АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПЛАНИРОВАНИЯ ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ

Аннотация

Рассмотрены математические модели и алгоритмы их реализации для основных этапов инновационного процесса на промышленных предприятиях.

Полный текст

Одна из наиболее актуальных проблем российской экономики - повышение конкурентоспособности про- мышленности за счет ее технологического переосна- щения и подъема наукоемких отраслей производства, создающих высокую добавленную стоимость. Переход к конкурентоспособному производству на промышленных предприятиях в условиях рынка свя- зан с качественным планированием инновационной деятельности и принятием правильных управленче- ских решений. В настоящее время управление проек- тами (Project Management) является основой методо- логии управления инвестициями, в результате кото- рых производство становится более конкурентоспо- собным. Вопросы планирования инновационной деятельно- сти рассматриваются в различных теоретических кон- цепциях и практических методиках российских и за- рубежных экономистов. Вместе с тем проблемы авто- матизации планирования инновационной деятельно- сти на промышленных предприятиях изучены не дос- таточно. Целью инновационного управления является на- хождение таких решений, которые на высоком орга- низационном и экономическом уровне обеспечат соз- дание конкурентоспособной продукции. Отметим одно общее положение: почти во всех случаях на протяжении жизненного цикла инноваци- онного проекта на предприятии используются различ- ные источники финансирования. Важно выработать такую гибкую схему финансирования, которая позво- лит менеджеру предприятия прибегнуть к альтернатив- ным источникам в случае возникновения трудностей. Принятию решения об осуществлении инноваци- онной деятельности предшествует тщательное сопос- тавление предполагаемых затрат на его реализацию (учитывая оценку технического и коммерческого рис- ков) и финансовых возможностей компании, что по- лучает отражение в бизнес-плане. Финансовое поло- жение компании определяет возможность и эффек- тивность использования заемных средств для осуще- ствления инноваций. Процесс инвестирования этапов жизненного цикла проекта осуществляется последовательно: от иннова- ционных стадий до производства. Общая схема распределения инвестиций может выглядеть так, как представлено на рис. 1. image image image Инвестиционные стадии проекта Идея НИР ОКР Подготовка производства наукоемкой продукции Производство наукоемкой продукции Инновационные стадии проекта ъ Рис. 1. Связь инновационной и инвестиционной стадий инновационного проекта Как видно из схемы, инновационный проект вклю- чает в себя начальный этап поиска и разработки ры- ночно ориентированных идей. Выбор же завершаю- щего этапа точно не определен (инновационные ста- дии: ОКР, подготовка производства наукоемкой про- дукции). Инновационный проект, тесно связанный с процессом формирования интеллектуальной собст- венности как самостоятельного продукта, позволяет выходить на рынок с соответствующими каждому этапу результатами: патентом, макетом, пилотным проектом, продуктами опытного производства. Понятие инвестиционного проекта связано с пол- номасштабным производством и завершением проекта ясным, с точки зрения реализации на рынке, продук- том. Начало инвестиционного проекта, как правило, не простирается ранее этапа финансирования НИР. Таким образом, принятие решений при финанси- ровании инноваций может быть ориентировано как на конечный продукт, так и на эффективное воспроиз- водство новации на любой из относительно самостоя- тельных стадий инновационного процесса. Кроме то- го, автоматизация планирования инновационной дея- тельности требует определения наиболее важных эта- пов инновационного процесса и их формализации. Выделим следующие наиболее важные этапы: оценка инвестиционной привлекательности ин- новационного проекта; формирование оптимального графика