Оптимальная ставка налога, имитационное моделирование

Лабораторная работа № 1

Оптимальная ставка налога, имитационное моделирование

Цель работы: исследовать зависимость поступлений в бюджет от величины налоговой ставки; методами имитационного моделирования найти оптимальную ставку налогообложения прибыли

 

Теоретические сведения

Определение проблемы

Бизнес жалуется, что налоговое бремя велико, поэтому и налоговые ставки надо уменьшить. Экономисты утверждают, что большие налоги сдерживают развитие экономики, а… Проблема. Теория и практика не знают величину приемлемой для всех налоговой ставки.

Лабораторная модель

Выделение проблемной системы (объекты и функции)

Законодатель объявляет ставку налога.

Бюджет получает налоговые отчисления от прибыли предприятий.

Предприятия по налоговой ставке на прибыль отчисляют средства и бюджет.

Описательная модель

Государство объявляет ставку налога на прибыль и получает от фирм средства в бюджет. Фирмы обладают собственным капиталом, производят прибыль, отчисляют по налоговой ставке средства в бюджет. Постналоговая прибыль как нераспределенная прибыль полностью включается в собствен­ный капитал фирмы. Дивиденды не выплачиваются, никаких других отчис­лений от прибыли не производится. Вся прибыль распределяется только на два потока: в бюджет, а остаток - в собственный капитал банка.

Математическая модель

Сумма налоговых поступлений в бюджет за моделируемый период представлена формулой

,

где BDt - сумма поступивших в бюджет средств от начала моделирования к концу года t, грн;

t - время, год. Для запасов этот момент - конец года, для потоков это интервал времени определенного года;

tf - последний (final) год моделирования;

tb - начальный (begin) интервал моделирования;

PRFt - доналоговая прибыль (profit), полученная предприятием за год t, грн./год;

TXRT - ставка налога на прибыль (tax rate).

Капитализируемый предприятием за период моделировния остаток прибыли:

Прибыль за t год:

PRFt = CPt * RN ,

где RN - рентабельность капитала предприятия. Задается как параметр предприятия, исходное данное.

Метод решения

Исходные данные для параметров, переменных и показателей модели.В качестве исходных данных задаются числовые значения: налоговой ставки,… Средства управления экспериментомвключают программы автоматического ввода… Техника выполнения. Устанавливать для предприятий различные ставки налогов, измерять поступления в бюджет и…

Анализ результатов

Чем выше рентабельность банка, тем ярче выражена оптимальная став­ка налогообложения. С ростом рентабельности оптимальная ставка умень­шается, стремясь к фиксированной величине, на нашем графике, примерно, к 23 %. Более отчетливо движение оптимальной ставки видно в таблице, где максимальные поступления в бюджет окружены рамками.

Возможные управленческие решения

Анализ результатов имитации будет неожиданным для стран с прогрес­сивным налогообложением сверхприбылей корпораций: чем выше рента­бельность, тем выгоднее бюджету уменьшить ставку налога. Фирмы с низ­кой рентабельностью целесообразно облагать более высокими налогами. Выбраковывать, как это делает крестьянин с малопродуктивным скотом, а заводы - с неэффективным оборудованием. Разумеется, урожай не собира­ют, пока он не созрел, и молодым фирмам необходим льготный период.

Контрольные вопросы

1. Почему актуальна проблема проектирования налоговых ставок?

2. Сформулировать цель работы.

3. Написать и пояснить формулу налоговых поступлений в бюджет.

4. Написать и пояснить формулу вычисления прибыли предприятия.

5. Написать и пояснить формулу вычисления капитала предприятия.

6. Рассказать о структуре и функциях элементов компьютерной модели.

7. Перечислить исходные данные для параметров, переменных и показа­телей модели.

8. Перечислить средства управления экспериментом и отображения ре­зультатов.

9. Объяснить графики зависимости поступлений в бюджет от изменения ставки налога на прибыль.

10. Объяснить графики изменения оптимальной ставки налога для пред­приятий различной рентабельности.

11. Какие ставки налога на прибыль предприятий установили бы вы?

 

Индивидуальные задания

Задание 1.Однофакторный имитационный эксперимент

Исследовать зависимость налоговых поступлений в бюджет (BD) за фиксированный период времени от величины налоговой ставки на прибыль предприятий TXRT.

Вариант №1      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №2      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №3      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №4      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №5      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №6      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №7      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №8      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №9      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №10      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №11      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №12      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №13      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №14      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность
Вариант №15      
Начальный капитал Ставка налога
Количество лет Рентабельность

 

Задание 2.Двухфакторный имитационный эксперимент

Исследовать зависимость бюджетно-оптимальной ставки от эффектив­ности работы фирмы. В качестве показателя эффективности выберем рентабельность, т. е. от­ношение доналоговой прибыли к капиталу.

Изменяя ставку налога и рентабельность, заданную в задании 1 на -15%,
-10%, -5%, 0%, +5%, +10%, +15% рассчитать поступления в бюджет за указанный период. Построить графики зависимости поступлений в бюджет от ставки налога и рентабельности бизнеса.


 

Лабораторная работа № 2 Оптимальные бизнес-планы, план по продукции, технология оптимизации

Цель работы: научиться составлять наилучший (оптимальный) план производства про­дукции с учетом ограниченного обеспечения материальными ресурсами; освоить методику и технологию оптимизации планов в табличном про­цессоре Excel с помощью программы Поиск решения (Solver).

