Имитационное моделирование социально-экономических систем для поддержки принятия решения

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ

УДК 658.8:683.5

Имитационное моделирование социально-экономических систем

для поддержки принятия решений

М.А. Беляева, д-р техн. наук, доцент Государственный университет управления

В условиях современной рыночной экономики, характеризующейся динамичностью экономической среды, постоянным изменением конкурентных цен на продукцию, покупательной способности населения и колебанием курсов валют, системные исследования сложных маркетинговых процессов служат основой выбора оптимальных стратегий товарного производства, маркетинговых решений и реализации продукции товара производителей.

Исследование потребителя связано с определением структуры потребительских предпочтений товара данного производителя на рынке, мотивов поведения потребителей на

Рис. 1. Экранная форма ввода данных расчета

Ключевые слова: социально-экономические системы; имитационное моделирование; агентные технологии; прохладительные напитки; реализация.

Потребительский рынок - это сложная система, обслуживающая основную сферу потребления населения.

рынке, прогнозированием поведения определенных групп потребителей на рынке.

Анализ рынка направлен на определение потенциальной емкости рынка для поставляемой продукции, определение характера потребительского спроса, распределение спроса по разным регионам.

Потребительский рынок - это сложная система, обслуживающая основную сферу потребления населения. Состав и структуру потребительского рынка можно классифицировать по региональному признаку, назначению (рынок продовольственных и промышленных товаров,

Key words: social and economic systems; imitating modeling; agent technologies; soft drinks; realization.

товаров культурно-бытового назначения и хозяйственного обихода), количеству производителей, продавцов и покупателей, каналам реализации товаров.

Перечисленные признаки позволяют выделить региональные рынки отдельных товаров для анализа их развития и достижения пропорциональности спроса и предложения по отдельным товарам как в целом по стране, так и по регионам, а также целенаправленно формировать структуру потребления товаров населением страны. Потребительский рынок характеризуется, прежде всего, долей в его составе продовольственных и непродовольственных товаров. В свою очередь, каждая из этих составляющих товарооборота подразделяется на отдельные товарные группы.

Повышение или снижение спроса, характеризуемое увеличением или уменьшением числа покупателей, пользующихся конкретным рынком, может произойти в зависимости от изменений соотношения цен на взаимозаменяемые товары или при появлении нового товара с лучшими потребительскими характеристиками. Кроме того, использование многих товаров требует приобретения некоторых других, взаимодополняющих товаров, что приводит с изменением спроса на взаимодополняющий товар к соответствующему изменению спроса и на исходный сопряженный товар.

Изменение общего дохода (бюджета) потребителей также существенно влияет на индивидуальный спрос продукции, спросом пользуются продукты, необходимые для жизнеобеспечения (хлеб, картофель, мясопродукты).

Возрастающая конкуренция между основными компаниями на рынке прохладительных напитков (на примере яблочного сока) побуждает производителей к изысканию новых технологий в производстве яблочного сока, использованию комбинаций различных вкусовых ароматизаторов для расширения существующих линеек брендов и привлечения потребителей. В связи с этим появляется необходимость в разработке средств, позволяющих спрогнозировать спрос и предложения на новые продуктовые линейки соков. Рыночные отношения можно смоделировать, применив агентные технологии имитации как большой активной системы для принятия решений.

Имитационное моделирование -один из оптимизационных методов принятия решений. Поведение большой активной системы в условиях неопределенности и конфликта в большинстве случаев непредсказуемо и конечное ее состояние не может быть прогнозируемо из начального аналитически или путем логического анализа. В связи с этим для идентификации и прогнозирования различных ситуаций в больших системах можно применить агентно-ориентированные технологии имитации взаимодействия активных элементов - интеллектуальных агентов, изменяющих свои свойства и поведение в зависимости от состояния других элементов и среды. Модели агентов, описывающие их индивидуальные характеристики состояния и поведения, объединяются в мультиагентную имитационную модель активной системы.

Одним из примеров мультиагент-ного моделирования может быть имитация рыночных взаимоотношений с конкурирующими фирмами, которые ведут борьбу за максимальную долю рынка и ситуациями, возникающими между агентами-покупателями и агентами-продавцами, можно смоделировать поведение каждого индивидуального активного агента с позиций и стратегий торга и ценообразования в зависимости от состояния рынка и стратегий - позиций всех его участников. Вся процедура торга сводится к интеллектуальным стратегиям принятия решения по достижению цели в условиях неопределенности и риска. Можно разработать модель конкурирующих компаний по производству и реализации прохладительных напитков на примере яблочного сока.

