Развитие методов многокритериальной сопоставительной оценки инновационных проектов тема диссертации по экономике, полный текст автореферата
- Ученая степень
- кандидата экономических наук
- Автор
- Хайрулин, Ильяс Гаяревич
- Место защиты
- Москва
- Год
- 2013
- Шифр ВАК РФ
- 08.00.05
Автореферат диссертации по теме "Развитие методов многокритериальной сопоставительной оценки инновационных проектов"
На правах рукописи
ХАЙРУЛИН ИЛЬЯС ГАЯРЕВИЧ
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ СОПОСТАВИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ
Специальности:
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (управление инновациями)
08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук
005540094
28 НОЯ 2013
Москва-2013
005540094
Работа выполнена на кафедре математических методов в экономике ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»
Научный руководитель доктор экономических наук, доцент
Титов Валерий Александрович
Официальные оппоненты Воронова Татьяна Андреевна
доктор экономических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова», декан факультета «Высшая школа гостинично-туристической и спортивной индустрии»
Шуметов Вадим Георгиевич
доктор экономических наук, профессор, Орловский филиал ФГБОУ ВПО «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации», заведующий кафедрой математики и математических методов в управлении
Ведущая организация ФГБУН "Институт народнохозяйственного
прогнозирования Российской академии наук"
Защита состоится «16» декабря 2013 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.196.12 в Российском экономическом университете имени. Г.В. Плеханова по адресу: 117997, Москва, Стремянный пер., д. 36, ауд. 353.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского экономического университета имени Г.В. Плеханова.
Автореферат разослан «15» ноября 2013 г.
Ученый секретарь Ч/У
диссертационного совета Д.212.196.12, £¡/(ЩШуО<иМ
кандидат экономических наук, доцент /(У -у ~Ф.В. Акулинин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Характерной особенностью инновационного проектирования на современном этапе развития российской экономики является принятие решений при сильной неопределенности исходной информации об условиях реализации проектов. Как правило, выбор проекта из нескольких альтернативных вариантов требует оценки не только количественных, но и качественных сторон последствий их реализации, в том числе экологических, социальных и даже политических, которые трудно или невозможно однозначно оценить количественно. В такой ситуации стандартные методики оценки эффективности проектов по таким критериям денежной природы, как ожидаемые доходность, затраты, чистый дисконтированный доход, внутренняя норма дохода, срок возврата единовременных затрат (срок окупаемости), индекс доходности и другое не могут адекватно отразить все стороны привлекательности инновационных проектов.
На наш взгляд, при сильной неопределенности исходной информации на этапе выбора рационального варианта проекта инновационной направленности значимость количественных оценок экономической эффективности его возможных альтернатив в определенной мере снижается. В условиях множественности и размытости разнокачественных их критериев обоснованное инвестиционное решение может быть получено по результатам комплексного, всестороннего анализа, сравнения и интеграции разноуровневых приоритетов рассматриваемых инновационных альтернатив. Такие исследования могут быть проведены на основе метода анализа иерархий (МАИ), метода аналитических сетей (MAC), использующих экспертную информацию о сравнительной значимости приоритетов проектов. Эти методы доказали свою эффективность и широко применяются в разработках инновационных стратегий за рубежом, в меньшей степени - в нашей стране, вследствие их недостаточной адекватности условиям реализации проектов в реальных секторах экономики, характеризующихся более значительной неоднородностью и сложными неоднозначными взаимосвязями разнокачественных критериев.
Необходимость совершенствования подходов и методов обоснования и оценки привлекательности проектов инновационного содержания при сильной неопределенности условий и последствий их реализации в РФ и предопределяют актуальность тематики диссертационного исследования.
Степень разработанности проблемы. Вопросы оценки обоснованности выбора рационального варианта проекта, в том числе и с сильной инновационной направленностью, широко освещались в работах многих отечественных и зарубежных ученых. Значимый вклад в ее решение внесли такие специалисты, как Абрамов С.И., Александер Г.Дж., Алтунин Н.Е., Андрейчиков А. В. , Анд-рейчикова О. Н., Анышга В.М., Бард B.C., Батин Б.А., Бирман Г., Воронцовский
A.В., Виленский П.Л., Гончаренко Л.П., Грачева М.В., Давыдов Д.В., Катасонов
B., Ковалев В.В., Королев В.Г., Кузнецов Б.Т., Левко М.Н., Лившиц В.Н., Лос-кутова О.В., Маккейн Дж., Маренков Н.Л., Мильнер Б.З., Недосекин А.Ю., Ос-
таток С.Ф., Панферов Г.А., Свалов A.A., Сельскова Г.В., Смоляк С.А., Турма-нидзе Т.У., Хоучен P.A., Царев В.В., Шапиро В., Шуметов В.Г. и некоторые другие.
К основным результатам проведенных этими специалистами исследований можно отнести разработку и обоснование системы взаимообусловленных количественных критериев эффективности инвестиционных проектов типа PV, NPV, IRR, PI и т.п., подходов к их оценке при разной степени неопределенности исходной информации (с использованием статистических методов в условиях слабой, т.е. статистической неопределенности, функций принадлежности -при средней степени неопределенности и интервальных методов оценивания -при сильной неопределенности), способов отображения рисков проектов в их критериальных функциях (в составе дисконтов, в качестве самостоятельных переменных, в показателях чувствительности и т.п.)
Однако применимость этих разработок в масштабном проектировании инновационного содержания, на наш взгляд, достаточно ограничена в связи с тем, что при обосновании крупных инновационных проектов, как правило, необходимо учитывать и сопоставлять по значимости разнокачественные критерии эффективности, которые не всегда выражаются четкими количественными показателями одинаковой природы, в том числе и по причине сильной неопределенности исходной информации. В такой ситуации для принятия решений в инвестиционной сфере с инновационной составляющей целесообразно использовать методы системного анализа, предложенные американскими специалистами Т. Саати и К. Кернсом, и предполагающие выбор решения на основе парных сравнений экспертами проектных приоритетов разного уровня и содержания и обоснования на этой основе интегральной оценки значимости каждого из альтернативных проектов. Эти методы в определенной степени реализованы в экспертных системах принятия решений типа МАИ и MAC. Однако постоянно возрастающие требования к качеству решений в инновационной сфере предопределяют необходимость совершенствования заложенных в их основу подходов и процедур.
На наш взгляд, одними из актуальных направлений развития этих исследований являются обоснование подходов и методов формирования и оценки интегрального критерия эффективности инновационного проекта на основе совокупности его приоритетов, учет в критериях проектов их различий, предопределенных стадиями жизненного цикла инноваций, чувствительности к меняющимся условиям реализации и повышения достоверности и обоснованности инновационного решения на основе учета обратных связей между разноуровневыми критериями и некоторые другие.
Недостаточный учет этих аспектов при обосновании эффективности и выборе рационального варианта проекта инновационного содержания среди некоторого множества его возможных альтернатив и предопределили выбор цели и задач данного исследования.
Цель диссертационной работы: разработать и усовершенствовать теоретико-методологические подходы и методы обоснования рационального инве-
стиционного решения на множестве альтернативных инновационных проектов в условиях их многокритериальности, слабой формализуемости критериев и сильной неопределенности исходной информации.
Реализация этой цели обусловила постановку и решение следующих основных задач:
- выявить особенности инновационных проектов как объектов инвестиций, систематизировать критерии их эффективности и подходы к оценке разнокачественных критериев в условиях сильной неопределенности исходной информации;
- обосновать возможные варианты формирования многоуровневой системы взаимосвязей и отношений на множествах критериев и инновационных альтернатив и предложить методы и процедуры оценки их значимости и выбора рационального проекта;
- систематизировать и усовершенствовать методы оценки интегрального показателя значимости инновационного проекта;
- сопоставить различные методы и системы поддержки принятия решений в инновационной сфере по их эффективности в разных условиях реализации реальных инновационных проектов;
- провести апробацию предложенных в работе подходов и методов в сфере реального инновационного проектирования;
- предложить направления совершенствования подходов и методов оценки значимости инновационных проектов в условиях сильной неопределенности исходной информации;
- разработать подходы к оценке влияния изменчивости и согласованности экспертных суждений на качество проектных решений.
Объектом исследования являются масштабные инновационные проекты, реализуемые в условиях сильной неопределенности, эффективность которых характеризуется набором разнокачественных критериев.
Предметом исследования являются методы и технологии обоснования значимости инновационных проектов на основе комплексного сопоставления оценок их различных критериев при высокой степени неопределенности исходной информации.
Теоретической и методологической основой диссертационного исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области экономической теории, инвестиционного и инновационного проектирования, теории принятия решений. При решении задач исследования использованы методы системного анализа, обработки экспертной информации, теории вероятностей и математической статистики, эконометрического и имитационного моделирования, математического анализа, теории риска и принятия решений в условиях многокритериальности.