Теоретические сведения

Определение проблемы

Составили прекрасный план производства продукции, но не учли объ­емы запасов материалов и комплектующих на складах и ограниченные воз­можности… Перенастроили линию на серию индикаторов стадии наркоза. Выполни­ли две трети… На автомобильном заводе сборочный конвейер работает "с колес". Не учли возможностей поставщиков. На разные…

Выделение проблемной системы

При разработке плана уточняется цель производства: максимизация прибыли, максимизация реализации, снижение затрат и пр. Возможные объемы производства зависят от обеспеченности тремя ви­дами… Для небольшой лабораторной модели выбирается проблемная система, включающая номенклатуру продукции с искомыми…

Лабораторная модель

Табличная модель

Таблица 2.1 Плановики, разрабатывая план производства продукции, располагают номенклатуру в первом столбце, как это принято в…

Математическая модель

Введем обозначения: і - номер строки, ресурса; j - номер столбца, продукта;

Настройка экономико-математической модели

Для обработки таблицы Excel оптимизатором необходимо вызвать его диалоговое окно Поиск решения (рис. 2.1) и настроить экономико-математическую модель. Отличие экономико-математической постановки задачи оптимизации в табличном процессоре от традиционной экономико-математической постановки состоит в том, что в формулах задаются не символьные обозначения переменных и параметров, а координаты ячеек таблицы, в которых хранятся эти переменные. Excel позволяет писать в формулы символьные имена ячеек, но программа Поиск решения в 70 % случаев имена не воспринимает. Приходится использовать координатные ссылки на ячейки.

Диалоговое окно Поиск решения

Рис. 2.1. Диалоговое окно Поиск решения Поле Установить целевую ячейку служит для указания целевой ячейки, значение которой необходимо максимизировать,…

Ввод и редактирование ограничений

Диалоговые окна изменения и добавления ограничений одинаковы, рис. 2.2.

Рис. 2.2. Диалоговое окно Изменение ограничения

 

В поле Ссылка на ячейку вводится адрес или имя ячейки или диапазона, на значения которых накладываются ограничения.

Выберите из раскрывающегося списка условный оператор, который не­обходимо разместить между ссылкой и ее ограничением. Это знаки опера­торов: не более, не менее, равно и т. д.

В поле Ограничения введите число, формулу или имя ячейки или диа­пазона, содержащих или вычисляющих ограничивающие значения.

Чтобы приступить к набору нового условия, нажмите кнопку Добавить.

Чтобы вернуться в диалоговое окно Поиск решения, нажмите кнопку ОК.

Настройка параметров алгоритма и программы

Рис. 2.3. Диалоговое окно Параметры поиска решения  

Вычисления и результаты решения задачи

Программа начинает работать, в строке сообщений (слева внизу листа) появляется сообщение Постановка задачи... Ваша таблица с моделью и па­раметрами… Чтобы прервать поиск решения, нажмите клавишу Esc. Microsoft Excel пересчитает… По окончании счета появляется диалоговое окно Результаты поиска ре­шения (рис. 2.4).

Просмотр промежуточных результатов поиска решения

Режим пошагового решения задач используется при отладке моделей. В диалоговом окне Поиск решения нажмите кнопку Параметры.

Чтобы получить возможность просмотра текущих значений влияющих ячеек каждой итерации, установите флажок Показывать результаты итера­ций, нажмите кнопку ОК, а затем кнопку Выполнить.

На экране появится диалоговое окно Текущее состояние поиска реше­ния (рис. 2.5), а влияющие ячейки листа изменят свои значения.

Рис. 2.5. Диалоговое окно Текущее состояние поиска решения

 

Чтобы остановить поиск решения и вывести на экран диалоговое окно Результаты поиска решения, нажмите кнопку Стоп.

Чтобы выполнить следующую итерацию и просмотреть ее результаты, нажмите кнопку Продолжить.

Итоговые сообщения процедуры поиска решения

Решение найдено. Все ограничения и условия оптимальности выполнены. Все ограничения соблюдены с установленной точностью, и найдено за­данное… Поиск свелся к текущему решению. Все ограничения выполнены.

Компьютерный поиск оптимального плана

Проверить настройку модели в диалоговом окне (рис. 2.1). Цель - получение наибольшей прибыли, ячейка D18. Изменяемые данные в диапазоне D9:F9. Это количество выпускаемых изделий каждого вида

Анализ результатов и решения менеджера

Полностью израсходованы динамики в количестве 800 шт. Полностью израсходованы электронные платы в количестве 600 шт. Ограничения по этим ресурсам… В то же время почти на 30 % выше плановой потребности запасы на складе по… Конечно, после оценки возможностей и вариантов снабженцев план не­сколько раз надо пересчитать. Программа оптимизации…

Контрольные вопросы

1. Почему актуальна проблема оптимального планирования выпуска про­дукции с учетом ограничений по ресурсам?

2. Сформулировать цель лабораторной работы.

3. Перечислить объекты проблемной системы.

4. Пояснить структуру плановой таблицы.

5. Перечислить исходные данные, переменные и результирующие показа­тели модели.

6. Дать краткую характеристику программы оптимизации Поиск решения.

 

Индивидуальные задания

Составить наилучший (оптимальный) план производства про­дукции с учетом ограниченного обеспечения материальными ресурсами; провести анализ полученных результатов и предложить управленческие решения.

