基于系统动力学的项目经济评价系统动态仿真研究

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1、-1- 基于系统动力学的项目经济评价系统动态仿真研究基于系统动力学的项目经济评价系统动态仿真研究 亓燕 辽宁工程技术大学工商管理学院，辽宁葫芦岛（125105） Email: 摘摘 要要:本文提出了基于系统动力学思想对煤炭项目经济评价系统进行动态仿真，建立了系 统动态仿真模型。所建的仿真模型主要反映财务三大报表关系，选取资产、负债、累积净现 金流量、税后利润 4 个主要系统变量，对模型进行了仿真检验。并预测了项目计算期内的盈 利能力、偿债能力和运营能力指标，进而对项目进行经济评价。研究表明，所建立的模型方 法是有效的和可信的，模型可以作为一个“政策实验室”，对项目进行未来发展情况的仿真预 测和

2、政策分析。 关键词：关键词：项目经济评价；系统动力学(SD)；仿真；政策分析 1 引言引言 在煤炭投资项目管理过程中， 项目经济评价是项目可行性研究的重要组成部分， 是项目 评价的核心。项目经济评价对于提高投资决策的正确性，更有效、合理地利用有限资源，最 大限度地提高投资效益具有重要的意义。系统动力学(System Dynamics, SD)的理论与方法是 麻省理工学院的 J.W.Forrester 教授于 20 世纪 60 年代创立的1。系统动力学是研究反馈系统 动态行为的计算机模拟方法,它有效地把信息反馈的控制原理与因果关系的逻辑分析结合起 来，面对复杂的实际问题，从研究系统的内部结构入手

3、，建立系统的模拟模型，并对模型实 施不同的政策方案，通过计算机模拟展示系统的宏观行为，寻求解决问题的准确途径2。 本文利用系统工程中的系统动力学作为工具， 系统、 深入地构建了煤炭项目经济评价体 系， 创造性地将系统动力学的思想用于项目经济评价的预测分析。 项目经济评价涉及到在各 因素相互影响， 由于非线性变化造成环境难以预测的情形下如何进行控制的问题， 而利用系 统动力学的思想对这类未来具有不确定性的问题进行分析具有独到之处。 此外， 由于系统动 力学方法可以很好地描述因素之间变动关系， 因此利用系统动力学的思想可以对各种因素对 系统的影响进行综合分析。 2 项目经济评价理论方法及内容体系项

4、目经济评价理论方法及内容体系 2.1 项目经济评价理论项目经济评价理论 投资项目经济评价是采用现代分析方法和一些特定的经济参数， 对项目计算期内投入产 出诸多的经济因素进行调查、预测、研究、计算和论证，从财务评价和国民经济评价两个方 面考察投资项目在经济上是否可行， 预计其经济效益， 并进行多方案比较和风险分析的一项 工作。它是项目可行性研究的重要组成部分，是项目评价的核心。经济评价的目的在于提高 投资决策的正确性，更有效、合理地利用有限资源，最大限度地提高投资效益。此外，投资 项目经济评价不仅是实现项目投资决策科学化、 民主化和法制化的重要有效途径， 而且作为 一种宏观调控方式，也有利于引导

5、项目的投资方向，控制投资规模，调整投资结构，增加项 目的宏观效益。 为保证投资项目能达到项目预期的目的， 对投资项目在运营之前进行经济评价， 对项目 的预期效果给出判断，给投资决策提供必要的信息支持，是十分必要的。投资项目经济评价 中国中国科技论文在线科技论文在线 -2- 理论能够给投资者提供的信息支持力度决定了投资者做投资决策的难易程度，因此，完善、 实用并且能充分说明问题的投资项目经济评价方法对投资决策是至关重要的。 2.2 项目经济评价内容体系项目经济评价内容体系 财务评价是从企业角度出发， 使用的是市场价格， 根据国家现行财税制度和现行价格体 系，分析计算项目直接发生的财务效益和费用，

