Применение аппарата когнитивного моделирования для анализа сложных систем

УДК 339.16

ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА КОГНИТИВНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

Работа поддержана грантом РФФИ №12-07-00238-а

Дли М.И., д.т.н., профессор Филиала ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске Какатунова Т.В., д.э.н., доцент Филиала ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске

Обоснована необходимость использования многоуровневых когнитивных моделей для анализа сложных социально-экономических систем. Разработана когнитивная модель управления инновационной деятельностью в Смоленской области, которая может быть использована для разработки стратегических инновационных программ развития региона.

Ключевые слова: когнитивное моделирование, когнитивная карта, инновационная деятельность.

THE USE OF THE APPARATUS OF COGNITIVE MODELING FOR THE ANALYSIS OF COMPLEX SYSTEMS

Dli M., Doctor of Economics, Professor, National Research University «MEI», Smolensk branch,

Kakatunova T., Doctor of Economics, docent, National Research University «MEI», Smolensk branch,

The necessity of using multi-level cognitive models for the analysis of complex socio-economic systems. Developed a cognitive model of innovation management in the Smolensk region, which can be used to develop strategic innovation programs for the region.

Keywords: cognitive modeling, cognitive map, innovation.

В настоящее время эффективное функционирование элементов инновационной среды региона, представляющего собой сложную социально-экономическую систему, является важнейшим условием его устойчивого социально-экономического развития. Ввиду наличия значительного числа субъектов инновационной деятельности, сложности и многоступенчатости взаимосвязей между ними, а также возможности прямого и косвенного воздействия в результате реализации мероприятий в инновационной сфере на ключевые показатели социально-экономического развития региона в целом возрастает роль стратегического планирования инновационных процессов региона [1]. При этом еще на этапе разработки программ инновационного развития региона можно определять в качестве приоритетных те предлагаемые мероприятия, которые позволят обеспечить требуемые значения показателей эффективности указанных программ и, соответственно, желаемые социально-экономические характеристики региона.

Для решения задачи формирования рациональной системы мероприятий программы инновационного развития региона, реализация которой обеспечит достижение целевых значений его социально-экономических характеристик, может применяться методика моделирования региональной инновационной деятельности с

использованием многоуровневой когнитивной модели. Однако известные методики когнитивного моделирования даже при использовании методов нечеткой логики, что является необходимым ввиду имеющейся специфики описания концептов (элементов когнитивной карты), характеризующих социально-экономическое и инновационное развитие региона, не позволяют учесть специфические особенности региональной инновационной деятельности.

Так, прежде всего, необходимо учесть существующую потребность расчета традиционных системных показателей, используемых для анализа нечеткой когнитивной карты. В этом случае отношения влияния между отдельными концептами представляются нечеткими множествами, а для отображения отрицательного влияния концептов базовое множество для этих нечетких множеств расширяется на область отрицательных значений. При этом расчет основных системных показателей осуществляется с использованием интервального метода с применением операций над интервалами (X-уровней нечетких множеств, что позволяет решить задачу аккумулирования влияния совокупности входных концептов на выходной концепт и выявить опосредованное влияние концептов друг на друга. Такая особенность региональной инновационной деятельности, как изменение значения и характера влияния связей между концептами во вре-

Рис. 1. Когнитивная модель управления инновационной деятельностью в Смоленской области

Таблица 1. Влияние концептов на целевые концепты

Целевые концепты Концепты, оказывающие наибольшее влияние

о> - объем ВРП Ь/ - объем выпуска наукоемкой продукции предприятиями региона; Ь} - степень реализации инновационного потенциала региона; Ьн - уровень подготовки инновационных кадров;

а} - поступление в бюджет а7 - уровень конкурентоспособности регионального продукта; — уровень инновационной активности; Ь3-доля инновационной продукции в общем объеме производства;

а4 - уровень занятости ад -уровень инновационной активности; Ьц - уровень подготовки инновационных кадров; Ьд- меры бюджетного стимулирования инноваций;

Ь1 - объем выпуска наукоемкой продукции предприятиями РПК ац - затраты на образование; ад - уровень инновационной активности; Ь} — степень реализации инновационного потенциала региона;

мени, может быть учтена в результате использования модифицированных выражений для анализа динамики когнитивной модели, в которых вводится функция знака и рассматриваются концепты когнитивной карты в различные дискретные моменты времени.

Рассмотрим когнитивную модель управления инновационной деятельностью в Смоленской области, которая может быть использована для разработки стратегических инновационных программ развития региона.

