Методы проектирования эффективных и устойчивых вариантов размещения сельскохозяйственного производства

т

ГОСУДАРСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ И РЕГИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ АПК

УДК 339.1:004.94:63(094X470) DOI: 10.24411/2587-6740-2017-16014

МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ И УСТОЙЧИВЫХ ВАРИАНТОВ РАЗМЕЩЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

С.О. Сиптиц

В условиях рынка нахождение эффективного варианта размещения сельского хозяйства по регионам России не может быть целиком и полностью «поручено» товаропроизводителю, который вынужден принимать решения в условиях неполной и локальной информации. Из-за большого количества факторов, влияющих на результаты хозяйственной деятельности, адаптация региональной агропродовольственной системы (АПС) методом проб и ошибок не является удовлетворительной стратегией движения к экономически эффективному состоянию. Применение для этих целей методов экономико-математического моделирования, в принципе, снимает эту проблему, но порождает другую — проблему устойчивости эффективных решений, понимаемую в данной работе как способность агропродовольственной системы минимизировать потери эффективности при случайных сочетаниях совокупности факторов различной природы, и оказывающих позитивное или, напротив, негативное влияние на результаты эксплуатации АПС. Цель данной работы состоит в обосновании процедуры, с помощью которой решается задача проектирования региональной АПС, обладающей оптимальным сочетанием эффективности и устойчивости функционирования. Алгоритм реализует метод имитационных экспериментов в пространстве параметров АПС. Выбор оптимального решения осуществляется путем минимизации расстояния до «идеальной точки» (максимум эффективности, минимум дисперсии). Обсуждаемый в работе алгоритм свободен от предположения о линейности экономико-математической модели оптимизации отраслевой структуры региональной АПС. После получения результатов по всем регионам решается задача оптимизации межрегионального обмена.

Ключевые слова: агропродовольственная система, регион, эффективность, устойчивость, оптимизация, математическая модель, продовольственная безопасность.

Эффективность и устойчивость являются важнейшими требованиями, которые предъявляет общество к функционированию экономических систем, а умение проектировать, реализовывать и эксплуатировать такие системы представляет собой до конца еще не решенную проблему.

В условиях плановой экономики размещение производительных сил отраслей экономики народного хозяйства являлось приоритетной задачей органов государственного управления. В результате решения задачи размещения, например, сельского хозяйства из огромного числа допустимых вариантов выбирался тот, который минимизировал совокупные затраты на производство и транспортировку сельскохозяйственной продукции, эффективно использовал биоклиматический потенциал территорий, труд, земельные ресурсы, прочие факторы производства.

В рыночной конкурентной среде стремление хозяйствующих субъектов повышать эффективность своих бизнесов является вполне очевидной стратегией, обеспечивающей как минимум выживание, а как максимум создание условий для расширенного воспроизводства капитала, роста объемов производства, его технологическому совершенствованию, контролю над большей долей рынка. В этих условиях свобода в принятии хозяйственных решений является важнейшим и неотъемлемым правом товаропроизводителей. Вместе с тем организация нового сельскохозяйственного предприятия

56 -

INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 6 / 2017

или крестьянского (фермерского) хозяйства, модернизация и развитие существующего агробизнеса могут быть более успешными проектами в случае осознанного выбора отраслевой структуры, технологий, определения экономически выгодных объемов производства, каналов закупки ресурсов и сбыта продукции.

Экономическая эффективность определяется соотношением экономического результата и затрат на его получение. В соответствие с представлениями неоклассической школы экономистов каждый товаропроизводитель на протяжении одного или нескольких производственных циклов принимает решение о структуре и объемах выпуска продукции, минимизации затрат на все виды ресурсов, используемых в соответствующих технологиях, выборе каналов и рыночных секторов для сбыта продукции.

В сельском хозяйстве ярким примером неоклассической концепции и принципа рационального экономического поведения является применение аппарата экономико-математического моделирования для решения задач оптимизации отраслевой структуры сельского хозяйства региона [1]. Такой же подход реализуется и при решении задач размещения сельского хозяйства по регионам, административным районам, природно-климатическим зонам и пр. При этом на оптимальные решения в отношении отраслевой структуры сельского хозяйства перечисленных объектов накладываются условия обме-

на продовольствием, учитываются импортно-экспортные операции.

