Моделирование сложных вертикально-интегрированных производственных систем в нефтегазовой отрасли

• Часть 1
• Часть 2
• Часть 3
• Часть 4

1. Изменения организационной структуры управления: появление новых хозяйствующих субъектов в нефтяной отрасли России

Организационно управление нефтяной и газовой промышленностью в СССР осуществлялось через систему группы министерств — Министерства геологии СССР, Министерства нефтяной промышленности, Министерства газовой промышленности, Министерства нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР, а также Главного управления по транспорту, хранению и распределению нефти и нефтепродуктов при Совете Министров РСФСР и союзных республик. Большую роль в обеспечении развития отраслей играло Министерство строительства предприятий нефтяной и газовой промышленности. Основными низовыми звеньями в нефтяной и газовой промышленности занимавшихся производственной деятельностью являлись геолого-поисковая контора, нефтегазодобывающее управление, управление буровых работ, нефтеперерабатывающий завод и т.д.

Огромное значение для реализации хозяйственной самостоятельности предприятий имел Закон СССР о государственном предприятии (объединении), который был введен в действие с 1 января 1988г., по которому они становились во многом самостоятельными и ответственными субъектами экономики. Это было первым шагом реформирования централизованной системы хозяйствования. К концу 80-х годов вся практика хозяйствования подводилась к тому, что необходима радикальная перестройка добывающего комплекса, превращение монопродуктовой отрасли в конкурентоспособную отрасль по всему спектру продукции — от сырья до продуктов глубокой переработки и сбыта продукции. В переходный период началась и долгое время продолжалась борьба между самыми различными тенденциями и направлениями развития — от ультралиберальных предложений до схем, предполагающих восстановление прежней относительно более централизованной организационной структуры. Программы экономических реформ затронули, главным образом, вопрос собственности на природные ресурсы и не были основаны на четких экономических принципах, таких как конкуренция и демонополизация. Летом 1991г. было достигнуто соглашение о передаче собственности республикам, входившим в состав бывшего СССР. Структура нефтяной промышленности также претерпела упрощение за счет ликвидации территориальных производственных подразделений. Однако, эти изменения не затронули монополистические интересы местных производственных объединений и самой основы финансовой структуры отрасли. Но даже новшества и реформы, проведенные в 1992-1993гг. (выделение в отдельные концерны ряда крупнейших подразделений Государственного предприятия ‘Роснефть’, а затем акционирование этих концернов), не были основаны на упорядоченном наборе важнейших принципов рыночной экономики — например, создания конкурентной среды с определенным уровнем государственного регулирования. В конечном счете все вышеперечисленные замечания отражают недостаток твердости и последовательности в проведении политики реформ, в то время как все осуществляемые на практике меры по сути являются лишь попытками видоизменить только отдельные части отраслевой структуры. Это лишь является неупорядоченным процессом преобразования отдельных кусочков и частей государственной по своей сущности отрасли промышленности в новые формы собственности.

Наиболее существенным недостатком централизованной организационной структуры производственно-транспортной системы было наличие огромного административного аппарата вместо одного предприятия, которое заботилось бы в первую очередь о том, как повысить эффективность своей работы для увеличения прибыли. Кроме того, другие виды деятельности, в частности, разведка новых месторождений и переработка, находились под контролем других министерств, имеющих свои собственные управленческие структуры. Координация их работы была затруднена, поскольку отдельные звенья между этими пирамидами управлялись с самого верхнего уровня, в то время как попытки налаживания сотрудничества между различными низшими уровнями всякий раз наталкивались на сопротивление. Даже внутри отдельного министерства в основном решения принимались на самом верху, а затем ‘спускались’ вниз через всю структуру, что часто приводило к принятию неэффективных решений вследствие недостаточной или несвоевременной информированности высшего руководства о реальных потребностях низших звеньев. С другой стороны, масштабность проблемы также иллюстрируется огромным объемом капиталовложений, которые необходимы для модернизации мощностей производственных, транспортных и нефтеперерабатывающих предприятий. Объем инвестиций, необходимых для ремонта существующих скважин, оценивается в 12 млрд. долларов США (для 32000 скважин), в то время как еще около 10 млрд. долларов США необходимо для повышения нефтеотдачи на уже разрабатываемых месторождениях.

Одним из результатов реформ 1988-1991гг. стало, что нефтедобывающие объединения получили значительную свободу в виде переданных им полномочий союзного Министерства, сохранив в тоже время прерогативы в своих взаимоотношениях с производственными участками, находящимися под их управлением, а также мощную защиту против попыток проникновения ‘чужих’ на их территорию. Это означает, что основная цель этих ‘либерализованных’ предприятий — сохранить контроль над своей территорией и своими ресурсами, используя свое положение в старой системе, однако такое положение объединений не обязательно должно быть выгодно для нефтяной промышленности в целом. Наблюдается еще один процесс — попытки геологоразведочных организаций самостоятельно заниматься нефтедобычей для того, чтобы обеспечить себе необходимые средства существования. С макроэкономической точки зрения эта тенденция может помешать созданию эффективной геологоразведочной службы, призванной обслуживать нефтедобывающую промышленность страны. Все эти процессы представляют собой попытки использовать старую структуру отрасли.

