Интеграция нечетких методов в стратегическое планирование и управление рисками нефтегазовых корпораций

Введение

Актуальность исследования связана с необходимостью учета, анализа и прогноза возрастающего объема неструктурированной информации в стратегической системе управления нефтегазовой корпорации и многоярусном контуре принятия управленческих решений планового, организационного, координационного характера. Изменение закономерности развития, неравномерность распределения объективной информации в пуле свойств и характеристик изучаемого объекта управления – нефтегазовой корпорации – диктуют важность применения новых фундаментальных основ, принципов, моделей и инструментов планирования. Так с научной точки зрения – это проблема структурирования информации для моделирования процесса стратегического планирования при все возрастающей сложности изучаемых объектов управления и их экономических отношений, поиск и учет новых закономерностей их развития, выявление сопутствующих и антагонистических свойств и характеристик, а с практической точки зрения – это проблема смены аксиоматики измерения эффективности принимаемых плановых решений в силу наличия неполноты и искажения информации в хозяйственной деятельности нефтегазовой корпорации, динамизма изменения среды в системе стратегического управления.

Цель исследования – постановка задачи для формализации методики стратегического планирования нефтегазовых корпораций на основе аппарата нечетких множеств, позволяющей учитывать риски при принятии решений о реализации долгосрочных инвестиционных проектов и инициатив.

Методы исследования опираются на теорию систем и системного анализа, теорию управления и моделирования, логику, математику.

Результат исследования – комплекс методов и моделей для методики стратегического планирования нефтегазовых корпораций.

Новизна исследования состоит в интеграции методов нечетких множеств и мягких вычислений в систему стратегического планирования нефтегазовой корпорации, логико-лингвистических правил в организацию системы принятия поддержки решений для своевременной антиципации угроз возникновения стратегических проблемных ситуаций.

Стратегическое планирование является ключевым инструментом обеспечения эффективного функционирования и развития современных нефтегазовых корпораций. В условиях высокой волатильности цен на энергоресурсы, смены логистического плеча, изменчивости спроса и предложения, а также нарастающей конкуренции на мировом рынке, от качества стратегических решений зависят конкурентоспособность и финансовая устойчивость компаний [1, с. 30].

В последние годы наблюдается рост доступности и мощности вычислительных ресурсов, что существенно расширяет возможности применения нечетких методов в стратегическом планировании. Это открывает новые перспективы для более точного и оперативного анализа стратегий. Вместе с тем, процесс стратегического планирования сопряжен с значительной неопределенностью из-за сложности прогнозирования цены на нефть, курсов валют, будущего спроса на различные виды углеводородов. Это существенно затрудняет принятие оптимальных управленческих решений традиционными методами.

В связи с этим особую актуальность приобретает задача совершенствования инструментария стратегического планирования в нефтегазовых корпорациях [2]. Одним из перспективных направлений является применение нечетких множеств и нечеткой логики, позволяющих формализовать неопределенность и разработать эффективные модели поддержки принятия стратегических решений с учетом имеющихся рисков и возможных сценариев развития [3, с.199].

Таким образом, разработка методологии стратегического планирования для нефтегазовых компаний на базе аппарата нечетких множеств представляется весьма актуальным направлением научных исследований. Процесс стратегического и управленческого решения в нефтегазовой отрасли требует учета разнообразных факторов и неопределенности. Использование нечетких методов на этапах формирования системы лингвистических переменных и разработки системы продукционных правил позволяет более гибко моделировать и учитывать сложность предметной области [4, c. 108]. Механизм логического вывода, основанный на нечетких методах, позволяет принимать более обоснованные решения и оценивать целесообразность проектов с учетом размытой информации. Преимущества использования нечетких методов в нефтегазовых корпорациях включают в себя улучшенное качество принимаемых решений, увеличение гибкости и адаптивности к изменяющимся условиям рынка, а также более эффективное использование экспертных знаний. Интеграция инструментов DeepTech в применении нечетких методов усиливает их эффективность и делает их более актуальными для современных вызовов и требований нефтегазовой отрасли [5, с.720].