Для обработки информации использовались как стандартные, так и оригинальные программные средства, реализующие методы анализа иерархий и аналитических сетей.
Эмпирическую базу исследования составили официальные данные Рос-стата, данные региональных органов статистики, сведения, полученные в ходе экспертных опросов специалистов.
Научная новизна проведенного исследования заключается в совершенствовании и разработке методологических подходов к обоснованию выбора и оценке качества рационального инвестиционного решения на множестве альтернативных вариантов инновационных проектов в условиях их многокритери-альности и-сильной неопределенности исходной информации на основе экспертных суждений о предпочтительности и взаимосвязях разнокачественных критериев и альтернатив с учетом особенностей процедур и методов их обработки.
Научная новизна подтверждается следующими полученными научными выводами и результатами, выносимыми на защиту.
1. Раскрыты особенности крупных инновационных проектов, связанные с их многокритериальностью и неоднозначностью разнокачественных критериев эффективности с точки зрения их общественной и коммерческой значимости. Предложена систематизация разнокачественных критериев эффективности и инвестиционной привлекательности инновационных проектов по ряду признаков, характеризующих их экономическую, социальную, экологическую и другие виды привлекательности для общества и инвесторов. Систематизированы методы оценки эффективности инновационных проектов при разных степенях неопределенности исходной информации. Обоснованы подходы к ранжированию многокритериальных альтернативных инновационных проектов в условиях сильной неопределенности исходной информации по их эффективности, оцениваемой по показателям относительной предпочтительности, с учетом определяемых экспертным путем отношений предпочтительности локальных критериев для рассматриваемых проектных альтернатив и целей их реализации.
2. Обоснована трехуровневая базовая иерархическая система взаимоотношений в пространстве «цель - критерии - проектные альтернативы» и предложены варианты ее формирования для инновационных проектов с учетом отсутствия или наличия обратных связей как между уровнями критериев и альтернатив, так и между одноуровневыми элементами. Раскрыты особенности принятия решений по обоснованию предпочтительного варианта инновационного проекта при различных вариантах этой системы с использованием методов анализа иерархий и аналитических сетей, базирующихся на использовании экспертной информации о предпочтительности и значимости разных критериев для рассматриваемых альтернатив и цели проекта.
3. Предложены подходы к формированию интегрального показателя предпочтительности альтернативных вариантов инновационных проектов с учетом жизненного цикла инновации на основе экспертных и модельных сопоставительных оценок выгод, издержек, возможностей и рисков их реализации.
4. Представлено эмпирическое доказательство обоснованности предлагаемых подходов к сопоставительной оценке значимости и предпочтительности
инновационных проектов на примере проектов развития промышленного производства предприятия по направлениям выпуск новой продукции, подготовка кадров, замена оборудования, новые технологии, по категориям целевых установок "выгод", "издержек", "возможностей" и "рисков". Выявлена высокая значимость направлений, связанных с выпуском новой продукции и формированием и укреплением кадрового потенциала предприятий, что характеризует важность разработки и реализации на отечественных предприятиях рыночно ориентированных стратегий их развития и кадрового обеспечения производства.
5. Эмпирически доказано, что результаты ранжировки критериев и показателей предпочтительности альтернативных проектов при высокой согласованности экспертных оценок практически не зависят от приемов свертки их локальных критериев (аддитивной или мультипликативной). Однако при высокой степени несогласованности суждений возможно появление различий в этих результатах при использовании разных приемов свертки. Разработан базирующийся на методах имитационного моделирования и аппроксимации подход к оценке и анализу влияния на результаты сопоставления альтернативных инновационных проектов степени согласованности экспертизы. На его основе выявлены количественные закономерности изменчивости различий оценок интегральных критериев значимости рассматриваемых альтернатив от степени согласованности экспертных решений и предложены приемы к повышению этой согласованности на основе обеспечения условия транзитивности оценок каждого из экспертов и устранения расхождений в их суждениях за счет совершенствования организации экспертизы.
6. Разработан и проведен имитационный эксперимент, позволивший выявить различия в оценках приоритетов альтернатив (по модернизации предприятия) и критериев (рисков проектов), полученных по моделям прямой и обратной иерархии МАИ и MAC. Полученные результаты свидетельствуют, что модели МАИ и MAC практически одинаково оценивают приоритеты элементов нижнего уровня, т.е. альтернатив. Этот вывод свидетельствует об обоснованности использования рассмотренных моделей иерархии, и выбор в пользу одной из них должен осуществляться на основе анализа адекватности их исходных предпосылок условиям поставленных задач.
7. Проведен сопоставительный анализ возможностей информационных экспертных систем поддержки принятия решений на основе процедур МАИ и MAC, предоставляемых разработчиком инновационных проектов, по результатам которых определены базовые требования к этим системам по составу выполняемых функций, предоставляемых пользователям услуг, и формам представления промежуточных и итоговых результатов.
Обоснованность и достоверность теоретических и методологических результатов диссертационного исследования подтверждена результатами сопоставительных оценок предпочтительности альтернативных вариантов инновационных проектов в сфере автомобилестроения.
Теоретическая значимость результатов диссертационного исследования заключается в развитии методологических подходов и методов принятия
достоверных и обоснованных инвестиционных решений по выбору рационального варианта инновационного проекта на множестве их альтернатив в условиях многокритериальности и сильной неопределенности исходной информации на основе взаимных отношений предпочтительности рассматриваемых критериев и альтернатив, определяемых экспертным путем.
Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что разработанные в диссертации подходы, методы и научно-методические рекомендации по оценке предпочтительности инновационных проектов в условиях их многокритериальности и сильной неопределенности исходной информации позволят предприятиям и организациям реального сектора экономики повысить обоснованность принятия рациональных инвестиционных решений в инновационной сфере.
Основные выводы и рекомендации работы могут служить методической базой для дальнейших исследований по проблеме оценки эффективности инвестиционных проектов, а также предлагаются к использованию в учебном процессе при чтении таких дисциплин, как «Инновационный менеджмент», «Теория принятия решений» студентам и слушателям экономических специальностей вузов.
Тематика диссертационного исследования соответствует пунктам паспорта специальности ВАК РФ 08.00.05 - экономика и управление народным хозяйством (управление инновациями) 2.2: разработка методологии и методов оценки, анализа, моделирования и прогнозирования инновационной деятельности в экономических системах; 2.23: теория, методология и методы оценки эффективности инновационно-инвестиционных проектов и программ и пунктам паспорта специальности 08.00.13 - математические и инструментальные методы экономики 1.4: разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений; 2.4: разработка систем поддержки принятия решений для обоснования общегосударственных программ в областях: социальной; финансовой; экологической политики.
Апробация и реализация результатов исследования. Основные результаты диссертационного исследования обсуждались и были одобрены на конференциях и семинарах различного уровня. Среди них: научно-практические семинары профессорско-преподавательского состава Российского экономического университета им. Г.В. Плеханова, Международная научно-практическая, конференция «Моделирование и прогнозирование в управлении: методы и технологии» (Орел, Орловский филиал академии народного хозяйства и государственной службы, 2011), Двадцать пятые международные Плехановские чтения (10-16 февраля 2012 г., Москва, РЭУ им. Г.В. Плеханова). Методика оценки эффективности инновационных проектов апробирована и нашла практическое применение в работе ООО "ЮНГ", а также внедрена в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова».
Публикации. По результатам выполненного исследования опубликовано 8 работ, в том числе 6 в изданиях по списку ВАК. Общий объем публикаций 5,4 п.л., из которых 4,3 п.л. - авторские.
Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 169 страниц текста, в том числе 37 рисунков и 36 таблиц. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и приложения.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
1. Выявлены особенности крупных инновационных проектов, связанные с их многокритериальностью и неоднозначностью разнокачественных критериев эффективности с точки зрения их общественной и коммерческой значимости.
Под крупным инновационным проектом понимается часть инновационного процесса, оформленная в виде обоснованного состава мероприятий и действий, направленных на разработку нового продукта и стратегии по его производству и реализации. Такие проекты требуют значительных инвестиций и рассчитаны на долгосрочную перспективу.
Каждый из них осуществляется в рамках жизненного цикла, который представляет собой последовательность специфических этапов проектной деятельности между периодами его инициации и завершения реализации. Среди этих этапов в качестве важнейших обычно выделяют генерацию идеи, ее разработку, формирование альтернативных вариантов реализации проекта, оценку их эффективности, выбор рационального варианта и его реализацию.