Отправной точкой реформ является ситуация, характеризуемая тем, что нефтяная промышленность страны полностью находилась под контролем государства, а в настоящее время еще и тем, что достигнутый уровень частного предпринимательства и доля его недостаточны для того, чтобы частные компании могли в ближайшее время взять на себя организующую роль государства, кроме того совершенно не подготовлена законодательная и нормативная база для такого перехода. Почему считается недостаточным достигнутый уровень частного предпринимательства: во-первых, частные компании, как осколки старой министерской пирамиды, имеют такое территориальное разделение, что компании мало конкурируют между собой; во-вторых, система управления и организационная структура таких компаний остается в основном пока еще старой, “министерской”. Поэтому, хотя большинство существующих сегодня компаний по форме частные, по содержанию в значительной части остаются полугосударственными.

Упрощенно можно считать, что в отношении роли государства существуют два крайних альтернативных подхода — либо система, находящаяся под полным контролем государства, аналогичная старой министерской пирамиде, либо полное устранение государства от управления отраслью. Главными целями реформ должны быть конкуренция и демонополизация, которые на примере других стран уже доказали, что являются наилучшим способом обеспечения эффективного развития нефтяной промышленности. Создание акционерных обществ, возможно, является правильным шагом в направлении структурной перестройки отрасли, открывая реальную возможность для образования в относительно короткий срок предприятий различных форм собственности — полностью государственных, смешанных (государственно-частных), иностранных, а также частных (с нулевым участием государства). В условиях смешанной экономики с существующими в ней разными типами предприятий государственные компании, находящиеся в окружении частных фирм, ведут себя совершенно иначе, чем в условиях экономики социалистического типа, когда государство является единственным владельцем всех предприятий и организаций нефтяной промышленности. Следует подчеркнуть огромную важность роли государства, как регулятора, особенно применительно к тем случаям, когда существует реальная угроза, что вертикально-интегрированные компании создадут региональные монополии. Теоретический подход к решению проблемы структурной перестройки нефтяной отрасли России приводит к необходимости рассмотрения четырех основных параметров, которые должны быть зафиксированы на соответствующих уровнях так, чтобы комбинации этих параметров определяли различные варианты проведения структурной перестройки. Результаты такого анализа представлены в прилагаемой ниже ‘матрице решений’, которая показывает различные возможные варианты для каждого из выбранных параметров. К таким возможным вариантам относятся следующие:

- структура нефтяных компаний

этот параметр является определяющим, поскольку он контролирует все виды деятельности нефтяных компаний и оказывает очень значительное влияние на другие параметры, имеющие отношение к организации работы нефтяной промышленности. Возможны следующие три варианта структуры нефтяных компаний:

• все компании являются неинтегрированными: такой подход представляет собой воплощение еще одной крайней концепции организации нефтяной промышленности, которая предусматривает создание наиболее благоприятных условий для развития свободной конкуренции, но при этом, возможно, не решает проблемы развития предприятий некоторых подотраслей нефтяной промышленности (нефтехимия и нефтепереработка) и может привести к некоторой нестабильности всей организационной системы в целом.
• все компании являются вертикально-интегрированными (ВИК). Одним из возможных вариантов является организация всех компаний и предприятий нефтяной промышленности страны, за исключением некоторых научно-исследовательских институтов, машиностроительных предприятий и сервисных компаний, в виде ВИК. Главная особенность такого подхода состоит в создании благоприятных условий для создания и развития региональных монополий, особенно в сфере сбыта нефти и нефтепродуктов.
• сосуществование вертикально-интегрированных компаний и неинтегрированных компаний. В настоящее время уже существуют ВИК, которые представляют собой самую современную форму организации крупных нефтяных компаний, которую более подробно рассмотрим позднее.

- форма собственности

как показывают результаты анализа организационных моделей в других странах, этот вопрос является спорным, и даже несмотря на то, что в настоящее время имеет место сильная тенденция к приватизации, государственные компании по-прежнему пользуются некоторыми преимуществами, особенно в странах, осуществляющих экспортные поставки сырой нефти. Форма собственности может принимать различные виды:

• все компании являются государственными для лучшей организации надзора за работой нефтяной промышленности во время проведения основных мероприятий по структурной перестройке
• одновременное присутствие частных и государственных компаний позволяет обеспечить развитие конкуренции для повышения эффективности функционирования всей системы
• приватизация всех предприятий – наиболее радикальное решение с целью создать рыночную систему с абсолютной свободой конкуренции.