Применение нечетких множеств для решения задач стратегического планирования в последние годы привлекает пристальное внимание исследователей. Ряд авторов рассматривали использование нечеткой логики в различных аспектах стратегического менеджмента [6, с.208]. В.И.Мельников разработал подход к оценке реализуемости стратегии с помощью нечетких множеств [7, с.7-8]. В работе Н.А.Карповой предложена модель формулирования стратегии компании на основе нечеткого логического вывода с применением системы нечетких правил [8, с.9]. Ряд исследователей также изучали задачи выбора стратегических альтернатив и оценки степени достижения стратегических целей на базе аппарата нечетких множеств [9, с.72]. В работе Несветайлова В.Ф. обсуждается использование теории нечетких множеств для адекватного и оперативного отслеживания изменений в стратегической позиции и связанных с ними изменений стратегического потенциала [10, с.437]. В другом исследовании отмечается, что интерес к применению аппарата нечетких множеств в инвестиционном анализе и финансовом моделировании возрос в благодяря работам А.О. Недосекина [11, с.1516; 12]. В статье С.Ф. Молодецкой обобщён опыт применения нечетких множеств для оценки эффективности стратегического планирования и обсуждается применение нечетких множеств для анализа экономической безопасности [13, с. 51]. Приведенные исследования подчеркивают важность и эффективность применения нечетких множеств в стратегическом планировании и анализе рисков. Однако, стоит отметить, что область применения нечетких множеств в стратегическом планировании все еще активно развивается, и существует множество возможностей для дальнейших исследований. Заметим, что эволюция технологий и совместное использование нечетких методов и анализа больших данных становится все более актуальным для выявления тенденций, паттернов и факторов, влияющих на стратегические решения в нефтегазовой индустрии [14, c. 85]. Возможности применения машинного обучения в процессе стратегического планирования облегчают вопросы координации и стыковки планов [15, c. 50]. Интеграция методов машинного обучения с нечеткими методами может усилить аналитические способности в области стратегического планирования, позволяя прогнозировать результаты и оптимизировать стратегии [16, c. 411].

Таким образом, новизна и актуальность применения нечетких методов в стратегическом планировании нефтегазовой индустрии продолжают развиваться и предоставляют широкий спектр возможностей для будущих исследований и практического применения.

Главный момент при разработке методики стратегического планирования для нефтегазовых корпораций на основе аппарата нечетких множеств, — это интеграции инструментов, позволяющих формализовать неопределенности отрасли и учитывать основные риски при принятии решений о реализации долгосрочных инвестиционных проектов и инициатив.

Для достижения этого предполагается решить следующие задачи: провести анализ существующих подходов в области нечеткого моделирования и их применимости для стратегического планирования; определить ключевые факторы неопределенности, характерные для нефтегазового сектора; разработать архитектуру системы поддержки принятия решений на базе нечеткой логики; спроектировать блоки фаззификации входных данных, нечеткого логического вывода и дефаззификации; произвести апробацию методики на примере оценки целесообразности освоения новых месторождений с позиций экономической эффективности с учетом рыночной конъюнктуры и технологических рисков. Реализация поставленных задач позволит создать инструмент поддержки стратегических решений для нефтегазовых компаний, базирующийся на нечетких множествах и технологиях искусственного интеллекта [17]. Нечеткие множества — это расширение классической теории множеств, позволяющее описывать нечеткие понятия и оперировать неопределенной, неполной или неточной информацией [18, с.157].

Основным отличием нечетких множеств от классических является замена характеристической функции принадлежности элемента множеству на функцию принадлежности, принимающую любые значения в интервале [0,1]. Значение 1 означает полную принадлежность элемента множеству, 0 - полное несоответствие, промежуточные значения - частичную степень соответствия.

К основным свойствам нечетких множеств относят:

К основным операциям, определенным над нечеткими множествами, относятся операции объединения и пересечения с использованием специальных функций для нахождения значений функций принадлежности, дополнение нечеткого множества, позволяющее найти функцию принадлежности дополнительного множества, концентрация и растяжение нечеткого множества, изменяющие функции принадлежности и делающие множество более или менее "нечетким", сравнение нечетких множеств с вычислением степени их подобия или различия, α-уровневое сечение нечеткого множества, дающее возможность перехода от нечеткого представления к классическому множеству, а также нечеткий логический вывод на базе правил, позволяющий формально представлять знания и рассуждения в условиях неопределенности. Данные операции образуют математический аппарат теории нечетких множеств, применимый для решения практических задач. Основными методами принятия решений на базе теории нечетких множеств являются нечеткое моделирование, заключающееся в построении когнитивных карт, отражающих причинно-следственные связи между факторами проблемной ситуации; многокритериальная оптимизация с выбором альтернативы, максимально удовлетворяющей набору нечетких критериев; принятие решений на основе нечетких правил, связывающих лингвистические переменные входов и выходов для оценки вариантов; нечеткое математическое программирование с нахождением оптимального решения задачи с нечеткими коэффициентами и ограничениями; а также гибридные интеллектуальные методы, предполагающие комбинирование нечёткой логики с другими подходами, такими как нейронные сети и генетические алгоритмы. Применение данных методов дает возможность формализовать процесс принятия решений в условиях неопределённости.