6、编制财务报表，计算财务评价指标，考察项 目的盈利能力，清偿能力和外汇平衡等财务状况，借以判别项目的财务可行性。财务评价主 要用到损益表、 资产负债表和现金流量表三大财务主表， 以及通过财务报表计算的评价指标。 国民经济评价是按照资源合理配置的原则， 从国家整体角度考察项目的效益和费用， 用 货物影子价格、影子汇率、影子工资和社会折现率等经济参数，分析计算项目对国民经济的 净贡献，评价项目的经济合理性。 3 项目经济评价系统动态仿真研究项目经济评价系统动态仿真研究 3.1 建模思想建模思想 为保证投资项目能达到项目预期的目的， 对投资项目在运营之前进行经济评价， 对项目 的预期效果给出判断，给投

7、资决策提供必要的信息支持，是十分必要的。煤炭项目的经济评 价是一个涉及多个方面的复杂系统。 系统动力学为研究煤炭项目经济评价的行为规律提供了 有效手段。 系统动力学方法的建模步骤可大体分 5 步： （1）用系统动力学的理论、原理和方法对研究问题进行系统分析； （2）进行系统的结构分析，划分系统层次与子块，确定总体与局部的反馈机制； （3）建立数学、规范的模型； （4）以系统动力学理论为指导，借助模型进行模拟与政策分析，进一步剖析系统得到更多 的信息，发现新问题，然后又反过来再改造模型； （5）检验评估模型3。系统动力学实质上是通过设置变速率方程对系统的一系列因果反馈 回路进行动态模拟，从而定量

8、系统的整体行为表现，可用数学方程表示为 iiii ttRtt1yy （1） 式中， i ty为 i t时刻的数量；1ty i 为1 i t时刻末的数量； i tR为从1 i t时刻末到 i t时 刻末的变化速率； i t为间隔时间段。 一个变速率方程代表一个系统动力学基本单元， 由这些基本单元串接起来就构成了系统 动力学的全貌4。 3.2 系统结构分析系统结构分析 即研究系统及其组成部分之间的关系， 研究系统的反馈结构， 分析系统整体与局部之间 关系，进而搞清系统中的因果关系与反馈回路，形成因果关系图。煤炭项目经济评价系统是 一个典型的复杂系统，具有复杂性、动态性、非线性、不确定性和振荡性等特

9、点。针对煤炭 项目经济评价的特点，结合建模的需要，选取资产、负债、累计净现金流量和税后利润 4 个关键变量作为模型的核心变量，在此基础上，选取若干辅助变量构建动态仿真模型。 煤炭项目经济评价系统动力学模型的特点在于把各个影响煤炭项目资金因素按照一定的规 则构成的经济评价系统作为一个整体来研究的。 中国中国科技论文在线科技论文在线 -3- 3.3 系统动力学模型建立系统动力学模型建立 在分析系统结构的基础上， 本节运用系统动力学专业语言进一步刻画系统各变量之间的 相互作用关系，建立相应的数学方程组，构建煤炭项目经济评价系统动力学子模型如下。 原煤销 售收入 利润总额 税后利润 总成本 费用 销售

10、税金及附加 营业外 净支出 弥补以前亏损 所得税 所得税率 销售净利率 原煤价格 原煤产量 应税利润 补贴收入 项目总投资 （包括自有资金） 投资利润率 图 1 损益表模型 资产 资产增加 资产减少 流动资产 增加 累积盈余 资金增加 应收账款 存货增加 现金 经营成本 负债 负债增加 流动负债 增加额 长期借款 增加额 应付账款 短期借款 增加 流动资金借款增加 在建工 程增加 固定资产 增加 无形及递延 资产增加 负债减少 偿还账款 偿还借款 流动比率 资产负债率 应收账款 周转次数 外购原材料 燃料动力费 应付账款 周转次数 所得税 贷款利息 支出（财 务费用） 折旧 图 2 资产负债表

11、模型 现金流量表， 是以现金为基础编制的财务状况变动表， 反映企业一定期间内现金的流入 和流出，表明企业获得现金的能力，是企业的重要财务报表之一。 在目前的项目评价中， 使用了两种现金流量表， 全部投资现金流量表和自有资金现金流 量表。全部投资现金流量表以全部投资作为现金流出，不区分自有资金和贷款。因此在以后 的运行期中， 贷款本息的偿还也不作为现金的流出。 全部投资现金流量表主要用于不同投资 方案的比较，考虑各方案的赢利能力。自有资金现金流量表以投资者自有资金为计算基础， 只将投入项目的自有资金作为现金流出。因此，在以后的运行期中，贷款本息的偿还作为现 金的流出。 自有资金现金流量表主要是从