- характер государственного регулирования

государственное регулирование включает две составляющие: законодательную систему ( с помощью которой устанавливаются и контролируются ‘общие правила игры’ — закон о недрах, кодексы стандартов, налоговое законодательство и т.д.) и ряд дополнительных законодательных и нормативных актов ( так называемые ‘исключения из общих правил’), которые призваны обеспечить защиту прав потребителей, защиту честной конкуренции, привлекательность нефтяной промышленности для частных инвесторов и т.п.

• высокая степень государственного регулирования особенно необходима для защиты конкуренции в системе где доминируют крупные вертикально-интегрированные компании.
• ограниченная ‘общими правилами’ степень государственного регулирования будет достаточна, если организационная структура нефтяной промышленности будет поддерживать развитие свободной конкуренции.

При рассмотрении всей совокупности возможных вариантов решений (см. табл. 1) некоторые из них могут показаться вполне целесообразными и очень привлекательными, однако уже пройденные этапы реформирования и поставленные цели новых преобразований отсеивают большую часть возможных вариантов решений. В столбцах матрицы — А,В,С — представлены три основных, наиболее вероятных, варианта решения, какой будет организационная структура нефтяной отрасли России, но можно рассмотреть и некоторые другие.

Таблица 1

Матрица вероятных решений

Вариант А: Минимальные изменения

Этот вариант является отражением концепции закрепления нынешней организационной структуры нефтяной промышленности с одновременным усовершенствованием законодательной базы. При таком варианте существует потребность в неком минимальном уровне регулирования отрасли, чтобы ограничить регионально монополистические тенденции ВИК.

Преимущества

• минимально необходимый уровень конкуренции обеспечивается присутствием определенного числа независимых друг от друга компаний.
• высокая эффективность работы нефтяной промышленности обеспечивается за счет ограниченного числа мощных вертикально-интегрированных компаний.
• нефтеперерабатывающие предприятия в рамках ВИК, обеспечены надежной защитой от основных финансовых трудностей и недостатка сырья.

• опасность злоупотреблений монопольным правом со стороны ВИК, особенно в области сбыта нефти и нефтепродуктов.
• опасность финансовых ограничений на развитие нефтяных компаний, особенно не интегрированных компаний.
• помимо общих правил, потребуется проведение конкретных мероприятий по поддержанию ограниченного государственного регулирования с целью контроля монополий и розничных цен.

Вариант В: Ограниченная интеграция

Данный вариант является продолжением варианта А. Отличие состоит в том, что в нефтяной промышленности больше присутствуют неинтегрированные компании и отдельные предприятия, а число ВИК и/или их размеры каким-либо образом ограничены. При этом государство максимально устраняется от регулирования и ограничивается только установлением общих правил.

Преимущества

• создание благоприятных условий для развития свободной конкуренции, что должно привести к повышению эффективности и снижению цен.
• этот вариант является привлекательным для потенциальных частных инвесторов и будет способствовать более быстрому развитию отрасли
• это решение наиболее благоприятно для потребителей, поскольку именно при нем у них появляется максимальная свобода выбора.
• рассматриваемый подход обеспечивает возможность сравнения показателей эффективности предприятий на всех стадиях (разведки, добычи, и т.д.)
• не требует государственного установления цен.

• существуют элементы естественного монополизма, что требует дополнительного контроля со стороны государства.
• большое число компаний потребует наличия дополнительного государственного аппарата для осуществления контроля.
• возникновение финансовых ограничений для отдельной компании на выполнение капиталоемких проектов.

Вариант С: Максимальная интеграция

Этот вариант является крайней формой варианта А. При нем вся нефтяная отрасль состоит исключительно из частных вертикально-интегрированных компаний. Причем для обеспечения конкуренции, защиты интересов потребителей и привлечения иностранных инвестиций необходима очень высокая степень государственного регулирования.

Преимущества

• высокая эффективность работы нефтяной промышленности обеспечивается за счет ограниченного числа мощных вертикально-интегрированных компаний.
• промежуточные звенья (переработка, нефтехимия, транспорт) обеспечены хорошей защитой от основных финансовых трудностей и имеют хорошие возможности для реконструкции и развития
• относительно небольшое число организаций, что облегчает контроль и регулирование.

• наибольшая опасность монополизации региональных рынков со стороны ВИК
• этот вариант менее привлекателен для привлечения иностранного капитала и компаний из-за жесткого государственного регулирования и трудностями конкурирования с монополистами – ВИК
• наименее привлекательный для потребителя вариант из-за уменьшения конкуренции, отсутствия рыночных механизмов регулирования цен.
• необходимость установления и поддержания жесткого государственного регулирования и контроля за розничными ценами.

Как показывает анализ наиболее вероятных сценариев развития нефтяной отрасли в России, одну из главных ролей в нефтяной отрасли играют в настоящее время и будут играть в обозримом будущем вертикально-интегрированные компании — новая форма структурной организации производства для России.