Основные направления стратегического развития нефтегазовых корпораций обычно включают разведку и освоение новых месторождений углеводородов с целью наращивания ресурсной базы и поддержания уровня добычи в долгосрочной перспективе, оптимизацию операционных затрат на добычу и переработку путем внедрения новых технологий и цифровизации, диверсификацию бизнеса, в том числе развитие альтернативной энергетики для снижения зависимости от колебаний конъюнктуры рынка углеводородов, реализацию крупных инфраструктурных проектов по транспортировке и переработке, обеспечивающих выход на новые перспективные рынки, а также повышение экологичности и безопасности производства в соответствии с растущими стандартами в данных областях.

К основным факторам неопределенности, влияющим на принятие стратегических решений в нефтегазовых корпорациях, относятся колебания цен на нефть и газ на мировых рынках, сложность долгосрочного прогнозирования динамики которых обусловлена высокой волатильностью; изменение спроса и предложения, связанное с неопределенностью в оценках объемов потребления углеводородов в разных регионах; правовые и политические риски, такие как возможное ужесточение законодательства, введение санкций, изменение налоговой политики; технологические и операционные риски реализации проектов по разработке месторождений, строительству инфраструктуры; а также форс-мажорные обстоятельства природного и техногенного характера. Учет данных факторов крайне важен при разработке и оценке стратегических инициатив, инвестиционных проектов для принятия обоснованных решений в условиях неопределенности.

На основе анализа исследовательских этапов в области стратегического и инвестиционного планирования деятельности нефтегазовых корпораций, представленных в таблице 1 ниже, мы выделили ключевые этапы и методы, используемые в этом процессе. Эти этапы включают в себя определение теоретической базы, анализ современных тенденций, и разработку системы стратегического планирования с учетом нечетких методов и моделей. Также внедрение и поддержание стандартов управления важным аспектом успешной практики в данной области.

Таблица 1. Этапы, методы и стандарты управления в стратегическом и инвестиционном планировании нефтегазовых корпораций

Как показано в таблице 1. использование аппарата нечетких множеств при разработке моделей и систем поддержки принятия стратегических решений в нефтегазовых корпорациях имеет ряд ключевых преимуществ. В частности, появляется возможность формализовать присущие отрасли неопределенности и риски благодаря гибкому представлению лингвистических переменных и плавных границ нечетких множеств. Кроме того, данный подход позволяет учитывать в моделях экспертные знания специалистов компании посредством использования баз нечетких правил.

Стандартизация и нормативное регулирование как управленческие приемы в процессе стратегического планирования существенно повышают меры ответственности при распределении ресурсов нефтегазовой корпорации. Как показано в таблице развитие стандартов и регулирований в области применения нечетких методов в стратегическом планировании может способствовать их более широкому использованию и обеспечить единые методологические подходы.

Еще одним плюсом является повышение адекватности моделей за счет приближения к реальной логике принятия решений в компаниях отрасли. Применение нечеткой логики также снижает зависимость качества решений от точности входных данных, дает возможность агрегировать в экспертной модели как количественные, так и качественные показатели, получать обоснованные решения даже в условиях недостаточности или неточности используемых данных. Кроме прочего, использование данного аппарата повышает скорость и гибкость реагирования за счет сокращения времени на переоценку условий и принятие решения.

Новизна подхода, представленного в данной таблице, заключается в интеграции нечетких методов и моделей в стратегическое и инвестиционное планирование нефтегазовых корпораций, а также в акценте на разработке и соблюдении стандартов управления, которые способствует более системному и эффективному подходу к управлению стратегическим планированием и инвестиционными решениями [19, c. 24]. Практическое применение этого подхода может помочь нефтегазовым корпорациям повысить конкурентоспособность, адаптироваться к быстро меняющимся рыночным условиям и улучшить качество принимаемых решений, однако для этого требуется интеграция интеллектуальных продуктов принятия и поддержки решений, инструментов искусственного интеллекта и DeepTech (таблица 2).