Существует много факторов, которые приводят к искажению эффектов, связанных с использованием методов экономико-математического моделирования для нахождения оптимальной схемы размещения сельскохозяйственного производства, соответствующей эффективному решению данной проблемы:

• не наблюдаемое на практике рациональное поведение умелого и полностью информированного сельхозтоваропроизводителя;

• сложности агрегирования (замена множества товаропроизводителей, расположенных в пределах рассматриваемой территории, на одного регионального, районного или зонального);

• большая зависимость урожайностей сельскохозяйственных культур от погодных факторов;

• наличие ценовых неопределенностей (цены закупок ресурсов, цены реализации продукции);

• влияние на решение процессов технологического развития территориальных агро-продовольственных систем (АПС);

• влияние демографических процессов и вариации платежеспособного спроса на продовольствие.

• наличие управляющих воздействий в форме бюджетных субсидий, с одной стороны, и принятие хозяйственных решений экономическими агентами, с другой.

www.mshj.ru

В связи с этим возникает несколько вопросов:

• Что и кому дает информация о рациональном размещении сельскохозяйственного производства на региональном уровне?

• Если так много возмущающих воздействий, способных привести к существенным отклонениям от оптимальной схемы размещения сельского хозяйства, то что в этой схеме остается инвариантным?

• Что можно отнести к «конструктивным» параметрам агропродовольственной системы Российской Федерации?

Проблема рационального размещения производительных сил сельскохозяйственного сектора экономики корреспондируется с функциями стратегического планирования, которыми в соответствии с законом «О стратегическом планировании в Российской Федерации» от 28.06.2014 г. № 172-ФЗ наделяются субъекты Российской Федерации. Размещение сельского хозяйства является основой для выработки механизмов по реализации соответствующей стратегии развития [2, 3].

Для этих целей можно использовать инструменты Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия в сочетании с земельным законодательством, землеустроительной практикой, возможностями ИКС. Разумеется, речь не идет о нарушениях свободы предпринимательства в сфере агробизнеса, но всего лишь о создании комплекса условий и стимулов, порождающих процесс самоорганизации и направляющих товаропроизводителей на создание эффективно и устойчиво функционирующих территориальных АПС.

Частично перечисленные возмущения можно учесть при стохастических постановках экономико-математических моделей М- и Р-типа [4]. В первом случае в качестве критерия рассматривают математическое ожидание соответствующей линейной формы, а во втором -вероятность достижения заранее заданного результата. Ограничения задачи могут быть жесткими, не допускающими их изменчивость, статистическими (М-типа), и вероятностными (Р-типа); возможны также постановки с использованием аппарата нечетких функций [5].

Два первых способа опираются на знание статистических характеристик цен, себесто-имостей, изменяющихся ресурсных ограничений. Задачи в Р-постановках не линейны, и в рамках всех трех подходов матрица технологических параметров предполагается постоянной, что не реалистично на стратегических интервалах времени. При этом методы параметрического программирования, с помощью которых удается моделировать технологические изменения, приводят к громоздким вычислительным процедурам, особенно в сочетании с М- или Р-постановками задачи.

Таким образом, выбор адекватного математического инструментария для решения задачи размещения, по критериям эффективности и устойчивости, представляет собой отдельную весьма актуальную проблему.

Рассмотрим один из возможных способов решения такой задачи. Для этого поместим экономико-математическую модель размещения сельского хозяйства в программную среду, имитирующую перечисленные выше возмущающие воздействия. При этом необхо-

димо учесть, что задача размещения сельскохозяйственного производства по регионам страны объединяет несколько частных задач, решаемых совместно:

• оптимизацию отраслевой структуры сельского хозяйства в каждом регионе;

• оптимизацию межрегионального обмена сырьем и продовольствием;

• определение системы цен в новом состоянии региональных рынков продовольствия.

