Основните етапи на разработване на когнитивен модел на проблемна ситуация. Средносрочно прогнозиране на руската икономика с помощта на когнитивен модел

Разглеждат се когнитивният подход към изследването на сложни системи, като социално-икономически, политически и др., редица свързани концепции, както и методологията и технологията на когнитивното моделиране на сложни системи.

Математическо представяне на когнитивни модели

Началото на изследванията, свързани с използването на когнитивния подход за изучаване, моделиране и вземане на решения в областта на сложните системи, датира от средата на 20 век, когато идеите на когнитивната психология започват да се прилагат в различни области. на знанието и система от дисциплинарни изследвания, наречена „когнитивна наука“, започва да се оформя (англ когнитивна наука).Основните му области са философия, психология, неврофизиология, лингвистика и изкуствен интелект. В момента се наблюдава разширяване на предметните области, в които се използва когнитивният подход. Активното използване на когнитивния подход при изучаването на сложни системи у нас започва през 90-те години на миналия век, центърът на изследването е Институтът по компютърни науки на Руската академия на науките. Този раздел представя редица резултати от когнитивни изследвания на сложни системи, проведени в Южния федерален университет, чийто източник може да се счита за работата на Р. Акселрод, Ф. Робъртс, Дж. Каст, Р. Еткин, както и служители на Института по компютърни науки RAS (В. И. Максимов, В. В. Кулба, Н. А. Абрамов и др.).

За да се разбере значението на когнитивните изследвания, техните направления, модели и методи, е необходимо да се познават редица специални термини, като: когнитивна наука и когнитивна наука, когнитивна наука (инженерство на знанието), когнитивен подход (когнитивна), технология на когнитивно (когнитивно-целево) моделиране, визуализация, когнитивно моделиране, когнитивно структуриране или концептуализация, методология на когнитивното моделиране, когнитивен модел, когнитивна карта. Дефиниции на тези понятия (и редица други, свързани с когнитивните науки) могат да бъдат намерени в трудовете. Когнитивните карти имат не само визуална, но и математическа основа. Това са ясни и размити графики (размити когнитивни карти).

Графиката се оказва подходящ модел за представяне на връзките между икономическите обекти (предприятия, организации, средства и фактори за производство, елементи на социалната сфера, характеризиращи се като обект, в който е концентрирана или насочена икономическата дейност и представляващ определена страна на икономическите отношения), между субекти на социални процеси (например хора, групи от хора), между подсистеми на социално-икономически системи, между други понятия, субекти и др. Нека използваме определението на Ф. Робъртс: „Граф със знак (диграф със знак) е граф, в който „... върховете съответстват на членове на групата; от върха V-,се изчертава дъга към върха, ако се наблюдава ясно изразено съотношение V;K V и дъгата vd = (V, V])има знак плюс (+), ако V, "харесва" U^iзнак минус (-) в противен случай."

Концепцията за "диграф със знак" може да има различни приложения, така че дъгите и знаците се интерпретират по различен начин в зависимост от сложната система, която се изучава. В допълнение, теоретичните изследвания на сложни системи се разработват в рамките на по-сложен модел от знаковия диграф - в рамките на претеглен диграф, в който всяка дъга екприсвоено реално число (тегло) хижи.

Пример за когнитивна карта е показан на фиг. 6.12 (фигурата е направена с помощта на софтуерната система PSKM^). Плътните дъгови линии съответстват на щц= +1, тире-точка - = -1. Знакът може да се тълкува като „положителни (отрицателни) промени във връх r водят до положителни (отрицателни) промени във връх yu“, т.е. това са еднопосочни промени; знак "-" - както в "положителни (отрицателни) промени във върха водят до отрицателни (положителни) промени във върха Vj" -многопосочни промени. Стрелките за броячи показват взаимното влияние на върховете, цикъла на графиката; тази връзка е симетрична. Повечето от понятията за диграфи се прилагат и за претеглени диграфи. Тези понятия са: път, прост път, полупът, контур, цикъл, полуверига; силна, слаба, еднопосочна свързаност, „знак за път, затворен път, контур“.

Знак за път, верига, затворен път, затворена верига, очертание на контур и др. се определя като произведение на знаците на дъгите, включени в тях.

