Синергетический подход к прогнозированию устойчивого развития производственных систем
Международная
публикация
О.
В. ШугаеваБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Шугаева
О.
В. Синергетический подход к прогнозированию устойчивого развития производственных систем // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 20. – С.
4106–4110. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/55086.htm.
Аннотация. Изложен подход к прогнозированию устойчивого развития производственных систем, базирующийся на комплексном использовании положений научного познания на основе диалектической и синергетической теорий.
Ключевые слова:
прогнозирование, энтропия, производственная система, бифуркация, структурная трансформация, темпы роста
Текст статьи
Шугаева Ольга Валентиновна,кандидат экономических наук, старший преподаватель, ЮгоЗападный государственный университет, г. КурскOlga.sop@mail.ru
Синергетический подход к прогнозированию устойчивого развития производственныхсистем
Аннотация.Изложенподход к прогнозированию устойчивого развития производственных систем, базирующийся на комплексном использовании положений научного познания на основе диалектической и синергетической теорий.Ключевые слова: производственная система, энтропия, бифуркация,структурная трансформация, темпы роста, прогнозирование.
Производственныеэкономическиесистемы, от отдельных промышленных предприятий до региональных производственных систем, представляютсобой системную совокупность элементов, связанных общим режимом непрерывного производства, управления, обеспечения и сбыта продукции и находящихся между собой в отношениях, складывающихся в процессе преобразования предмета труда(валового продукта)[1]. Главные отличияпроизводственных систем (ПС)от технических, биологических и пр. систем заключаютсяв нестационарности,уникальностии непредсказуемостиповедения в конкретных условиях,вследствиеприсутствия в нихактивного элемента –человека; имеющихсяпредельных возможностей, определяемых ограниченными ресурсами; способностьюадаптироваться к изменяющимся условиям, формированию и самокорректировке целей функционирования и собственной структуры, т.е. способностью к самоорганизации, что создает предпосылки к применению синергетической теории при описаниифункционированияПС.В ходеисторического развития синергетики была доказана невозможность корректного описания с позиций диалектики процессов, протекающих во многих сложных открытых системах, что подтверждают работы таких ученых как И.Р. Пригожин, Г. Хакен, В.В. Мантатов, Л. фон Берталанфи, Н.Винер, В. Эбелинг, И. Стенгерс и др.В результате указанныхисследований современная синергетика представляет собой область научного познания, в которой посредством междисциплинарных исследований выявляются общие закономерности самоорганизации, становления устойчивых структур в открытых системах. Однако, несмотря на широкийдиапазон данныхнаправлений исследований, отечественная наукавсе же испытывает нехваткузнаний в области обеспечения устойчивого развития экономики,в частности промышленного производства,что и обуславливаетнеобходимость дальнейшего развития теоретических и практических положений по обеспечению устойчивого развития ПС на основе изыскания ипрактического применения новыхметодов и средств обеспечения устойчивостиразвития производственных систем.В настоящей статье предлагается подход к прогнозированию устойчивого развития ПС, базирующийсяна комплексном использовании положений научного познания на основе диалектическойи синергетической теории.Предлагаемый подход позволяет выявлять временные интервалы структурной трансформации ПС путемсопоставлениятемпов роста валового продукта и изменения энтропии как функции балансапроизведенного и потребленного объемов продукции (валового продукта). Впервые термин «энтропия» был введен в термодинамике Р.Клаузиусом[2]. В настоящее время область его применимости значительно расширилась, ониспользуется также и в информатике, социологии, философии и экономике.В экономических науках под энтропией обычно понимаютвеличину уменьшения организованности структуры рыночных и производственныхсистем[3], т.е.чем меньшее значение энтропии, тем выше уровень организации структуры рассматриваемыхсистем.Наиболее ярким примером использования энтропии в экономических науках является индекс рыночной энтропии 4, показывающий среднее значение логарифма величины, обратной рыночной доле, определяемой по рыночным долям фирм:,
