Текст книги "Модели жизненного цикла"

Д. Б. Берг, Е. А. Ульянова, П. В. Добряк
Модели жизненного цикла

Введение

За последние тридцать лет в экономике обозначилась четкая тенденция значительного сокращения жизненного цикла (ЖЦ) продук-тов, которая является следствием ускорения научно-технического прогресса. Поэтому умение управлять ЖЦ продукта, способность осуществлять его разработку в кратчайшие сроки становятся важными конкурентными преимуществами.

Современные изменения технологий производства и коммуникаций, резко возросшая подвижность капитала радикально меняют отношения на рынке и ставят теорию и практику экономической науки перед новыми проблемами, которые не находят своего решения в рамках равновесного подхода и парадигмы устойчивости неоклассической теории. В современных экономических условиях их одностороннее использование неправомерно по следующим причинам 11
  Попков В. В., Берг Д. Б., Кузнецов Р. О. Эволюционное измерение стратегического банковско-го менеджмента. Екатеринбург, 2002. 320 с.


[Закрыть]:

– ускорение эволюции рынка привело к тому, что в ряде отраслей горизонт прогноза сократился до 6 месяцев – за большее время рынок успевает значительно измениться, а не прийти к равновесию;

– усиление роли положительной обратной связи;

– доказанная нерациональность поведения клиентов.

Теперь на протяжении жизни одного поколения происходят такие изменения, которые раньше требовали столетий. Необходимость принимать решения в быстро изменяющихся условиях требует новой методологии, и одной из ее составных частей является представление о жизненных циклах наблюдаемых процессов и явлений.

1. Общее представление о моделях жизненного цикла

1.1. Модель полного жизненного цикла

Термин «жизненный цикл» в настоящее время является общеупотребительным как в естественных и технических, так и в гуманитарных науках. В различных предметных словарях имеется достаточное количество определений ЖЦ, схожих друг с другом в основных чертах. Нас прежде всего интересует системотехническое определение, которое в форме модели полного ЖЦ приведено в работе В. Х. Буркова и В. А. Ирикова 22
  Бурков В. Н., Ириков В. А. Модели и методы управления организационными системами. М., 1994. C. 74.


[Закрыть]: «Модель полного жизненного цикла отдельного объекта представляет собой описание последовательности всех фаз, этапов его существования от замысла и появления («рождения») до исчезновения («отмирания»)». Для модели полного ЖЦ характерны следующие два основных свойства:

1) структура (состав этапов) модели ЖЦ не зависит от того, какой объект описывается, т. е. модель ЖЦ инвариантна по отношению к изменению типа объекта, отрасли и т. д., что делает ее универсальной и широко применимой;

2) в жизни в любой момент времени реально существует только процесс деятельности конкретных агентов по созданию конкретных результатов, и этот исходный первичный реальный процесс полностью описывается потоками моделей ЖЦ. Остальные типы моделей – это вторичное описание удобных для решения задач искусственно сконструированных надстроек над реальным процессом.

Модель полного ЖЦ организационной системы может быть представлена в форме перечня (комплекса) операций и их поэтапного выполнения (действий). Каждому этапу ЖЦ соответствуют свои управленческие решения, поэтому важно постоянно отслеживать стадии ЖЦ управляемого объекта. Модель ЖЦ может детализироваться на комплексы операций, которые могут описываться моделями различных типов 33
  Берг Д. Б. Математические модели жизненного цикла конкуренции в физических и экономических системах: дис. … д-ра физ. – мат. наук. Челябинск, 2002. С. 42.


[Закрыть]. В настоящее время используются модели ЖЦ различной детализации, некоторые из них включены в международные стандарты (например, стандарт ИСО 9000 по системам управления качеством продукции). Каждый этап модели ЖЦ (операция) описывается продолжительностью, сроками начала и окончания, результатами (технико-экономические показатели), объемом, затратами и другими характеристиками. По фиксированному набору ЖЦ с фиксированными сроками легко определить выпуск продукции, мощности, затраты ресурсов и т. д. Каждым этапом занимается соответствующая функциональная служба (снабжения, сбыта, капитального строительства и др.) 44
  Берг Д. Б. Математические модели… С. 43.