На практике обычно предполагается, что поскольку инновационный проект реализуется путем вложения инвестиций, то принятие решения о его разработке должно базироваться на оценках его эффективности. При этом имеется в виду экономическая эффективность инвестиций, и проект признается эффективным, если обеспечивается требуемая доходность для инвесторов и минимизируются его риски. Однако при рассмотрении инновационных проектов, особенно крупных, следует говорить и о других видах эффективности, обычно объединяемых в понятии общественной эффективности, которую далеко не всегда представляется возможным выразить стоимостными показателями. Часто для этого можно использовать лишь качественные, порядковые оценки. Примерами критериев, характеризующих общественную эффективность, являются снижение безработицы, повышение жизненного уровня населения, снижение социальной напряженности, улучшение экологической ситуации, рост образовательного потенциала в регионе и другие.
В этой связи в работе предложено итоги реализации инновационного проекта характеризовать степенями достижения его целей. Такой подход позволяет избежать противоречий, вызванных при оценке эффективности проектов доминированием стоимостных оценок и недостаточной разработанностью оценок по другим их последствиям, на основе учета приоритетно-целевои на-
правленности, определяемой приоритетными целями, которые необходимо достичь в результате реализации проектов. Именно с этой точки зрения участники проекта должны стремиться раскрывать его эффективность (результативность, полезность относительно своих интересов), оценивать организационный механизм реализации, сравнивать между собой альтернативные проекты и их варианты. В такой ситуации можно говорить о многокритериальности инновационного проектирования и вытекающего из этого понятия реализуемости инвестиционного проекта - возможности достижения целей (прогнозируемых показателей) проекта с минимальными отклонениями от проектных показателей при существующем состоянии внешней среды, в заданные сроки и в условиях действующих ресурсных ограничений.
В работе отмечено, что эти отклонения целесообразно объединить в понятии «риска проекта», который как и другие его критерии можно выразить либо экономическими показателями, т.е. рисками потерь от снижения доходности, либо качественными - рисками недостижения качественных целей проекта. В работе показано, что существенной особенностью инновационного проектирования является неопределенность результатов, достигаемых на каждом из этапов его реализации. Она обусловлена неточностью, неполнотой, погрешностями исходной информации, используемой при принятии решений, отсутствием уверенности в наступлении событий, учитываемых при их реализации и т.п. В работе неопределенность классифицирована по ее степени, что предопределяет возможность ее количественного представления и особенности использования при принятии решения.
Низкая - статистическая степень неопределенности характеризуется наличием статистики, отражающей итоги реализации проектов, аналогичных рассматриваемому. В такой ситуации обычно известны вероятностные законы распределения параметров и показателей инновационных проектов. Средняя степень неопределенности характеризуется недостаточностью статистики для формирования таких законов. Однако ее достаточно для определения интервалов существования этих показателей или даже для построения функций их принадлежности этим интервалам, являющихся своего рода аналогами вероятностных распределений. Вследствие своей новизны и оригинальности инновационные проекты часто характеризуются самой высокой степенью неопределенности, не позволяющей характеризовать их показатели какими-либо статистическими характеристиками. В такой ситуации при обосновании и выборе рационального варианта проекта из некоторого множества альтернатив используются экспертные оценки, определяющие не количественные показатели рассматриваемых альтернатив, а лишь отношения между ними.
Степень неопределенности инновационных проектов во многом определяется его стадией - она максимальна на стадии предварительной подготовки проекта и меньше на стадиях их осуществления и оценки результатов. Это существенно затрудняет процедуры обоснования рационального варианта проекта.
Подходы и методы оценок эффективности таких проектов обычно учитывают формы представления неопределенности в показателях риска. При слабой неопределенности критерии могут быть оценены такими показателями, как математическое ожидание, квантили распределения (типа УаК) и т.п. При средней степени неопределенности аналогами характеристик являются средневзвешенный по функции принадлежности уровней критерия, их квантили, определяемые по а - срезу этих функций и т.п.
В условиях многокритериальное™ проектов при оценке их эффективности возникает проблема формирования интегрального показателя, адекватно отражающего это понятие.
Эффективность инновационного проекта, как правило, не может быть однозначно выражена в количественных шкалах — относительной, интервальной или абсолютной; показатели «неэкономической» природы могут измеряться также в номинальной или порядковой шкале, например категория пожарной безопасности производства, ухудшение социальной обстановки в регионе и т.п.
Однако в условиях сильной неопределенности даже и такие шкалы не всегда можно использовать, вследствие того, что в их основе в той или иной степени лежат абсолютные значения показателей. В этой связи в работе обоснована целесообразность использования другого подхода к оценке интегральной эффективности проектов, в основе которого лежит не абсолютное измерение компонентов эффективности, а их относительное сравнение для альтернативных проектов либо вариантов реализации рассматриваемого проекта. При этом, абсолютные показатели экономической эффективности по необходимости должны быть сохранены как объективные оценки результата деятельности. Речь идет об их дополнении. Таким образом, задача относительного сравнения альтернативных проектов и/или вариантов их реализации сводится к выбору управленческого решения лицом, принимающим решение (ЛИР), направленного на достижение приоритетных целей.
Наличие в слабо структурированных проблемах большого числа трудно или принципиально неизмеримых факторов вынуждает при сравнении эффективности принятия управленческих решений обращаться к качественным методам. Качественные методы сводятся к экспертным оценкам как комплексу логических и математико-статистических методов и процедур, направленных на получение от специалистов информации, необходимой для подготовки и выбора рациональных решений в ситуации, когда оценка, обоснование и выбор последствий решений не могут быть выполнены на основе точных расчетов.
Наибольшее распространение среди таких методов получил метод аналитических иерархий (МАИ), разработанный американским математиком Т. Саа-ти и основанный на парных сравнениях.
Математическая сторона МАИ базируется на использовании обратно-симметрических матриц и девятибалльной шкалы сравнений (табл. 1). Особенностью парных сравнений в МАИ является то, что предлагаемая экспертам шкала является результатом трех последовательных этапов дихотомического деления шкалы оценок. На первом этапе вся шкала с метками 1 (одинаковая
значимость) и 9 (абсолютная значимость) делится пополам меткой 5 (сильная значимость), на втором этапе дихотомического деления - каждая половина шкалы делится еще пополам между метками 1 и 5, с одной стороны, и метками 5 и 9, с другой с образованием меток 3 (слабая значимость) и 7 (очевидная значимость). На третьем этапе производится еще одно дихотомическое деление шкалы с образованием меток 2,4,6, 8.
Таблица 1 - Шкала парных сравнений элементов иерархии (шкала Т. Саати)
Степень важности Определение Объяснение
1 Одинаковая значимость Два действия вносят одинаковый вклад в достижение цели
3 Слабая значимость Опыт и суждение дают легкое предпочтение одного действия перед другим
5 Существенная или сильная значимость Опыт и суждение дают сильное предпочтение одному действию перед другим
7 Очень сильная или очевидная значимость Предпочтение одного действия перед другим очень сильно. Его превосходство практически явно
9 Абсолютная значимость Свидетельство в пользу предпочтения одного действия другому в высшей степени убедительны
2,4, б, 8 Промежуточные значения между соседними значениями шкалы Ситуация, когда необходимо компромиссное решение
На основе шкалы субъективных суждений, приведенной в табл. 1, формируется квадратная неотрицательная обратносимметрическая матрица IV. Ее симметрическими значениями являются степени важности и у=1 ,п, отражающие предполагаемые экспертами различия между сравниваемыми объектами. На диагонали матрицы расположены единицы. При числе элементов иерархического уровня п квадратная матрица парных сравнений IV будет иметь размерность п
™1
и-„
м>2 УУ2
IV!
■VI м'п-
2. Предложена трехуровневая базовая иерархическая система взаимоотношений в пространстве "цель - критерии - проектные альтернативы", позволяющая в условиях сильной неопределенности ранжировать альтернативные инновационные проекты по степени их предпочтитель-
ности на основе экспертной информация об относительной значимости критериев для альтернатив и цели проекта.
При решении проблемы обоснования рационального варианта инновационного проекта обычно используется базовая трехуровневая иерархическая структура, отражающая взаимосвязи между целью, критериями и альтернативами, располагаемыми на разных уровнях (рис. 1).
Цель Л"
Критерий .у/ Критерий у„
Рис. 1. Иерархическая модель принятия решения в методе анализа иерархий
Эффективность МАИ особенно высока в тех случаях, когда рассматриваемые альтернативы независимы между собой и их эффективность выражается наборами также взаимонезависимых критериев, характеризующих цель проекта.