финанси- рования расходов на инновационную деятельность; формирование оптимального портфеля источни- ков финансирования предприятия. В общем виде процесс автоматизации планирова- ния инновационной деятельности может быть пред- ставлен, как показано на рис. 2. Основные этапы процесса автоматизации на машиностроительном предприятии можно представить в виде блок-схемы (рис. 3). На первом этапе осуществляется оценка инвести- ционной привлекательности инновационного проекта на основе критерия NPV (чистый дисконтированный доход). При оценке инновационного проекта сущест- вует гораздо большая неопределенность, чем при оценке инвестиционного, что обусловлено большим количеством стадий планирования и сложностью реа- лизации каждой инновационной стадии. Второй этап позволяет на основе исходных данных (потоки платежей, направляемые предприятием на финансирование инноваций, потребности в финансо- вых ресурсах на каждом этапе планирования), постро- ить оптимальный график, отражающий предполагае- мые притоки и общие потребности в финансовых средствах в каждый интервал планирования. Согласно системе ограничений, учитывающей фи- нансовый риск проекта, соблюдение требования фи- нансовой устойчивости, требование отсутствия долга в конце последнего интервала планирования, на осно- ве формализованного критерия экономии денежных средств, выбирается оптимальный график финансово- го планирования расходов на инновационную дея- тельность. Третий этап позволяет сформировать кредитный портфель, согласно оптимальному графику, построен- ному на втором этапе. Исходными данными являются показатели, определенные в результате построения оптимального графика, отражающего оптимально распределенные во времени потребности в денежных средствах на каждом этапе планирования. В формализованном виде задачи каждого этапа мо- гут быть представлены следующим образом: Оценка инвестиционной привлекательности ин- новационного проекта. Эта задача представляется следующей моделью: P = {KVt, Pt, T, d}, (1) где KVt - инвестиция в t-ом году, t = 1,…,T; Pt - приток денежных средств в t-ом году; T - продолжи- тельность проекта; d - коэффициент дисконтирования. постановка цели задачи; параметры инновационных проектов; финансовые планы пред- приятия; система факторов, оказы- вающих влияние на финан- сирование проекта Методика поддержки и принятия решений «-» «+» Непрерывный кон- троль за осуществ- лением инноваций image Рис. 2. Процесс автоматизации планирования инновационной деятельности Входящая информация - Оценка инвестиционной привлекательности проекта Принятие решения + Формируются возможные сценарии финансирования Построение графика финансового планирования - Принятие решения + Рассматриваются возможные способы финансирования, со- гласно оптимальному графику - Формирование оптимального кредитного портфеля источников финансирования инноваций Принятие решения + + Редактирова- ние условий Непрерывный контроль за осуществлением инноваций - Конец работы алгоритма image Рис. 3. Блок-схема, содержащая основные этапы процесса автоматизации на машиностроительном предприятии Необходимо определить четкое значение критерия NPV (чистый приведенный доход) на основе показате- лей модели, задаваемых нечетким интервалом. На практике эксперты задают: время реализации проекта - T; оценки ставки дисконта - dti; оценки ка- питальных вложений - KVti; потоков платежей - Pti, где i = 1 соответствует нижней (пессимистической) оценке, i = 4 - верхней (оптимистической) оценке, i = Точечные значения параметров в формуле для рас- чета NPV заменяются их нечетко-интервальными ана- логами, после чего с использованием правил опериро- вания с нечеткими числами производятся необходи- мые расчеты. На основе предложенных данных рассчитывается нечеткий интервал NPV по следующей формуле: T T 2 и i = 3 - границы интервалов наиболее ожидаемых NPV = å image Pt - å image KVt (2) (возможных) значений анализируемых параметров. t = 0 (1 + d )t t = 0 (1 + d )t