В современных условиях важнейшее, можно сказать, ключевое значение приобретает факт наличия у таких компаний собственной стратегии развития. А в условиях быстро меняющейся бизнес-среды необходимо иметь надежный инструментарий, позволяющий определять и формировать стратегии развития, отвечающие новым внешним условиям и позволяющие использовать и преумножать потенциал компании, как производственный, так и финансовый. Формирование собственной стратегии развития неразрывно связано с необходимостью применения новых подходов в управлении, научно-технической политике и др. Целесообразно обобщить и использовать рациональное зерно из зарубежного опыта создания, становления, разработки стратегий и функционирования ВИК в странах с развитой рыночной экономикой.

За годы структурной реформы экономики отечественные нефтяные компании, государственные и частные предприятия накопили определенный опыт работы на российском нефтяном рынке, в маркетинге, финансах и т.д. Анализ имеющейся информации, личный опыт работы в этой сфере подтверждает наличие некоторого информационного и научно-методического вакуума в рациональной организации стратегического планирования.

Продолжающиеся реформы нефтегазового сектора в России приведут к значительным изменениям на предприятиях всего спектра нефтяного и газового бизнеса у нас в стране – от гигантов до небольших компаний, что требует постоянного научного поиска и обоснованных методологических подходов и применения современных методов при разработке стратегий развития компаний, их эффективном управлении в ужесточающихся условиях конкурентной бизнес-среды. Поэтому представляет большой практический интерес задача моделирования, выявления и усиления преимуществ вертикально-интегрированной компании.

2. Принципы моделирования

Под сложными вертикально-интегрированными производственными системами (ВИПС) понимается устойчивое сочетание производственных объектов, сосредоточенных на локализованной (одной или нескольких) территории и объединяемых существенными производственно-экономическими связями, определяемыми главным образом технологической необходимостью.

Важнейшими чертами, позволяющими идентифицировать ВИПС, являются: наличие взаимосвязанной системы производств, имеющих определенную специализацию в рамках всего народного хозяйства, общность и ограниченность территории, возможность комплексного использования местных ресурсов (природных, трудовых и производственных), единство производственной и обслуживающей инфраструктуры.

При рассмотрении конкретных проблем функционирования и развития сложных систем, подготовке соответствующих решений может быть применена более или менее типовая схема системного анализа [17], включающая следующие этапы:

• выявление и постановка проблемы, ее формулировка и структуризация;
• изучение специфики объекта, его внешних и внутренних связей во временном, пространственном, структурном и других аспектах;
• анализ основных структурных элементов проблемы на качественном уровне;
• формирование целей решения проблемы, критериев, установление их иерархических взаимосвязей, возможностей ранжирования и количественной оценки;
• определения альтернативных путей достижения целей, важнейших ограничений;
• сбор исходной информации, оценка полноты и достоверности информации, возможностей ее пополнения и повышения точности;
• построение различного рода моделей, количественный анализ основных структурных элементов, определение связанных с альтернативами затрат и результатов;
• проведение расчетов по моделям, синтез результатов качественного и количественного анализа, внесение экспертных поправок и подготовка решений, в случае необходимости — корректировка моделей, исходной информации, повторное проведение расчетов и синтез результатов.

Применение принципов системного анализа к вертикально интегрированной системе предполагает необходимость соблюдения ряда требований. Отметим следующие из них:

1. Учет сложности системы в целом и отдельных ее подсистем: все они состоят из большого числа взаимосвязанных элементов, причем число типов этих элементов тоже достаточно велико. Взаимодействие отдельных подсистем между собой, наличие у них собственных ‘интересов’, целей и критериев оценки, экономического механизма функционирования и т.д. обуславливают появление системных (синергических) эффектов. При анализе сложных многоуровневых систем учет синергических эффектов очень важен потому, что в таких системах ориентация на локальные выгоды подсистем может приводить к решениям, не выгодным для системы в целом. Наличие таких эффектов приводит к тому, что эффект по системе в целом может не совпадать с суммой эффектов по отдельным составляющим ее частям; в этом непосредственно проявляется свойство целостности (эмерджентности) сложных систем. Существенной составляющей синергических эффектов являются также эффекты концентрации, специализации производства и др. [14].

2. Учет иерархической (многоуровневой) структуры вертикально интегрированной производственной системы. При этом надо иметь в виду многогранность свойства иерархичности, проявление его в разных аспектах, и прежде всего во временном, отраслевом и территориальном.

3. Учет свойства управляемости элементов производственной системы всех уровней иерархии, ориентация управления на выбор путей наиболее эффективного достижения поставленных целей. Это осуществляется с помощью одновременного системного анализа декриптивного и нормативного аспектов функционирования производственной системы, выбора таких включаемых в программу развития мероприятий, которые обеспечивают движение по наивыгоднейшей траектории перехода от того, что есть, к тому, что должно быть.