[Закрыть].

Поскольку модель полного жизненного цикла объекта всесторонне описывает его развитие, то в рамках каждого аспекта человеческой деятельности возникает своя конкретная модель ЖЦ этого объекта, являющаяся проекцией модели полного ЖЦ на специфику данного вида деятельности.

1.2. Примеры моделей ЖЦ в различных сферах человеческой деятельности

Общее определение, приведенное на с. 4, в различных сферах человеческой деятельности принимает разнообразные формы, даже при применении к близким по смыслу объектам. Наглядными примерами являются ЖЦ продукта (в маркетинге), ЖЦ инновации (нового продукта), ЖЦ изделия (в производстве). Рассмотрим их подробнее.

Жизненный цикл продукта в маркетинге.

Исчерпывающее описание жизненного цикла продукта в маркетинге дано в классической работе Ф. Котлера 55
  Котлер Ф. Основы маркетинга. М., 1991. С. 180.


[Закрыть], в соответствии с которым приводятся основные этапы ЖЦ. Типичный жизненный цикл товара представлен хорошо известной колоколообразной кривой. В этом цикле отчетливо выделяются четыре этапа.

1. Этап выведения на рынок – период медленного роста сбыта по мере выхода товара на рынок. В связи с большими затратами по выведению товара прибылей на данном этапе еще нет.

2. Этап роста – период быстрого восприятия товара рынком и быстрого роста прибылей.

3. Этап зрелости – период замедления темпов сбыта в связи с тем, что товар уже добился восприятия большинством потенциальных покупателей. Прибыли стабилизируются или снижаются в связи с ростом затрат на защиту товара от конкурентов.

4. Этап упадка – период, характеризующийся резким падением сбыта и снижением прибылей.

Понятие жизненного цикла можно применить для описания целого товарного класса (автомобили с бензиновыми двигателями), разновидности товара (автомобили с откидным верхом) или конкретной марки («мустанг»). В каждом из этих случаев понятие жизненного цикла имеет разный характер. Самый длительный цикл жизни у товарных классов. Сбыт многих товарных классов надолго задерживается в рамках этапа зрелости. И наоборот, разновидности (отдельные представители товарных классов) обычно имеют типичную кривую жизненного цикла. Такие товары, как телефоны с наборным диском и кремы-дезодоранты, проходят обычный цикл выведения на рынок, быстрого роста, зрелости и упадка.

Жизненный цикл инновации.

Любая новая технология или товар являются инновациями в соответствующих сферах деятельности.

Инновация (нововведение) – это конечный результат внедрения научных исследований или разработок в какой-либо сфере деятельности с целью изменить объект управления и получить эффект. Эффект может быть экономическим, научно-техническим, социальным и т. д. Сами научные исследования должны быть надлежащим образом оформлены (в виде методики, патента, конструкторской документации, ноу-хау и др.).

В жизненном цикле инновации выделяются следующие стадии освоения новой техники:

– этап 1 – фундаментальные научно-исследовательские работы (НИР). Цель – получение новых знаний;

– этап 2 – прикладные НИР. Цель – решение конкретной технической проблемы;

– этап 3 – опытно-конструкторские работы (ОКР). Цель – создание или усовершенствование образцов новой техники;

– этап 4 – освоение промышленного производства (нового продукта). Цель – испытание новой продукции; техническая и технологическая подготовка производства;

– этап 5 – промышленное производство.

ЖЦ изделия в стандартах серии ISO 9000.

Стандартами серии ISO 9000 (ИСО 9000–1-94) 66
  ИСО 9000-1-94. Общее руководство качеством и стандарты по обеспечению качества. URL://www.docload.ru/Basesdoc/4/4993/index.htm (дата обращения: 10.12.2012).