Очевидно пътека, цикъл и т.н. имат знак, ако броят на отрицателните дъги, които съдържат, е нечетен, в противен случай те имат знак "+". И така, за графиката "Ромео и Жулиета" пътят е V,-" V, -" U -> V, е отрицателна и цикълът Ъ-ъ -> Ъ-ъ-> V, - положителен.

Ориз. 6.12.дъга отивам= +1 и Shts = -1

Когато математически моделира сложни системи, изследователят е изправен пред проблема да намери компромис между точността на резултатите от моделирането и способността да получи точна и подробна информация за изграждане на модела. В такава ситуация знаковите и претеглените диграфи са подходящи за разработване на „прости“ математически модели и за анализиране на резултати, получени с минимална информация.

Нека дадем още два примера от [Хобеш,с. 161, 162] - фиг. 6.13 и 6.14, интересни от историческа гледна точка като едни от първите когнитивни карти, но които не са загубили своята релевантност сега.

На фиг. 6.14 верига Еха-> U - > U$ -> U6 -" Ехапротиводейства на отклонението при върха V,. Ако увеличите/намалите която и да е променлива в тази верига, тогава тези промени водят през други върхове до намаляване/увеличаване на тази променлива (тълкуване: колкото по-голяма е популацията, толкова повече отпадъци, толкова повече бактерии, толкова по-голяма е честотата - толкова по-голяма е честота, по-малко хора и т.н.). Това е отрицателна обратна връзка. Верига V, -> U ->UA -> V е контур, който усилва отклонението, т.е. положителна обратна връзка.

Ориз. 6.13.

Ще използваме следното в бъдеще Изявлението на Маруяма:„Контурът подобрява отклонението, ако и само ако съдържа четен брой отрицателни дъги (в противен случай това е контур, който противодейства на отклонението).“

Диаграмата (фиг. 6.14) съдържа малък брой върхове и връзки за удобство на предварителния анализ. По-задълбочен анализ на проблема с потреблението на енергия ще изисква, според Робъртс, значително по-голям брой променливи и по-нюансирани методи за избора им. Това повдига проблема с комбинирането на експертни мнения.

За решаване на проблемите, описани в примерите на фиг. 6.13 и 6.14, не е достатъчно просто да се изгради график с една или друга сложност и да се анализират веригите на неговите връзки (пътища) и цикли; по-задълбочен анализ на неговата структура, свойства на стабилност (нестабилност), анализ на влиянието на промените в параметрите на върховете на други върхове и се изисква анализ на чувствителността.

Ориз. 6.14.(Робъртс, С. 162)

За да се разбере и анализира поведението на сложна система, се изгражда структурна диаграма на причинно-следствените връзки. Такива схеми, които интерпретират мненията и възгледите на вземащия решение, се наричат ​​когнитивна карта.

Терминът "когнитивна карта" е въведен от психолога Толман през 1948 г. Когнитивната карта е вид математически модел, който ви позволява да формализирате описанието на сложен обект, проблем или функциониране на системата и да идентифицирате структурите на причинно-следствените връзки между елементите на системата, сложен обект, компонентите на проблема и оценка на последствията в резултат на въздействие върху тези елементи или промяна на характера на връзките. Английският учен К. Идеас предложи използването на когнитивни карти за колективно вземане на решения и вземане на решения.

Когнитивна карта на ситуациятае ориентиран граф, чиито възли представляват някои обекти (понятия), а дъгите са връзки между тях, характеризиращи причинно-следствени връзки.

Разработването на модела започва с изграждането на когнитивна карта, която отразява ситуацията „каквато е“. Въз основа на генерираната когнитивна карта се моделира саморазвитието на ситуацията, за да се идентифицират положителните тенденции в развитието.„Саморазвитието“ ви позволява да сравните субективните очаквания с моделните.

Основното понятие в този подход е понятието „ситуация“. Ситуацията се характеризира с набор от т.нар основни фактори, с помощта на които се описват процесите на промяна на състоянията в дадена ситуация. Факторите могат да си влияят взаимно и такова влияние може да бъде положително, когато увеличението (намаляването) на един фактор води до увеличаване (намаляване) на друг фактор, и отрицателно, когато увеличението (намаляването) на един фактор води до намаляване ( увеличение) в друг фактор.

