Виды задач оптимизации

Предметом дальнейшего рассмотрения будут следующие классы задач оптимизации с учетом требований к состоянию окружающей среды и сбережению сырьевых и топливно-энергетических ресурсов:

1. Задачи планирования и управления производственно-хозяйственной деятельностью.

2. Задачи инвестиционного проектирования отдельных предприятий.

3. Задачи инвестиционного проектирования производственно-сбытовых комплексов и вертикально - интегрированных компаний.

4. Задачи проектирования средозащитных мероприятий.

Функциональная структура предприятия.При решении всех перечисленных выше задач необходимо опираться на функциональную структуру исследуемого объекта. Ниже представлена обобщенная функциональная структура проектируемого предприятия, рассматриваемого в виде системы взаимосвязанных подсистем, обеспечивающих его эффективное функционирование.

Производственно-технологическая подсистема (основное производство)

Подсистема обслуживания основного производства (вспомогательные производства)

Подсистема материально-технического снабжения (поставки сырья, полуфабрикатов, материалов, топлива …)

Подсистема энергоснабжения (поставки электрической, тепловой энергии, воды …)

Подсистема сбыта готовой продукции

Подсистема охраны окружающей среды

Подсистема управления персоналом

Финансово-экономическая подсистема

Функциональная структура предприятия

Рис. 1.5. Функциональная структура проектируемого предприятия

В рамках системы все подсистемы связаны между собой либо материальными, либо информационными, либо и теми и другими потоками. На стадии проектирования определяются виды, назначение, количество, технико-экономические характеристики элементов, составляющих каждую из подсистем, их внутренние и внешние связи.

На стадиях обоснования инвестиций и проектирования объекта следует различать фазы строительства и эксплуатации предприятия. Первая фаза связана с созданием основных фондов и нормируемых оборотных средств, а, следовательно, с определением сметной стоимости объекта и размерами необходимых инвестиций, вторая – с его эксплуатацией, производством продукции и оценкой текущих (операционных) затрат. В качестве основных фондов в этом случае выступают основное технологическое и вспомогательное оборудование, транспортные средства, используемые для обеспечения функционирования соответствующих подсистем, а также здания и сооружения, размещаемые на территории предприятия.

Планирование производства продукции на действующем промышленном предприятии.Задача планирования производства продукции на конкретном действующем предприятии отличается от задачи инвестиционного проектирования объекта такого типа тем, что отсутствует необходимость выбора места размещения предприятия, определения состава приобретаемого оборудования, его мощности, принятия архитектурных, строительных и других решений, связанных со строительством заводских зданий и сооружений, не требуется инвестировать финансовые средства в создание предприятия, все виды затрат будут текущими и др.

Постановка задачи планирования работы предприятия в общем случае ориентирована на следующую условную схему сырьевых и продуктовых потоков (рис.6).

Поставщики сырья

Предприятие   Предприятие

Потребители продукции

Доставка продукции потребителям

Доставка сырья на предприятие

Склад сырья

Склад готовой продукции

Рис.1.6. Условная схема сырьевых и продуктовых потоков действующего

предприятия

Задача разработки производственной программы такого предприятия в неформализованной постановке может иметь следующий вид:

При заданных:

- ограничениях на обязательные и возможные объемы реализации конкретных видов продукции различным ее потребителям;

- информации о времени, необходимом для производства единицы продукции каждого вида и внутренних полуфабрикатов на соответствующем технологическом оборудовании альтернативными технологическими способами;

- ограничениях на эффективный фонд времени использования каждого вида оборудования;

- нормах расхода сырья на изготовление единицы продукции каждого вида с использованием различных регламентированных рецептур;

- максимальных возможностях по поставкам сырья различными поставщиками;

- объемах выбросов в атмосферу, сбросов в водные объекты (или городскую канализационную систему), образования отходов на единицу изготавливаемой продукции каждого вида с учетом используемого технологического способа;

- нормативах предельно допустимого выброса загрязняющих веществ в атмосферу , нормативах допустимого сброса в водные объекты и лимитах на размещение отходов;

- себестоимости изготовления единицы продукции каждым из технологических способов;

- ценах каждого вида продукции,

определить:

– объемы и технологические способы производства каждого из видов продукции;

– объемы поставок изготавливаемой продукции каждому из потребителей;

– потребность в сырье каждого вида и объемы его поставок от различных поставщиков,

Такие что при выполнении всех имеющихся технологических, ресурсных и экологических ограничений обеспечивается достижение максимальной прибыли от реализации изготавливаемой продукции.

Инвестиционное проектирование отдельного предприятия. Перед лицами, принимающими решение, стоит задача обоснования инвестиций в строительство предприятия, ориентированного на производство определенных видов продукции.В этом случае предметами выбора могут являться:

– место размещения строящегося объекта,

– ассортимент и объемы производства продукции,

– основное технологическое оборудование,

– средозащитное оборудование,

– параметры строящихся зданий и сооружений,

– необходимые объемы инвестиций и другие

– технико-экономические показатели проекта.

В качестве критерия эффективности инвестирования средств чаще всего применяется максимум чистого дисконтированного дохода (интегрального эффекта) или при определенных условиях минимум интегральных затрат.

Постановка задачи ориентирована на следующую схему сырьевых и продуктовых потоков проектируемого предприятия (рис.1.7).