ВАРИАНТ 1

Предприятие электронной промышленности выпускает две модели радиоприемников, причем каждая модель производится на отдельной технологической линии. Суточный объем производства первой линии –60 изделий, второй линии –75 изделий. На радиоприемник первой модели расходуется 10 однотипных элементов электронных схем, на радиоприемник второй модели –8 таких же элементов. Максимальный суточный запас используемых элементов равен 800 единицам. Прибыль от реализации одного радиоприемника первой и второй моделей равна 30 и 20 долларов соответственно. Определить оптимальный суточный объем производства первой и второй моделей.

ВАРИАНТ 2

Процесс изготовления двух видов промышленных изделий состоит в последовательной обработке из них на трех станках. Время использования этих станков для производства данных изделий ограничено 10-ча-сами в сутки. Время обработки и прибыль от продажи одного изделия каждого вида приведены в табл. Найти оптимальный объем производства изделий каждого вида.

Изделие Время обработки одного изделия Мин Удельная прибыль, $
Станок 1 Станок 2 Станок 3

 

ВАРИАНТ 3

Фирма имеет возможность рекламировать свою продукцию, используя местные радио и телевизионную сеть. Затраты на рекламу в бюджете фирмы ограничены суммой $1000 в месяц. Каждая минута радиорекламы обходится в $5, а каждая минута телерекламы –в $100.Фирма хотела бы использовать радиосеть, по крайней мере, в два раза чаще, чем телевидение. Опыт прошлых лет показал, что объем сбыта, который обеспечивает каждая минута телерекламы, в 25 раз больше объема сбыта, обеспечиваемого одной минутой радиорекламы. Определить оптимальное распределение ежемесячно отпускаемых средств между радио- и телерекламой.

 

ВАРИАНТ 4

Фирма производит два вида продукции – А и В. Объем сбыта продукции А составляет не менее 60% общего объема реализации продукции обоих видов. Для изготовления продукции А и В используется одно и тоже сырье, суточный запас которого ограничен величиной 100 кг. Расход сырья на единицу продукции А составляет 2 кг, а на единицу продукции В – 4 кг. Цены продукции А и В равны 20 и 40 долларов соответственно. Определить оптимальное распределение сырья для изготовления продукции А и В.

 

ВАРИАНТ 5

Фирма выпускает ковбойские шляпы двух фасонов (А и В). Трудоемкость изготовления шляпы фасона А вдвое выше трудоемкости изготовления шляпы фасона А вдвое выше трудоемкости изготовления шляпы фасона В. Если бы фирма выпускала только шляпы фасона А, суточный объем производства мог бы составить 500 шляп. Суточный объем сбыта шляп обоих фасонов ограничен диапазоном от 150 до 200 штук. Прибыль от продажи шляпы фасона А равна $8, а фасона В -$5.Определить, какое количество шляп каждого фасона следует изготовить, чтобы максимизировать прибыль.

 

ВАРИАНТ 6

Изделия четырех типов проходят последовательную обработку на двух станках. Время обработки одного изделия каждого типа на каждом из станков приведено в табл.

Станок Время обработки одного изделия, ч
Тип 1 Тип 2 Тип 3 Тип 4

Затраты на производство одного изделия каждого типа определяются как величины, прямо пропорциональные времени использования станков (в машино-часах).Стоимость машино-часа составляет 10 и 15 долларов для станков 1 и 2 соответственно. Допустимое время использования станков для обработки изделий всех типов ограничено следующими значениями: 500 машино-часов для станка 1 и 380 машино-часов для станка 2. Цены изделий типов 1,2,3 и 4 равны 65,70,55 и 45 долларов соответственно. Составить план производства, максимизирующий чистую прибыль.

 

ВАРИАНТ 7

Завод выпускает изделия трех моделей (l, ll и lll). Для их изготовления используются два вида ресурсов (А и В), запасы которых составляют 4000 и 6000 единиц. Расходы ресурсов на одно изделие каждой модели приведены в табл.

Ресурс Расход ресурса на одно изделие данной модели
I II III
А В

Трудоемкость изготовления изделия модели I вдвое больше, чем изделия модели II, и втрое больше, чем изделия модели III. Численность рабочих завода позволяет выпускать 1500 изделий модели I. Анализ условий сбыта показывает, что минимальный спрос на продукцию завода составляет 200, 200 и 150 изделий моделей I, II и III соответственно. Однако соотношение выпуска изделий моделей I, II и III должно быть равно 3:2:5. Удельная прибыль от реализации изделий моделей I, II и III составляет 30, 20 и 50 долларов соответственно. Определить выпуск изделий, максимизирующий прибыль.

 

ВАРИАНТ 8

Требуется распределить имеющиеся денежные средства по четырем альтернативным вариантам. Игра имеет три исхода. В табл. приведены размеры выигрыша (или проигрыша) на каждый доллар, вложенный в соответствующий альтернативный вариант, для каждого из трех исходов. У игрока имеется 500$, причем использовать их в игре можно только один раз. Точный исход игры заранее неизвестен. Учитывая эту неопределенность, распределить деньги так, чтобы максимизировать минимальную отдачу от этой суммы.

Исход Выигрыш или проигрыш на каждый доллар, вложенный в данный вариант
-3 -3 -9 -7 -10

 

ВАРИАНТ 9

Небольшая фирма выпускает два вида автомобильных деталей (А и В). Для этого она закупает литье, подвергаемое токарной обработке, сверловке и шлифовке. Данные, характеризующие производительность станочного парка фирмы, приведены в табл.