Матрицата на взаимодействието представя теглата само на преките влияния между факторите. Редовете и колоните на матрицата са свързани с факторите на когнитивната карта, а стойността със знак в пресечната точка на i-тия ред и колоната j-ro показва тежестта и посоката на влияние на фактора i-ro върху j-тия фактор. За да се покаже степента (теглото) на влияние, се използва набор от лингвистични променливи като „силен“, „умерен“, „слаб“ и др.; Такъв набор от лингвистични променливи се сравнява с числени стойности от интервала: 0,1 - „много слаб"; 0,3 - „умерен"; 0,5 - „значително“; 0,7 - „силен“; 1.0 - „много силен“. Посоката на влияние се определя от знака: положителен, когато увеличението (намаляването) на един фактор води до увеличаване (намаление) на друг фактор, и отрицателно, когато увеличаването (намаляването) на един фактор води до намаляване (увеличаване ) в друг фактор.

Идентифициране на първоначалните тенденции

Първоначалните тенденции се определят от лингвистични променливи като

„силен“, „умерен“, „слаб“ и др.; Към такъв набор от лингвистични променливи се сравняват числови стойности от интервала. Ако за даден фактор не е посочена тенденция, това означава, че или не се виждат забележими промени във въпросния фактор, или няма достатъчно информация, за да се оцени съществуващата тенденция за него. При моделирането се приема, че стойността на този фактор е 0 (т.е. не се променя).

Идентифициране на целевите фактори

Сред всички избрани фактори е необходимо да се определят целевите и контролните фактори. Целевите фактори са фактори, чиято динамика трябва да се доближи до необходимите стойности. Осигуряването на необходимата динамика на целевите фактори е решението, което се преследва при изграждането на когнитивен модел.

Когнитивните карти могат да се използват за качествена оценка на влиянието на отделните концепции една върху друга и върху стабилността на системата като цяло, за моделиране и оценка на използването на различни стратегии при вземане на решения и прогнозиране на взетите решения.

Трябва да се отбележи, че когнитивната карта отразява само факта на влиянието на факторите един върху друг. Той не отразява детайлния характер на тези влияния, нито динамиката на промените във влиянията в зависимост от промените в ситуацията, нито временните промени в самите фактори. Отчитането на всички тези обстоятелства изисква преминаване към следващото ниво на структуриране на информацията, показана в когнитивната карта, тоест когнитивния модел. На това ниво всяка връзка между факторите на когнитивната карта се разширява в съответно уравнение, което може да съдържа както количествени (измерими) променливи, така и качествени (неизмерени) променливи. В този случай количествените променливи се включват естествено под формата на техните числени стойности, тъй като всяка качествена променлива е свързана с набор от лингвистични променливи и всяка лингвистична променлива съответства на определен цифров еквивалент в скалата [-1,1]. С натрупването на знания за процесите, протичащи в изследваната ситуация, става възможно да се разкрие по-подробно естеството на връзките между факторите.

Има математически интерпретации на когнитивни карти, например меки математически модели (известният модел на борбата за съществуване на Лотка-Волтера). С помощта на математически методи може да се предвиди развитието на ситуацията и да се анализира стабилността на полученото решение. Съществуват два подхода за конструиране на когнитивни карти – процедурен и процесен. Процедурата е отделен времеви ефект, който има измерим резултат. Математиката използва значително дискретността, дори ако измервахме в лингвистични променливи. Процесният подход говори повече за поддържане на процесите, той се характеризира с концепциите за „подобряване“, „активиране“, без да се позовава на измерими резултати. Когнитивната карта на този подход има почти тривиална структура - има целеви процес и заобикалящи го процеси, които имат положително или отрицателно въздействие върху него.

Има два вида когнитивни карти: традиционни и размити. Традиционните карти са определени под формата на насочена графа и представят моделираната система под формата на набор от концепции, които показват нейните обекти или атрибути, свързани помежду си чрез причинно-следствени връзки. Те се използват за качествена оценка на въздействието на отделните концепции върху стабилността на системата.

За да се разширят възможностите на когнитивното моделиране, редица работи използват размити когнитивни карти. В една размита когнитивна карта всяка дъга определя не само посоката и природата, но и степента на влияние на свързаните понятия.