На рисунке 1 приведена когнитивная модель управления инновационной деятельностью в Смоленской области, которая представлена двумя взаимосвязанными когнитивными картами: картой социально-экономического развития Смоленской области и картой инновационной деятельности в Смоленской области (на рисунке 1 концепты а.,в. соответственно).

На рисунке 1 используются следующие обозначения концептов:

- концепты карты социально-экономического развития Смоленской области: а1 - объем регионального промышленного производства; а2 - объем ВРП; а3 - поступление в бюджет; а4 - уровень занятости; а5 - уровень доходов населения; а6 - затраты на образование; а 7 - уровень конкурентоспособности регионального продукта; а8 - показатели состояния окружающей среды; а9 - уровень инновационной активности; а - объем инвестиций; а - рентабельность продукции/услуг; ап - уровень налогов;

- концепты карты инновационной деятельности в Смоленской области: Ъ1 - объем выпуска наукоемкой продукции предприятиями; Ь2 - объем инвестиций в инновации; Ъ3 - доля инновационной продукции в общем объеме производства; Ъ4 - инновационный потенциал региона; Ъ5 - степень реализации инновационного потенциала региона; Ъ6 - уровень конкурентоспособности инноваций региона; Ъ7 - занятость на предприятиях, которые осуществляют НИОКР и НИР; Ъ8 - уровень подготовки инновационных кадров; Ъ9 - меры бюджетного стимулирования инноваций; Ъ]0 - объем заимствованных инноваций.

Связи между концептами, приведенной на рисунке 1 когнитивной модели управления инновационной деятельностью в Смоленской области, представляют собой термы нечетких множеств: ц, р, Т| - стационарные связи между концептами когнитивных карт; (X,

- изменяющиеся связи между концептами когнитивных карт.

Представленный список концептов когнитивной модели управления инновационными процессами в Смоленской области сформирован в результате опроса и согласования мнений группы экспертов, в которую были включены сотрудники профильных подразделений Администрации Смоленской области, а также представители промышленных предприятий и ряда других субъектов инновационной деятельности в регионе. Также с применением процедур экспертного опроса были определены отношения влияния между концептами нечеткой когнитивной карты, представленные в виде нечетких множеств. Учитывая, что в качестве приоритетной для региона может быть рекомендована такая инновационная стратегия, как «стратегия подготовки инновационных кадров», в качестве целевых концептов необходимо рассматривать следующие концепты: - объем ВРП; а3

- поступление в бюджет; - уровень занятости; Ъ1 - объем выпуска наукоемкой продукции предприятиями.

Анализ когнитивной карты, приведенной на рисунке 1, в частности анализ системных показателей позволил сделать вывод о том, что в представленной системе не содержатся лишние элементы и ее можно считать сбалансированной. Это означает, что комплексная реализация выбранной инновационной стратегии («стратегии под-

готовки инновационных кадров»), согласованной с региональной стратегией социально-экономического развития, позволит обеспечить высокую эффективность региональной инновационной деятельности.

В результате расчета и анализа системных показателей нечеткой когнитивной карты, с помощью которых рассчитывались взаимный консонанс, диссонанс, положительное и отрицательное влияние концептов друг на друга и на систему в целом и другие системные и интегральные показатели, используемые для исследования свойств анализируемой системы, были выявлены концепты, оказывающие наибольшее влияние на целевые концепты (таблица 1).

Поскольку для того, чтобы повлиять на значение целевых концептов, необходимо, в первую очередь, воздействовать на концепты, оказывающие на них наибольшее влияние, следует подобрать такое значение концептов, влияющих на целевые концепты (сила влияния формируется путем воздействия на него комплексом мероприятий, сформированных в рамках программы инновационного развития региона), которое обеспечит наибольшее значение соответствующего целевого концепта.

Когнитивная карта позволяет анализировать влияние концептов друг на друга при изменении силы воздействия. Поэтому сформировав перечень концептов, влияющих на целевые концепты, и определив мероприятия и их интенсивность для воздействия на данные концепты, можно проанализировать как изменятся значения целевых концептов и в случае необходимости скорректировать набор и характеристики программных мероприятий в инновационной сфере. Это позволит разработать набор мероприятий с необходимой силой воздействия на целевые показатели инновационного развития региона и, соответственно, показатели эффективности программы его инновационного развития, а также рационально распределить бюджет между всеми мероприятиями программы.

В качестве показателей эффективности программы инновационного развития региона предлагается использовать следующие значения показатели, выбранные в качестве целевых концептов:

- рост ВРП (концепт а '2) на 7%;

- увеличение поступлений в бюджет (концепт а3) на 6%

- увеличение уровня занятости населения (концепт а4) на 9%;

- увеличение налогооблагаемой базы на 6% , что потребует: роста объема выпуска наукоемкой продукции предприятиями региона (концепт Ъ;) на 10%.