Станки Деталь А, шт./ч Деталь В, шт./ч
Токарный 25 40 Сверильный 28 35 Шлифовальный 35 25

Каждая отливка, из которой изготовляют деталь А, стоит $2.Стоимость отливки для детали В -$3. Продажная цена деталей равна, соответственно, 5 и 6 долларов. Стоимость часа станочного времени составляет по трем типам используемых станков 20, 14 и 17,5 долларов соответственно. Предполагая, что можно выпускать для продажи любую комбинацию деталей А и В, нужно найти план выпуска продукции, максимизирующий прибыль.

 

ВАРИАНТ 10

Бролейное хозяйство птицеводческой фермы насчитывает 20000 цыплят, которые выращиваются до 8-недельного возраста и после соответствующей обработки поступают в продажу. Хотя недельный рацион цыплят зависит от их возраста, в дальнейшем будем считать, что в среднем (за 8 недель) он составляет 1 фунт. Для того чтобы цыплята достигли к восьмой неделе необходимого веса кормовой рацион должен удовлетворять определенным требованиям по питательности. Этим требованиям могут соответствовать смеси различных видов кормов или ингредиентов. Ограничим наше рассмотрение только тремя ингредиентами: известняком, зерном и соевыми бобами. В табл. приведены данные, характеризующие содержание (по весу) питательных веществ в каждом из ингредиентов и удельную стоимость каждого ингредиента.

Ингредиент Содержание питательных веществ, фунт/фунт ингредиент Стоимость $/фунт     0,04 0,15 0,4  
    Известняк Зерно Соевые бобы Кальций Белок Клетчатка
0,38 0,001 0,002 - 0,09 0,5 - 0,02 0,08

Смесь должна содержать:

- Не менее 0,8%, но и не более 1,2% кальция

- Не менее 22% белка

- Не более 5% клетчатки

Необходимо определить количество каждого из трех ингредиентов, образующих смесь минимальной стоимости, при соблюдении требований к общему расходу кормовой смеси и ее питательности.

 


 

Лабораторная работа № 3

Выбор поставщиков, план перевозок, транспортная задача

Цель работы: научиться составлять наилучший (оптимальный) план перевозок от по­ставщиков к потребителям с учетом ограниченных ресурсов поставщи­ков и известной потребности потребителей; освоить методику и технологию оптимизации планов в Excel с помощью средства Поиск решения.

 

Теоретические сведения

Выделение проблемной системы

В проблемную систему включаем следующие объекты и показатели: перечень потребителей и объемы их потребностей, перечень возможных поставщиков и их возможности по объемам поставок, затраты на поставку единицы груза от каждого поставщика к каждому потребителю, критерий – общие плановые затраты на доставку всех грузов от всех поставщиков ко всем потребителям.

Постановка задачи

Необходимо определить объемы перевозок между каждым заводом и складом в соответствии с потребностями складов и производственными мощностями заводов,… Лабораторная модель. Табличная модель Обычно план перевозок составляется в виде таблицы. Вначале структу­ра документа вчерне составляется на бумаге или…

Математическая модель

n — количество поставщиков; m - количество потребителей; і - номер строки, поставщика, 1..n;

Формулы табличной модели

После составления плановой таблицы необходимо связать показатели формулами для вычислений. Представление формул и чисел исходных дан­ных дано на рис. 3.2.

 

Рис. 3.2. Формулы табличной модели

 

Мы суммируем все поставки от каждого завода в диапазоне В8:В10, чтобы проконтролировать, что они не превысят мощность заводов в диапа­зоне В16:В18. Также суммируем объемы поставок потребителям от всех заводов в строке 12, чтобы проконтролировать, что они не меньше заказов по­требителей в строке 14.

В строке 20 мы умножаем матрицу плана объемов перевозок на матрицу стоимости перевозок и суммируем затраты в целевой ячейке В20.

Компьютерный поиск оптимального плана

Математическая постановка задачи для оптимизатора) В диалоговое окно Поиск решения, в поле целевой ячейки, вводим ее адрес В20. В…

Анализ результатов и решения менеджера

На рис. 3.1 дано оптимальное решение, найденное программой Поиск решения. Получен план перевозок с наименьшими затратами. Удовлетворе­ны все ограничения.

По Уралу и Украине использованы мощности заводов полностью, по Белоруссии это не так. При долгосрочных связях плановик, менеджер могут предложить на будущее увеличить мощности заводов на Урале и Украине и уменьшить их в Белорусии. Затраты на транспортировку уменьшатся.

 

Контрольные вопросы

1. Почему актуальна проблема оптимального плана перевозок?

2. Сформулировать цель работы.

3. Перечислить объекты проблемной системы.

4. Пояснить структуру плановой таблицы.

5. Перечислить исходные данные, переменные и результирующие показа­тели модели.

6. Дать краткую технологию решения транспортной задачи в программе Excel Поиск решения.

 

Индивидуальные задания

Составить наилучший (оптимальный) план перевозок от по­ставщиков к потребителям с учетом ограниченных ресурсов поставщи­ков и известной потребности потребителей; провести анализ полученных результатов и предложить управленческие решения.

Транспортная задача. Имеются n пунктов производства и m пунктов распределения продукции. Стоимость перевозки единицы продукции с i-го пункта производства в j-й центр распределения cij приведена в таблице, где под строкой понимается пункт производства, а под столбцом – пункт распределения. Кроме того, в этой таблице в i-й строке указан объем производства в i-м пункте производства, а в j-м столбце указан спрос в j-м центре распределения. Необходимо составить план перевозок по доставке требуемой продукции в пункты распределения, минимизирующий суммарные транспортные расходы.

