Матвійчук Андрій Вікторович. Моделювання та аналіз економічних систем на підґрунті теорії нечіткої логіки : Дис... д-ра наук: 08.00.11 - 2008.
Анотація до роботи:
Матвійчук А. В. Моделювання та аналіз економічних систем на підґрунті теорії нечіткої логіки.– Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора економічних наук за спеціальністю 08.00.11 – математичні методи, моделі та інформаційні технології в економіці.– ДВНЗ "Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана", Київ, 2007.
У дисертації розроблено теоретико-методологічні положення моделювання економічних систем і процесів на підґрунті інструментарію нечіткої логіки. Зокрема, у відповідності до запропонованої концепції побудовано економіко-математичні моделі прогнозування фінансових показників із урахуванням встановленого набору правил з теорії хвиль Елліотта, які є ефективними для отримання як довгострокових, так і короткострокових прогнозів, та характеризуються можливістю адаптації у відповідності до реальних даних. У межах розробленої концепції побудовано економіко-математичну модель відтворення рейтингів цінних паперів та проведення скорингу акцій, яка є своєрідною перехідною ланкою між моделями прогнозування та, власне, моделями аналізу фінансового стану емітента. На базі синтезу методів нечіткої логіки та нейронних мереж розроблено багаторівневу ієрархічну систему оцінювання конкурентоспроможності підприємства. Побудовано моделі діагностики банкрутства підприємства (установи) на основі методів багатофакторного дискримінантного аналізу та з реалізацією механізму нечіткого логічного висновку. Також запропоновано концептуальний підхід до оцінювання ризику ухиляння від сплати податків суб’єктами господарювання для їх розподілу за категоріями уваги з боку податкових органів та на його основі розроблено методику формування плану-графіка податкових перевірок. Результати проведених експериментів підтверджують обґрунтованість викладених теоретичних положень та доцільність застосування методів нечіткої логіки для моделювання економічних систем.
У дисертації розроблено теоретико-методологічні положення математичного моделювання, аналізу та прогнозування розвитку економічних систем з метою підвищення ефективності функціонування цих систем в умовах невизначеності та нестаціонарності економічних процесів. Проведене наукове дослідження дало змогу сформулювати наступні висновки:
Проведений аналіз сучасного стану і тенденцій розвитку світової та вітчизняної економіки дозволив дійти висновку, що можливість адекватного моделювання економічних систем на базі поширених кількісних підходів викликає значні сумніви через наявність низки проблем, пов’язаних із суттєвою нестаціонарністю відповідних випадкових процесів. Показано, що однією з головних причин збільшення кількості та масштабів фінансових криз є зростаюча неспроможність широко розповсюджених економіко-математичних методів і моделей адекватно здійснювати аналіз та прогнозування розвитку фінансово-економічних систем.
Теоретично обґрунтовано концептуальні та методологічні положення моделювання та аналізу економічних систем на підґрунті теорії нечіткої логіки, які здатні підвищити ефективність прийняття рішень в умовах браку достовірної статистичної інформації та за відсутності стаціонарності у відповідних часових рядах. Обраний інструментарій дозволяє у розрахунках поряд із кількісними фінансовими показниками враховувати ще й якісні експертно-аналітичні оцінки даних та встановлені правила прийняття рішень.
Розроблена концепція побудови економіко-математичних моделей на підґрунті теорії нечіткої логіки надала можливість проведення ідентифікації фінансових часових залежностей та прогнозування розвитку фінансово-економічних показників у відповідності до встановленого набору правил з теорії хвиль Елліотта. Показано, що подібний підхід є ефективним як для довгострокового, так і короткострокового прогнозування, та володіє здатністю налаштування параметрів економіко-математичної моделі у відповідності до реального часового ряду обраного показника.
Проведений в роботі аналіз існуючих методів діагностики банкрутства та оцінки фінансового стану підприємства зумовив необхідність розробки нового методологічного підходу здійснення комплексного фінансово-економічного аналізу підприємства (установи) із застосуванням інструментарію нечіткої логіки, що надає можливість формувати економіко-математичну модель з урахуванням специфіки країни, періоду часу, галузі, шляхом встановлення правил логічного висновку, та проводити оптимізацію параметрів моделі на реальних кількісних та якісних показниках діяльності як стабільних, так і фінансово-неспроможних підприємств. На відміну від економетричних дискримінантних моделей діагностики банкрутства, моделі на нечіткій логіці можуть базуватись на тих пояснюючих змінних, які в числовому вигляді мають мультиколінеарний зв'язок між собою. Розроблені в роботі нечіткі моделі на базі множин незалежних змінних та найбільш інформативних показників крім кластеризації підприємств за двома класами – фінансово-стійкі та потенційні банкрути – здатні також здійснювати оцінювання часу до настання можливого банкрутства.