[Закрыть]по управлению качеством регламентированы следующие типовые стадии ЖЦ изделия:

1) маркетинг;

2) НИОКР (научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы);

3) материально-техническое снабжение;

4) подготовка и разработка производственных процессов;

5) собственно производство;

6) контроль и испытание продукции (в процессе производства и на выходе);

7) упаковка и хранение готовой продукции;

8) распределение и реализация;

9) монтаж и эксплуатация;

10) техническая помощь в обслуживании;

11) утилизация после использования.

2. Жизненный цикл экономических систем

Обобщенно ЖЦ экономических систем представляют совокупностью следующих четырех основных этапов: зарождения, роста, зрелости и упадка, заканчивающегося исчезновением системы. В различных сферах экономики данные этапы называются по-разному, нередко их рассматривают более подробно. В частности, для приведенного в п. 1.2 ЖЦ продукта в маркетинге первый этап – выведение продукта на рынок, охватывающий деятельность по разработке продукта, – традиционно разделяют на следующие основные подэтапы:

1) формирования идей;

2) отбора идей;

3) разработки замысла и его проверки;

4) разработки стратегии маркетинга;

5) анализа возможностей производства сбыта;

6) разработки товара;

7) испытания в рыночных условиях;

8) развертывания коммерческого производства.

Начнем рассмотрение моделей ЖЦ в экономических системах с исторического обзора исследований макроэкономического развития.

2.1. Цикличность макроэкономического развития:
исторический обзор

Исследованием циклов в природе и обществе ученые занимаются более двух тысячелетий, начиная с Платона, Аристотеля и других античных мыслителей (которые понимали цикл как замкнутый круг, повторение одних и тех же фаз).

Экономисты заинтересовались проблемой цикличности в начале XIX века. Впервые она была затронута в работах Ж. Сисмонди (1773–1842), К. Родбертуса-Яцегова (1805–1875), Т. Мальтуса (1766–1834). Но в то же время экономисты ортодоксального направления отвергали идею цикличности как противоречащую закону Сэя о равенстве спроса и предложения (Ж. – Б. Сэй (1767–1832)). В связи с этим в классических работах А. Смита (1723–1790), Д. Рикардо (1772–1823), Дж. Ст. Милля (1806–1873), А. Маршалла (1842–1924) явлению цикла не придается общеэкономического значения и оно рассматривается как частное.

Пристальное внимание проблеме циклов уделял К. Маркс (1818–1883). В 60-х годах XIX века им была разработана теория циклических кризисов, которая дала импульс к изучению феномена длинных волн учеными-марксистами. Для промышленных циклов продолжительностью 7–12 лет он выделил четыре основные фазы, последовательно сменяющие друг друга: оживление, подъем, депрессию и кризис.

Также К. Жуглар (1819–1905) исследовал циклы продолжительностью 7–12 лет, названные позже его именем. Он внес большой вклад в изучение природы промышленных колебаний во Франции, Великобритании и США на основе фундаментального анализа колебаний ставок процента и цен. Эти колебания совпали с циклами инвестиций, которые инициировали изменения ВНП, инфляции и занятости 77
  Чиповская И. С., Левченко Т. А. Макроэкономика: учеб. пособие. Владивосток, 2007. 224 с.


[Закрыть].

В середине XIX в. экономисты начали анализировать длинные волны в экономике. В 1847 г. англичанин Х. Кларк обратил внимание, что две мировые «экономические катастрофы» 1793 и 1847 гг. разделяет 54-летний период, и предположил, что должны существовать некие физические причины такого интервала. Англичанин В. Джевонс выявил повторяющиеся продолжительные периоды роста и снижения значений во временных рядах цен. Однако найти объяснения этому феномену ему не удалось.