В частных вариантах этой модели могут рассматриваться разноуровневые иерархии критериев, в которых приоритеты критериев более верхних уровней зависят от приоритетов критериев нижних уровней. По модели рис. 1 приоритеты альтернатив г} относительно цели проекта оцениваются по приоритетам критериев у, , } = Т^к, I = Т7п, которые для рассматриваемых альтернатив характеризуются разными весами.
Процесс оценки значимости альтернатив имеет пошаговый характер. На первом шаге для каждого критерия эксперты определяют его значимость для всех рассматриваемых альтернатив. Результатом являются обратносимметриче-ские матрицы парных сравнений с элементами = 1/и^г, характеризующие отношения значимости г'-ого критерия для А>ой и г-ой альтернатив, к, г - 1/т, I = 17п, где п - количество критериев, а индекс 2 - характеризует порядковый номер уровня модели рис. 1. Для каждой такой матрицы приоритеты альтернатив по рассматриваемому критерию определяются как нормированные координаты ее собственного вектора-столбца соответствующего ее пер-ронову корню 4пах (наибольшему собственному числу), Г, = ...^¡то)', где тп - число альтернатив, Е^гу = Эти векторы объединяются в матрицу IV2 следующего вида
ЦГ2 -
т 2 2т
(2)
Аналогичным образом оценивается значимость критериев относительно цели проекта. Результатом такой оценки является вектор-столбец W1 =
О»?.....О'.
Оценка интегральной значимости альтернатив относительно цели проекта определяется как результат умножения матрицы W2 на вектор W1
zQ = W2* W (3)
Координаты вектора-столбца z0 = (z01, ...,z0m)' характеризуют интегральные оценки значимости альтернатив, полученные как взвешенные показатели с весами, характеризующими значимость критериев относительно цели проекта.
Качество полученного результата (вектора приоритетов альтернатив) характеризует индекс относительной согласованности и отношение согласованности экспертных оценок. Значения этих показателей для каждого эксперта оцениваются по следующим формулам соответственно
Icoord = (Лmax ~ ")/(П - 1), (4)
ОС = ¡coord/¡ет (5)
где ^тах - перронов корень матрицы Wh сформированной /-м экспертом, п -порядок матрицы, Л„ - математическое ожидание индекса согласованности при случайном заполнении матрицы W.
Такие показатели рассчитываются для всех матриц, формируемых каждым из экспертов. На их основе оцениваются результирующие характеристики качества экспертизы каждого из экспертов и всей группы экспертов. При этом, чем меньше значения индекса согласованности и отношения согласованности, тем выше считается качество экспертизы проекта. Как правило, качество считается приемлемым, если значение отношения согласованности меньше ОД
ОС<0,1 (6)
Обычно несогласованность оценок отдельного эксперта обусловлена несоблюдением условия их транзитивности. Выявить и исправить такие нарушения достаточно несложно, путем сопоставления оценок критериев и (или) альтернатив, которые должны располагаться в определенном порядке без циклов.
Более сложная ситуация возникает, если невысокое качество экспертизы объясняется расхождениями в оценках разных экспертов. В таких случаях рекомендуется использовать процедуры опроса экспертов, позволяющие устранить эти расхождения на основе обмена информацией между ними.
При наличии взаимосвязей как между элементами одного уровня (т.е. между критериями и между альтернативами), так и элементами разных уровней (между критериями и альтернативами) оценку значимости альтернатив рекомендуется проводить по методу аналитических сетей — MAC.
Если в методе анализа иерархий основным математическим конструктом является матрица парных сравнений, то в методе аналитических сетей - суперматрица блочной структуры - рис. 2.
Блок взаимосвязи альтернатив (матрица размером ккк) Блок прямой иерархии (матрица размером пхк)
Блок обратной иерархии (матрица размером кхп) Блок взаимосвязи критериев (матрица размером гып)
Рис. 2. Структура суперматрицы, моделирующей взаимодействие компонентов иерархии и взаимосвязи критериев и альтернатив
Основу суперматрицы составляют блоки, расположенные на вспомогательной диагонали. Верхний правый блок образуют к локальных векторов приоритетов альтернатив относительно критериев, так что размерность матрицы этого блока - п*к. Нижний левый блок образуют п локальных векторов приоритетов критериев относительно альтернатив и размерность матрицы этого блока -к*п.
Диагональные блоки суперматрицы образуют квадратные матрицы, отражающие взаимосвязи альтернатив (верхний левый блок) и взаимосвязи критериев (нижний правый блок). Их размерность - к*к и их« соответственно. Таким образом, размерность суперматрицы составляет (п+к)х(п+к), что существенно превышает размерность матриц парных сравнений.
Методы получения результирующего решения в этом случае такие же, что и в МАИ (см. выражения (1)-(6)).
На практике при разработке структуры иерархической модели MAC следует стремиться к тому, чтобы критерии не зависели друг от друга. Это значительно облегчает сравнение экспертами элементов данного иерархического уровня, устраняя дублирование критериев. Что касается альтернатив, то уже исходя из смысла этого термина, они, как правило, невзаимосвязаны. Тогда диагональными блоками будут единичные матрицы соответствующей размерности: блок взаимосвязи альтернатив — размерность к, блок взаимосвязи критериев - размерность п.
В этом частном, но достаточно частом случае постановки задачи принятия решений, для формирования суперматрицы, отражающей взаимодействие компонентов сетевой модели, экспертам достаточно выполнить парные сравнения по двум иерархическим моделям - прямой и обратной иерархии. Объем работы экспертов по прямой иерархии составляет
Мфям = п(п - 1)/2 + пЦк - 1 )/2 _ (7)
парных сравнений, а объем работы экспертов по обратной иерархии -
ЛЦ,ет = к{к- 1)/2 + кп(п - 1)/2 (8)
парных сравнений. Например, для модели, содержащей четыре альтернативы и пять критериев, объем работы составит Лгпр!М=5(5-1)/2+5х4(4-1)/2=40 парных сравнений по прямой иерархии и Лг0брет=4(4-1)/2+4х5(5-1)/2=46 парных сравнений по обратной иерархии, что суммарно составит 86 парных сравнений.
3. Обоснованы подходы к формированию интегрального показателя предпочтительности альтернативных вариантов инновационных проектов.
В работе отмечено, что в условиях сильной неопределенности исходной информации, которая особенно характерна для ранних стадий реализации инновационных проектов, всю совокупность критериев их эффективности объединить в понятиях "выгоды" (benefits), "издержки" (costs), "возможности" (opportunities) и "риски" (risks). При этом первые два понятия определяют текущие последствия реализации проекта для заинтересованных в нем сторон, а последние два - будущие.
Такой подход позволяет проранжировать альтернативы как по текущим (выгоды и издержки), так и по прогнозным (возможности и риски) результатам различной природы (экономической и неэкономической). Полученные по этим группам критериев значения предпочтений альтернатив, следуя рекомендациям Т. Саати, могут быть сформированы в рамках еще более агрегированных показателей обоснованности альтернатив, рассчитываемых по следующим отношениям:
вг Выгоды __ Возможности ппго Выгоды«Возможности
ВС — --; UK =---; BULK = —----,
Издержки Риски Издержки»Риски
(9)
В работе отмечено, что критерии типа (9) могут быть использованы в условиях сильной неопределенности и на более поздних стадиях жизненного цикла проекта. Однако, если неопределенность является не слишком значительной, то сопоставление и выбор альтернатив может быть произведено и с использованием известных количественных критериев ranajVPF.
В общем случае в условиях многокритериальное™ с нечетко выраженными критериями в работе обосновывается целесообразность использования следующей двухэтапной процедуры выбора рационального варианта инновационного проекта. На первом этапе значимость альтернатив оценивается по всей совокупности критериев с использованием методов МАИ и MAC. При наличии двух-трех альтернатив, характеризующихся близкими уровнями их значимости, выбор осуществляется на основе сопоставления их оценок NPV. При их совпадении может быть рекомендовано провести дополнительную, более тщательную экспертизу этих альтернатив.
4. Представлено эмпирическое подтверждение обоснованности предлагаемых подходов к сопоставительной оценке значимости и предпочтительности альтернативных вариантов инновационных проектов.
В работе была поставлена задача выявления и ранжирования по приоритетности направлений вложения инвестиций при модернизации промышленного предприятия. Рассматривались следующие варианты инновационных решений: переход на менее затратные технологии, замена промышленного оборудования, выпуск новой продукции, обучение кадров. Оценка их приоритетности осуществлялась на основе критериев выгод, возможностей, издержек и рисков этих альтернатив. Значения этих критериев оценивались и сопоставлялись с использованием соответствующих базовых трехуровневых моделей (рис. 3-6).