(1)где Yi рыночная доля iтой фирмы.Однако данный показатель характеризует отношения «продавцов» товарови не затрагивают вопросы промышленного производства.Развивая методологический подход к исследованию процессов, протекающих в внутри и вне экономических производственных систем, в рамках синергетической теории предлагаетсяописывать процесс их функционирования вовзаимосвязи с внутренней и внешней энтропией и биффуркационными процессами. Обоснованность такого подхода определяется тем, что ПС по своей сути является открытой неравновесной системой, состояние равновесия в которой носит, как правило, локальный характер.Данное обстоятельствообусловлено факторами
дисбалансаиздержек производства товаров даже одного и того же вида, производимого разными товаропроизводителями;
несоответствиемструктуры производства структуре потребления, спроса и предложения на рынках труда, производственных ресурсов (капитала, земли) и пр.В подобных системах изменение энтропии связано свнутренниминеобратимымипроцессамии обменомэнтропией с внешней средой. При этом энтропия ПС складывается из двух составляющих: энтропии производства (нереализованные товары и услуги) ипотребления (материальные средства, вышедшие из оборота) 5].Одним из основных механизмов перестройки (структурной трансформации) ПС в изменяющихся условиях является бифуркация, котораяможетрассматриваетсякак приспособление системы кболее пригоднымдля функционирования во внешней средеусловиям. Причем, чем крупнее ПС, тем больше возможно количество ее возможных состояний, в том числе и бифуркаций, и, соответственно, больше и количество путей дальнейшего развития[5].ВвидусложныхсистемныхобразованийПС, характеризующихсявысокой инертностью, бифуркации в них происходят не в точке (не мгновенно), а на некотором интервале времени (участке траектории развития), который можно охарактеризовать некоторым временныминтервалом областью бифуркации. Опираясь на изложенноекосвенно оценить изменение энтропии и определить наиболее вероятнуюобласть бифуркации ПСпредлагается на основе анализа соотношения баланса Б произведенного и потребленного объема товаров и услуг. Так, например, для территориальной (региональной)ПС уравнение указанного баланса может иметьвид [6]:,
(2)
–объем продукции,работи услуг, выполненных (реализованных) по kой отрасли (виду деятельности), (руб.); K –число отраслей (видов деятельности); –промежуточное потребление валового продукта по kой отрасли (виду деятельности), (руб.);
объемы ввозимых товаров, (руб.); объемы вывозимых товаров, (руб.);
–среднедушевые денежные расходы населения, (руб.); –численность населения.При этом разница между объемами выпуска и объемами промежуточного потреблениятоваров и услуг, представляет собой рассчитанный производственным методом валовой внутренний продукт[6]:,
(3)а разница в объемах ввоза и вывоза составляютсальдо торгового баланса:,
(4)Проведениепреобразований(2) с учетом (3) и (4)позволяет получить зависимость энтропии от перечисленных выше факторов:.
(5)Необходимоотметить, что изложенный вышеподход к оценке изменения энтропии ПС носит приближенный характер, ине в полной мере вписывается в«классические»законы термодинамики, поскольку в рассматриваемом случае лишь часть произведенной продукции может уходить в категорию невостребованных товаров, а часть –в категорию производственных запасов. Несмотря на этопутем сопоставления темпов роста ПС и изменения энтропии за ретроспективныйи прогнозируемый периодыи с использованиемсоответствующих прогнозных оценок вариацииусловий внешней и внутренней среды ПСможно ориентировочноохарактеризовать (спрогнозировать) ее дальнейшее поведение[6].Темпы экономического роста ПС можно охарактеризоватьиндексом изменения фактического объема производства (валового продукта) (): ,
(6)где ,
объемы продукции вида i, произведенной в базовый и анализируемый периоды;
приведенная цена продукции вида i (с учетом индекса роста цен относительно базового периода);I количество видов выпускаемой продукции.Однако для оценки приращения экономического роста ПС целесообразнее использоватьзначение нормы роста () по сравнению с базовым периодом [7]:.
(7)С учетом изложенного вышепредлагается относить к области бифуркации ПС такой временной интервал ее развития, на котором энтропия принимает максимальное значение при отрицательных или нулевых темпах роста, т.е.обеспечивается выполнение условий: при
(8)Апробирование предложенного подхода было проведено на примере развития региональной ПСКурской области. В ходе экспериментальных исследований на основематериаловстатистических сборников Росстата иосновных макроэкономических показателей социальноэкономического развития Курской области за период 19962013гг., были получены значения норм экономического ростаи энтропии ПС Курской области в этот период, рассчитанныес использованием выражений (5), (7), которые отражены на диаграмме (рис.1).К качестве базового при проведении расчетов использовался 1996 г.
Рис. 1Динамика изменения энтропии (Э) и норм экономического роста (N) региональной производственной системы Курскойобласти в 19962013гг.