Побудована економіко-математична модель оцінки надійності цінних паперів з точки зору ймовірності невиплати відсотків або неповернення грошей за борговими зобов’язаннями у відповідності до запропонованої у дисертації концепції дозволяє враховувати всю необхідну для аналізу інформацію про емітента як кількісного, так і якісного характеру (оскільки в її підґрунтя закладено інструментарій теорії нечіткої логіки). Концептуально передбачена можливість налаштування параметрів моделі на реальних даних стосовно рейтингів цінних паперів, встановлених провідними рейтинговими агентствами.
Розроблений на підґрунті нечіткої логіки концептуальний підхід до оцінювання ризику ухиляння суб'єктом господарювання від сплати податків на відміну від інших альтернативних підходів передбачає можливість урахування будь-якої вхідної інформації (пояснюючі змінні можуть мати числову природу, нормативну, лінгвістичну, логічну тощо), дозволяє встановити набір правил для оцінювання ризику та розподілу платників податків за категоріями уваги з боку органів державної податкової служби, надає можливість провести налаштування параметрів економіко-математичної моделі за результатами проведених податкових перевірок.
Сформульовано методологічні положення щодо побудови багаторівневої ієрархічної системи аналізу конкурентоспроможності підприємства на основі синтезу методів теорії нечіткої логіки та нейронних мереж. Застосування методів нейронних мереж дозволяє сконструювати ієрархічну багаторівневу систему та значно підвищити швидкість та якість налаштування її параметрів. Оскільки в розробленій економіко-математичній моделі весь набір факторів впливу розподілений між узагальненими групами показників, то крім визначення рівня конкурентоспроможності компанії розроблена система дозволяє цілеспрямовано здійснювати аналіз фінансового, виробничого станів та рівня менеджменту підприємства.
Проведений аналіз використання різноманітних кількісних методів екстраполяції (включаючи методи нейронних мереж) виявив низьку точність передбачення напрямку зміни фінансового показника – лише трохи більшою п'ятдесяти відсотків. Оскільки для інвестора (особливо для учасника торгів на фондовому ринку) важливим є максимізація прибутку, то запропоновано проводити налаштування параметрів економіко-математичної моделі та робити відповідний прогноз саме на напрямках змін курсів цінних паперів.
У межах концепції побудови економіко-математичних моделей ідентифікації фінансових часових залежностей та прогнозування фінансових показників розроблено методику розпізнавання початку і кінця хвиль Елліотта, сформовано базу нечітких логічних висловлювань та набір аналітичних логічних рівнянь з використанням ряду специфічних правил розвитку хвиль Елліотта, таких як подовження, усікання тощо. Із застосуванням запропонованого алгоритму аналітико-лінгвістичної апроксимації фінансових часових рядів вдається визначити напрям та величину зміни досліджуваного фінансового показника у вигляді терму з множини можливих значень вихідної змінної по заданому вектору значень вхідних змінних та сформованій матриці знань.
Теоретичне узагальнення результатів проведення модельних експериментів дозволило виявити ряд суттєвих недоліків широко застосовуваних функцій належності як на етапі навчання, так і на етапі експлуатації економіко-математичної моделі. Зокрема показано, що із застосуванням таких функцій належності як трапецієподібна чи трикутна виходом нечіткої моделі буде нуль, якщо серед правил прийняття рішень не буде такого, яке точно відповідає вектору значень вхідних змінних, що у загальному випадку є некоректним.
Сформульовано методологічні положення щодо побудови функції належності, яку запропоновано сконструювати на базі трапеції, бічні ребра якої є відповідними боками квазідзвоноподібних функцій із власними параметрами. Ці функції належності є зручними для налаштування, оскільки є диференційованими, а також надають можливість встановлення меж змін для різних термів, зокрема, встановлення мінімальної величини коливання з метою уникнення впливу незначних цінових змін. Використання функцій належності такого типу значно прискорило швидкість та якість навчання (дозволило суттєво зменшити похибку навчання), підвищило прибутковість оптимізованої системи.