Функция m(Pt) интерпретируется как степень принад- лежности значений параметра интервалу и непрерыв- но изменяется от 0 (вне интервальной области) до максимального значения, равного 1, в области наибо- лее возможных значений (рис. 4). В результате получаем нечеткий интервал для NPV. Полученный нечеткий интервал NPV уже содержит в себе всю исходную объективную и субъективную информацию о возможных прогнозируемых рисках на каждом из этапов проекта, неявно задаваемую экспер- тами при формировании нечетких интервалов Pt, KVt и d. Поэтому предъявление принимающему решения лицу итогового рисунка, который позволяет количест- венно, через значения функции принадлежности, оце- нить риск как степень возможности получения того или иного значения NPV, должно быть достаточным. Ясно, что в этом случае получается целое распределе- ние рисков, что очень неплохо, поскольку увеличива- Далее, на основе полученных значений критерия NPV, экспертами осуществляется принятие решения к переходу на следующий этап процесса автоматизации планирования инновационной деятельности. Построение оптимального графика планирова- ния расходов. В общем виде математическая модель задачи вы- глядит следующим образом: P′= {L0,…∆Lj, S0,…, Sj, Aj, i, n, K}, ет объем информации для принятия решений. где image L0 , DL j , j = 1...n притоки денежных средств в image m(Pt ) инновации в j-й интервал планирования (собственные средства предприятия); S0k , DS jk , j = 1...n потреб- 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Pt1 Pt2 Pt3 Рис. 4 t Pt4 a - уровни ности в средствах на j-м интервале для k-го варианта графика планирования, причем общая величина по- требностей для всех графиков постоянна; Аj - собст- венные средства предприятия в j-й интервал планиро- вания; i - годовая процентная ставка; t - величина j-го периода реализации проекта; n - время реализа- ции проекта (в интервалах, например, n = 12); K - ко- личество вариантов реализации проекта. Ограничением задачи может являться: - отсутствие долга в конце j-го интервала Z jk £ 0 , Но с точки зрения инвестора, вполне естественным является получить также конкретное значение NPV, на которое можно ориентироваться при составлении, например, бизнес-плана, а также конкретные значения где Z jk = (S0k - L0 )(1 + it) j j j-m j + å DSmk (1 + it) m=1 j-m - Pt и KVt, принятые с учетом существующей неопреде- ленности исходных данных. В процессе автоматизации из диапазона значений - å DLm (1+ it) , j = 1...n m=1 женность; кредиторская задол- дисконта случайным образом выбирается значение d*. условие возвратности кредита Для данного значения d* строится нечеткий интервал j j j-m j-m NPV следующим образом. Для d* с помощью метода случайного поиска на- ходим оптимальный набор функций полезности (S0k - L0 )(1+ it) j = 1...n ; + å DSmk (1+ it) m=1 £ å DLm (1+ it) , m=1 muKV, muP, muNPV (т. е. решается задача D(PV1,..., PVt , KV1,...KVt ) ® max, 0 £ D £ 1 ). На осно- - условие ограничения финансового риска реали- зации проекта ве всех функций полезности строится глобальный критерий: ï ì(S0k í 0 - L0 ) × N об £ Aоб image об ; D(Pt , KVt , dt ) = min(mNPV (NPV (Pt , KVt , d)), îïDS jk × Nоб £ A j , j = 1...(n - 1) мP , мP ,...,мP , мKV , мKV ,..., мKV ). - требование финансовой устойчивости 1 2 T 1 2 T Итоговые оптимальные значения P опт t t и KV опт на- ìïW jk í £ V j , j = n , , ходятся как средневзвешенная оценка с учетом степе- ни возможности реализации различных значений di, задаваемой исходным нечетким интервалом d c функ- цией принадлежности m(d): Z jk image где R jk = об . Aj ïî R jk £ 0,5 æ s ö æ s Необходимо определить экономию денежных ö ç åPPt (di )*м(di )÷ ç KKV (d )*м(d ) ÷ средств, выбрав оптимальный вариант распределения ç ÷ ç å t i i ÷ t PPопт image = è i=1 s åм(di ) i=1 ø ; KKVt опт = èi=1 ø . s åм(di ) i=1 потребности в финансовых средствах во временном интервале. Экономию денежных средств для каждого этапа Четкое средневзвешенное значение NPV