Анализ данных, приведенных на рисунке1, показывает, что наибольшее значение энтропия ПС принимала в 19992001г, чтосоответствует периоду общего спада в экономике Курской области. Запаздываниеподобнойстагнации в рассматриваемый период поотношению к общеэкономическому спаду в РФ, как показывает анализ работ [1, 6,7],подчеркиваютинертность региональных экономических процессов в связи с удаленностью от центра. Полученные в ходе моделирования результаты позволяют заключить, что указанныйпериод можно отнести к области бифуркации в развитии ПС Курской области, обусловленной спадом производства, связанным с уменьшением объемов выпуска продукции, ростом невостребованности товаров, снижением сальдо торгового баланса, падением рыночной концентрации производителей товаров и услуг, т.е. общим снижением ее устойчивости.Непротиворечивость полученных результатовобщей экономической теории, а также их удовлетворительное совпадение с прочими материалами исследований позволяют сделать заключение о работоспособностипредложенногоподходаприпрогнозированииразвития производственных системивыявлениивременныхинтервалов, требующих ихструктурной трансформации.
Ссылки на источники1.Кузьбожев Э.Н., ШугаеваО.В. Структурная трансформация и устойчивость производственных систем Текст: монография/ Э.Н. Кузьбожев, О.В. Шугаева, М.: ИНФРАМ, 2014.92с., С.17.2.Карно, С. Второе начало термодинамики Текст/ С. Карно, Р. Клаузиус, У. Томсон, Л. Больцман, М. Смолуховский. М.: Наука, 2009. –312 с.3.Прангишвили И.В. Энтропийные и другие системные закономерности: Вопросы управления сложными системами / И.В. Прангишвили; Инт проблем управления им. В.А. Трапезникова. –М.: Наука, 2003. –428 с.4.Юшманов, В.В. Теория равновесия Богданова и Бухарина, Системный подход и теория самоорганизации систем Текст// Восток, 2005.№10. С.7679.5.Шугаева О.В. Устойчивость динамических производственных систем Текст: монография/ О.В. Шугаева , Курск: Планета, 2011. –76с.6.Кузьбожев Э.Н., Шугаева О.В. Исследование устойчивого развития производственных систем на основе моделирования экономических циклов с использованием энтропийных характеристик Текст//Экономический анализ: теория и практика. 2012. № 21 (276). С. 210.7.Шугаева О.В. Синергетические аспекты обеспечения устойчивого развития производственных систем Текст// Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2011. № 4. С. 2124.
Shugaeva Olga V.,PhD, Senior Lecturer, Southwest State University, KurskOlga.sop @ mail.ruSynergistic approach to forecasting sustainable production systemsAbstract.An approach to forecasting of sustainable development of production systems based on the integrated use of the provisions of scientific knowledge on the basis of dialectical and synergetic theories.Keywords:production system , entropy , bifurcation, structural transformation , growth , forecasting.
Синергетический подход к прогнозированию устойчивого развития производственныхсистем
Аннотация.Изложенподход к прогнозированию устойчивого развития производственных систем, базирующийся на комплексном использовании положений научного познания на основе диалектической и синергетической теорий.Ключевые слова: производственная система, энтропия, бифуркация,структурная трансформация, темпы роста, прогнозирование.
Производственныеэкономическиесистемы, от отдельных промышленных предприятий до региональных производственных систем, представляютсобой системную совокупность элементов, связанных общим режимом непрерывного производства, управления, обеспечения и сбыта продукции и находящихся между собой в отношениях, складывающихся в процессе преобразования предмета труда(валового продукта)[1]. Главные отличияпроизводственных систем (ПС)от технических, биологических и пр. систем заключаютсяв нестационарности,уникальностии непредсказуемостиповедения в конкретных условиях,вследствиеприсутствия в нихактивного элемента –человека; имеющихсяпредельных возможностей, определяемых ограниченными ресурсами; способностьюадаптироваться к изменяющимся условиям, формированию и самокорректировке целей функционирования и собственной структуры, т.е. способностью к самоорганизации, что создает предпосылки к применению синергетической теории при описаниифункционированияПС.В ходеисторического развития синергетики была доказана невозможность корректного описания с позиций диалектики процессов, протекающих во многих сложных открытых системах, что подтверждают работы таких ученых как И.Р. Пригожин, Г. Хакен, В.В. Мантатов, Л. фон Берталанфи, Н.Винер, В. Эбелинг, И. Стенгерс и др.