Показано, що вагові коефіцієнти в Z-згортці (наприклад, у моделі Альтмана діагностики банкрутства підприємства), побудованій з використанням методів дискримінантного аналізу, та граничні нормативи результативного показника значно відрізняються не тільки залежно від країни, але й від року в межах однієї країни. Відповідно, з метою проведення порівняльного аналізу ефективності передбачення банкрутств із застосуванням нечітких та класичних економетричних моделей, в роботі вирішено побудувати дискримінантну модель діагностики банкрутства підприємства на тому ж статистичному матеріалі, що і моделі, розроблені в дисертації на підґрунті теорії нечіткої логіки. При побудові моделі набір пояснюючих змінних був перевірений на наявність мультиколінеарності з метою видалення надлишкових факторів та отримання можливості робити коректні висновки про результати взаємозв'язку залежної та пояснюючих змінних. В результаті було отримано дискримінантну модель із власними параметрами та набором найінформативніших факторів впливу, що забезпечують адекватне розмежування підприємств-банкрутів та фінансово-стійких компаній в умовах української економіки.
Сформований концептуальний підхід до оцінювання ризику несплати податків надав підґрунтя для розробки методики та відповідної економіко-математичної моделі розподілу платників податків за черговістю для включення до плану-графіка проведення податкових перевірок. Побудована модель характеризується властивостями гнучкості, надійності, доступності сприйняття, логічності, універсальності щодо розширення. Крім того, із застосуванням розробленої моделі всі суб’єкти господарювання автоматично ранжуються у категоріях уваги на основі кількісних значень вихідної змінної, яка характеризує ризик ухиляння від сплати податків. Побудована в дисертації економіко-математична модель реалізована в інформаційно-аналітичній системі органів державної податкової служби та використовується при щоквартальному формуванні плану-графіка проведення податкових перевірок, а розроблена методика затверджена відповідними нормативними документами ДПА України.
Отримані в дисертації теоретико-методологічні положення було перевірено на базі побудованих економіко-математичних моделей. Аналіз результатів проведених експериментів із використанням розроблених систем демонструє їх високу ефективність у порівнянні з існуючими на сьогодні альтернативними підходами та підтверджує доцільність застосування інструментарію нечіткої логіки для побудови економіко-математичних моделей.
Відповідно, в роботі запропоновано новий науковий напрямок, що полягає у розробці низки концептуальних та методологічних положень щодо системного моделювання фінансово-економічних систем і процесів та відповідного економіко-математичного інструментарію. Застосування цього інструментарію підвищує обґрунтованість рішень при управлінні економічними системами різних рівнів, що сприятиме розвитку української економіки в цілому. Запропонований новий напрямок створює методологічну основу та відкриває простір для подальших досліджень з математичного моделювання економічних систем в умовах невизначеності та ризику на підґрунті теорії нечіткої логіки.
Публікації автора:
Монографії, навчальні посібники:
Матвійчук А. В. Моделювання економічних процесів із застосуванням методів нечіткої логіки: Монографія.– К.: КНЕУ, 2007.– 264 с. (15,35 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Аналіз та прогнозування розвитку фінансово-економічних систем із використанням теорії нечіткої логіки: Монографія.– К.: Центр навчальної літератури, 2005.– 206 с. (12,30 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Економічні ризики в інвестиційній діяльності: Монографія.– Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2005.– 205 с. (11,04 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Аналіз і управління економічним ризиком: Навч. посібник / МОН.– К.: Центр навчальної літератури, 2005.– 224 с. (14,00 друк. арк.)
У наукових фахових виданнях:
Матвійчук А.В. Прогнозування розвитку фінансових часових рядів на базі восьмихвильової моделі Елліотта // Збірник наукових праць Черкаського державного технологічного університету. Серія: Економічні науки.– 2003.– Вип. 9.– С. 117-123. (0,58 друк. арк.)
Матвійчук В. А., Матвійчук А. В., Пентюк І. К. Аналіз конкурентоспроможності підприємств із використанням нечітких описів // Проблеми раціонального використання соціально-економічного та природно-ресурсного потенціалу регіону: фінансова політика та інвестиції.– Луцьк, 2004.– Вип. X.– № 1-2.– С. 275-282. (0,40 друк. арк., особисто автором розроблено методологічний підхід та економіко-математичну модель аналізу конкурентоспроможності підприємства із використанням апарату нечіткої логіки – 0,20 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Комплексний фінансовий аналіз підприємства з використанням методів нечіткої логіки // Вісник ХНАУ. Серія: Економіка АПК і природокористування.– 2004.– №4.– С. 111-115. (0,25 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Аналітико-лінгвістична апроксимація фінансових часових рядів // Економіка: проблеми теорії та практики.– Дніпропетровськ: ДНУ, 2004.– Вип. 192.– Т. IV.– С. 1295-1303. (0,42 друк. арк.)