В таблице 2 приведены минимальные значения концептов, оказывающих наибольшее влияние на целевые концепты когнитивной модели управления инновационной деятельностью в Смоленской области, и мероприятия, реализация которых обеспечит достижение заявленных значений показателей эффективности программы инновационного развития региона.

Использование многоуровневых когнитивных моделей для анализа сложных социально-экономических систем позволяет учитывать разнообразное, как с точки зрения силы воздействия, так и с учетом временных изменений, влияние основных элементов друг на друга и на систему в целом. Это позволяет рассматривать методы когнитивного моделирования как важнейший инструмент поддержки принятия решений при управлении сложными социальноэкономическими системами, к которым относится инновационная среда региона.

Литература:

1. Дли М.И., Какатунова Т.В. Общая процедура взаимодействия элементов инновационной среды региона // Журнал правовых и экономических исследований - 2009 - №3 - С.60-63/

Таблица 2. Мероприятия программы инновационного развития Смоленской области

Значение показателя Мероприятия

- увеличить объем выпуска наукоемкой продукции предприятиями (концепт Ь:) на 10%; - увеличить долю инновационной продукции в общем объеме производства (концепт Ь}) на 10% Формирование региональных систем электронного бизнеса. Создание электронного каталога инновационных проектов и инновационных разработок. Разработка механизмов участия в международных и российских выставках инновационных технологий и продуктов. Организация системы распространения рекламно-информационных материалов среди субъектов инновационной деятельности. Организация информационной поддержки экономических связей субъектов региональной инновационной деятельности внутри региона, а также с межрегиональными структурами.

- увеличить степень реализации инновационного потенциала региона (концепт 65) на 12% Создание базы данных по законченным исследованиям, а также разработкам и технологиям, готовым к коммерциализации, инициаторами которых являются разработчики региональных структур. Организация портала для осуществления поиска партнеров в области коммерциализации новшеств.

- увеличить уровень инновационной активности (концепта») на 10% Формирование системы предложений по созданию малых инновационных предприятий на базе образовательных и научных организаций. Создание виртуального технопарка и реализация с использованием его ресурсов отдельных этапов инновационных проектов, а также организация консультационной поддержки в инновационной сфере, в том числе с помощью ИКТ, для начинающих предпринимателей. Организация на основе виртуального технопарка методической и консультационной поддержки процедур разработки инновационного проекта и оформления бизнес-планов указанных проектов. Формирование региональной базы данных, включающей информацию о потребностях в результатах инновационных исследований и разработках, а также обеспечение передачи информации о спросе на инновации разработчикам на уровне региона.

- увеличить уровень подготовки инновационных кадров (концепт Ьц) на 6%; - увеличить затраты на образование (концепт а6) на 12% Формирование сети обучающих электронных центров и стимулирование развития модулей электронных учебных порталов предприятий, ориентированных на обучение в области инноваций. Формирование базы данных о наличии специалистов в инновационной сфере в регионе. Разработка методики прогнозирования профессиональной структуры потребностей рынка труда и механизма управления рынком специалистов требуемой квалификации в инновационной сфере. Поддержка образовательных учреждений и центров повышения квалификации специалистов в инновационной сфере. Формирование программ подготовки и переподготовки кадров в инновационной сфере. Разработка программы по реформированию системы образования с целью ее адаптации под требованиям к квалификационным характеристикам специалистов в инновационной сфере, выдвигаемых потенциальными работодателям и.

- обеспечить прирост мер бюджетного стимулирования инноваций (концепт Ь9) на 6% Финансирование НИОКР, отвечающих приоритетных направлениям социально-экономического развития Смоленской области. Предоставление субсидий организациям, осуществляющим коммерциализацию новшеств. Предоставление субсидий в области кредитования инновационных проектов.

- увеличить уровень конкурентоспособности регионального продукта (концепт о?) на 8%; - увеличить уровень конкурентоспособности инноваций региона (концепт Ь6) на 10% Формирование и ведение региональной базы данных, включающей информацию о потребностях в результатах научных исследований и разработках, а также оперативная передача данных о спросе на инновации разработчикам в регионе (образовательным и научным организациям и др.). Создание порталов и баз данных финансовых и венчурных организаций, способных инвестировать в инновационные проекты. Создание системы класса В2С (бизнес для потребителя) и системы класса С2В (потребители для бизнеса).