ВЫГОДЫ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕЗСТОЗ
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
ФАКТОРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
|"Ш>!ЕЬ1ЛЪ|СТОХВЗО^ГГЕЛЬНОСТЪ ТРУДА \ СНИЖЕНИЕ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА РОСТ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ'
ЗАМЕНА ОБОРУДОВАНИЯ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПУСК НОВОЙ ПРОДУЩШ" ОБУЧЕНИЕ КАДРОВ
Рис. 3. Концептуальная иерархическая модель прогнозной оценки выгод инвестиционных проектов по модернизации производственных процессов (эта и последующие модели созданы в системе Expert Decide)
издержки ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ ГРУППЫ ФАКТОРОВ
КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАСХОДЫ РАСХОДЫ НА ПРИРОДООХРАНИТЕЛЬНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
ЗАМЕНА ОБОРУДОВАНИЯ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ВЫПУСК НОВОЙ ПРОДУКЦИИ ОЕУЧЕНИЕКАД^О
Рис. 4. Концептуальная иерархическая модель прогнозной оценки издержек инвестиционных проектов по модернизации производственных процессов
ВОЗМОЖНОСТИ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
СОЦИАЛЬНЫЕ
РАСШИРЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
НОВЫЕ РАБОЧИЕ МЕСТА
ЗАМЕНА ОБОРУДОВАНИЯ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПУСК НОВО!! ПРОДУКЦИИ ОБУЧЕНИЕ КАДРОВ
I_I !_1 I_I I I
Рис. 5. Концептуальная иерархическая модель прогнозной оценки возможностей инвестиционных проектов по модернизации производственных процессов
3AMtaiwoujTjr«iao»nnj! НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПУСК НОБОП ПРОДУКЦИИ иау Ч£НИ£ KJVtfOB
I-1 I_I I_I I-1
Рис. 6. Концептуальная иерархическая модель риск-анализа инвестиционных
проектов по модернизации производственных процессов на предприятии
В качестве экспертов выступали топ-менеджеры одного из производственных предприятий Московской области, которые осуществляли парные сравнения значимости элементов на каждом уровне иерархии - критериев для рассматриваемых альтернатив и для соответствующей цели проекта. Оценки значимости альтернатив определялись по процедуре (1) - (6). Опрос экспертов происходил в экспертно-аналитической системе Expert Decide, в которой имелась возможность, в случае необходимости, корректировать суждения о парной значимости сравниваемых критериев и альтернативных проектов.
Результатом работы каждого эксперта явились приоритеты критериев иерархических моделей прогноза выгод, возможностей, издержек и риска, а также глобальные векторы приоритетов (весов) сравниваемых проектов. Пример решения одного из экспертов представлен в табл. 2.
РИСК-АНАЛИЗ
Таблица 2 - Результаты сравнительного анализа приоритетов (весов) направлений инвестиций в модернизацию предприятия промышленности (модели прогнозной _оценки выгод, издержек, возможностей и рисков)_
Приоритеты критериев оценки альтернативных проектов Приоритеты (веса) направлений инвестиций
Выгоды
Прибыль Производитель-ность труда Улучшение условий труда Рост заработной платы Снижение нагрузки на ОС Замена оборудования Новые технологии Выпуск новой продукции Обучение кадров
0,609 0,122 0,031 0,157 0,081 0,195 0,312 0,395 0,099
Приоритеты критериев оценки альтернативных проектов Приоритеты (веса) направлений инвестиций
Издержки
Капиталовложения Эксплуатационные расходы Сокращение рабочих мест Расходы на природоохранительные мероприятия Замена оборудования Новые технологии Выпуск новой продукции Обучение кадров
0,548 0,183 0,188 0,081 0,397 0,247 0,302 0,055
Возможности
Расширение производства Новые рабочие места Замена оборудования Новые технологии Выпуск новой продукции Обучение кадров
0,833 0,167 0,105 0,220 0,631 0,045
Риски
Произ- во-дствен-ный Инвестиционный Рыночный Финансовый Социальный Замена оборудования Новые технологии Выпуск новой продукции Обучение кадров
0,155 0,109 0,467 0,195 0,075 0,321 0,222 0,407 0,050
Результаты сопоставления инновационных альтернатив по критерию, характеризующему соотношение «выгоды - издержки», представлены на рис. 7.
Как следует из диаграммы рис. 7 а, наибольшие выгоды, согласно суждениям эксперта, ожидаются от инвестиций в выпуск новой продукции - приоритет 0,395, но данное направление инвестиций сопряжено с достаточно большими издержками, вес которых - 0,302 (бблыпие издержки прогнозируются лишь для инвестиций в замену оборудования - 0,397). С учетом этого, отношение приоритетов (весов) выгод и издержек для инвестирования в выпуск новой продукции 1,31 больше единицы (рис. 7 6), поскольку выгоды превалируют над
издержками. Близкое значения критерия «выгоды - издержки» 1,26 имеет место для направления инвестиций в новые технологии. Максимальное значение критерия «выгоды - издержки» 1,80 получено для направления инвестиций в обучение кадров. Этот результат, по нашему мнению, свидетельствует о значимости проблемы дефицита кадров в отечественной промышленности, решение которой является одним из основных направлений ее развития.
а б
2,00
8" 9
\\\
Замена оборудования Новая продукция
Новые теяюлогии Обучение кадров
Направление инвестиций
X \ \Д
Направление инвестиций
Рис. 7. Результаты применения критерия «выгоды - издержки»: а - приоритеты (веса) направлений инвестиций в проекты по модернизации производственных процессов
на предприятии по моделям выгод и издержек; ранжирование проектов по отношению приоритетов (весов) выгод и издержек. Пунктир на правой диаграмме -линия равенства выгод и издержек
Результаты сопоставления альтернативных вариантов проектов по критерию "возможности-риски" представлены на рис. 8.
Из представленных на рис. 8 результатов следует, что приоритет направления инвестиций в выпуск новой продукции по получаемым при этом возможностям максимален, но для этого же направления прогнозируются и наибольшие риски. Однако величина критерия «возможности - риски» является максимальной - 1,55, что предопределяет инвестиционную привлекательность этого направления.
Комплексный критерий ВОСК, равный отношению произведения приоритетов выгод на приоритеты возможностей к произведению приоритетов (весов) издержек на приоритеты рисков (выражение (9)), показал, что наиболее целесообразными являются инвестиции в выпуск новой продукции (рис. 9, значение критерия - 2,02). При этом уровень критерия для направления инвестиций в обучение кадров, равный 1,59, подтверждает ранее сделанный вывод о значимости проблемы кадрового обеспечения предприятий отечественной промышленности.
а
б
I 1 °°
Р
Возмодаости Риски
Замена оборудования Новая продукция
Новые технологии Обучение кадров
Направление инвестиций Направление инвестиций
Рис. 8. Результаты применения критерия «возможности - риски»: а - приоритеты (веса) направлений инвестиций в проекты по модернизации производственных процессов на предприятии по моделям возможностей и рисков; ранжирование проектов по отношению приоритетов (весов) возможностей и рисков. Пунктир на правой диаграмме - линия равенства возможностей и рисков
а .1
Выгоды
Издержки
Замена оборудования Новая продукция
Ноые технологии Обучение кадров
а.
О 2'°° т
ГТ5~1
Направление инвестиций
Направление инвестиций
Рис. 9. Результаты применения комплексного критерия ВОСК: а - приоритеты (веса) направлений инвестиций в проекты по модернизации производственных процессов на предприятии по моделям выгод, затрат, возможностей и рисков; ранжирование проектов по критерию ВОСЯ. Пунктир на правой диаграмме - линия равенства выгод и возможностей с издержками и рисками
5. Представлено эмпирическое доказательство отсутствия влияния формы свертки локальных критериев в глобальный вектор предпочти-
тельности альтернатив на соотношения между его элементами при высокой согласованности экспертных суждений.
Проблема выбора формы свертки локальных приоритетов альтернатив в вектор глобальных приоритетов является одной из наиболее обсуждаемых в научной литературе, поскольку форма в определенной степени влияет на результаты ранжировки. В процедурах МАИ и MAC обычно используется аддитивная форма свертки (см. выражение (3)), развернутая формула которой на последнем шаге процедуры расчета может быть представлена в следующем виде:
(10)
где z0j и zXj - веса j-й альтернативы относительно цели проекта и критериев первого уровня;
wlj - вес г-ого критерия первого уровня в оценке значимости j-й альтернативы,
Определенным преимуществом выражения (10) является простота вычислений и соответственно логика получения оценок значимости альтернатив на основе процедуры (1)-{3).
Однако, по мнению некоторых специалистов , так как приоритеты оцениваются по шкале отношений, то более обоснованной выглядит мультипликативная форма свертки, определяемая следующим выражением:
*о,=П<? СП)
i
В работе с использованием имитационного эксперимента проведено исследование влияния формы свертки альтернатив на результаты их ранжирования.