Матвійчук А.В. Методика розрахунку рейтингу інвестиційної привабливості регіону на основі нечітких моделей // Науковий вісник Чернівецького торговельно-економічного інституту КНТЕУ: Економічні науки.– 2004.– Вип. III.– С. 469-476. (0,33 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Огляд психологічних аспектів трейдингу та задач, що виникають при побудові автоматизованих торгових систем // Збірник наукових праць Черкаського державного технологічного університету. Серія: Економічні науки.– 2004.– Вип. 12.– С. 223-227. (0,40 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Багаторівнева система оцінки конкурентоспроможності підприємств // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: економічна.– 2004.– Вип. 82.– С. 117-125. (0,58 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Нечітко-множинний підхід до діагностики банкрутства підприємства // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування. Серія: Економіка. Проблеми управління регіональним економічним і соціальним розвитком.– Рівне: УДУВГП, 2004.– Вип. 2 (26).– Частина II.–С. 285-292. (0,46 друк. арк.)
Мороз О. О., Матвійчук А. В. Аналіз ефективності реформування сільськогосподарських підприємств із використанням апарату нечіткої логіки // Економіка: проблеми теорії та практики.– Дніпропетровськ: ДНУ, 2005.– Вип. 199.– Т. I.– С. 11-19. (0,42 друк. арк., особисто автором розроблено структуру нечіткої економіко-математичної моделі аналізу ефективності реформування сільськогосподарських підприємств – 0,21 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Застосування апарату нечіткої логіки з метою ідентифікації типових залежностей у часових рядах курсів цінних паперів // Стратегія економічного розвитку України.– К.: КНЕУ, 2004.– Вип. 15.– С. 70-80. (0,74 друк. арк.)
Вітлінський В. В., Матвійчук А. В. Аналіз кредитоспроможності позичальника з використанням методів нечіткої логіки // Моделювання та інформаційні системи в економіці.– К.: КНЕУ, 2005.– Вип. 72.– С. 29-40. (0,60 друк. арк., особисто автором запропоновано методику та побудовано економіко-математичну модель аналізу кредитоспроможності позичальника на базі інструментарію нечіткої логіки – 0,30 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Аналіз ризику несплати податків із застосуванням методів нечіткої логіки // Науковий вісник Національної академії державної податкової служби України.– 2005.– № 3 (30).– С. 138-145. (0,50 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Ідентифікація та прогнозування розвитку фінансових показників за підходами нечіткої логіки // Економіка і прогнозування.– 2005.– № 4.– С. 114-126. (0,71 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Прогнозування розвитку фінансових показників із використанням апарату нечіткої логіки // Фінанси України.– 2006.– № 1.– С. 107-115. (0,55 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Нечітке моделювання динаміки фінансових показників із різними видами функцій належності // Моделювання та інформаційні системи в економіці.– К.: КНЕУ, 2006.– Вип. 73.– С. 54-67. (0,84 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Дискримінантна модель оцінки ймовірності банкрутства // Моделювання та інформаційні системи в економіці.– К.: КНЕУ, 2006.– Вип. 74.– С. 299-314. (0,81 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Метод відтворення рейтингів цінних паперів та проведення скорингу акцій // Фінанси України.– 2006.– № 10.– С. 105-115. (0,60 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Методологічний підхід до оцінки ризику ухиляння від сплати податків // Моделювання та інформаційні системи в економіці.– К.: КНЕУ, 2007.– Вип. 75.– С. 196-212. (0,93 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Діагностика банкрутства підприємств // Економіка України.– 2007.– № 4.– С. 20-28. (0,72 друк. арк.)
Матвийчук А. В. Нечеткая идентификация и прогнозирование финансовых временных рядов // Экономическая наука современной России.– 2006.– № 3 (34).– С. 29-44. (1,09 друк. арк.)
Andriy Matviychuk. Fuzzy logic approach to identification and forecasting of financial time series using Elliott wave theory // Fuzzy economic review.– 2006.– November.– Vol. XI.– Num. 2.– P. 51-68. (1,10 друк. арк.)
