Теория оптимального распределения ресурсов
К середине XX века экономисты-теоретики игнорировали математические подходы и обоснование. Но математические исследования продолжались, и были достигнуты блестящие результаты. В 1975 г.. Лучшие представители математической школы советский ученый Л. Канторович и американский профессор Т.-Ч. Купманс были отмечены Нобелевской премией.
Канторович (1912-1986) родился в Петербурге. В 1930 г.. Окончил Ленинградский университет, а уже через четыре года ему присвоили звание профессора. Работал в Ленинградском институте инженеров промышленного строительства, был заведующим кафедрой Высшего инженерно-технического училища, профессором Ленинградского университета. В 1958 г.. Вместе с В. Немчиновым он создал Лабораторию по применению статистических и математических методов в экономике. В том же году Л. Канторовича был избран членом-корреспондентом, а в 1964 г.. — Действительным членом Академии наук СССР.
Автор трудов «Методы приближенного решения дифференциальных уравнений в частных производных» (совместно с В. Крыловым, 1936), «Функциональный анализ в привел упорядоченных пространствах» (совместно с Б. Вулихе и А. Пинскером, 1949), «Функциональный анализ и прикладная математика «(1948),» Экономический расчет наилучшего использования ресурсов »(1959),» Функциональный анализ в нормированных пространствах »(совместно с Г. Акиловым), выдержавшей несколько изданий в СССР и за рубежом,» Динамическая модель оптимального планирования «( 1967), «Ценообразование и технический прогресс» (1979) и многие другие.
Почетный член Международного эконометрического общества, почетный доктор Гренобльском, Хельсинкского, Йельского, Парижского, Кембриджского, Пенсильванского университетов, а также университетов в Варшаве, Глазго, Мюнхене, Ницце и имени Мартина Лютера в Галле, Статистического института в Калькутте. Лауреат Нобелевской премии (1975).
Купманс Тьяллинг-Чарльз (1910-1985) родился в Грейвленди (Голландия). С 1927 по 1933 получал образование в Утрехтском университете. С 1934 г.. В Амстердамском университете готовил докторскую диссертацию «Линейный регрессивный анализ экономических временных поясов», которую защитил в 1936 в Лейденском университете. Преподавал экономику и вел научно-исследовательскую деятельность в Нидерландском экономическом институте в Роттердаме. Два года (1938-1940) работал экспертом Лиги Наций по вопросам денежного обращения. В 1940 г.. Он эмигрировал в США, преподавал в Нью-Йоркском, Чикагском, Гарвардском университетах.
Наибольшее признание получили его книги «Статистический вывод о динамических моделей» (1950), «Три очерка о состоянии экономической науки» (1975) и многие другие.
Был членом Эконометрического общества США. В 1950 г.. Избирался президентом Международного эконометрического общества. В течение 1955-1981 гг. Работал профессором экономики Йельского университета. Заслуженный член Американской экономической ассоциации, почетный профессор Йельского института, ему присвоены почетные ученые степени Нидерландской школы экономики, Лувенского католического, Север-но-Западного и Пенсильванского университетов. Лауреат Нобелевской премии (1975).
Основой теории оптимального распределения ресурсов является метод линейного программирования, впервые обоснован Л. Канторовичем новый раздел математики, распространился в экономической практике, способствовал развитию и использованию электронно-вычислительной техники. Сутью метода является максимизации за ограниченных ресурсов. Условия задачи на оптимум и цель, которую надо достичь, можно выразить с помощью системы линейных уравнений. Неизвестные в них только первой степени; ни неизвестно НЕ умножается на другое неизвестное. Такие уравнения выражают зависимости, изображают на графике прямыми линиями. Поскольку уравнений меньше, чем неизвестных, то задача обычно имеет не одно, а множество решений. Найти же нужно одно, по математической терминологией экстремальное, решения. Так, в задачи по оптимизации выпуска фанеры Л. Канторович представил переменную, которую следует максимизировать в виде суммы стоимостей продукции, произведенной всеми станками. Ограничители были сформулированы в виде уравнений, устанавливают соотношение между всеми факторами, расходуются в производстве (древесиной, клеем, электроэнергией, рабочего времени), и количеством произведенной продукции (фанеры) на каждом из станков. Для показателей факторов производства были введены коэффициенты, названные решая множителями, или мультипликаторами. С их помощью решают поставленные задачи. Если известны значения решающих множителей, то искомые величины, в частности оптимальный объем производимой продукции, можно легко вычислить.
Л. Канторович обосновал экономическую суть предложенных им коэффициентов (решающих множителей) как предельных стоимостей ограничивающих факторов — это объективно значимые цены каждого из факторов производства применительно к условиям конкурентного рынка. Для решения задачи на оптимум ученый использовал метод последовательных приближений, последовательного сопоставления вариантов с выбором лучшего в соответствии с условиями задачи.
Впервые основы теории оптимального распределения ресурсов был опубликован в 1939 году. В работе «Математические методы организации и планирования производства». В ней Канторович предложил принципиально новый класс экстремальных задач с ограничениями, разработав эффективный метод их решения. Ученый сформулировал задачу составления плана и системы цен как взаимосвязанных компонентов неделимой двоедности, что было большим достижением, ведь одновременно минимизация затрат и максимизация результатов невозможно. В то же время оба этих подхода взаимосвязаны: если, например, найдена оптимальная схема перевозок, то ей соответствует определенная система цен; если определенные оптимальные значения цен, то можно получить схему перевозок, отвечает требованиям оптимальности.