В основу этого эксперимента положена иерархическая модель сравнения трех альтернативных проектов в сфере автомобилестроения с условными названиями "Ford Focus II", "KIA Rio 2" и "Тойота Камри" по пяти факторам риска: финансовому, сбыта, политическому, производственному и рыночному.
Суть имитационного эксперимента состояла в следующем: были построены три варианта моделей риск-анализа, в которых изменяли соотношение значимости политического фактора риска относительно финансового, при этом матрицы парных сранений альтернативных проектов по каждому фактору риска сохраняли неизменными. Для каждого из вариантов оценок значимости альтернатив определялась мера согласованности оценок ОСИ. В базовом варианте согласованность иерархии в целом составляла высокое значение ОСИ=0,018, в двух других вариантах - 0,158 и 0,098. Эта характеристика согласованности служила входной переменной, а в качестве выходной рассматривалась мера различия МРВ глобальных векторов весов рисков проектов, рассчитанных по формулам аддитивной и мультипликативной свертки:
МРВ = {1/Jtl(w„- Wг)Ш ! О/*). (12)
' Ногин В.Д. Принятое решений при многих критериях. - СПб.: Изд-во "ЮТАС", 2007.
22
где значения и>н, м>2( представляют собой веса рисков проектов, рассчитанные по формулам аддитивной и мультипликативной свертки, к=3 - количество проектов.
Результаты эксперимента, представленные на рис. 10, свидетельствуют, что между мерой различия векторов весов рисков проектов, рассчитанных по формулам ад дитивной и мультипликативной свертки, и показателями согласованности - отношением согласованности матрицы парных сравнений факторов риска, с одной стороны, и отношением согласованности иерархии модели в целом, с другой, наблюдаются очевидные линейные связи.
а б
2 о.оо
0.0 .1 ,1 ,2 ,2 ОС матрицы сравнения факторов риска
0,00 ,05 ,10 ,11.
Отношение согласованности иерархии
Рис. 10. Зависимость меры различия векторов весов рисков проектов, рассчитанных по формулам аддитивной и мультипликативной свертки: а - от отношения согласованности матрицы парных сравнений факторов риска; б - от отношения согласованности иерархии модели риск-анализа в целом
Эти связи приблизительно выражаются следующими уравнениями:
МРВ = 0,00509 + 0,582 х ОС; (13)
МРВ = 0,00221 + 0,821 х ОСИ. (14)
Коэффициенты 0,582 и 0,821 в моделях (13) и (14) характеризуют прирост меры различия векторов весов риска проектов, рассчитанных по формулам аддитивной и мультипликативной свертки, при увеличении соответствующих предикторов на единицу.
С учетом того, что средние значения зависимой переменной в моделях (13) и (14) МРВср=0,0445, а предикторов ОСср=0,06775 и ОСИсР=0,0515, в работе были получены оценки средней эластичности МРВ по рассматриваемым предиктам:
Эмрв/ос = 0,582 х 0,06775 / 0,0445 = 0,866;
Эмрв/оси = 0,812 х 0,0515 / 0,0445 = 0,940. Полученные оценки эластичности свидетельствуют о высокой степени зависимости меры расхождения оценок значимости альтернатив от степени со-
гласованности экспертных предпочтений. Таким образом, основным условием обоснованности результатов экспертизы альтернативных проектов является высокая степень согласованности экспертных оценок, а не выбор формы свертки, адекватной способам представления предпочтений.
6. Разработан и проведен имитационный эксперимент по выявлению различий в оценках приоритетности альтернативных вариантов на основе процедур МАИ и MAC.
В работе рассматривался вопрос, насколько различаются результаты оценок значимости критериев и проектных альтернатив, полученных с использованием процедур МАИ и MAC. Для его разрешения был поставлен вычислительный эксперимент по получению оценок значимости рассматриваемых в работе проектов (для показателей рисков) с использованием процедур МАИ для прямой и обратных задач и процедуры MAC, с учетом того, что риски и альтернативы объединялись в рамках суперматрицы (рис. 2) при условии, что взаимосвязи характерны только для альтернатив и критериев, а между собой альтернативы и критерии не связаны. В прямой задаче использовалась модель, представленная на рис. 1, а в обратной задаче в рамках этой модели критерии и альтернативы менялись местами. Результаты проведенного эксперимента свидетельствуют, что метод MAC дает схожие с методом МАИ результаты при оценке альтернатив для прямой задачи, т.е. когда альтернативы находятся на третьем уровне, и при оценке критериев - для обратной задачи, т.е. когда на третьем уровне находятся критерии.
Значения приоритетов для экспертов второго уровня (т.е. для критериев по прямой задаче, и для альтернатив - по обратной задаче), полученные по методу МАИ отличаются от их оценок, полученных по методу MAC, достаточно существенно. Однако при этом соотношение значимости этих показателей сохраняются при всех методах (табл. 3).
Таблица 3 - Сравнение приоритетов направлений инвестиций и видов риска инвестирования в модернизацию предприятия промышленности по моделям МАИ и MAC
Модель Направления инвестиций Виды риска
Заме- Пере- Вы- Обу- Про- Инве- Ры- Фи- Соци-
на ход на пуск чение изво- стипи- ноч- нан- аль-
обо- новые новой кад- дстве онно- ный совый ный
рудо- тех- про- ров нный финан-
вания нологии дукции совыи
Прямая ие- 0,290 0,183 0,460 0,067 0,155 0,109 0,467 0,195 0,075
рархия (МАИ-1)
Обратная 0,199 0,131 0,616 0,054 0,144 0,185 0,282 0,283 0,107
иерархия (МАИ-2)
Сетевая 0,323 0,224 0,381 0,072 0,183 0,214 0,195 0,264 0,144
модель (MAC)
Этот эффект может быть вызван влиянием горизонтальных взаимосвязей между элементами второго уровня, учитываемыми методом MAC.
7. Проведен сопоставительный анализ возможностей и требования к информационным технологиям, поддерживающим алгоритмы сравнительной оценки инновационных проектов в условиях неопределенности.
По результатам сопоставительной оценки альтернативных вариантов проектов в области автомобилестроения с пятью критериями, характеризующими их риски, полученных с использованием систем поддержки принятия решений (СППР) по процедурам МАИ и MAC - Expert Decide и Expert Solution 1.0 и их модификаций, разработанных специалистами РАНХиГС при президенте РФ (Орловский филиал) и кафедры математических методов в экономике РЭУ им. Г.В. Плеханова, в работе были сформулированы следующие требования к содержанию их функций и предоставляемым пользователю возможностям. Эти требования подразделяются на общие, функциональные и специфические.
К общим требованиям относятся: корректность; непротиворечивость; полнота; целостность; упорядоченность по важности; верифицируемость; модифицируемость; трассируемость.
Экспертно-аналитическая система должна выполнять следующие основные функции:
- по заданному пользователем списку элементов структуры модели принятия решений генерировать прямую и обратную иерархические модели с последующим формированием матриц парных сравнений критериев (факторов) и альтернатив (объектов);
- поддерживать алгоритмы метода анализа иерархий по вычислению локальных и глобальных векторов приоритетов среднего и нижнего уровней прямой и обратной иерархии, а также показателей согласованности матриц парного сравнения, осуществлять визуализацию векторов приоритетов и показателей согласованности;
- поддерживать внесение пользователем изменений в структуру модели принятия решений;
- поддерживать работу группы экспертов в режиме «on line»;
- вычислять групповые оценки глобальных векторов приоритетов среднего и нижнего уровней прямой и обратной иерархии;
- формировать суперматрицу с блоками прямой и обратной иерархии и блоками единичных матриц, отражающих отсутствие взаимосвязей между критериями (факторами) и альтернативами (объектами);
- рассчитывать предельную суперматрицу;
- вычислять глобальный вектор приоритетов альтернатив и критериев, осуществлять его визуализацию.
Экспертно-аналитическая система рассчитана на пользователя, знакомого с матричными вычислениями, и должна предоставлять следующие возможности:
- визуализацию прямой и обратной иерархической модели принятия решений в графической форме;
- визуализацию результатов первичной обработки матриц парных сравнений в табличной и графической форме;
- задание и изменение точности матричных вычислений;
- задание и изменение шрифтов текстового вывода;
- задание и изменение атрибутов графической информации;
- экспорт табличной и графической информации в текстовый редактор Microsoft Word;
- наличие встроенной помощи (help'a). Сформулированы следующие ограничения и предположения:
- число критериев и альтернатив не должно быть больше магического числа Миллера 7±2;
- порядок суперматрицы не больше 18;
- модель принятия решений должна содержать независимые друг от друга критерии (факторы) и альтернативы (объекты);
- предполагается возможность взаимодействия компонентов сетевой модели (критериев и альтернатив).