4. Необходимость комплексного изучения всесторонних последствий принимаемых решений экономического характера. Последствия, вызываемые решениями, надо анализировать не только во взаимодействующих подсистемах, но и у потребителей, а также во всех смежных сферах: социальной, экологической, политической и др.

5. Двойственный подход к изучению вертикально интегрированной производственной системы: как относительно обособленной сложной динамической системы, развивающейся по присущим таким системам закономерностям, и как неотъемлемой части народного хозяйства, подчиняющей при своем функционировании и развитии требованиям взаимодействующих с этой производственной системой других отраслей и сфер народного хозяйства. Из принципа двойственности вытекает наличие внутренних и внешних аспектов функционирования и развития ВИПС и двух взаимосвязанных систем основных понятий и показателей его деятельности.

6. Использование моделей как внутреннего (когда непосредственно изучаются и моделируются процессы, целенаправленно происходящие в системах, определяются динамические характеристики этих процессов), так и внешнего описания систем (когда в соответствии с принятым в кибернетике подходом они представляются в виде ‘черного ящика’ и изучаются причинно-следственные регрессионные зависимости типа ‘ход-выход’).

3. Стандартные подходы к оптимизации развития и размещения

Рассмотрим процесс моделирования простейшей ВИПС, под которой понимается совокупность предприятий разных отраслей, сосредоточенных в одном или нескольких пунктах, объединенных совместным использованием производственной инфраструктуры, природных, трудовых и других ресурсов, углубляющих и расширяющих производственно-экономические связи на последовательных стадиях развития.

Под оптимизацией развития и размещения ВИПС понимается определение наилучшего варианта использования природных и прочих ресурсов, его внешних и внутренних связей с позиции критерия максимизации чистого приведенного дохода (или другого критерия) при возможных условиях обеспечения заданного уровня производства, некоторых экономических показателей и других ограничений.

3.1. Структура ВИПС

Современные ВИПС обладают сложной хозяйственной структурой. Одним из основных естественных элементов этой системы могут являться природные ресурсы. Трудовые ресурсы представляют главный активный элемент вертикально-интегрированной производственной системы. Существующий производственный аппарат, состоящий из производственных и транспортных объектов, инфраструктуры [18] и других воспроизводимых элементов, составляет наиболее динамичную часть общей структуры таких систем.

Ядро ВИПС – совокупность производственных предприятий различных отраслей, которые разделяются на отрасли специализации, связанных между собой технологически необходимыми производственными связями, и комплексирующие производства, в свою очередь разделяющиеся на вспомогательные и обслуживающие.

Первая группа отраслей — отрасли специализации, которые непосредственно участвуют в производственно-технологическом обмене продукцией. Это могут быть отрасли как промышленности (добывающей или обрабатывающей), так и сельского хозяйства.

Набор отраслей специализации, место, время и темпы развития определяются составом ресурсов ВИПС, потребностью в них, затратами на производство и доставку продукции потребителям. По своей значимости и ‘мощности’ отрасли специализации можно разделить на внутренние и внешние. К внешним относятся обычно те, продукция которых предназначена для потребления вне ВИПС. Продукция внутренних отраслей потребляется главным образом в пределах ВИПС. Как правило набор внешних отраслей более ограничен, чем набор внутренних. В процессе развития системы отрасли специализации могут переходить как из внешних во внутренние, так и обратно.

Вторую группу отраслей, обеспечивающих развитие отраслей специализации и отчасти собственные нужды, условно можно назвать вспомогательными. Структура, время и масштабы развития, связи и размещение вспомогательных производств определяются требованиями отраслей специализации, величиной местных ресурсов и эффективностью создания таких производств в составе системы по сравнению с затратами на ввоз аналогичной продукции из-за пределов ВИПС.

Третья группа отраслей – это отрасли, обслуживающие непосредственные потребности населения. Они призваны обеспечивать потребителя конечными продуктами производства и разными видами услуг.

3.2. Взаимосвязи ВИПС

Внутренние взаимоотношения между этими группами отраслей промышленности, а также взаимодействия их как с другими элементами внутри самой производственной системы, так и объектами, находящимися за ее пределами, в совокупности образуют основные внешние и внутренние взаимосвязи [1].

Внешние связи определяют место данной производственной системы в хозяйстве страны и его специализацию в масштабе страны и региона. Как правило, внешние связи бывают двусторонние: от экономики страны и импорт к ВИПС и от ВИПС к экономике страны и экспорт. Первые отображают потребность экономики в ресурсах или конечной продукции ВИПС (проявляется в виде спроса), состав и количество ресурсов (продуктов), которые экономика может выделить данной производственной системе (формируется предложение продуктов). Вторые содержат информацию о ресурсах и возможностях ВИПС, перечень ресурсов (продуктов) других производственных систем, которые необходимы для осуществления деятельности.