Источники неопределенности [6], из-за которых приходится рассматривать не одно, а множество оптимальных (по критерию эффективности) решений, присутствуют во многих подсистемах агропродовольственной системы, а их воздействие на конечный результат ее функционирования зависит как от связей с той или иной подсистемой АПС, так и от структуры последней (рис. 1).

Практическая реализация решения этой задачи приводит к весьма громоздкой постановке, что создает трудности при ее анализе и интерпретации. Кроме того, в некоторых случаях аппарат линейного программирования не всегда удобен в силу наличия нели-нейностей [7-11]. По этим причинам, с нашей точки зрения, гораздо более привлекателен подход, основанный на декомпозиции исходной задачи на ряд подзадач меньшей размерности. Цена декомпозиции — необходимость получения множества локально-оптимальных решений при сочетаниях внешних для этой подзадачи условий, выдвигаемых прочими подсистемами АПС и внешней средой с последующей аппроксимацией локально-оптимальных решений, рассматриваемых как функции этих условий.

МСХЖ — 60 лет!

Рис. 1. Блок-схема решения задачи оптимизации размещения сельского хозяйства по регионам России

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ

- 57

№ 6 / 2017

STATE REGULATION AND REGIONAL DEVELOPMENT APK

Применим такой подход к отдельному региону, решая известную задачу оптимизации отраслевой структуры сельского хозяйства по критерию максимизации совокупного дохода от реализации товарной продукции (производство + вывоз-ввоз) при выполнении ограничений на конечное потребление и удовлетворение пищевой и перерабатывающей промышленности, дислоцированной на территории региона.

В качестве параметров, которые могут меняться в некоторых пределах, введем в схему следующие величины:

• урожайности сельскохозяйственных культур (для уменьшения размерности пространства экспериментов необходимо использовать корреляционные связи между временными рядами урожайностей возделываемых в регионе сельскохозяйственных культур);

• выход продукции животноводства с одной головы соответствующих стад;

• цены реализации продукции производителем внутри региона;

• цены ввозимой в регион продукции;

• объемы ввозимой продукции;

• объемы потребляемой в регионе продукции.

Задавая пределы изменения указанных величин, проведем серию вычислительных экспериментов в соответствии с алгоритмом, представленным на рисунке 2.

Целью данных экспериментов является получение набора данных, задающих связь между сочетаниями перечисленных параметров и решением оптимизационной задачи, включающей структуру посевных площадей, поголовья, производства и вывоза продукции, а также совокупного оптимального для данного варианта дохода регионального товаропроизводителя.

Как легко видеть, данный алгоритм реализует следующую последовательности процедур: генерацию сочетаний параметров эко-

номико-математической модели; получение оптимального решения на каждом варианте сочетаний указанных параметров; оценку математического ожидания критерия эффективности и дисперсии для каждого оптимального решения на множестве сочетаний параметров; выбор высокоэффективного решения с низкой дисперсией этой эффективности.

Для получения этих данных используются методы оптимального планирования экспериментов, позволяющих минимизировать их число и провести вычислительный эксперимент в разумное время.

После того, как в соответствие с приведенным алгоритмом будут обработаны все регионы, решается задача оптимизации межрегионального обмена, определяются потребности в импорте продукции разного вида, оцениваются экспортные возможности страны. При этом в качестве критерия используется суммарный доход, получаемый совокупностью регионов от сельскохозяйственной

Рис. 2. Алгоритм нахождения оптимального сочетания эффективности и устойчивости функционирования варианта отраслевой структуры сельского хозяйства

INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 6 / 2017

www.mshj.ru

деятельности. В завершение решается также транспортная задача на минимум затрат на межрегиональный обмен.

Литература

1. Сиптиц С.О., Романенко И.А. Постановка задачи определения параметров региональной системы земледелия, эффективной в эколого-экономическом отношении с учетом климатических изменений // Труды VIII Международной научно-практической конференции «Проблемы экономики и управления социально-экономическими процессами в АПК». М., 2004.

2. Сиптиц С.О. Процедуры принятия решений по развитию и размещению сельского хозяйства на разных уровнях управления. В сборнике: Математическое моделирование развивающейся экономики, экологии и технологий (ЭК0М0Д-2016). 2016. С. 327-337.