Будущие версии экспертно-аналитической системы должны поддерживать функции, предусмотренные данными требованиями.
К специфическим требованиям к экспертно-аналитической системе относятся:
- система должна использовать преимущественно стандартную терминологию и определения и обеспечивать возможность изменения требований без изменений ее структуры и стиля;
- система должна быть снабжена библиотекой стандартных шаблонов -готовых иерархий для типичных задач принятия решений и обеспечивать возможность пополнения библиотеки шаблонов;
- система должна обеспечивать трассируемость требований.
В заключении диссертации систематизированы основные полученные в ней результаты и вытекающие из них выводы.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК РФ изданиях:
1. Хайрулин И.Г. Влияние согласованности экспертных суждений на принятие решения о выборе инвестиционных проектов по методу анализа иерархий [Текст] / И.Г. Хайрулин, В.А. Титов // Современные проблемы науки и образования. — 2013. - № 5. - URL: http://www.science-education.ni/l 11-10648 (дата обращения: 05.11.2013).
2. Хайрулин И.Г. К вопросу о форме свертки локальных векторов приоритетов альтернатив по частным критериям в обобщенный вектор в методе анализа иерархий [Текст] / И.Г. Хайрулин, В.А. Титов // Фундаментальные исследования. - 2013. - №10 (часть 9). - С.2020-2025.
3. Хайрулин И.Г. Особенности риск-анализа инновационных проектов в экс-пертно-аналитических системах Expert Decide и Expert Solution [Текст] / И.Г. Хайрулин // Инновации и инвестиции. - 2012. - №5. - С. 137-142.
4. Хайрулин И.Г. Методологические подходы к сравнительной оценке инновационных проектов в условиях сильной неопределенности [Текст] / И.Г. Хайрулин // Вестник Российского экономического университета им. Г.В. Плеханова. Вступление. Путь в науку. - 2012. - №1(1). - С.38-46.
5. Хайрулин И.Г. Экспертно-аналитические методы оценки эффективности инновационных проектов в условиях сильной неопределенности [Текст] / И.Г. Хайрулин // Транспортное дело России. - 2011. - №8(93). - С Л 95-197.
6. Хайрулин И.Г. Сравнительная оценка инновационных проектов в условиях в условиях неопределенности исходной информации с помощью экспертно-аналитических систем [Текст] / И.Г. Хайрулин, A.M. Покровский // Транспортное дело России. - 2010. - №12(85). - С.28-32.
Статьи, опубликованные в других научных изданиях:
1. Хайрулин И.Г. К вопросу о сравнительной оценке инновационных проектов в условиях сильной неопределенности [Текст] / И.Г. Хайрулин // Двадцать пятые международные Плехановские чтения. 10-16 февраля 2012 г.: тезисы докладов аспирантов. - Москва, 2012. - С.61-62.
2. Хайрулин И.Г. Сравнительная оценка экспертно-аналитических технологий моделирования в условиях неопределенности исходной информации [Текст] / И.Г. Хайрулин, A.M. Покровский // Моделирование и прогнозирование в управлении: методы и технологии: материалы III междунар. н.-практ. конф. Орел: Изд-во ОРАГС. - 2011. - С.278-287.
Напечатано в типографии ФГБОУ ВПО «Российского экономического университета имени Г. В. Плеханова». Тираж 100 экз. Заказ №124 -з.
Диссертация: текстпо экономике, кандидата экономических наук, Хайрулин, Ильяс Гаяревич, Москва
ФГБОУ ВПО «РОССИИСКИИ ЭКОНОМИЧЕСКИМ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. Г.В. ПЛЕХАНОВА»
На правах рукописи
04201 365818
ХАИРУЛИН ИЛЬЯС ГАЯРЕВИЧ
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ СОПОСТАВИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ
Специальности:
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (управление инновациями)
08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики
Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук
Научный руководитель -доктор экономических наук, доцент Титов Валерий Александрович
Москва-2013
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ.................................................................... 4
Глава 1 ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ИНВЕСТИЦИОННОЙ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В УСЛОВИЯХ СИЛЬНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ............................................ 14
1.1 Особенности инновационных проектов и проблемы оценки их эффективности и предпочтительности в условиях сильной неопределенности исходной информации ............................................ 14
1.2 Критерии эффективности и привлекательности инвестиционных
и инновационных проектов................................................................ 26
1.3 Методологические подходы к обоснованию привлекательности инновационных проектов в условиях многокритериальное™ и сильной неопределенности................................................................. 47
Глава 2 МЕТОДЫ И МОДЕЛИ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В УСЛОВИЯХ СИЛЬНОЙ
НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ...................................... ........... 73
2.1 Сопоставительный анализ возможностей и особенностей МАИ и MAC............................................................................. 73
2.2 Обоснование рационального метода свертки локальных векторов приоритетов на основе имитационного эксперимента................ 81
2.3 Сравнительная оценка эффективности инновационных проектов
по критерию BOCR.............................................................................. 102
2.4 Анализ различий оценок инвестиционной привлекательности инновационных проектов, полученных по моделям МАИ и MAC 113
Глава 3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБОСНОВАНИЯ ВЫБОРА
ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ............................................... 129
3.1 Сопоставительный анализ возможностей информационных технологий сравнительной оценки инновационных проектов.......... 129
3.2 Требования к информационным системам поддержки решений в сфере обоснования инновационных проектов.......................... 141
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................. 147
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ................. 151
ПРИЛОЖЕНИЕ................................................................................... 168
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Характерной особенностью инновационного проектирования на современном этапе развития российской экономики является принятие решений при сильной неопределенности исходной информации об условиях реализации проектов. Как правило, выбор проекта из нескольких альтернативных вариантов требует оценки не только количественных, но и качественных сторон последствий их реализации, в том числе экологических, социальных и даже политических, которые трудно или невозможно однозначно оценить количественно. В такой ситуации стандартные методики оценки эффективности проектов по таким критериям денежной природы, как ожидаемые доходность, затраты, чистый дисконтированный доход, внутренняя норма дохода, срок возврата единовременных затрат (срок окупаемости), индекс доходности и другие не могут адекватно отразить все стороны привлекательности инновационных проектов.
На наш взгляд, при сильной неопределенности исходной информации на этапе выбора рационального варианта проекта инновационной направленности значимость количественных оценок экономической эффективности его возможных альтернатив в определенной мере снижается. В условиях множественности и размытости разнокачественных их критериев обоснованное инвестиционное решение может быть получено по результатам комплексного, всестороннего анализа, сравнения и интеграции разноуровневых приоритетов рассматриваемых инновационных альтернатив. Такие исследования могут быть проведены на основе метода анализа иерархий (МАИ), метода аналитических сетей (MAC), использующих экспертную информацию о сравнительной значимости приоритетов проектов. Эти методы доказали свою эффективность и широко применяются в разработках инновационных стратегий за рубежом, в меньшей степени - в нашей стране, вследствие их недостаточной адекватности условиям реализации проектов в реальных секторах экономики, характеризующихся более значительной неодно-
родностью и сложными неоднозначными взаимосвязями разнокачественных критериев.
Необходимость совершенствования подходов и методов обоснования и оценки привлекательности проектов инновационного содержания при сильной неопределенности условий и последствий их реализации в РФ и предопределяют актуальность тематики диссертационного исследования.
Степень разработанности проблемы. Вопросы оценки обоснованности выбора рационального варианта проекта, в том числе и с сильной инновационной направленностью, широко освещались в работах многих отечественных и зарубежных ученых. Значимый вклад в ее решение внесли такие специалисты, как Абрамов С.И., Александер Г.Дж., Алтунин Н.Е., Андрейчиков А. В. , Андрейчи-кова О. Н., Аныпин В.М., Бард B.C., Батин Б.А., Бирман Г., Воронцовский A.B., Виленский П.Л., Гончаренко Л.П., Грачева М.В., Давыдов Д.В., Катасонов В., Ковалев В.В., Королев В.Г., Кузнецов Б.Т., Левко М.Н., Лившиц В.Н., Лоскутова О.В., Маккейн Дж., Маренков Н.Л., Мильнер Б.З., Недосекин А.Ю., Остапюк С.Ф., Панферов Г.А., Свалов A.A., Сельскова Т.В., Смоляк С.А., Турманидзе Т.У., Хоучен P.A., Царев В.В., Шапиро В., Шуметов В.Г. и некоторые другие.