Очень многообразны и сложны внутренние связи. Они осуществляются по линии производственного процесса (вертикальные и горизонтальные), материально-технического снабжения, совместного использования природных и трудовых ресурсов и элементов производственной инфраструктуры комплекса.

По функциональному признаку внутренние связи ВИПС можно разделить на следующие группы:

• производственно-экономические;
• материально-технические (снабженческо-сбытовые), которые охватывают сырье, топливо, вспомогательные материалы, оборудование и готовую продукцию;
• обусловленные территориальным расположением, т.е. единством транспортно-географического положения предприятий, и возникающие при использовании разными предприятиями одних и тех же обслуживающих устройств (электро-, газо-, водоснабжение, транспорт, и т.п.).

Уровень развития этих связей, их характер, рациональность и полнота во многом определяют степень оптимизации и эффективность деятельности ВИПС.

Важнейшую роль в формировании ВИПС играют внутренние производственно-экономические связи:

• по взаимодействию между предприятиями, совместно участвующими в производстве одного готового продукта из разных видов сырья, полуфабрикатов и деталей (горизонтальные связи);
• по взаимодействию между предприятиями, последовательно участвующими в производстве одного готового продукта на разных стадиях одного технологического процесса (вертикальные связи);
• по комбинированию – взаимодействие производств (или технологических процессов), при котором из одного и того же сырья можно получить одновременно разные продукты путем последовательной переработки исходного сырья и, комплексного его использования и утилизации отходов.

Совокупность внешних и внутренних связей производственной системы необходимо рассматривать в развитии. Причем развитие должно обеспечивать создание оптимальных пропорций в системе. Оптимальная пропорциональность должна существовать как между основными структурными компонентами территориально-производственных систем, так внутри их.

Производственная сфера ВИПС дополняется производственной инфраструктурой. Производственная инфрастуктура представляет собой совокупность инженерно-технических сооружений, включающих строительную и энергетическую базы, транспорт, инженерные коммуникации и т.п.

Развитие всех элементов, формирующих структуру ВИПС во взаимной связи и обусловленности, подчиненное единому критерию оптимальности является предметом оптимального планирования и развития ВИПС.

3.3. Современное моделирование ВИПС

Как правило до настоящего времени представления о возможности оптимизации ВИПС были связаны с построением либо глобальной модели ВИПС, либо системы взаимосвязанных отдельных моделей [2-4]. Модель ВИПС, того или иного типа, в свою очередь может являться подмоделью более общей модели планирования развития отрасли, региона или экономики страны в целом.

В рамках глобальной модели ВИПС должны последовательно и во взаимной увязке решаться следующие задачи: определение специализации, установление основных параметров структуры и очередности создания основных объектов ВИПС, определение схемы пространственной организации ВИПС.

В систему взаимосвязанных моделей оптимизации формирования ВИПС могут входить: модель размещения производства (промышленности и сельского хозяйства), модель производственных циклов, модель формирования сети магистрального транспорта, модель прогнозирования отдельных параметров ВИПС, модели развития отдельных элементов инфраструктуры, внутрисистемных единиц и воспроизводства некоторых видов ресурсов ВИПС (модель формирования строительной базы, модель воспроизводства и миграции трудовых ресурсов, модель формирования сферы обслуживания и т.п.).

Перечисленные модели связаны единством цели их использования, определенной последовательностью ввода их в процесс исследования и взаимным обменом информацией. Это является основой объединения их в систему. Использование такой системы дает большое преимущество по сравнению с применением отдельных разрозненных моделей, что выражается в появлении возможности контроля за соблюдением конечного критерия оптимальности в процессе всего исследования, формирования значительной части исходной информации в результате решения оптимизационных задач, осуществления более детальных исследований при тех же параметров программ в ЭВМ. Использование системы моделей соответствует принятому подходу к определению оптимального варианта формирования ВИПС. В основу его положен принцип постепенного углубления анализа, последовательного перехода от решения общих вопросов к решению частных, от проблем формирования всей системы к проблемам развития и размещения отдельных элементов производственной системы. Этим объясняется наличие в составе системы укрупненных, средних и детализированных моделей.

Для системы моделей оптимизации приняты поэтапный (последовательный) учет параметров свободы решений и неформализованный переход от одного этапа решения к другому (от одной модели к другой).

В качестве основного критерия оптимальности часто принимается максимизация чистого приведенного дохода (NPV) или минимизация общих затрат на функционирование и развитие. Принятие указанных критериев в качестве основного не исключает возможности использования других критериев при решении некоторых вопросов, связанных с формированием и функционированием ВИПС.

С помощью системы моделей определяются основные вопросы, связанные непосредственно с функционированием и развитием отдельных частей ВИПС:

• масштабы и направления использования всех видов ресурсов и распределение их между элементами ВИПС;
• специализация и производственная структура ВИПС в целом и отдельных его частей – сочетание и пропорции развития отраслей специализации, внешние и внутренние связи;
• размещение, масштабы основных производственных элементов.