Когнитивни модели.Когнитивното структуриране започва с идентифициране на обекти (охарактеризирани както количествено, така и качествено, вербално) на системата, която се изучава за определена цел и установяване на връзки между тях. Тези действия се извършват с помощта на експерти, от

Ориз. 6.16.

събиране и обработка на статистическа информация, базирани на проучване на литературни данни, те се основават на теоретични знания в съответната предметна област.

В резултат на когнитивното структуриране се развива формално описание на знанието, което може да бъде визуално представено чрез когнитивен модел (под формата на диаграма, графика, матрица, таблица или текст). Разработването на когнитивен модел е най-креативният и слабо формализиран етап в дейността на изследовател (група от експерти) на голяма система. Частична формализация е възможна при обработка на числени данни под формата на статистическа информация чрез използване на инструменти за извличане на данни (напр. Извличане на данни).Източници на информация за определяне на "висококачествени" върхове могат да бъдат теоретична информация в изучаваната предметна област и съгласувани решения на група експерти. В последния случай се разработва „колективна когнитивна карта“.

Трябва да се обърне внимание на необходимостта от „правилното“ име на върха - недобре подбраните имена (концепции) изкривяват резултатите от изследването и може да не дадат отговори на въпросите, на които би било желателно да се получат отговори.

И така, резултатът от процеса на идентифициране на сложна система на първия етап от изследването е когнитивна карта G, която може да се счита за „първоначална“ или „начална“. Дали то ще остане непроменено, окончателно или не, решението зависи от експерта след всички етапи на когнитивното моделиране.

Технологията за когнитивно моделиране използва различни видове когнитивни модели.

Най-често използваните са: когнитивна карта (неформална когнитивна карта, изследването започва с нейното разработване), както и претеглен диграф със знак, проста функционална графика, параметрична векторна функционална графика и модифицирана графа.

Когнитивна карта(в първоначалното разбиране - диаграма на причинно-следствените връзки в система) е структурна схема на връзките между обекти ("концепции", "същности", елементи, подсистеми) на сложна система; е изградена, за да се разбере и анализира нейната структура и поведение.

От формална гледна точка когнитивната карта е знаково ориентиран граф (диграф), който отразява модела на връзките между изследваните обекти - върховете. Връзката между тях (взаимодействието на факторите) е количествено или качествено описание на въздействието на промяна в един връх върху други:

Където V-набор от върхове, върхове ("концепции") V,- напр V,¿=1,2, Да сеса елементи на изучаваната система; Е -набор от дъги, дъги e Е, аз,) =1,2, Потразяват връзката между върховете на U; и МуВлиянието на Mr. б)в изследваната ситуация може да бъде положителен (знак "+"), когато увеличение (намаляване) на един фактор води до увеличаване (намаляване) на друг, отрицателен (знак "-"), когато увеличение (намаляване) на един фактор фактор води до намаляване (увеличаване) на друг , или отсъства (0). В последния случай съответната дъга може да бъде изключена при анализиране на дадена ситуация, но може да има значение в друга ситуация. Следователно, ако се предполага такава възможност, дъгата трябва да бъде оставена.

В допълнение към графичното изображение, когнитивната карта може да бъде представена чрез матрица от връзки Асо:

Матрицата А(; е квадратна матрица, чиито редове и колони са маркирани от върховете на графа СЪСи в пресечната точка на r-реда и r-колоната има единици (или 0), ако има (не съществува) връзка между елементите V;И охВ когнитивната карта връзката може да има знак "+1" или "-1".

Когнитивната карта отразява само факта, че върховете (факторите) си влияят един на друг. Той не отразява детайлния характер на тези влияния, нито динамиката на промените във влиянията в зависимост от промените в ситуацията, нито временните промени в самите фактори. Отчитането на всички тези обстоятелства изисква преминаване към следващото ниво на структуриране на информацията, показвана в когнитивната карта, т.е. необходим е преход към други видове когнитивен модел.

На нивото на когнитивния модел всяка връзка между факторите на когнитивната карта се разширява в съответно уравнение, което може да съдържа както количествени (измерими) променливи, така и качествени (неизмерими) променливи. Количествените променливи влизат в модела под формата на своите числени стойности. Всяка качествена променлива може да бъде свързана с набор от лингвистични променливи, които показват различни системи на тази качествена променлива в скала.