Термин «развязывающие множители» в дальнейшем был интерпретирован Л. Канторовичем и сформулирован как объективно обусловленные оценки. Они не произвольные, их величины должны объективно обусловлен характер, задаются конкретными условиями задачи. Значение объективно обусловленных оценок подходят только для одной задачи. Ученый предлагал рассчитывать их при разработке планов; на эти показатели призваны опираться предприятия при расчете затрат и объемов производства соответствующей продукции. Объективно обусловленные оценки корректируются в зависимости от соотношения спроса и объемов производства. Внедрены в практику планирования и управления расчеты должны оп-тимизуваты использования ресурсов.
Задачи линейного программирования были известны еще с конца XVIII в. Однако их начали розвьязувати.лише после выхода в свет работ Л. Канторовича, который стал первооткрывателем линейного программирования. В США исследования по линейного программирования начались в конце 40-х годов XX века * Транспортная задача Хичкока и симплекс-метод Данцига (близкие к методу решения задач линейного программирования Канторовича) были разработаны на десятилетия позже.
В 50-е годы Л. Канторович, обобщив свои исследования, расширил сферу анализа и опубликовал книгу «Экономический расчет наилучшего использования ресурсов» (1959), первый вариант которой был подготовлен еще в 1942. В ней и в последующих статьях он применил свой метод линейного программирования для исследования широкого круга проблем планирования, в частности на национальном уровне.
Научный вклад Л. Канторовича — это знаменитые научные школы в области функционального анализа, вычислительной математики, математической экономики и оптимального планирования народного хозяйства. Открытое им математическое программирование широко используется для решения равных задач в экономике, физике, энергетике, геологии, биологии, механике и теории управления. Он был одним из основоположников современного экономико-математических-ного направления в экономической науке.
Метод линейного программирования впервые позволил точно сформулировать важное современное экономико-математическое понятие «оптимальность». Л. Канторович и его коллеги разработали систему оптимального функционирования экономики (СОФЭ) сформировали модели эффективного распределения и оценки ресурсов. С позиций теории двойственности Л. Канторович еще в 50-е годы рекомендовал рассчитывать для планового периода оптимальную оценку капиталовложений.
Он дал ей экономическое объяснение и показал ее значение в хозяйственном управлении. Это был научно обоснованный подход к вычислению числового значения единого народнохозяйственного экономического норматива эффективности использования капитальных вложений, который намного опередил свое время.
Несколько позже, но независимо от Л. Канторовича, предложил подобную методологию Т.-Ч. Купманс. В 1944-1945 гг. Он разработал план торгово-го мореплавания, что минимизировал возможность опасного торпедирования пустых грузовых судов фашистскими подводными лодками. Целью он выбрал минимизацию порожнего пробега судов и решил задачу методом проб и ошибок. Купманс доказал, что экономическая задача совпадает с математической задачей минимизации линейной функции. Эту аналитическую методику ученый впервые описал в 1942 году. Под названием «Соотношение между грузопотоками на разных маршрутах». Он показал, что названную проблему нужно рассматривать как линейную функцию максимизации в рамках многих ограничений. Ограничения были представлены математическими уравнениями, выражающими отношение количества расходных факторов производства (амортизации судов, времени, трудовых затрат) с количеством доставленных в различные пункты назначения грузов. При этом величина любых расходов не должна превышать сумму стоимости доставленных в каждый порт грузов. Ученый заметил суть принципа линейного программирования, которая заключалась в том, что в оптимальном случае и при идеальных оценок всех ресурсов затраты и результаты будут равными. Итак, Т.-Ч. Купманс использовал математический инструментарий и создал метод определения оптимального распределения ресурсов между конкурирующими потребителями, по которому можно было, например, рассчитать затраты на доставку миллионов тонн грузов, которые перевозят тысячи судов морскими путями в сотни портов. Метод Купманса, названный «анализом деятельности фирмы», вошел в общую методологию линейного программирования. В дальнейшем ученый разрабатывал и популяризировал методы линейного программирования. Благодаря его усилиям 20-24 июня 1949 в Чикаго была организована первая специальная конференция с линейного программирования.
У1950 г.. Т.-Ч. Купманс с другими исследователями окончательно разработали так называемый метод «анализа деятельности фирмы». Модели этого типа такие же, как и межотраслевые, линейные, однако в них каждый вид производственной деятельности может быть связано с выпуском нескольких товаров, и существует возможность выбора между различными технологиями производства каждого вида продукции. Производственная модель типа анализа деятельности фирмы, как правило, содержит гораздо больше степеней свободы, чем обычная модель межотраслевого баланса, благодаря чему открываются природные возможности для оптимизации. Именно поэтому анализ деятельности фирмы развивался в тесной связи с линейным программированием.
Теория оптимального распределения ресурсов, учредителями которой являются Л. Канторович и Т.-Ч. Купманс, определяет модель производственного процесса, с помощью метода линейного программирования обеспечивает выбор из нескольких возможных такого варианта, который максимизирует выпуск продукции не только на уровне предприятия, но и на макроэкономическом уровне.