12、投资者角度来考察项目的赢利能力。 本文建立了相 应的系统动力学模型如下： 中国中国科技论文在线科技论文在线 -4- 累积净 现金流 现金流入现金流出 销售税金及附加 经营性出 投资性出 回收流动资金 回收固定资产 建设投资 固定资产更新 流动资金 营业外 净支出 产品销 售收入 经营成本 所得税 经营活动 净现金流 折旧 校验 原煤价格原煤产量 图3 全部资金现金流量模型 累积净 现金流 现金流入现金流出 销售税金及附加 经营性出 投资性入 回收流动资金 回收固定 资产余值 固定资产更新 营业外 净支出 原煤销 售收入 经营成本 所得税 偿还借款本息 净现金流 折旧 校验 原煤价格 原煤产量

13、自有资金 偿还长 期借款 偿还流动资金 偿还长期 借款利息 偿还流动资金 借款利息 图4 自有资金现金流量模型 3.4 指标计算模型指标计算模型 预计财务报告包括预计资产负债表、 预计利润表和预计现金流量表。 预计财务指标体系 主要包括盈利能力、偿债能力和运营能力三个方面。偿债能力包括流动比率、速动比率和资 产负债率。盈利能力包括投资利润率、销售净利率和总资产收益率。运营能力包括流动资产 周转率和总资产周转率。 4 应用案例应用案例 4.1 初始值设置初始值设置 本文以某露天煤矿为例，其产品主要是原煤。假设每年产出的原煤全部卖出，即原煤销 售量=原煤产量，并进行以下参数设置。建设期数为一期，准

14、备期、建设期和交叉期都是一 年，计算年限 30 年，建设总规模 900 万吨，投资折现率 10%，价格体系实行价内税。法定 盈余公积金提取比率 10%，公益金提取比率为 5%，流动资金、短期借款利率为 5.33%，应 收账款周转天数为 30 天，在产品、产成品周转天数为 3 天，现金周转天数为 15 天，应付账 款周转天数为 20 天，原材料天数为 100 天，燃动力周转天数为 30 天，自有流动资金比例为 30%。所得税率 33%，销项增值税率 13%，进项增值税率 17%，矿产资源税 3.35 元/吨，城 市维护建设税率 7%，教育费附加率 3%，营业外净支出 1 元/吨。金额单位万元。

15、投资一项露天煤炭开采项目之前， 要首先明确地质储量、 可开采量和开拓选煤方式等一 些矿区的具体情况， 才能得到一些重要数据， 便于项目经济评价进行。 有研究已证明从 2005 中国中国科技论文在线科技论文在线 -5- 年起以后的 30 年间煤炭需求不断稳定增长，因此投资于煤炭项目将会有比较稳定的市场。 4.2 模型有效性检验模型有效性检验 构建的模型能否有效地代表现实系统， 直接决定模型仿真和政策分析质量的高低， 因此 对所建模型进行有效性分析，模型基本检验结果误差较小，其中平衡值=资产-负债-所有者 权益，校验经营活动净现金流-税后利润-折旧。由此可以得出结论：资产负债表的资产总 计等于负债

16、与所有者权益总计， 各报表项目的数值具有合理性和一致性， 三张报表之间的关 系也具有合理性和一致性，模型与实际基本一致。 模型模拟的主要数值是资产负债表、损益表、现金流量表中数据和各项指标值。把三张 表中的数据带入模型进行模拟， 使模型能准确反映三表的数据， 然后预测以后年份的表中数 据，以及计算评价项目盈利、偿债、运营能力的指标用于经济评价。 4.3 指标仿真及应对政策分析指标仿真及应对政策分析 通过系统动态仿真得出评价项目偿债、 盈利和运营能力的指标变化曲线， 并对项目发展 做出政策分析。 图 5 偿债能力评价指标曲线 企业设置的资产负债率在6070比较合理、稳健；达到85及以上时，应视为发出 预警信号，企业应提起足够的注意。本项目的资产负债率最高只达到65%，属于合理稳健的 范围， 表明偿债风险适中。 资