Таблица 2. Интеграция нечетких методов в стратегическое и управленческое решение в нефтегазовой отрасли

Как видно из таблицы 2, первым этапом построения модели является формирование системы лингвистических переменных, описывающих факторы неопределенности и параметры оценки эффективности проектов. Для каждой лингвистической переменной определяется соответствующее терм-множество значений («высокий», «средний», «низкий» и т.п.) и формируются функции принадлежности в виде нечетких множеств на шкале исходных количественных значений.

Следующий шаг - разработка системы продукционных правил типа «ЕСЛИ-ТО», описывающих зависимость между входными и выходными лингвистическими переменными согласно экспертным знаниям в предметной области. Данные правила формируют базу знаний нечеткой модели.

Завершающий этап - реализация c, включающего процедуры фаззификации входных данных, активизации подходящих правил из базы знаний, аккумуляции их выводов, дефаззификации на выходе для получения конкретного решения или оценки целесообразности проекта.

Модель стратегического планирования для нефтегазовой корпорации с использованием нечетких методов может быть в общем виде представлена как:

Входные данные:

X1, X2, X3, ... Xn - Лингвистические переменные, описывающие факторы неопределенности и параметры оценки эффективности проектов.

Преобразование входных данных:

Фаззификация: Преобразование количественных значений в нечеткие множества с использованием функций принадлежности.

База знаний:

Правила: Система продукционных правил типа "ЕСЛИ-ТО", описывающая зависимость между входными и выходными лингвистическими переменными согласно экспертным знаниям.

Логический вывод:

Активизация правил: Определение активных правил на основе входных данных.

Агрегация выводов: Совмещение выводов из активных правил.

Дефаззификация: Преобразование нечетких выводов в конкретные стратегические решения или оценки целесообразности проекта.

Выходные данные:

Y1, Y2, Y3, ... Ym - Результаты стратегического планирования.

Анализ и стандартизация:

Интеграция методов машинного обучения и анализ данных (Big Data) для более точных прогнозов и стратегических решений.

Разработка стандартов в области применения нечетких методов в нефтегазовой индустрии.

Подчеркивается важность использования инструментов DeepTech в разработке и применении нечетких методов для управленческих решений в нефтегазовой индустрии, что позволяет учитывать разнообразные факторы и экспертные знания, а также адаптироваться к изменяющимся условиям рынка и стратегической среды.

Эта модель стратегического планирования представляет собой кибернетический инструмент для нефтегазовых корпораций, обеспечивая им способность анализировать и принимать обоснованные стратегические решения в условиях неопределенности и риска в реальном времени.

В ходе исследования было установлено, что нечеткие множества могут быть эффективно использованы в стратегическом планировании нефтегазовой корпорации. Они позволяют учесть неопределенность и изменчивость внешней среды, а также сложность внутренней структуры корпорации.

Разработанная модель может быть использована в процессе стратегического планирования нефтегазовых корпораций для оценки различных стратегических вариантов и выбора наиболее предпочтительного. Она также может быть полезна для анализа рисков и принятия управленческих решений [20, c. 21].

Выводы:

Стратегическое и инвестиционное планирование для нефтегазовых корпораций требует внимательного рассмотрения и детального анализа, учитывая сложность и неопределенность, характерные для данной отрасли.

Возможными направлениями для дальнейших исследований являются разработка более сложных моделей, использующих нечеткие множества, а также исследование возможности применения нечетких множеств в других областях управления нефтегазовой корпорацией. Кроме того, может быть полезно исследовать взаимодействие нечетких множеств с другими методами стратегического планирования. Внедрение нечетких методов и моделей в систему стратегического планирования позволяет учесть неопределенность и риски, неструктурированную сложность информации в контуре управления, что является залогом успеха при разработке стратегий инвестиционных решений. Кроме того, непрерывность планирования, постоянное обновление методологии, мониторинг тенденций развития отрасли, обучение персонала и внедрение современных технологий и инструментов, а также разработка и соблюдение стандартов управления способствует более эффективному управлению процессами стратегического планирования и повышению качества принимаемых решений. Применение данных подходов и методов позволяет нефтегазовым корпорациям улучшить адаптивность к изменяющимся рыночным условиям и повысить конкурентоспособность на глобальном рынке.

Таким образом, интеграция нечетких методов в стратегическое и управленческое решение в нефтегазовой отрасли представляет собой инновационный подход, способствующий более эффективному управлению и принятию решений в данной области.