ВАРИАНТ 1

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 2

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 3

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 4

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 5

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 6

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 7

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 8

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 9

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
Объемы потребления  

 

ВАРИАНТ 10

  Стоимость перевозки единицы продукции Объемы производства
 
 
 
 
 
Объемы потребления  

 


 

Лабораторная работа № 4

Планирование численности персонала

Цель работы: научиться оптимально планировать постоянные штатные бригады для обслуживания неравномерного известного календарного спроса, обеспечивая каждому работнику два смежных выходных дня и минимизи­руя численность всего персонала и затраты на заработную плату; освоить методику и технологию оптимизации планов в Excel с помо­щью программы Поиск решения (Solver).

 

Теоретические сведения

Лабораторная модель

В проблемную систему включаем следующие объекты и показатели:

• персонал;

• бригады, включающие персонал;

• спрос на услуги или товары или конкретное количество сотрудников, необходимое для удовлетворения спроса;

• ограничения по условиям работы в виде потребности в двух последова­тельных выходных днях;

• цель менеджмента - выполнение работ при минимальных расходах на заработную плату персонала.

Описательная модель

Зарплата всех сотрудников принята одинаковой. Необходимо опреде­лить требуемое количество постоянных работников в каждой бригаде для удовлетворения спроса на работы при минимальных расходах на зарплату и минимальном количестве работников, если зарплата у всех одинакова.

Табличная модель

Рис. 4.1.  

Математическая модель

п - количество бригад; і - номер бригады; Хі - искомое плановое количество работников в і-той бригаде;

Формулы табличной модели

Рис. 4.2.  

Управление экспериментами

Осуществляется с помощью программы оптимизации Поиск решения. Изменяемыми данными являются количество работников в бригадах. Для расширения экспериментов, где есть над чем подумать менеджеру по персоналу, можно менять дневную зарплату, динамику прогноза потребностив персонале, вводить в качестве ограничений дополнительные условия в рабочий календарь и др.

Компьютерный поиск оптимального плана

  Рис. 4.3. Диалоговое окно Поиск решения с координатно-математической моделью задачи планирования персонала

Таблица 4.1

Параметр задачи Ячейки Пояснения
Результат D20 Цель - минимизация расходов на оплату труда
Изменяемые данные D7:D13 Число работников в группе
Ограничения D7:D13 >= 0 Число работников в группе не может быть отрицатель­ным
  D7:D13=цeлое Число работников должно быть целым
  F15:L15>=F17:L17 Число ежедневно занятых работников не должно быть меньше ежедневной потребности
Вариант графика Строки 7-13 1 означает, что данная группа в этот день работает

 

После настройки модели и установки параметров алгоритма нажимаем кнопкуВыполнить окна Поиск решения. Через секунду оптимальное реше­ние готово.

В рис. 4.1 дано оптимальное решение, найденное программой. Получен план комплектования бригад с наименьшим фондом зарплаты. Удовлетворены все ограничения. Выбор линейной модели в диалоговом окне параметров ускоряет получение результата.

Далее следует провести следующую серию экспериментов. Несколько раз выполнить оптимизацию, каждый раз сохраняя найденное решение. Общее минимальное количество работников в штате будет оста­ваться неизменным, но план по составу бригад почти в каждом эксперименте будет различен. Это, вероятно, связано со спецификой ггрн.ости решения целочисленных задач, регулируемого параметром Допустимое отклонение, минимальное значение которого ограничено в программе Поиск решения одним процентом.

Расширить права, увеличив ограничения

Чтобы расширить права работников на выходные, менеджер персонала по согласованию с профсоюзом должен ввести в модель дополнительные ограничения. Они… Вызвать команду меню Сервис>Поиск решения. Появляется диалоговое окно…

Анализ результатов

Составить оптимальный план персонала вручную даже на компьютере трудоемко, долго, практически невозможно. Программа оптимального целочисленного программирования составляет оптимальный план за секунды. Оптимальный план обеспечивает минимальный фонд зарплаты персона­жа и выполнение календарного объема работ. При одинаковой зарплате сотрудников также обеспечивается минимальный штат персонала.

Предложение в отдельные дни всегда превышает спрос. Есть резервы снижения затрат на содержание персонала. Но уже надо использовать, другие средства менеджера персонала. Например, нанимать на пиковые дни студентов и среди недели предоставлять им выходные учебные дни и др.

 

Контрольные вопросы

1. Почему актуальна проблема планирования численности персонала при неравномерном календарном спросе на персонал?

2. Сформулировать цели работы.

3. Перечислить объекты проблемной системы.

4. Пояснить структуру плановой таблицы.

5. Перечислить исходные данные, переменные и результирующие показа­тели модели.

6. Дать краткую характеристику технологии решения задачи планирова­ния численности персонала в программе Excel Поиск решения.

 

Индивидуальные задания

1. Составить оптимальный план постоянных штатов бригад для обслуживания неравномерного известного календарного спроса, обеспечивая каждому работнику два смежных выходных дня и минимизи­руя численность всего персонала и затраты на заработную плату.

2. Для расширения прав работников на выходные, ввести дополнительное ограничение на выходные дни: группа (бригада) с субботне-воскресным выходным днем должна состоять из N человек.

3. Добавить условие двукратного увеличения заработной платы для работающих в выходные дни.