Поставщики сырья

Потенциальные заводы производители

Потребители продукции

Доставка продукции потребителям

Доставка сырья на заводы

Рис. 1.7. Схема сырьевых и продуктовых потоков проектируемого предприятия

В общем случае, при проектировании конкретного предприятия возможна следующая неформализованная постановка задачи оптимизации:

При заданных:

- ассортименте планируемой к выпуску продукции, информации о потенциальных ее потребителях, источниках поставки сырья и топливно-энергетических ресурсов, возможных поставщиках оборудования, технологических, сбытовых, ресурсных, экологических, территориальных, финансовых и других технико-экономических и эколого-экономических ограничениях

решить вопрос о:

- месте размещения строящегося предприятия, его производственной мощности, окончательном ассортименте и планируемых объемах выпуска продукции, технологических способах ее производства, объемах потребления сырьевых и других ресурсов и их постващиках, средозащитных мероприятиях, обеспечивающих нормативное качество окружающей среды, видах и характеристиках приобретаемого технологического и средозащитного оборудования, объемах собственных и заемных средств инвестора, необходимых для строительства предприятия,

Таких что обеспечивается достижение максимума интегрального эффекта (чистого дисконтированного дохода) от осуществления инвестиций и реализации проекта при заданной инвестором норме дисконта.

Средозащитный и ресурсосберегающий характер постановки задачи оптимального проектирования закладывается в систему ограничений и денежные потоки, формирующие функционал.

Экологические аспекты учитываются как в ограничениях на качество атмосферного воздуха и водных объектов в районе размещения предприятия, так и при выборе средозащитных мероприятий, необходимых для достижения нормативного состояния окружающей среды. Эколого-экономические затраты проекта представлены в денежных потоках в виде экологических платежей за негативное воздействие на окружающую среду, а также капитальных и текущих затрат, связанных с реализацией средозащитных мероприятий.

Возможность экономии сырьевых и топливно-энергетических ресурсов обусловлена различиями в их расходах на единицу изготовляемой продукции при использовании различных технологий ее производства и ценах на эти ресурсы.

Инвестиционное проектирование производственно-сбытовых комплексов. Объектом проектирования в этом случае являются предприятия, выпускающие малотоннажную продукцию с достаточно широким и пересекающимся ассортиментом, и региональные сбытовые базы, обеспечивающие хранение и реализацию этой продукции многочисленным потребителям в различных регионах страны.

Схема сырьевых и продуктовых потоков, на основе которой формировалась постановка задачи оптимизации, представлена на рисунке 1.8.

r-й

∙∙∙

∙∙∙

∙∙∙

∙∙∙

∙∙∙

∙∙∙

∙∙∙

∙∙∙

∙∙∙

s

∙∙∙g….

1,1

…p…

ns

Поставщики сырья

Заводы производители

Сбытовые базы

Потребители продукции (локальные рынки) ,

Доставка продукции на сбытовые базы

Доставка сырья на заводы

Доставка продукции потребителям

∙∙∙

Собственные

Строящиеся

∙∙∙g….

w,1

n,1

1,N

w,N

n,N

1-й локальный рынок

N-й локальный рынок

Рис.1.8. Схема сырьевых и продуктовых потоков проектируемой

производственно- сбытовой системы

Существенным фактором, влияющим на эффективность производства, транспортировки и реализации продукции малотоннажной многоассортиментной отрасли с периодическими производственными процессами, является строительство сбытовых баз, позволяющих значительно увеличить партии наработки продукции, уменьшить время простоя технологического оборудования, уровень загрязнения окружающей среды, снизить затраты на транспортировку продукции потребителям, повысить надежность ее поставок.

Решаемая на стадии обоснования инвестиций задача оптимизации направлений инвестирования средств в развитие производственно-сбытовой компании многоассортиментной малотоннажной подотрасли может быть сформулирована следующим образом.

При заданных:

- потенциальном ассортименте выпускаемой продукции,

- рыночных ограничениях на сбыт этой продукции на локальных региональных рынках,

- возможных объемах изготовления продукции на действующих предприятиях, уже находящихся в собственности производственно-сбытовой компании,

- пропускной способности принадлежащих компании сбытовых баз,

- возможности поставщиков по обеспечению существующих и проектируемых предприятий необходимым сырьем и топливно-энергетическими ресурсами,

- потенциальных районах и точках размещения новых заводов и сбытовых баз,

- экономических ограничениях на целесообразные мощности новых строящихся предприятий и объемы производства на них отдельных видов продукции,

- возможных вариантах технологической реализации производственных процессов, приобретения технологического и средозащитного оборудования ,

- ограничениях на размеры, пропускную способность и техническое оснащение строящихся баз по сбыту продукции,

- информации о земельных ресурсах, выделяемых под строительство объектов в различных регионах,

- информации о состоянии окружающей среды в потенциальных точках размещения объектов,

- возможных способах транспортировки сырья и готовой продукции,

- максимально возможных объемах инвестируемых финансовых средств,

- ограничениях на сроки окупаемости инвестиций

и другой технико-экономической информации

найти (выбрать):

- точки размещения новых предприятий и сбытовых баз,

- мощности подлежащих строительству объектов производственного и сбытового назначения,

- ассортимент и объемы производства продукции на действующих и строящихся лакокрасочных заводах,

- технологии изготовления лакокрасочных материалов и аппаратурное оформление процессов,

- средозащитные мероприятия, обеспечивающие допустимое качество окружающей среды в районе размещения объекта,

- прикрепление поставщиков сырья к изготовителям продукции и способы доставки сырья,

- тип, размеры и оснащение сбытовых баз, уровень создаваемых запасов,

- способы организации доставки продукции с заводов на базы и с баз потребителям, размеры транзитных партий перевозок,

- направления и объемы инвестирования средств,

- уровень доходов и операционных затрат,