С натрупването на знания за процесите в системата става възможно да се разкрие по-подробно естеството на връзките между върховете - фактори (например с помощта на процедури извличане на данни,ако има таблици със статистически данни).

Когнитивен модел като векторна функционална графика е кортеж

Където C =< V, Е> - насочена графа; х- много параметри на върха V; X = [ХШ, 1=1,2,.... k, X( u> = (^), e = 1, 2, ш,тези. на всеки връх се присвоява вектор от параметри, независими един от друг X(y"(или един параметър x№>8=X, Ако g= 1); X: V -> аз, аз -набор от реални числа; P= E(X, E) =Дд:;, Xp e$) -функционалност за преобразуване на дъга, която присвоява на всяка дъга знак ("+", "-") или тегловен коефициент<о^, либо функцию по дяволите) =и

Зависи от E(X, E)въвежда се разширеното понятие диграф.

1. Когнитивна карта (знакова диграфия)като частен случай на Φ-граф, в който

където co^- е тегловният коефициент; ко^ д. IV, V/ -наборът от тегловни коефициенти на дъга е набор от реални числа. Оценката на ко- може да се определя от едно число или да бъде интервал.

3. Най-простата функционална графика ее F-графика, в която E= DH, Д)=/(i$, Xp e$ =/)/.

където /y е функционалната зависимост на параметрите на върховете, която се присвоява на всяка дъга. Пристрастяване /гможе да бъде не само функционален, но и стохастичен. Определяне на характерни параметри /гвключва: дефиниране на мащаб, показатели, метод, точност, мерна единица.

Дефиницията на Φ-графи може да се обобщи по следния начин.

4. Графика на параметрична векторна функция Fp е кортеж

където b =< V, E > -насочена графа; X:V -" 0, Х-много параметри на върха, х= (->№> | X<г"> e X, i = 1,

2, Да се), X("";> = (.g*,0), ж 1,2.....към x^- £-параметър на върха

Y;, ако £= 1, тогава l-*,"* = x,-; 0 е пространството на параметрите на върха; /r= E(X, E) -функционалност за трансформация на дъгата, E.Ex.х х x 0 -> ДА СЕ

5. Модифицирани MF графики.За да се отрази динамиката на промените, настъпващи в системата под въздействието на различни смущения, в модела се въвежда време. Такива графики са предложени в работата.

Йерархични когнитивни карти . Сложните системи се характеризират с модел на йерархия. За отразяване на такава структура могат да се използват йерархични когнитивни карти - сравнително нов тип когнитивни модели. Йерархичните когнитивни карти представляват разкриването на обобщени обекти (върхове) от горното ниво на когнитивна карта в техните съставни обекти, включително обекти от по-ниски нива. Броят на йерархичните нива може да се определи както от броя на върховете, „разкрити“ в когнитивните карти, така и от съществуващата система за управление на обекти (например нива на държава, регион, община). Фигура 6.17 илюстрира тази идея.

Ориз. 6.17.

Моделът на йерархичната когнитивна карта има формата

където и са когнитивни карти Да се-и (&-1) нива, съответно, Ek = (etKr))- връзки между върховете Да се-и p-нива.

Когнитивната карта на ниво ^ е насочена графа

където Y(£) = (r;D£)|r;D&) У(Ш,1 1,2р... и) - множество от върхове

^-ниво, E(k) =|е0"(£)|е$"(£) £(<£); I,./" 1,я} - отношения, отражающие взаимосвязь между вершинами внутри уровня (^-уровня).

Структурното обединение на йерархичен когнитивен модел под формата на функционална графика ще има формата

Където Ю Хбд., VK, BC 2 - когнитивна йерархична карта

че; Xk = X(k)- набор от параметри на върховете на йерархичната когнитивна карта; ^ = (?(X,£^);u^(*)) - функционална 1=1 трансформация на дъги в йерархичния когнитивен модел.

Човек може да си представи няколко взаимодействащи обекта, работещи в определена среда. В този случай е необходимо да се изградят когнитивни модели от по-сложен тип - модели на взаимодействие между йерархии, връзките между които се определят от правилата на теорията на игрите. По този начин йерархиите могат да бъдат в отношения на сътрудничество (сътрудничество, коалиция) или конфронтация (конкуренция). Възможно е обобщение за случая на взаимодействие между N страни - общият модел е система от йерархични когнитивни модели, в които са посочени правилата за взаимодействие и правилата за промяна на структурата на когнитивните модели.