3. Романенко И.А., Сиптиц С.О. Теоретические основы размещения сельского хозяйства с учетом экономических и природно-климатических факторов // Экономика сельского хозяйства России. 2016. № 3. С. 60-65.

4. Громов Ю.Ю., Алеев В.А., Рошка А.Г. К вопросу о решении задач линейного программирования в условиях неопределенности // Вестник Тамбовского государственного университета. 2000. Т. 5. Вып. 1. C. 88-90.

5. Стародубцев И.Ю. Решение задач линейного программирования с нечеткими параметрами // Технические науки — от теории к практике: сборник статей по материалам VI международной научно-практической конференции. Новосибирск: СибАК, 2012.

6. Сиптиц С.О. Критерии эффективности и устойчивости интеграционных образований и реализующие их процедуры // Никоновские чтения. 200б. № 11. С. 159-162.

7. Smith P., Smith J.U. et al. Changes in mineral soil organic carbon stocks in the croplands of European Russia and Ukraine, 1990-2070 // Regional Environmental Change. 2007. Vol. 7. No. 2. Pp. 105-119.

8. Franko U. et al. Validation of the CANDY model with Russian long-term experiments // Regional Environmental Change. 2007. Vol. 7. No.2. Pp. 79-91.

9. Romanenkov V.A. et al. Soil organic carbon dynamics of croplands in European Russia: estimates from

the "Model of humus balance" // Regional Environmental Change. 2007. Vol. 7. Issue 2. Pp. 93-104.

10. Romanenko I.A. et al., Constructing regional scenarios for sustainable agriculture in European Russia and Ukraine for 2000 to 2070. Regional Environmental Change, 2007, 7(2): 63-77.

11. Smith J., Smith . P, Wattenbach M. et al. (2007) Projected changes in the organic carbon stocks of cropland mineral soils of European Russia and the Ukraine, 1990-2070. Global Change Biology, 13, 342-356.

12. Romanenkov V. et al. Soil carbon sequestration strategy as a component of integrated agricultural sus-tainability policy under climate change. Proceedings of the Russian National Workshop on Research Related to the IHDP on Global Environmental Change. IHDP, November 10-12 (2004) 180-189.

13. Романенков В.А и др. Прогноз динамики запасов органического углерода пахотных земель Европейской территории России. М.: ВНИИА, 2009.

14. Гордеев А.В. и др. Биоклиматический потенциал России: продуктивность и рациональное размещение сельскохозяйственных культур в условиях изменения климата. М., 2012.

Об авторе:

Сиптиц Станислав Оттович, доктор экономических наук, руководитель отдела системных исследований экономических проблем АПК, Всероссийский институт аграрных проблем и информатики имени А.А. Никонова —

филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр аграрной экономики и социального развития сельских территорий — Всероссийский научно-исследовательский институт экономики сельского хозяйства»

(107078 Россия, г. Москва, Большой Харитоньевский пер., д. 21, стр. 1), ORCID: http://orcid.org/ 0000-0003-2587-2350, ssiptits@viapi.ru

METHODS OF DESIGNING EFFECTIVE AND SUSTAINABLE VARIANTS OF PLACING AGRICULTURAL PRODUCTION

S.O. Siptits

In the conditions of the market, finding an effective decision for locating agriculture by regions of Russia can not be wholly and entirely "entrusted" to the producer, who is forced to make decisions in conditions of incomplete and local information. Due to a large number of factors affecting the results of economic activity, adaptation of the regional agri-food system (APS) by trial and error is not a satisfactory strategy for moving towards an economically efficient state. The use of methods of mathematical modeling for this purpose, in principle, removes this problem, but generates another problem of the stability of effective solutions, understood in this paper as the ability of the agri-food system to minimize the loss of APS production efficiency as a result of different factors negative impact. The purpose of this paper is to describe the procedure of a regional APS production structure with optimal combination of efficiency and sustainability of functioning finding. The algorithm implements the method of simulation experiments in the space of APS parameters. The optimal solution is chosen by minimizing the distance to the "ideal point" (maximum of efficiency, minimum of dispersion). The algorithm discussed in this paper is free from the assumption of the linearity. After obtaining the results for all regions, the problem of optimizing interregional exchange is solved.