 

Вариант №1

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=4

Вариант №2

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=5

Вариант №3

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=7

Вариант №4

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=6

Вариант №5

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=5

Вариант №6

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=4

Вариант №7

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=7

Вариант №8

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=4

Вариант №9

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=6

Вариант №10

Дни работы бригад Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
Потребность в работниках

N=5


 

Лабораторная работа № 5

Оптимальный план затрат на рекламу

Цель работы: научиться планировать оптимальные объемы затрат на рекламу для увеличения объема продаж и получения наибольшей прибыли; освоить методику и технологию оптимизации планов в Excel с помощью программы Поиск решения.

 

Теоретические сведения

Постановка задачи

Определение проблемной системы. Предварительно проблемная систе­ма должна включать: · планируемые показатели сокращенного баланса расходов, доходов и прибыли… · модели (формулы) причинно-следственных связей объемов продаж, до­ходов и прибыли в зависимости от затрат на…

Формулы табличной модели

После составления плановой таблицы необходимо связать причинно-следственные показатели формулами для вычислений. Представление фор­мул и чисел исходных данных дано в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Если в ячейки введены числа, то это исходные (внешние, экзогенные) данные. Если в ячейке формула, то это вычисляемый (эндогенный) показатель. Свод формул с пояснениями дан в табл. 5.3.

Управление экспериментами

Осуществляется вручную или с помощью Таблицы подстановок и программы оптимизации Поиск решения. Управляющими данными являются суммы затрат на рекламу в ячейке В11. Управление осуществляется с целью максимизации прибыли в ячейке В15.

Для расширения экспериментов можно менять число периодов планирования, динамику прогноза фиксированных расходов, цены и себестои­мость, вводить ограничения для показателей и др.

Таблица 5.3

Задание 1. Предварительный анализ элементов модели

Прогнозиста и плановика всегда преследует препротивное ощущение неуверенности. Будущее однозначно непредсказуемо. Но они его предска­зывают, готовят варианты решений. Менеджеры принимают решения. Вы спроектировали плановую таблицу, но вы не уверены, достаточно ли факто­ров включено в модель, правильно ли отражены причинно-следственные связи в модельных формулах элементов. Вы не математик. Вы экономист. Даже при наличии готовой формулы вы не чувствуете поведение показате­лей. Будет ли показатель иметь экстремум? Встретим ли мы унимодальность или многоэкстремальность? Насколько сильно влияние факторов? Поэтому плановик, чтобы почувствовать модель, проверяет поведение ее отдельных элементов и показателей.

Зависимость продаж от затрат на рекламу

где С – сезонная поправка; РР – расходы на рекламу. Чтобы понять и почувствовать силу влияния факторов, лучше воспользоваться графиком.

Зависимость прибыли от затрат на рекламу

Методом построения прогрессии заполним строку затрат на рекламу в табл. 5.4. Каждое число копируем в ячейку рекламы табл. 5.1 и после пере­счета… Таблица 5.4 Затраты на рекламу, грн. …

Программный поиск оптимального плана на один период

Для поиска оптимального плана использовать программу Excel Поиск решения. В меню Сервис выполните команду Поиск решение. Появиться диалоговое окно (рис.5.4)

Рис. 5.4. Диалоговое окно Поиск решения однопериодной оптимизации без ограничений

 

Задайте В15 (прибыль за 1-й квартал) в поле Установить целевую ячейку. Выберите поиск наибольшего значения и укажите в качестве изменяе­мой ячейки В11 (расходы на рекламу в 1-м квартале). Запустите процесс поиска решения.

В процессе решения задачи в строке состояния будут отображаться со­общения. Через некоторое время появится сообщение о том, что решение найдено. В соответствии с найденным решением (табл. 5.1), затратив 17 093 грн. на рекламу в 1-м квартале, можно получить наибольшую при­быль, которая составит 15 093 грн. Это решение точнее полученного ранее графического решения.

Задание 3. Разработка многоэтапного оптимального плана без ограничений

После того как вы освоили одноэтапную, статическую оптимиза­цию плана, можно перейти к многоэтапной, динамической оптимизации и определить бюджет на рекламу в каждом квартале, соответствующий наибольшей сумме годовой прибыли. Форма поквартального годового плана представлена в табл. 5.5.

Таблица 5.5

 

Формулы таблицы поквартального годового плана представлены в табл.5.6.

В табл. 5.6 формулы по кварталам идентичны, поэтому для компактно­сти таблицы не отображены 3-й и 4-й кварталы.

Таблица 5.6

 

Программный поиск оптимального плана

После того как студенты попытались составить оптимальный план вручную и убедились, что это почти невозможно, предлагается составить оптимальный план с помощью программы оптимизации Поиск решения.

Настройка модели в окне Поиск решения

Задайте F15 (общая прибыль за год) в поле Установить целевую ячейку Выберите поиск максимального значения. Задайте в качестве изменяемых ячеек… Рис. 5.5. Окно настройки модели оптимизации

Задание 4. Оптимальный план с ограничением бюджета рекламы

Наиболее близкие к жизни модели учитывают также ограничения, на­кладываемые на те или иные величины. Эти ограничения могут относиться к ячейкам результата, ячейкам изменяемых данных или другим величинам, используемым в формулах для этих ячеек. Итак, бюджет покрывает расхо­ды на рекламу и обеспечивает получение прибыли, однако наблюдается тенденция к уменьшению эффективности вложений. Поскольку нет гаран­тии, что данная модель зависимости прибыли от затрат на рекламу будет работать в следующем году (учитывая существенное увеличение затрат), целесообразно ввести ограничение расходов, связанных с рекламой. Предпо­ложим, что расходы на рекламу за 4 квартала не должны превышать 40 000 грн. Добавим в рассмотренную задачу соответствующее ограничение.