Первая формулировка такого свойства капиталистической экономики, как длительные периоды спада и застоя, появилась в 1901 г. и принадлежит А. И. Гельфанду. Им было замечено, что выраженность циклических кризисов в период подъема слабее, а в период спада, наоборот, глубже и продолжительнее. Открытие новых рынков, бурный рост индустриального экономического уклада, расширение использования электричества и рост добычи золота Гельфанд считал основными причинами экономического подъема в начале ХХ в.

Последователями А. И. Гельфанда в изучении длинных волн стали голландские экономисты Я. ван Гельдерен и С. де Вольф. В 1913 г. Гельдереном была разработана теория волнообразного эволюционного движения при капитализме. Для ее создания он использовал разнообразную статистику: длинные временные ряды цен, более короткие временные ряды данных о производстве, финансовые показатели, сведения о международной торговле, занятости населения и миграции.

Однако наибольший вклад в развитие теории длинных волн внес Н. Д. Кондратьев (1892–1938). В 1925 г. он впервые опубликовал учение о больших циклах конъюнктуры, в котором изложил результаты своих исследований, касающихся динамики индексов товарных цен, процентных ставок, ренты, заработной платы, производства важнейших видов продукции для ряда развитых стран 1770–1926 г 88
  Там же. С. 29.


[Закрыть]. В результате выполненной им обработки зависимостей указанных показателей от времени методами математической статистики стали явно видны циклы экономической динамики продолжительностью 48–55 лет, каждый из которых состоит из двух фаз – повышательной и понижательной. Характер среднесрочного цикла зависит от того, на какую фазу большого он «накладывается». Если на понижательную, то фазы оживления и подъема ослабляются, а кризиса и депрессии усиливаются. На повышательной фазе наблюдается обратная динамика.

Кондратьев Н. Д. выделил 2,5 цикла (80-е гг. XVIII в. – 20-е гг. XX в.) за 140 лет. В начале повышательной фазы первой волны происходил интенсивный рост текстильной промышленности и развитие производства чугуна, существенно трансформировавший экономические и социальные условия общества. Начало повышательной фазы второй волны соответствует строительству железных дорог, освоению новых территорий, преобразованию сельскохозяйственного производства. В начале повышательной фазы третьей волны – внедрение электричества, радио и телефона, перспективы нового подъема, связанного с созданием автомобильной промышленности.

За период с 1925 г. было предложено множество теорий, объясняющих существование «длинных волн» в экономике. Теоретическая база существования больших циклов экономической конъюнктуры Кондратьева такова:

В работе Дж. Китчина 1926 г. изложено исследование так называемых коротких волн – длиной 2–4 г. – на основе изучения большого объема данных по финансовым счетам и изменчивости продажных цен при движении товарных запасов. В 1930-е гг. в США появились исследования так называемого «строительного цикла». Аналитики Дж. Риггольмен, В. Ньюмен и другие построили первые статистические индексы совокупного годового объема жилищного строительства и обнаружили в них следующие друг за другом длительные интервалы (16–25 лет) быстрого роста и глубоких спадов или застоя 99
  Чиповская И. С., Левченко Т. А. С. 27.


[Закрыть].

В 1934 г. в работе Й. Шумпетера «Теория экономического развития» впервые прозвучали идеи эволюционной экономики. Он ввел понятия кластера микрокомбинаций, стратегий поведения «новаторов» и «консерваторов» на рынке, на основании которых предложил объяснение причин долгосрочных (эволюционных) экономических изменений.

В 1946 г. С. Кузнец (1901–1985) в работе «Национальный доход» пришел к выводу о том, что показатели таких макроэкономических параметров, как потребительские расходы, национальный доход, валовые инвестиции в здания и сооружения, а также в оборудование производственного назначения, обнаруживают синхронизированные колебания с периодом около 20 лет. При этом оказалось, что в строительстве такие колебания наиболее заметны, т. к. имеют самую большую относительную амплитуду. Поэтому термин «строительный цикл» вышел из употребления сразу после публикации этой работы Кузнеца. Вместо него стали использовать термин «длинные колебания» (long swings), в отличие от кондратьевских «длинных волн» (long waves). В 1955 г. «длинные колебания» и «строительный цикл» были переименованы в «цикл Кузнеца».

