4.4. Прогнозирование потребностей в строительных материалах, изделиях и конструкциях

Прогнозирование потребностей в строительных материалах и изделиях является заключительной процедурой, которая реализуется с помощью предложенной информационной системы. Прогноз формируется на основе данных, получаемых в подсистеме VI, где помимо расчета потребностей региона в строительных материалах и изделиях, определяются размеры и специализация действующих объектов производственной базы строительства, их состояние в среднесрочной перспективе – техническое перевооружение, реконструкция, расширение, ликвидация, а также целесообразность строительства новых предприятий отрасли.

Прогнозирование потребностей в строительных материалах и изделиях с определением технического состояния по системообразующим предприятиям производственной базы строительства может рассматриваться и как самостоятельная частная задача, представляющая практический интерес для административных органов управления регионом при решении вопроса об адресной государственной поддержке отдельных производственных объектов строительной индустрии, для руководителей предприятий промышленности строительных материалов.

Информационная база прогнозирования создается с учетом социально-экономической, демографической, производственно-технологической, природно-географической, экологической компонент развития региона и ретроспективы развития отрасли. При этом следует указать, что производственно-технологическая, природно-географическая, экологическая компоненты и ретроспективные данные формируют входные массивы непосредственно, а социально-экономическая и демографическая компоненты – опосредованно через показатель прогнозируемого годового объема жилищного строительства в регионе (b_t).

Информационная база расчетов включает статистические (существующие объемы производства и номенклатура продукции), нормативные, расчетные, получаемые из подсистем IV и V информационной системы (эффективная номенклатура строительных материалов, норма расхода конструктивного элемента на 1 м² здания, норма расхода материала на единицу конструктивного элемента, прогнозируемые годовые темпы строительства в регионе), и аналитические данные, касающиеся размещения объектов строительной индустрии, запасов сырья и его локализации, зон экологической напряженности в регионе.

По сути, решается задача оптимального использования ресурсов и производственных мощностей строительной индустрии для обеспечения соответствующих темпов жилищного строительства необходимыми строительными материалами, изделиями и конструкциями. При этом, рассматривается транспортная (транспортирование сырья и готовой продукции), производственная и инвестиционная (создание основных фондов производственной базы строительства) составляющие регионального строительного комплекса. Соответственно в процессе решения должны быть получены оптимальные значения указанных составляющих, и, следовательно, задача прогнозирования является многокритериальной [79]. Кроме того, поиск оптимального решения усложняется взаимозаменяемостью ресурсов, способов получения и применения строительных изделий и конструкций.

Предлагается свести данную многокритериальную задачу к задаче с единым показателем эффективности, в качестве которого рассматриваются суммарные затраты на приобретение сырья с учетом транспортных расходов, на производство строительных материалов, изделий и конструкций, на транспортирование готовой продукции к конкретным строящимся объектам, на создание основных фондов в системе производственной базы строительства. В процессе решения необходимо найти такой вариант развития производственной базы строительства, при котором указанный показатель эффективности достигает минимума. Таким образом, в общем виде можно записать

(30)

где C_пр – затраты на производство строительных материалов и изделий;

C_тс – затраты на транспортирование сырья на предприятия промышленности строительных материалов;

C_тп – затраты на транспортирование готовой продукции в зоны строительства.

С учетом изложенного, при прогнозировании потребностей в строительных материалах и изделиях с определением состояния по системообразующим предприятиям производственной базы строительства следует опираться на экономико-математическое моделирование. При этом в соответствии с известной классификацией [91] предлагается использовать статическую многопродуктовую многоэтапную модель производственно-транспортного типа, адаптированную для системы регионального строительного комплекса и его подсистем.

В модели методами линейного программирования [92, 93, 94] минимизируются суммарные затраты на приобретение и транспортирование сырья на заводы-изготовители, затраты на производство строительных изделий и конструкций, затраты на транспортирование готовой продукции потребителям и капитальные затраты на реконструкцию, техническое перевооружение действующих и строительство новых предприятий промышленности строительных материалов.

В математической форме целевая функция разработанной экономико-математической модели имеет вид [176]:

(31)

обозначено:

индексы - s – номер применяемого сырья, s = 1, …, S; r – источник s-го сырья, r = 1, …, R; g – номер взаимозаменяемого продукта, g = 1, …, G; q – номер назначения продукта, q = 1, …, Q; i – номер завода, i = 1, …, I; l – номер потребителя, l = 1, …, L; переменные - X_gqi – объемы производства g-го взаимозаменяемого продукта q-го назначения на i-том заводе на m –том уровне; Y_sri – объемы перевозок s-того сырья из r-го источника i- му заводу; Y_gqil – объемы перевозок g- го взаимозаменяемого продукта q-го назначения, выпущенного на i-ом заводе для l-го потребителя; показатели - C_sri – стоимость транспортирования единицы s-го сырья из r-го источника, включая оптовую цену сырья на i-ый завод; C_gqi – стоимость производства единицы g-го взаимозаменяемого продукта q- го назначения на i-ом заводе; C_gqil – стоимость транспортирования единицы g-го продукта q-го назначения с i-го завода l-му потребителю.