Настройка модели в окне Поиск решения

Рис. 5.6. Окно настройки модели оптимизации с ограничением  

Изменение ограничений

В меню Сервис выберите пункт Поиск решения. В списке Ограничения уже задано ограничение $F$11<=40 000. Нажмите кнопку Изменить. Изме­ните в поле… Найденное решение представлено в табл. 5.9. Прибыль равна 74 817 грн., что на… Таблица 5.9

Анализ результатов

Составить оптимальный план инвестиций в рекламу вручную даже на компьютере трудоемко, долго, практически невозможно. Компьютерная программа оптимального математического программирования составляет план за секунды.

Анализ быстро получаемых вариантов плана позволяет менеджеру ос­мыслить и прочувствовать влияние ряда факторов на показатели плана, по­лучить дополнительную прибыль за счет разработки научно обоснованного оптимального варианта плана.

 

Контрольные вопросы

1. Почему актуальна проблема оптимального планирования затрат на рек­ламу продукции?

2. Сформулировать цели работы.

3. Перечислить объекты проблемной системы.

4. Пояснить структуру плановой таблицы.

5. Перечислить исходные данные, переменные и результирующие показа­тели модели.

6. Пояснить формулы плановой таблицы.

7. Дать краткую характеристику технологии решения задачи планирова­ния затрат на рекламу в программе Excel Поиск решения.

 

Индивидуальные задания

1. Изучить зависимость продаж х и прибыли от затрат на рекламу. Построить соответствующие графики зависимостей.

2. Определить бюджет на рекламу в каждом квартале, соответствующий наибольшей сумме годовой прибыли.

3. Составить оптимальный план бюджета рекламы в каждом квартале, соответствующий наибольшей сумме годовой прибыли, при ограничении расходов на рекламу в сумме N грн.

Вариант №1

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 0,8 1,2 1,3 0,9
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №2

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 0,7 1,0 0,9 1,1
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №3

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 0,9 1,1 0,9 1,2
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №4

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 0,8 1,2 1,3 0,9
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №5

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 0,7 1,0 0,9 1,1
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №6

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 0,75 1,1 1,1 0,8
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №7

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 1,25 0,9 0,9 1,4
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №8

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 1,1 0,7 0,6 1,2
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №9

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 0,8 1,1 1,3 0,8
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

Вариант №10

  I квартал II квартал III квартал IV квартал
Сезонность 0,9 1,1 1,2 0,8
Расходы на торговый персонал
Объем продаж x
Рекламный бюджет, N, грн.
Цена изделия, грн.

 


 

Лабораторная работа № 6

Инвестиции свободных средств, динамическая оптимизация

Цель работы:научиться планировать инвестиции временно свободных денежных средств в ценные бумаги с наибольшей доходностью и наименьшим риском потери ликвидности; освоить методику и технологию оптимизации планов в Excel с помощью программы Поиск решения.

 

Теоретические сведения

Постановка задачи

Фирмы с достаточным собственным капиталом и значительным произ­водственным циклом работают от собственного капитала и имеют на рас­четных и фондовых… Финансовый менеджер стремится разместить временно свободные де­нежные средства…

Определение проблемной системы

Предварительно проблемная система должна включать:

1. Оценку объемов свободных денежных средств.

2. Прогноз потребности в текущих расходах и поступлениях.

3. Перечень инструментов кредитного и бумажного рынка с их стоимост­ными характеристиками и прогнозом доходности.

4. Предполагаемые средства решения проблемы: инструментарий эконо­мико-математического, алгоритмического, программного и компьютер­ного моделирования.

Лабораторная модель

Банк использует свободные средства на расчетном счете предприятия, но они до востребования и в любой момент могут быть сняты. Банк рискует. Предприятие тоже рискует. Оно может оказаться неплатежеспособным. Для погашения обязательств не будет средств на расчетном счете.

Банк стремится закрепить средства на срок и предлагает предприятию перевести часть средств с расчетного счета на депозит. Предприятие это устраивает, но оно предпочитает не депозит, а депозитный сертификат, так как его всегда можно продать при необходимости повысить ликвидность. Обслуживающий банк предлагает 1-, 3- и 6-месячные депозитные сертификаты.

Задача финансового менеджера - на полугодовом интервале планирова­ния с наибольшей доходностью разместить временно свободные денежные средства на расчетном счете в 1-, 3- и 6-месячные депозитные сертификаты фиксированной доходности. При этом менеджер должен обеспечить собст­венные потребности в средствах и страховой резерв.

Фиксированный неснижаемый остаток на расчетном счете необходим для обслуживания платежей по текущим операциям и обязательствам, нем заинтересованы и банк и предприятие: снижается риск неплатежей, повышается надежность и доверие предприятия, банка, партнеров.

Необходимо определить 9 сумм: ежемесячные суммы для 1-месячных депозитов; суммы депозитов 1-го и 4-го месяцев для квартальных депозитов; сумму 6-месячного депозита в 1-м месяце. Предполагается, что суммы депозитов и проценты возвращаются (погашаются, поступают) постнумерандо (в конце месяца), а инвестируются пренумерандо (в начале месяца).

Табличная модель

Рис. 6.1.  