Предполагаемое поэтапное решение соответствует последовательности предварительных проработок, позволяет выявить возможность сокращение затрат на формирование и функционирование ВИПС. Количество необходимых этапов и набор используемых моделей определяются целью исследования, продолжительностью рассматриваемого перспективного периода, специфическими условиями изучаемой системы и уровнем обеспеченности исходной информацией.

К числу основных этапов относятся:

1 этап – определение основных параметров отдельного элемента: масштабов развития, потребности ресурсов и их источников, темпов и последовательности создания основных объектов специализации.

2 этап – определение схемы размещения производств и пространственной организации ВИПС. Соответственно предполагаемая схема оптимизации развития и размещения ВИПС включает две взаимосвязанные модели: оптимизации производственной структуры ВИПС и оптимизации пространственной организации ВИПС (рис 1).

Первая модель предназначена для определения возможных объемов производства предприятий исходя из ограниченности ресурсов, целесообразности их использования и условий развития производства. В модели могут использоваться критерии максимума NPV, максимума чистого дохода на вложенный капитал и т.п.

В результате проведения расчетов по модели определяется ряд вариантов производственной структуры ВИПС, которые корректируются в соответствии с производственным заданием, поступающим из моделей верхнего уровня (если они используются). Кроме того, определяются показатели использования ресурсов и их оценки. Вся эта информация поступает в модель пространственной организации ВИПС.

В модели пространственной организации промышленного узла определяются схема размещения новых предприятий и расширение мощности старых в соответствии с наличием промышленных площадок, транспортных условий, водных ресурсов и т.п. Проводится корректировка объемов производства комплексирующих производств в соответствии с объемами производства предприятий отраслей специализации, мощностями строительной базы и потребностями населения и конечных потребителей. Уточняются объемы промышленного строительства, внешние связи (ввоз и вывоз продукции и ресурсов), внутренние связи между производственными элементами ВИПС. Задача может решаться на максимум суммарной прибыли или на минимум суммарных приведенных затрат на создание и функционирование ВИПС или по другому критерию.

Рис 1. Схема оптимизации развития и
размещения ВИПС

3.4. Общий вид модели оптимизации производственной структуры ВИПС

Приведем одну из общих форм модели оптимизации производственной структуры в статическом виде [4]. В задаче оптимизации производственной структуры требуется определить такие пропорции развития между производствами разных отраслей, при котором осуществляется комплексное использование имеющихся ресурсов и достигается максимальный чистый приведенный доход. (Для упрощения рассмотрения задача приводится в статическом виде).

Требуется максимизировать функционал

при соблюдении баланса по природным ресурсам

, ;

баланса по капитальным вложениям

, ;

баланса по трудовым ресурсам

t_{m j} x_j£ T_m , mÎ Q, jÎ J;

ограничения на мощности некоторых видов производств

xj£ M, (xj³ M) jÎ J; (1)

и условий не отрицательности переменных

x_j³ 0 jÎ J,

где

i — индекс природных ресурсов;

j — индекс видов продукции;

m — индекс видов трудовых ресурсов;

I — множество видов природных ресурсов;

Q — множество видов трудовых ресурсов;

J — множество видов продукции;

p_j — чистый доход, получаемый при производстве единицы продукции j;

b_ij — затраты ресурса i на единицу продукции j;

k_j — затраты капитальных вложений на увеличение производства единицы продукции j;

t_{m j} — затраты трудовых ресурсов вида m на единицу продукции j;

B_i — объемы ресурса вида i;

K — общий объем капитальных вложений;

T_m — общая численность трудовых ресурсов вида m;

M — ограничения на мощности некоторых производств;

x_j — объем производства продукта j;

D x_j — прирост объема производства продукта j.

Данная модель содержит ограничения на природные, финансовые и трудовые ресурсы ВИПС. Специфическим в модели является наличие условия баланса распределения продукции. Оно фиксирует существующие или возможные технологические, экономические, сбытовые и другие связи между предприятиями системы. Поэтому развитие одного из производств влечет за собой одновременно развитие связанных с ним производств [6, 7, 9, 10].

3.5. Общий вид модели оптимизации размещения и развития

При постановке задачи на максимум чистого дохода значение целевой функции представляет собой разность между поступлениями от реализации выпускаемой продукции и затратами на ее выпуск, транспортировку и использование. Важная особенность этой задачи состоит в том, что могут сравниваться варианты деятельности системы, различающиеся как по затратам, так и по результатам – объему, структуре и динамике выпуска продукции. Постановка задачи на максимум чистого дохода (а не на минимум суммарных затрат) особенно целесообразна, когда размеры спроса на продукцию существенно зависят от цен ее реализации, а также когда необходимо определить ассортиментную структуру производства, причем прогноз цен считаются более надежными, чем прогнозы спроса [7, 8, 10, 15, 16].