Следует указать, что для каждого действующего завода производственной базы строительства рассматриваются варианты их реконструкции, технического перевооружения и расширения. При этом завод условно трансформируется в три самостоятельных объекта, включаемых в решение: а) существующий; б) реконструируемый и в) технически перевооружаемый. Удельные капитальные вложения на единицу прироста или создания мощности включаются в затраты на производство строительных материалов, изделий и конструкций на соответствующих промышленных объектах.

Модель содержит следующие ограничения:

1) суммарный объем перевозок сырья из каждого источника не должен превышать мощности источника:

для каждого s и r ( s, r), (32)

где А_sr - годовая мощность r-го источника s-го сырья;

2) объем перевозок сырья на каждый завод-изготовитель не должен быть меньше его потребностей:

( s, r, i), (33)

где а_sqg - норма расхода s-го сырья на единицу g-того взаимозаменяемого продукта q-го назначения;

3) объемы производства продукции на каждом заводе должны находиться в пределах максимального (перспективного) и минимального (существующего на настоящий момент) объема производства на этом заводе:

( i, q, g), (34)

где – соответственно максимальные и минимальные годовые объемы производства g-го взаимозаменяемого продукта q-го назначения на i-м заводе;

4) объем перевозок продуктов не должен превышать объем его производства:

( i, q), (35)

5) объемы производства каждого продукта должны удовлетворять потребности в нем:

( i, q), (36)

где b_qg – коэффициент перехода от единицы g-го взаимозаменяемого продукта q-го назначения к единице строительства (например, одного квадратного метра или одного здания). Значение данного коэффициента зависит от типа применяемой архитектурно-строительной системы.

B_lgq – годовая потребность l-го потребителя в g-ом продукте q-го назначения.

6) сумма всех инвестиций, необходимых для развития производственной базы строительства, не должна превышать имеющегося ресурса инвестиций:

( i) (37)

где: k_iqg - удельные капиталовложения для организации на i-ом заводе производства g-го продукта q-го назначения;

K_max – ресурс инвестиций;

7) Естественные ограничения на переменные

(38)

Решение задачи прогнозирования потребностей в строительных материалах, изделиях и конструкциях с определением состояния по системообразующим предприятиям производственной базы строительства с использованием разработанной таким образом модели осуществляется при следующих условиях:

 строительство ведется в территориальных рамках рассматриваемого региона и должно быть обеспечено всеми необходимыми ему материалами, изделиями и конструкциями;

 потребности в строительных материалах агрегированы в пределах крупных территориальных зон региона (совокупность нескольких районов), которые рассматриваются как потребители;

 потребности в строительных материалах определяются по нескольким назначениям (для жилья, для промышленности и сельского хозяйства, возможны другие назначения);

 для производства строительных материалов используются существующие предприятия, для которых предусмотрены возможные уровни развития (существующий, техническое перевооружение с увеличением мощности, техническое перевооружение без увеличения мощности, реконструкция) и новые заводы в заранее выбранных пунктах и с заранее заданной максимальной мощностью и номенклатурой;

 для производства каждого наименования строительных материалов и изделий используют различные виды сырьевых ресурсов, удельный расход которых известен;

 на территории региона имеются различные источники сырья (карьеры и заводы), мощность которых известна;

 поскольку среди рассматриваемых продуктов есть взаимозаменяемые, то все продукты агрегируются в непересекающиеся группы продуктов;

 в регионе имеется достаточный инвестиционный потенциал на строительство объектов различного назначения и развитие производственной базы строительства.

Расчеты по предлагаемой экономико-математической модели позволяют определить целесообразность строительства новых предприятий промышленности строительных материалов, реконструкции и технического перевооружения действующих. В случае если в оптимальный «план» не вошел функционирующий на момент проведения расчетов промышленный объект, то необходимо выполнить дополнительный анализ о возможности его ликвидации.

Кроме того, в результате расчетов будут получены рациональные схемы и радиусы перевозок готовой продукции и сырья по территориальным зонам региона, оптимальные объемы производства строительных материалов и изделий. При этом обеспечивается минимальный объем инвестиций на развитие региональной производственной базы строительства.

Полученные данные являются основой для принятия управленческих решений по вопросам возможного реформирования и перспективного развития промышленности строительных материалов региона. Они позволят повысить эффективность региональной инвестиционной политики в сфере строительства и производства строительных материалов, изделий и конструкций.