Формулы таблицы

После составления плановой таблицы необходимо связать причинно-следственные показатели формулами для вычислений. Представление фор­мул и чисел исходных данных дано на рис. 6.2.

Рис. 6.2.

 

В таблице формулы по месяцам идентичны, поэтому для компактности таблицы мы скрываем 3, 4 и 5-й месяцы.

Управление экспериментами

Осуществляется с помощью программы оптимизации По­иск решения. Управляющими данными являются суммы инвестиций на по­купку депозитных сертификатов в строках 14:16. Управление осуществля­ется с целью максимизации процентной прибыли в ячейке Н8.

Для расширения экспериментов, где есть над чем подумать финансово­му менеджеру, можно менять доходность депозитов, динамику прогноза расходов, вводить ограничения для показателей и др.

Практическая работа

Обычно банк при заключении договора на расчетно-кассовое обслужи­вание требует установить суммы неснижаемых остатков на счетах клиентов. Это повышает надежность и банка и клиента по обслуживанию обяза­тельств. Определим границу сальдо на конец каждого месяца в 100 000 руб. Теперь при планировании инвестиций в сертификаты менеджер должен контролировать, чтобы остатки счета не были меньше 100 000 руб.

Увеличить инвестиции - возрастут доходы, но выйдут за границы обяза­тельных остатков на счете. Уменьшить инвестиции - упадут доходы, оста­нется недоиспользованной часть средств.

Компьютерный поиск оптимального плана

Вызвать команду меню Сервис>Поиск решения. Появляется диалоговое окно оптимизатора (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Диалоговое окно Поиск решения с координатно-математической моделью задачи планирования инвестиций в депозитные сертификаты

Настройка модели (математическая постановка задачи для оптимизатора).

В диалоговое окно Поиск решения, в поле целевой ячейки, вводим адрес Н8 Доход по процентам. В поле Изменяя ячейки вводим адреса ячеек иско­мого плана инвестиций в депозиты. В поле Ограничения вводим 4 строки условий, ограничивающих область допустимых решений нашей задачи.

Первое, второе и четвертое ограничение требуют, чтобы инвестиции в депозиты были больше нуля, т. е. неотрицательными. В движении средств по счету они будут вычитаться, пойдут по кредиту.

Третье неравенство требует неснижаемого остатка на расчетном счете (сальдо на конец месяца) в сумме 100 000 руб. Это обеспечивает надеж­ность (ликвидность) банка и фирмы.

Свод параметров модели дан в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Результат H8 Цель - получение наибольшего дохода по процентам
Изменяемые данные B14:G14 Сумма по каждому типу депозита.
  B15, E15, B16  
Ограничения B14:G14>=0 Сумма каждого депозита не может быть меньше
  B15:B16>=0 нуля.
  E15>=0  
  B18:H18>=100000 Конечная сумма не должна быть меньше 100000 р.

 

После настройки модели и установки параметров алгоритма нажимаем кнопку Выполнить окна Поиск решения. Через секунду оптимальное реше­ние готово. Студенты получили урок полезности математических методов оптимизации.

На рис. 6.4 дано оптимальное решение, найденное программой. Получен план максимальной доходности инвестиций свободных денежных средств в депозитные сертификаты. Удовлетворены все ограничения.

 

Рис. 6.4.

 

Найденное оптимальное решение предполагает получение дохода по процентам в размере 16 531 руб. при вложении максимально возможных сумм в 6- и 3-месячные депозиты с последующим возвратом к 1-месячным. Данное решение удовлетворяет всем поставленным ограничениям.

Анализ результатов

Составить оптимальный план инвестиций свободных оборотных средств вручную даже на компьютере трудоемко, долго, практически не­возможно. Программа оптимального программирования составляет план за секунды.

Депозитные сертификаты являются эффективным средством вложения временно свободных средств предприятия при управлении оборотными фондами.

 

Контрольные вопросы

1. Почему актуальна проблема оптимального планирования инвестиций временно свободных денежных средств в депозиты или ценные бумаги?

2. Сформулировать цели работы.

3. Перечислить объекты проблемной системы.

4. Пояснить структуру плановой таблицы.

5. Перечислить исходные данные, переменные и результирующие показа­тели модели.

6. Пояснить формулы плановой таблицы.

7. Дать краткую характеристику технологии решения задачи планирова­ния инвестиций свободных денежных средств в программе Excel Поиск решения.

 

Индивидуальные задания

1. Составить оптимальный план инвестиций для 3 типов депозитных сертификатов.

2. Изменить доходность сертификатов, увеличив процентные ставки вдвое, выполнять оптимизацию и провести сравнение результатов с 1 заданием.

Вариант №1

Расходы по месяцам -15000 -20000 -10000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность 1,5 2,5

Вариант №2

Расходы по месяцам -15000 -15000 -15000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность 1,5 2,5

Вариант №3

Расходы по месяцам -10000 -35000 -20000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность 1,5 2,5

Вариант №4

Расходы по месяцам -30000 -40000 -18000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность 1,5

Вариант №5

Расходы по месяцам -45000 -35000 -15000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность

Вариант №6

Расходы по месяцам -25000 -55000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность

Вариант №7

Расходы по месяцам -20000 -30000 -10000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность

Вариант №8

Расходы по месяцам -10000 -15000 -15000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность

Вариант №9

Расходы по месяцам -10000 -10000 -16000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность

Вариант №10

Расходы по месяцам -5000 -10000 -15000
Нач. сумма Неснижаемый остаток Доходность 1,5 2,5