В результате указанныхисследований современная синергетика представляет собой область научного познания, в которой посредством междисциплинарных исследований выявляются общие закономерности самоорганизации, становления устойчивых структур в открытых системах. Однако, несмотря на широкийдиапазон данныхнаправлений исследований, отечественная наукавсе же испытывает нехваткузнаний в области обеспечения устойчивого развития экономики,в частности промышленного производства,что и обуславливаетнеобходимость дальнейшего развития теоретических и практических положений по обеспечению устойчивого развития ПС на основе изыскания ипрактического применения новыхметодов и средств обеспечения устойчивостиразвития производственных систем.В настоящей статье предлагается подход к прогнозированию устойчивого развития ПС, базирующийсяна комплексном использовании положений научного познания на основе диалектическойи синергетической теории.Предлагаемый подход позволяет выявлять временные интервалы структурной трансформации ПС путемсопоставлениятемпов роста валового продукта и изменения энтропии как функции балансапроизведенного и потребленного объемов продукции (валового продукта). Впервые термин «энтропия» был введен в термодинамике Р.Клаузиусом[2]. В настоящее время область его применимости значительно расширилась, ониспользуется также и в информатике, социологии, философии и экономике.В экономических науках под энтропией обычно понимаютвеличину уменьшения организованности структуры рыночных и производственныхсистем[3], т.е.чем меньшее значение энтропии, тем выше уровень организации структуры рассматриваемыхсистем.Наиболее ярким примером использования энтропии в экономических науках является индекс рыночной энтропии 4, показывающий среднее значение логарифма величины, обратной рыночной доле, определяемой по рыночным долям фирм:,
(1)где Yi рыночная доля iтой фирмы.Однако данный показатель характеризует отношения «продавцов» товарови не затрагивают вопросы промышленного производства.Развивая методологический подход к исследованию процессов, протекающих в внутри и вне экономических производственных систем, в рамках синергетической теории предлагаетсяописывать процесс их функционирования вовзаимосвязи с внутренней и внешней энтропией и биффуркационными процессами. Обоснованность такого подхода определяется тем, что ПС по своей сути является открытой неравновесной системой, состояние равновесия в которой носит, как правило, локальный характер.Данное обстоятельствообусловлено факторами
дисбалансаиздержек производства товаров даже одного и того же вида, производимого разными товаропроизводителями;
несоответствиемструктуры производства структуре потребления, спроса и предложения на рынках труда, производственных ресурсов (капитала, земли) и пр.В подобных системах изменение энтропии связано свнутренниминеобратимымипроцессамии обменомэнтропией с внешней средой. При этом энтропия ПС складывается из двух составляющих: энтропии производства (нереализованные товары и услуги) ипотребления (материальные средства, вышедшие из оборота) 5].Одним из основных механизмов перестройки (структурной трансформации) ПС в изменяющихся условиях является бифуркация, котораяможетрассматриваетсякак приспособление системы кболее пригоднымдля функционирования во внешней средеусловиям. Причем, чем крупнее ПС, тем больше возможно количество ее возможных состояний, в том числе и бифуркаций, и, соответственно, больше и количество путей дальнейшего развития[5].ВвидусложныхсистемныхобразованийПС, характеризующихсявысокой инертностью, бифуркации в них происходят не в точке (не мгновенно), а на некотором интервале времени (участке траектории развития), который можно охарактеризовать некоторым временныминтервалом областью бифуркации. Опираясь на изложенноекосвенно оценить изменение энтропии и определить наиболее вероятнуюобласть бифуркации ПСпредлагается на основе анализа соотношения баланса Б произведенного и потребленного объема товаров и услуг. Так, например, для территориальной (региональной)ПС уравнение указанного баланса может иметьвид [6]:,
(2)
–объем продукции,работи услуг, выполненных (реализованных) по kой отрасли (виду деятельности), (руб.); K –число отраслей (видов деятельности); –промежуточное потребление валового продукта по kой отрасли (виду деятельности), (руб.);
объемы ввозимых товаров, (руб.); объемы вывозимых товаров, (руб.);
–среднедушевые денежные расходы населения, (руб.); –численность населения.При этом разница между объемами выпуска и объемами промежуточного потреблениятоваров и услуг, представляет собой рассчитанный производственным методом валовой внутренний продукт[6]:,
(3)а разница в объемах ввоза и вывоза составляютсальдо торгового баланса:,
(4)Проведениепреобразований(2) с учетом (3) и (4)позволяет получить зависимость энтропии от перечисленных выше факторов:.