Рис. 2.1. Тренд и циклические колебания реального ВВП1010
  Чиповская И. С., Левченко Т. А. С. 39.


[Закрыть]:

F – циклические колебания реального ВВП в краткосрочном периоде; T – тренд реального ВВП в долгосрочном периоде; t₁, t_n – соответственно начало и конец периода исследования; bf, dh – продолжительность цикла; bb', dd' – амплитуда циклических колебаний

В экономической литературе деловой (экономический) цикл определяют как периодические колебания уровня деловой активности, представленного реальным ВВП. На рис. 2.1 изображены цикл и тренд (trend – «тенденция»). Линия тренда сглаживает колебания реального ВВП на долгосрочном отрезке времени. Экстраполировав эту линию на будущее, можно дать прогноз тренда потенциального ВВП.

Цикл состоит из четырех основных фаз: кризиса, депрессии, оживления и подъема. Кризис проявляется в перепроизводстве товаров, сокращении кредитов и повышении ссудного процента, что приводит к понижению прибылей, падению производства, росту банковских задолженностей, банковским крахам и банкротствам предприятий 1111
  Там же. С. 24.


[Закрыть]. Во время депрессии производство остается на постоянном низком уровне, товарные излишки рассасываются, ставка ссудного процента уменьшается до минимума. Затем происходит переход к оживлению, которое характеризуется увеличением объемов производства, началом нового промышленного строительства, повышением нормы прибыли, ставки ссудного процента и заработной платы, начинается фаза подъема. Уровень ВНП превосходит высшую кризисную точку, производство начинает увеличиваться, растет занятость, товарный спрос, уровень цен и норма ссудного процента. Объем производства вновь выходит за рамки платежеспособного спроса, рынок переполняется нереализованными товарами. Начинается новый промышленный цикл 1212
  Селищев А. С. Макроэкономика. СПб., 2002. 448 с.


[Закрыть].

Кондратьевские циклы состоят из двух фаз (волн) – повышательной и понижательной. Малые циклы (8–10 лет) накладываются на большие. Согласно теории Н. Д. Кондратьева о больших циклах экономической конъюнктуры, существует закономерный механизм взаимодействия больших и средних экономических циклов. В классической теории существуют четыре «эмпирические правильности» Н. Д. Кондратьева 1313
  Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Т. 2. М., 1998. 429 с.


[Закрыть]:

– начало повышательной фазы связано с глубокими изменениями в хозяйственной жизни общества, повсеместным использованием в производственной деятельности новых технологий, интеграцией новых стран в мировое хозяйство, изменением условий денежного обращения;

– существует взаимосвязь экономических и исторических циклов – повышательные фазы циклов значительно богаче крупными социальными потрясениями и переворотами в жизни общества, чем понижательные;

– понижательные фазы оказывают особенно угнетающее влияние на сельское хозяйство.

Многие современные исследования колебательных процессов в экономике основаны на учении Н. Д. Кондратьева о больших циклах конъюнктуры.

2.2. Модель логистической динамики кумулятивных величин

Логистические (S-образные) кривые (см. рис. 2.2) используются в качестве инструмента экономического анализа, прогнозирования и моделирования поведения экономических систем 1414
  Нижегородцев Р. М. Модели логистической динамики как инструмент экономического анализа и прогнозирования//Моделирование экономической динамики. М., 1997. С. 34–51.


[Закрыть]. Процесс развития любой технологии можно описать логистической кривой, определенной дифференциальным уравнением вида

где t выражает совокупные затраты общества на развитие данной технологии (затраты времени, энергии или абстрактного общественного труда); y(t) – технологически значимый результат, достигаемый данной технологией; a – положительный постоянная (параметр «масштаба»); k₁ – нижняя граница y(t), выражающая исходные, предельно низкие возможности технологии; k₂ – технологический предел, характеризующий предельно высокие возможности технологии 1515
  Нижегородцев Р. М. Модели логистической динамики… С. 35.