Если предположить, что цены на реализуемые продукты не зависят от объема реализации и при заданной цене реализации емкость рынка ограничена, то математическая модель будет иметь следующий вид:

Найти x_r^q, максимизирующие значение суммарного чистого дохода

L(x_r^q, y_j)= å с_j y_j —z_r^q x_r^q ® max

при условиях :

сбалансированности производственных мощностей с возможностями реализации

M_r^q_j x_r^q ³ y_j j=1,…,R;

границ допустимых значений уровней реализации каждого продукта

0£ D_{j £} y_j £ D^_j j=1,…...,R;

ограничения по используемым в отрасли ресурсам

G_r^q_k x_r^q £ G_kk=1,…...,N;

требования выбора только одного варианта в каждом возможном пункте строительства

x_r^q £ 1, r =1,…,m

x_r^q= {0;1} r =1,...,m; q=1,...,Q_r

где

D_j – потребность в продукте j, подлежащая обязательному удовлетворению;

D^_j – максимально возможный объем реализации продукта j;

с_j –цена реализации продукта j;

y_j — объем реализации продукта j;

G_r^q_k — норма расхода ресурсов вида k в пункте r при варианте развития q;

G_k — наличие ресурсов вида k;

M_r^q_j — выпуск продукта j в пункте r при варианте развития q;

z_r^q — затраты на строительство в пункте r при варианте развития q и выпуск на нем M_r^q_j единиц продукции;

x_r^q — целочисленная переменная, показывающая, входит ли в план строительство q-ой типовой мощности в пункте r и выпуск продукции, соответствующей этой мощности.

Рассмотренные модели представляют собой общую задачу линейного программирования, решать которую можно симплекс-методом или его модификациями. Однако, некоторые особенности описания ВИПС подобные постановки не учитывают, поэтому возникла необходимость более детального изучения объекта моделирования.

4. Вертикальная интеграция нефтяных компаний

Рассмотрим подробнее ВИПС на примере компаний в нефтяной отрасли. Цель формирования крупно-агрегированной модели устойчивого развития вертикально-интегрированной нефтяной компании заключается в создании экономико-математического инструментария оптимизации деятельности компании в целом и отдельных ее секторов, прогнозировании динамики важнейших финансовых и экономических показателей.

Основным критерием оптимизации в модели выступает принцип, основанный на максимизации чистого дисконтированного дохода (NPV).

Экономико-математическая модель такого плана формулируется для определенного временного отрезка — периода планирования, длительность которого колеблется от 5 до 15 лет. Экономические показатели, используемые при расчетах, учитывают изменение во времени оценок ресурсов и продукции, вызываемое неравнозначностью финансовых поступлений и затрат в различные моменты времени. Экономические показатели соизмеряются во времени путем использования коэффициентов дисконтирования.Год приведения един для всех экономических показателей, используемых в расчетах.

В рамках создания корпоративной экономико-математической модели основной задачей является учет и исследование в создаваемой модели совокупности внешних и внутренних факторов, определяющих стратегии развития, инвестиционную программу, ресурсно-производственный потенциал и финансовые результаты.

Основная цель — задача планирования — получить ответ на вопрос “какие необходимы значения управляемых факторов для достижения по финансовым показателям определенного или максимального уровня с производственной эффективностью не ниже определенной и при некоторых фиксированных значениях внешних факторов”.

В случае нефтяной компании вертикальную интеграцию можно определить как комбинацию нескольких видов деятельности внутри предприятия или группы предприятий (разведка, добыча, переработка, распределение). Более узко вертикальную интеграцию можно определить как комбинацию деятельности верхнего сектора (разведка и добыча) и нижнего сектора (переработка и сбыт) [5]. Рассматриваемое понятие может использоваться в двух случаях:

• физическая интеграция, которая отражает географические связи между видами деятельности: нефть, добываемая компанией, перерабатывается в том же регионе на предприятии, принадлежащем той же компании. Произведенные нефтепродукты транспортируются и распределяются в пределах сферы деятельности той же компании. Такая форма ‘тотальной’ интеграции возникла в самом начале нефтяной эры после создания компании ‘Стандарт Ойл’.
• экономическая интеграция, при которой деятельность верхнего и нижнего секторов контролируется в рамках одной компании, но без образования физической связи между разными видами деятельности. Нефть, добытая в определенном месте, затем продается нефтеперерабатывающей компании, которая может принадлежать совсем другому владельцу, в то время как производителей нефтепродуктов данной компании могут снабжать нефтью другие компании. Такое разнообразие обусловлено разными факторами такими как географическую целесообразность, качество нефти, гибкость поставок и т.д. Следует отметить, что концепция экономической интеграции дополняет концепцию физической интеграции и не противоречит ей.

Версия для печати