К основным результатам проведенных этими специалистами исследований можно отнести разработку и обоснование системы взаимообусловленных количественных критериев эффективности инвестиционных проектов типа PV, NPV, IRR, PI и т.п., подходов к их оценке при разной степени неопределенности исходной информации (с использованием статистических методов в условиях слабой, т.е. статистической неопределенности, функций принадлежности - при средней степени неопределенности и интервальных методов оценивания - при сильной неопределенности), способов отображения рисков проектов в их критериальных функциях (в составе дисконтов, в качестве самостоятельных переменных, в показателях чувствительности и т.п.)
Однако применимость этих разработок в масштабном проектировании инновационного содержания, на наш взгляд, достаточно ограничена в связи с тем,
что при обосновании крупных инновационных проектов, как правило, необходимо учитывать и сопоставлять по значимости разнокачественные критерии эффективности, которые не всегда выражаются четкими количественными показателями одинаковой природы, в том числе и по причине сильной неопределенности исходной информации. В такой ситуации для принятия решений в инвестиционной сфере с инновационной составляющей целесообразно использовать методы системного анализа, предложенные американскими специалистами Т. Саати и К. Кернсом, и предполагающие выбор решения на основе парных сравнений экспертами проектных приоритетов разного уровня и содержания и обоснования на этой основе интегральной оценки значимости каждого из альтернативных проектов. Эти методы в определенной степени реализованы в экспертных системах принятия решений типа МАИ и MAC. Однако постоянно возрастающие требования к качеству решений в инновационной сфере предопределяют необходимость совершенствования заложенных в их основу подходов и процедур.
На наш взгляд, одними из актуальных направлений развития этих исследований являются обоснование подходов и методов формирования и оценки интегрального критерия эффективности инновационного проекта на основе совокупности его приоритетов, учет в критериях проектов их различий, предопределенных стадиями жизненного цикла инноваций, чувствительности к меняющимся условиям реализации и повышения достоверности и обоснованности инновационного решения на основе учета обратных связей между разноуровневыми критериями и некоторые другие.
Недостаточный учет этих аспектов при обосновании эффективности и выборе рационального варианта проекта инновационного содержания среди некоторого множества его возможных альтернатив и предопределили выбор цели и задач данного исследования.
Цель диссертационной работы: разработать и усовершенствовать теоретико-методологические подходы и методы обоснования рационального инвестиционного решения на множестве альтернативных инновационных проектов в ус-
ловиях их многокритериальное™, слабой формализуемости критериев и сильной неопределенности исходной информации.
Реализация этой цели обусловила постановку и решение следующих основных задач:
- выявить особенности инновационных проектов как объектов инвестиций, систематизировать критерии их эффективности и подходы к оценке разнокачественных критериев в условиях сильной неопределенности исходной информации;
- обосновать возможные варианты формирования многоуровневой системы взаимосвязей и отношений на множествах критериев и инновационных альтернатив и предложить методы и процедуры оценки их значимости и выбора рационального проекта;
- систематизировать и усовершенствовать методы оценки интегрального показателя значимости инновационного проекта;
- сопоставить различные методы и системы поддержки принятия решений в инновационной сфере по их эффективности в разных условиях реализации реальных инновационных проектов;
- провести апробацию предложенных в работе подходов и методов в сфере реального инновационного проектирования;
- предложить направления совершенствования подходов и методов оценки значимости инновационных проектов в условиях сильной неопределенности исходной информации;
- разработать подходы к оценке влияния изменчивости и согласованности экспертных суждений на качество проектных решений.
Объектом исследования являются масштабные инновационные проекты, реализуемые в условиях сильной неопределенности, эффективность которых характеризуется набором разнокачественных критериев.
Предметом исследования являются методы и технологии обоснования значимости инновационных проектов на основе комплексного сопоставления
оценок их различных критериев при высокой степени неопределенности исходной информации.
Теоретической и методологической основой диссертационного исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области экономической теории, инвестиционного и инновационного проектирования, теории принятия решений. При решении задач исследования использованы методы системного анализа, обработки экспертной информации, теории вероятностей и математической статистики, эконометрического и имитационного моделирования, математического анализа, теории риска и принятия решений в условиях многокритериаль-ности.
Для обработки информации использовались как стандартные, так и оригинальные программные средства, реализующие методы анализа иерархий и аналитических сетей.
Эмпирическую базу исследования составили официальные данные Росстата, данные региональных органов статистики, сведения, полученные в ходе экспертных опросов специалистов.
Научная новизна проведенного исследования заключается в совершенствовании и разработке методологических подходов к обоснованию выбора и оценке качества рационального инвестиционного решения на множестве альтернативных вариантов инновационных проектов в условиях их многокритериальности и сильной неопределенности исходной информации на основе экспертных суждений о предпочтительности и взаимосвязях разнокачественных критериев и альтернатив с учетом особенностей процедур и методов их обработки.
Научная новизна подтверждается следующими полученными научными выводами и результатами, выносимыми на защиту.
1. Раскрыты особенности крупных инновационных проектов, связанные с их многокритериальностью и неоднозначностью разнокачественных критериев эффективности с точки зрения их общественной и коммерческой значимости. Предложена систематизация разнокачественных критериев эффективности и ин-
вестиционной привлекательности инновационных проектов по ряду признаков, характеризующих их экономическую, социальную, экологическую и другие виды привлекательности для общества и инвесторов. Систематизированы методы оценки эффективности инновационных проектов при разных степенях неопределенности исходной информации. Обоснованы подходы к ранжированию многокритериальных альтернативных инновационных проектов в условиях сильной неопределенности исходной информации по их эффективности, оцениваемой по показателям относительной предпочтительности, с учетом определяемых экспертным путем отношений предпочтительности локальных критериев для рассматриваемых проектных альтернатив и целей их реализации.
2. Обоснована трехуровневая базовая иерархическая система взаимоотношений в пространстве «цель - критерии - проектные альтернативы» и предложены варианты ее формирования для инновационных проектов с учетом отсутствия или наличия обратных связей как между уровнями критериев и альтернатив, так и между одноуровневыми элементами. Раскрыты особенности принятия решений по обоснованию предпочтительного варианта инновационного проекта при различных вариантах этой системы с использованием методов анализа иерархий и аналитических сетей, базирующихся на использовании экспертной информации о предпочтительности и значимости разных критериев для рассматриваемых альтернатив и цели проекта.
3. Предложены подходы к формированию интегрального показателя предпочтительности альтернативных вариантов инновационных проектов с учетом жизненного цикла инновации на основе экспертных и модельных сопоставительных оценок выгод, издержек, возможностей и рисков их реализации.
4. Представлено эмпирическое доказательство обоснованности предлагаемых подходов к сопоставительной оценке значимости и предпочтительности инновационных проектов на примере проектов развития промышленного производства предприятия по направлениям выпуск новой продукции, подготовка кадров, замена оборудования, новые технологии, по категориям целевых установок "вы-
год", "издержек", "возможностей" и "рисков". Выявлена высокая значимость направлений, связанных с выпуском новой продукции и формированием и укреплением кадрового потенциала предприятий, что характеризует важность разработки и реализации на отечественных предприятиях рыночно ориентированных стратегий их развития и кадрового обеспечения производства.
5. Эмпирически доказано, что результаты ранжировки критериев и показателей предпочтительности альтернативных проектов при высокой согласованности экспертных оценок практически не зависят от приемов свертки их локальных критериев (аддитивной или мультипликативной). Однако при высокой степени несогласованности суждений возможно появление различий в этих результатах при использовании разных приемов свертки. Разработан базирующийся на методах имитационного моделирования и аппроксимации подход к оценке и анализу влияния на результаты сопоставления альтернативных инновационных проектов степени согласованности экспертизы. На его основе выявлены количественные закономерности изменчивости различий оценок интегральных критериев значимости рассматриваемых альтернатив от степени согласованности экспертных решений и предложены приемы к повышению этой согласованности на основе обеспечения условия транзитивности оценок каждого из экспертов и устранения расхождений в их суждениях за счет совершенствования организации экспертизы.
6. Разработан и проведен имитационный эксперимент, позволивший выявить различия в оценках приоритетов альтернатив (по модернизации предприятия) и критериев (рисков проектов), полученных по моделям прямой и обратной иерархии МАИ и MAC. Полученные результаты свидетельствуют, что модели МАИ и MAC практически одинаково оценивают приоритеты элементов нижнего уровня, т.е. альтернатив. Этот вывод свидетельствует об обоснованности использования рассмотренных моделей иерархии, и выбор в пользу одной из них должен осуществляться на основе анализа адекватности их исходных предпосылок условиям поставленных задач.
7. Проведен сопоставительный анализ возможностей информационных экспертных систем поддержки принятия решений на основе процедур МАИ и MAC, предоставляемых разработчиком инновационных проектов, по результатам которых определены базовые требования к этим системам по составу выполняемых функций, предоставляемых пользо