В інших виданнях:
Матвийчук В. А., Матвийчук А. В. Прогнозирование экономических показателей предприятий с помощью методов нейронных сетей // "Теория и практика управления предприятием": Материалы Международной научно-практической конференции.– Минск, 2003.– С. 213-215. (0,20 друк. арк., особисто автором побудовано модель прогнозування економічних показників на базі методів нейронних мереж та проведено аналіз експериментів – 0,15 друк. арк.)
Матвийчук А. В., Лысогор В. Н., Матвийчук В. А. Прогнозирование курсов ценных бумаг с использованием свойств суммационной последовательности Фибоначчи // Збірник наукових праць Вінницького державного аграрного університету. "Проблеми гармонії, симетрії та золотого перетину в природі, науці та мистецтві".– 2003.– Вип. 15.– С. 299-304. (0,45 друк. арк., особисто автором розроблено методику визначення початку та кінця хвиль на основі співвідношення Фібоначчі при прогнозуванні фінансових показників із застосуванням хвильової теорії Елліотта – 0,25 друк. арк.)
Матвійчук А. В., Матвійчук В. А. Прогнозування розвитку фінансових часових рядів на основі теорії Елліотта із використанням нейронечітких мереж // "Регіональні проблеми та перспективи розвитку сфери товарного обігу: теорія і практика": збірник наукових праць по матеріалах Всеукраїнської науково-практичної конференції.– Вінниця, 2003.– С. 432-438. (0,40 друк. арк., особисто автором розроблено модель ідентифікації фінансових часових залежностей типу хвиль Елліотта і прогнозування курсів цінних паперів із використанням апарату нечіткої логіки – 0,20 друк. арк.)
Матвийчук А. В. Комплексный финансовый анализ предприятия на основе методов нечеткой логики // "Стратегическое планирование и развитие предприятий": тезисы докладов и сообщений Пятого всероссийского симпозиума.– М., 2004.– № 2.– С. 114-116. (0,22 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Оцінка ризику банкрутства підприємства // "Організаційно-правові аспекти та економічна безпека сучасного підприємництва": матеріали регіональної науково-практичної конференції.– Вінниця, 2004.– С. 93-95. (0,15 друк. арк.)
Matviychuk A.V. A Fuzzy Knowledge-Based Analysis of Enterprise's Competitiveness // "VII Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям SCM-2004": сборник докладов в 2 томах.– СПб., 2004.– Т. 2.– С. 91-95. (0,37 друк. арк.)
Матвийчук А. В. Оценка риска банкротства предприятия с использованием аппарата нечеткой логики // "Моделирование и анализ безопасности и риска в сложных системах": труды Международной Научной Школы МА БР-2004.– СПб., 2004.– С. 307-312. (0,51 друк. арк.)
Матвийчук А. В. Идентификация и прогнозирование развития финансовых временных рядов на нечеткой логике // "VIII Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям SCM-2005": сборник докладов в 2 томах.– СПб., 2005.– Т.1.– С. 128-131. (0,37 друк. арк.)
Матвийчук А. В. Многоуровневая нечеткая модель анализа риска неуплаты налогов // "Моделирование и анализ безопасности и риска в сложных системах": труды Международной Научной Школы МА БР-2005.– СПб., 2005.– С. 253-258. (0,52 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Відтворення рейтингів цінних паперів та проведення скорингу акцій // "Організаційно-правові аспекти та економічна безпека сучасного підприємництва": матеріали III Регіональної науково-практичної конференції.– Вінниця, 2006.– С. 127-132. (0,37 друк. арк.)
Матвійчук А. В. Діагностика банкрутства підприємств в умовах трансформаційної економіки // "Організаційно-правові аспекти та економічна безпека сучасного підприємництва": матеріали IV Регіональної науково-практичної конференції. В 2-х частинах.– Вінниця, 2007.– Частина I.– С. 80-86. (0,45 друк. арк.)
Витлинский В. В., Матвийчук А. В. Оценка риска банкротства предприятий в условиях трансформационной экономики // "Моделирование и анализ безопасности и риска в сложных системах": труды Международной Научной Школы МА БР-2007.– СПб., 2007.– С. 57-63. (0,52 друк. арк., особисто автором побудовано дискримінантну та нечіткі моделі оцінки ризику банкрутства підприємства, а також проведено модельні експерименти з метою порівняння ефективності цих та низки інших відомих моделей діагностики банкрутства – 0,26 друк. арк.)