Динамични когнитивни карти.Въз основа на резултатите от изследванията в областта на взаимодействието на сложни системи бяха използвани когнитивни модели под формата на динамични когнитивни карти, в които параметрите на модела зависят от времето и отчитат временните промени в околната среда.

Проблеми на анализа на пътища и цикли на когнитивен модел

Решението на проблема за анализиране на пътеки и цикли на когнитивен модел се извършва с помощта на традиционните методи на теорията на графите. Идентифицирането на пътища с различни дадени дължини ни позволява да проследим и интерпретираме вериги от причинно-следствени връзки, като идентифицираме техните характеристики и противоречия. Идентифицирането на цикли (положителни и отрицателни обратни връзки) ни позволява да преценим структурната стабилност (или не) на системата.

Ако анализирате картата „Проблеми с потреблението на електроенергия“ (вижте фиг. 6.14), тогава в нея има пет цикъла: K-> Uh->V* U^ U"> ъ-> K* C>"> ^4"> ^3">

-> Vq, V7-> V5 -" VA -> V3 - "V6 -" V7, сред които V5 -> -> Kj -> ^2~^ ^5 - единият е отрицателен.

Сценарии на поведение на обекта, импулсно моделиране (сценарийно моделиране)

Моделирането на поведението на системата се основава на сценариен подход.

От фундаментална гледна точка сценарият съответства на следната онтология: начално състояние, последователност от събития, крайно състояние. С други думи, метафорично, сценарият е структуриран във времевото измерение по схемата „източник – път – цел“, където източникът е началното състояние, крайното състояние е дестинацията, събитията са по пътя и пътят се удължава във времето.

Сценарият е цяло,и всеки от елементите - Част.

Онтологията на скрипта обикновено също включва хора, неща, свойства, взаимоотношения и предложения. В допълнение, елементите на онтологията често са свързани чрез отношения от определен тип: причинно-следствени отношения, отношения на идентичност и др. Тези връзки са структурно представени чрез комуникационни схеми (схеми на връзки),всяка от които е категоризирана според вида на връзката, която представлява. Сценариите също имат целеви структури, които уточняват целите на участниците в сценария.

Дефинирането на понятието „сценарий” се свързва с дефинирането на понятията „признаци на системата”, „състояние на системата”, „поведение на системата”, „очаквано събитие”, „ситуация”.

Знацихарактеризират свойствата на системата, подсистемите и елементите. Признаците може да са качествоИ количествен.Един знак може да бъде мярка за ефективност. Измерването на черта често е голямо предизвикателство.

състояниесистемата се характеризира със стойностите на характеристиките в даден момент. Състоянията на системата се променят по време на нейната работа.

Преходите на система (или нейни части) от състояние в състояние причиняват потоци, дефинирани като скорост на промяна в стойностите на атрибутите на системата.

поведение на системата -това е промяна в състоянията на системата във времето.

Очаквано събитиеповедението на обект, според разработения модел на обекта, е тройка: момент във времето T,избрани по някои правила за подбор A (правило за избор Aуказва моментите от време за фиксиране на командната траектория на обекта), dg(g) и g/(g) - очакваното изпълнение на параметрите на описанието на средата и фазовата траектория на системата.

Ситуация 5(0 в даден момент r е набор от събития, хронологизирани във времето, настъпили преди момента b.

Сценарий -Това е набор от тенденции, които характеризират: ситуацияв момента желаните цели за развитие, набор от мерки, влияещи върху развитието на ситуацията, и системи за наблюдение на параметри (фактори), илюстриращи поведението на процесите.

Определят се дълбочината на сценария, хоризонтът на сценария и времевата стъпка на сценария. Представете сценария във формализирана форма.

Сценарият може да се моделира в три основни направления:

• прогноза за развитието на ситуацията без никакво въздействие върху процесите: ситуацията се развива от само себе си (еволюционно развитие);
• прогноза за развитието на ситуацията с избрания набор от контролни мерки (директна задача);
• синтез на набор от мерки за постигане на необходимата промяна в състоянието на ситуацията (обратна задача).