(5)Необходимоотметить, что изложенный вышеподход к оценке изменения энтропии ПС носит приближенный характер, ине в полной мере вписывается в«классические»законы термодинамики, поскольку в рассматриваемом случае лишь часть произведенной продукции может уходить в категорию невостребованных товаров, а часть –в категорию производственных запасов. Несмотря на этопутем сопоставления темпов роста ПС и изменения энтропии за ретроспективныйи прогнозируемый периодыи с использованиемсоответствующих прогнозных оценок вариацииусловий внешней и внутренней среды ПСможно ориентировочноохарактеризовать (спрогнозировать) ее дальнейшее поведение[6].Темпы экономического роста ПС можно охарактеризоватьиндексом изменения фактического объема производства (валового продукта) (): ,
(6)где ,
объемы продукции вида i, произведенной в базовый и анализируемый периоды;
приведенная цена продукции вида i (с учетом индекса роста цен относительно базового периода);I количество видов выпускаемой продукции.Однако для оценки приращения экономического роста ПС целесообразнее использоватьзначение нормы роста () по сравнению с базовым периодом [7]:.
(7)С учетом изложенного вышепредлагается относить к области бифуркации ПС такой временной интервал ее развития, на котором энтропия принимает максимальное значение при отрицательных или нулевых темпах роста, т.е.обеспечивается выполнение условий: при
(8)Апробирование предложенного подхода было проведено на примере развития региональной ПСКурской области. В ходе экспериментальных исследований на основематериаловстатистических сборников Росстата иосновных макроэкономических показателей социальноэкономического развития Курской области за период 19962013гг., были получены значения норм экономического ростаи энтропии ПС Курской области в этот период, рассчитанныес использованием выражений (5), (7), которые отражены на диаграмме (рис.1).К качестве базового при проведении расчетов использовался 1996 г.
Рис. 1Динамика изменения энтропии (Э) и норм экономического роста (N) региональной производственной системы Курскойобласти в 19962013гг.
Анализ данных, приведенных на рисунке1, показывает, что наибольшее значение энтропия ПС принимала в 19992001г, чтосоответствует периоду общего спада в экономике Курской области. Запаздываниеподобнойстагнации в рассматриваемый период поотношению к общеэкономическому спаду в РФ, как показывает анализ работ [1, 6,7],подчеркиваютинертность региональных экономических процессов в связи с удаленностью от центра. Полученные в ходе моделирования результаты позволяют заключить, что указанныйпериод можно отнести к области бифуркации в развитии ПС Курской области, обусловленной спадом производства, связанным с уменьшением объемов выпуска продукции, ростом невостребованности товаров, снижением сальдо торгового баланса, падением рыночной концентрации производителей товаров и услуг, т.е. общим снижением ее устойчивости.Непротиворечивость полученных результатовобщей экономической теории, а также их удовлетворительное совпадение с прочими материалами исследований позволяют сделать заключение о работоспособностипредложенногоподходаприпрогнозированииразвития производственных системивыявлениивременныхинтервалов, требующих ихструктурной трансформации.
Ссылки на источники1.Кузьбожев Э.Н., ШугаеваО.В. Структурная трансформация и устойчивость производственных систем Текст: монография/ Э.Н. Кузьбожев, О.В. Шугаева, М.: ИНФРАМ, 2014.92с., С.17.2.Карно, С. Второе начало термодинамики Текст/ С. Карно, Р. Клаузиус, У. Томсон, Л. Больцман, М. Смолуховский. М.: Наука, 2009. –312 с.3.Прангишвили И.В. Энтропийные и другие системные закономерности: Вопросы управления сложными системами / И.В. Прангишвили; Инт проблем управления им. В.А. Трапезникова. –М.: Наука, 2003. –428 с.4.Юшманов, В.В. Теория равновесия Богданова и Бухарина, Системный подход и теория самоорганизации систем Текст// Восток, 2005.№10. С.7679.5.Шугаева О.В. Устойчивость динамических производственных систем Текст: монография/ О.В. Шугаева , Курск: Планета, 2011. –76с.6.Кузьбожев Э.Н., Шугаева О.В. Исследование устойчивого развития производственных систем на основе моделирования экономических циклов с использованием энтропийных характеристик Текст//Экономический анализ: теория и практика. 2012. № 21 (276). С. 210.7.Шугаева О.В. Синергетические аспекты обеспечения устойчивого развития производственных систем Текст// Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2011. № 4. С. 2124.
Shugaeva Olga V.,PhD, Senior Lecturer, Southwest State University, KurskOlga.sop @ mail.ruSynergistic approach to forecasting sustainable production systemsAbstract.An approach to forecasting of sustainable development of production systems based on the integrated use of the provisions of scientific knowledge on the basis of dialectical and synergetic theories.Keywords:production system , entropy , bifurcation, structural transformation , growth , forecasting.