[Закрыть].

Рис. 2.2. Логистическая кривая ЖЦ:

t – совокупные затраты на развитие технологии; y (t) – технологически значимый результат, достигаемый данной технологией; k₁ – предельно низкие возможности технологии; k₂ – технологический предел

Рис. 2.3. Процесс замещения технологий 1616
  Нижегородцев Р. М. Модели логистической динамики… С. 42.


[Закрыть]

Рис. 2.4. Обобщенная логистическая кривая 1717
  Там же. С. 43.


[Закрыть]

Дифференциальное уравнение (2.1) является качественным выражением действия закона взаимного перехода количественных и качественных изменений применительно к кумулятивным процессам.

Монотонное возрастание функции y (t) обусловлено тем, что с увеличением затрат на освоение и совершенствование технологии ее технологически значимый результат возрастает.

Периодически в обществе совершается технологический скачок (рис. 2.3). При этом производственный потенциал замещаемой технологии и временной резерв ее конкурентоспособного развития определяется путем сравнения ее технологического предела с пределом замещающей технологии. Разность этих пределов служит количественной мерой данного технологического скачка. Если пределы близки, то вероятно, что скоро последует новый технологический скачок. Если это не так, то можно предположить, что замещающая технология находится далеко от своих предельных возможностей и субъектам хозяйствования нет необходимости совершать очередной технологический рывок.

Развивающаяся экономическая система является многоукладной, но можно выделить ведущий технологический уклад. Процесс эволюционных качественных изменений в развитии системы производственных сил, результатом которого является смена ведущего технологического уклада, называется технологическим сдвигом.

Процесс развития технологического уклада описывается обобщенной логистической кривой (рис. 2.4). В начале жизненного цикла технологического уклада значительные затраты на его развитие дают незначительные результаты (первый пологий участок логистической кривой). Затем, по мере развития и практического освоения соответствующих технико-технологических принципов, небольшие затраты начинают приносить значительный эффект, и кривая круто поднимается. Далее, по мере приближения технологий данного уклада к своим технологическим пределам, этот технологический уклад вновь выходит на пологий участок кривой, и никакие вложения в его развитие уже не способны принести значительный эффект 1818
  Нижегородцев Р. М. Модели логистической динамики… С. 41.


[Закрыть].

Жизненный цикл технологического уклада продолжается примерно 100 лет. За это время происходит два подъема (рис. 2.4): первая восходящая волна приходится на начало развития технологического уклада и обусловлена внутренними причинами, вызванными закономерностями предложения новых технологий. Второй подъем приходится на начало второй половины жизненного цикла, когда экономические отношения в обществе уже трансформировались в достаточной степени, чтобы воспринять технологические нововведения. Этот подъем обусловлен экономическими причинами, внешними по отношению к развитию технологической основы производства, и выражает готовность общества к внедрению инноваций и закономерное возрастание общественного спроса на них. Два толчка в развитии технологического уклада (эндогенный и экзогенный) выражают количественную динамику поступательно-циклических процессов.

Существуют также разностные формы логистического уравнения. Общая форма

представляет собой одномерную нелинейную систему с обратной связью.

Логистическое уравнение с задержкой

где x_t – переменная; a – константа.

Это уравнение демонстрирует поведение, называемое бифуркацией 1919
  Бифуркация в синергетике – скачкообразный переход системы в качественно новое состояние по мере накопления в ней количественных изменений.


[Закрыть]Хопфа, т. е. переходом от точечного аттрактора 2020
  Аттрактор – относительно устойчивое состояние динамической системы, к которому «сходятся» различные ее траектории, определяемые различиями начальных условий.


[Закрыть]к предельному циклу. Текущая величина x зависит от двух предшествующих значений. На графике получим точечный аттрактор.