При разработке имитационной модели учитывается поведение агента и его состояние, параметрически описываются свойства готовой продукции, начиная от физико-хими-

ческих показателей, ценовых и неценовых показателей. Множество параметрических описаний агентов систематизируются в виде структурно-параметрической матричной модели мультиагентной системы с упорядочиванием вдоль главной диагонали вектора изменения параметров состояния и характеристик связей между элементами системы и среды.

Все факторы, влияющие на процедуру реализации напитков, можно сгруппировать по свойствам в структурно-параметрическую модель состояния системы, которая позволяет детализировать описание переменных состояния и динамики взаимодействия агентов (в качестве агентов выступают компании-производители и агенты-покупатели), а также определить структуру мультиагентной имитационной модели в виде множества взаимосвязанных агентов, объединенных общими и частными целями. Процедура общения между агентами проходит с помощью направленных сообщений в текущих событиях, а имитационная мульти-агентная модель динамической системы будет воспроизводить переходные процессы развития ситуации при различных переговорных, ситуационных и интеллектуальных стратегиях принятия решений агентами.

Общий алгоритм переговоров или торга сводится к интерактивному обмену предложениями и контрпредложениями, оценке и передаче информации о текущих итогах переговоров, динамическому ослаблению ограничений переговоров, обучению и динамическому накоплению новых знаний. Переговорный процесс между агентами осуществляется с помощью направленных сообщений, которые можно описать вербально, агенты выдвигают свои предложения по изменению состояния системы в направлении разрешения конфликта или нахождения компромисса.

Организация процедуры торга преследует три цели: структуризацию проблемы, генерацию позиций переговоров, подготовку предложений. Для определения компромисса или принятия новых требований и предложений вводится функционал предпочтения или согласия в виде функции, показывающей степень приближения текущего предложения к желаемому положительному исходу в допустимой области гибких ограничений по всем параметрам структурно-параметрической модели. Выбор предложения согласно торгу агент выбирает предложение с наивысшей оценкой. Если ситуация конфликтная, то стороны преследуют каждая свои цели, агент-продавец

ECONOMICS AND MANAGEMENT

Рис. 2. Экранная форма параметров структурно-параметрической модели по реализации прохладительных напитков

стремится к максимизации ценовых предложений, агент-покупатель - к минимизации цены товара, и исход переговорного процесса сводится к компромиссному решению. На исход торга могут влиять неценовые факторы, кроме цены агента-покупателя устраивает престиж фирмы, условия доставки товара, территориальное расположение торговой точки, рекламная акция компании, уровень обслуживания продавцами.

Воспользуемся алгоритмом, который программно реализован в среде имитационного моделирования Simplex 3, с внешней процедурой ввода данных, программа ввода данных разработана в среде VBA (экранная форма представлена на рис. 1).

Для реализации модели было использовано симплексное планирование. Стратегия продавца компании-производителя сводится к задаче оптимизации цены товара путем пошагового прогнозирования значения функции прибыли. Успех одного продавца и изменение его целевой функции в лучшую сторону ведут к неудаче другого и ухудшению его целевой функции. В пространство координат симплекса вводятся также изменяющие параметры состояния продавца: доставка, реклама, качественные показатели.

Компромисс конкурирующих компаний определен в том случае, когда покупательский спрос соответствует предложению. В качестве продавца выступает агент-производитель (компания).

Агентная модель была также реализована в среде имитационного моделирования AnyLogic.

При разработке прогноза и диагноза была использована универсальная структурно-параметричес-

кая система моделирования (язык программирования Delphi).

Матрица исходных данных заполняется по результатам опроса населения: вкусовые качества - органолеп-тически; физико-химические показатели сока исследуются лабораторным

Имитационное моделирование -один из оптимизационных методов принятия решений.

путем для установления межфакторного взаимодействия, корреляции, регрессионного анализа и параметрического влияния с целью дальнейшего прогнозирования и диагностирования работы системы.

Локальные программные модули по структурно-параметрической системе моделирования, программный код, разработанный в среде VBA, программный код, разработанный в среде имитационного моделирования Simplex 3, объединяются в компьютерную систему поддержки принятия решений по реализации прохладительных напитков (на примере яблочного сока).

Таким образом, мультиагентное моделирование рыночной системы позволяет исследовать влияния различных факторов: ценовых стратегий компаний-производителей олигопольного рынка, долю рынка, прибыль и объем продаж в зависимости от устанавливаемой цены и качества товара, стратегии конкурента, гетерогенности рынка, неценовых факторов и маркетинговых характеристик, создавать универсальные компьютерные системы поддержки принятия решений.