находится аналогично по формуле проекта определяем по формуле D = max(Di ) , i = 1...k, s å NPVi * м( N PVi ) n где Di = å é ù êV ji -W ji - I ji ú , i = 1...k. image NPV = i =1 . s j=1 êë úû å м( N PVi ) i =1 Решение модели данного этапа представлено в ви- де блок-схемы (рис. 5). image k=1 k = k + 1 k £ K + j = 0 j = j + 1 j £ n + Вычисляем: Vjk, Wjk, Ijk, Zjk - Условие ограничения финансового риска проекта + - Требование финансовой устойчивости + - j = n + - Условие возвратности кредита + Вычисляем Dk - k = K Запомнить + max Dk , k = 1, K k 190 Рис. 5. Блок-схема решения модели image j = 0 + k = 1 x jk , y jk , z jk , x jk Вычисляем стоимость привлечения j-ого кре- дита, DCjk и запоминаем k = k + 1 + k < K - Вычисляем: min DC jk k j = n + Stop. Найден оптимальный кредитный портфель - j = j + 1 image Рис. 6. Алгоритм реализации задачи формирования оптимального кредитного портфеля Формирования оптимального кредитного порт- феля. В общем виде модель выглядит следующим обра- зом: P′′ = { d0, d1, … d(n -1), n, i, K, Wj, Vj, Ij, оk }, где d0, d1, … d(n - 1) - даты возникновения потреб- ностей; dn - дата начала расчета за кредиты; n - число Необходимо также соблюдение следующих огра- ничений: ìïFl , if xl = 0 Fl = í * ïîFl Î (0; Fl ],if xl = 1, где xl - разрешает/запрещает частичное использование средств; интервалов планирования расходов; T = (d0 - dn) - весь период планирования в днях; i - годовая про- ìïdl , if yl = 0 dl = í * ïîdl Î (0; dl ], if yl = 1, центная ставка; K - количество привлекаемых заемных источников; Wj - потребности в денежных сред- ствах на j-м интервале планирования, рассчитанные для оптимального графика планирования; Vj - притоки где yl - разрешает/запрещает досрочное погашение средств; ìïxk , if zk = 0 x = í денежных средств в инновации для j-го интервала ïx * Î (0; x ], if z = 1, планирования, рассчитанные для оптимального гра- фика планирования; Ij - издержки по кредиту для j-го интервала, рассчитанные для оптимального графика планирования; оk - стоимость открытия кредитной линии для k-го источника кредитного портфеля - за- дается лицом, принимающим решение (ЛПР). î k k k где zk - разрешает/запрещает использование одного источника финансирования последовательно на не- скольких этапах. Далее необходимо определить DCj - (dept cost) стоимость привлечения кредита на j-м этапе планиро- вания при j = 1...n: Условие покрытия дополнительных потребностей æ l ö в средствах определяют следующим образом: n n D C l k = ç å ç j = 1 ÷ (V j - W j - I j ) ÷ ( d l - d l - 1 ) image ik 3 65 + о k , å Fl ³ å(Vl - Wl - Il ) . è ø l = 1, .. ., n . l=1 l=1 Функцию полезности можно записать следующим образом: image Fl (DCl1, DCl2 ,..., DCl(k -1), DClk ) ® min, l = 1, n. . Таким образом, происходит формирование финан- совых ресурсов для инвестиционно привлекательного инновационного проекта. На блок-схеме (рис. 6) наглядно представлен алго- ритм реализации задачи формирования оптимального кредитного портфеля. В данной статье изложен подход к автоматизации процесса планирования инновационной деятельности на промышленном предприятии и предложен меха- низм автоматизации. Выделены наиболее важные эта- пы планирования инновационной деятельности на промышленном предприятии и построены их матема- тические модели. Формализованные подходы в сово- купности представляют автоматизированную систему поддержки принятия решений. Учет и анализ большинства экономических факто- ров позволил: разработать модель оценки инвестиционной при- влекательности инновационного проекта используя аппарат нечеткой логики; построить формализованную модель графика планирования расходов на инновационную деятель- ность; построить математическую модель формирова- ния оптимального портфеля источников финансиро- вания предприятия. Формализованные подходы в совокупности пред- ставляют автоматизированную систему поддержки принятия решений планирования инновационной дея- тельности на промышленном предприятии.