Keywords: agro-food system, region, efficiency, sustainability, optimization, mathematical model, food security

References

1. Siptits S.O., Romanenko I.A. Setting the task of determining the parameters of the regional system of agriculture, effective in environmental and economic terms, taking into account climate change. Proceedings of the VIII International scientific and practical conference "Problems of economics and management of socio-economic processes in the agroindustrial complex". Moscow, 2004.

2. Siptits S.O. Decision-making procedures for the development and placement of agriculture at different levels of government. In the collection: Mathematical modeling of the developing economy, ecology and technology (ECOMOD-2016). 2016. Pp. 327-337.

3. Romanenko I.A., Siptits S.O. Theoretical basis for the allocation of agriculture, taking into account economic and natural climatic factors. Ekonomika selskogo khozya-jstva Rossii = The economics of agriculture in Russia. 2016. No. 3. Pp. 60-65.

4. Gromov Yu.Yu., Aleev V.A., Roshka A.G. On the problem of solving linear programming problems under conditions of uncertainty. Vestnik Tambovskogo gosu-

About the author:

darstvennogo universiteta = Bulletin of Tambov state university. 2000. Vol. 5. Issue 1. Pp. 88-90.

5. StarodubtsevI.Yu. Solution of Linear Programming Problems with Fuzzy Parameters . Technical sciences — from theory to practice: compilation of the VI International scientific and practical conference. Novosibirsk: SibAK, 2012.

6. Siptits S.O. Criteria of efficiency and stability of integration formations and the procedures that implement them // Nikonovskiye chteniya = Nikonov readings. 2006. No. 11. Pp. 159-162.

7. Smith P., Smith J.U. et al. Changes in mineral soil organic carbon stocks in the croplands of European Russia and Ukraine, 1990-2070. Regional Environmental Change. 2007. Vol. 7. No. 2. Pp. 105-119.

8. Franko U. et al. Validation of the CANDY model with Russian long-term experiments // Regional Environmental Change. 2007. Vol. 7. No. 2. Pp. 79-91.

9. Romanenkov V.A. et al. Soil organic carbon dynamics of croplands in European Russia: estimates from the "Model of humus balance". Regional Envi-ronmental Change. 2007. Vol. 7. Issue 2. Pp. 93-104.

10. Romanenko I.A. et al., Constructing regional scenarios for sustainable agriculture in European Russia and Ukraine for 2000 to 2070. Regional Environ-mental Change, 2007, 7(2): 63-77.

11. Smith J., Smith P., Wattenbach M. et al. (2007) Projected changes in the organic carbon stocks of cropland mineral soils of European Russia and the Ukraine, 19902070. Global Change Biology, 13, 342-356.

12. Romanenkov V. et al. Soil carbon sequestration strategy as a component of integrated agricultural sus-tainability policy under climate change. Proceedings of the Russian National Workshop on Research Related to the IHDP on Global Environmental Change. IHDP, November 10-12 (2004) 180-189.

13. Romanenkov V.A. et al. Forecast of the dynamics of organic carbon stocks of arable land in the European territory of Russia. Moscow: VNIIA, 2009.

14. GordeevAV. et al. Bioclimatic potential of Russia: Productivity and rational distribution of crops in the context of climate change. Moscow, 2012.

Stanislav O. Siptits, doctor of economic Sciences, head of department of system researches of economic problems APK,

All-Russian institute of agrarian problems and informatics named after A.A. Nikonov — branch of the FSBSI "Federal research center of agrarian economy and social development of rural areas — All-Russian research institute of agricultural economics" (21 Bolshoi Kharitonievsky lane, Moscow, 107078 Russia), ORKID: http://orcid.org/0000-0003-2587-2350, ssiptits@viapi.ru

ssiptits@viapi.ru

МСХЖ — 60 лет!

з9

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № б / 2017