузынина Н. М., Севастьянов С. В. О некоторых экстремальных задачах реализации крупных проектов типа БАМ // Экономика и математические методы. 1979. Т. 15, вып. 5. С. 1017-1021.
9. Гимади Э. X., Глебов Н. И. Дискретные экстремальные задачи принятия решений: Учеб. пособие. Новосибирск, 1991. 76 с.
10. Гимади Э. X., Глебов Н. И., Перепелица В. А. Алгоритмы с оценками для задач дискретной оптимизации // Проблемы кибернетики. М.: Наука, 1975. Вып. 31. С. 35-42.
11. Гимади Э. Х., Залюбовский В. В., Севастьянов С. В. Полиномиальная разрешимость задач календарного планирования со складируемыми ресурсами и директивными сроками // Дискретный анализ и исследование операций. Серия 2. Новосибирск: Изд-во ИМ СО РАН, 2000. Т. 7, № 1. С. 9-34.
12. Gimadi E., Sevastianov S. On Solvability of the Project Scheduling Problem with Accumulative Resources of an Arbitrary Sign // Selected Papers in Operations Research Proceedings. Berlin; Heidelberg: Springer Verlag, 2003. P. 241-246.
13. Гимади Э. Х, Гончаров Е. Н, Залюбовский В. В., Пляскина Н. И., Харитонова В. Н. О программно-математическом обеспечении задачи ресурсно-календарного планирования Восточно-сибирского нефтегазового комплекса // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Серия: Математика, механика, информатика. 2010. Т. 10, вып. 4. С. 51-62.
14. Коржубаев А. Г. Нефтегазовый комплекс России в условиях трансформации международной системы энергообеспечения / Под ред. А. Э. Конторовича. Новосибирск: Гео, 2007.
15. Пляскина Н. И., Харитонова Н. И. Управление инвестиционной программой освоения углеводородных ресурсов Восточно-Сибирской нефтегазоносной провинцией: учет экономических и инновационных рисков // Долгосрочная стратегия развития российского Дальнего Востока: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. Хабаровск, 2007. CD-ROM версия, секция 1.
Материал поступил в редколлегию 30.05.2012
N. I. Plyaskina, V. N. Kharitonova, E. Kh. Gimadi, E. N. Goncharov
NETWORK MODELS OF COORDINATION OF DECISION-MAKING IN INTERINDUSTRY MEGAPROJECTS DEVELOPING OIL AND GAS REGIONS
Expected to optimize use of resources for planning the strategic management of complex megaprojects of oil and gas exploration areas. The novelty consists in the development of the exact polynomial algorithm for constructing the megaproject scheduling with limited resources of accumulative type. Finding the solution is consistent with the additional criterion of minimizing the total discounted costs of mega-project. We discuss the use of network models in strategic management of multi-disciplinary mega-projects.
Keywords: megaprojects, strategic management, coordination, equilibrium, resource constrained project scheduling, network models, polynomial-time algorithm, the East-Siberian Oil and Gas Industry.