Моделиране на разпространението на смущения върху когнитивни карти, импулсни процеси.Обектът на моделиране може да се разглежда като набор от взаимодействащи си динамични процеси, протичащи в реално време. Времето също трябва да присъства в модела на процеса, но когато се моделира с различни видове графики, това време може да няма значението на време, а да отразява само последователност от промени в състоянието. Такъв е случаят с диграфи със знак и параметрични графики със знак. За описание на взаимодействието с околната среда се използват понятията "вход", "изход", "състояние", "поведение" на системата.

При анализиране на ситуации, базирани на модели на когнитивни карти, се решават два вида проблеми: статични и динамични. Статичен анализ -това е анализ на текущата ситуация, включително изследване на влиянието на някои фактори върху други, изследване на стабилността на ситуацията като цяло и търсене на структурни промени за получаване на стабилни структури.

Динамичен анализ -Това е генериране и анализ на възможни сценарии за развитие на ситуацията във времето. Математическият апарат на анализа е теорията на графите със знак и размитите графи.

Под въздействието на различни смущения стойностите на променливите във върховете на графиката могат да се променят; сигнал, получен в един от върховете, се разпространява по веригата до останалите, като се усилва или отслабва.

Импулсно моделиране -Това е моделиране на разпространението на смущения върху когнитивните карти, причинено от въвеждането на смущаващи импулси във връх (набор от върхове) на когнитивна карта. Обектът на моделиране може да се разглежда като набор от взаимодействащи си динамични процеси, протичащи в реално време.

Анализ на сценарияни позволява да преценим поведението на системата и научно да прогнозираме пътищата на нейното възможно развитие. Анализът се извършва въз основа на резултатите от импулсното моделиране. За да се генерират възможни сценарии за развитие на системата, във върховете на когнитивната карта се въвеждат хипотетични смущаващи или управляващи влияния. При въвеждане на смущения<2,(и) исследуется вопрос "что будет в момент (и + 1), если...?". Набор реализаций импульсных процессов - это "сценарий развития", он указывает на возможные тенденции развития ситуаций.

Импулсният процес може да отразява както еволюционното развитие на системата, така и нейното развитие под влияние на смущения и управляващи въздействия 0,^), добавен в горната част 1>1 в момент g„.

Сценарий за развитие на ситуациитеОбичайно е да се нарича целият набор от импулсни процеси във всички върхове на когнитивната карта. Така наборът от импулсни процеси при въвеждане на смущения<2 представляет собой модельную реализацию альтернативных действий (Л Для реальных систем 0_ интерпретирани като различни управленски (например програми за развитие на системата) или смущаващи влияния (например промени във външната среда, действия на конкурент и др.).

Сценариите за развитие, генерирани под различни смущаващи въздействия, всъщност са „научна прогноза“ за възможни пътища за развитие на системата. Сценарият характеризира тенденцията на развитие на процесите в системата, или по-точно различни възможни тенденции на развитие (последствия) с хипотетични промени в смущаващите и управляващите фактори и техните комбинации (причини) в симулираното бъдеще. По този начин импулсното моделиране на развитието на ситуациите ни позволява да разработим възможни сценарии за развитие на системата - от песимистични до оптимистични. Въз основа на сценариите се проектира стратегия за управление на системата, която след това се прилага от лицата, вземащи решения в съответствие с диктуващите условия на външната и вътрешната среда.

Помислете за правилото (RY)промени в параметрите във върховете в момента Нека параметърът Х!зависи от времето, т.е. X)(1)y 1= 1, 2, 3,.... Тогава можем да определим процеса на разпространение на смущението по графиката, т.е. преход на системата от състояние £ - 1 към и аз + 1,....

В общия случай, ако има няколко върха, съседни на V,-, процесът на разпространение на смущението през графика се определя от правилото (за известни начални стойности X(0)във всички върхове и началния вектор на смущението P(0)):

където dg, (0 и x £1+ 1) - стойности на параметрите във връх V; в моменти от аз + 1, p^£) -промяна в горната част U^в даден момент G,

Тъй като в Φ-графиката импулс в импулсен процес е представен като подредена последователност без връзка с времето, можете да използвате нотацията на формулите „в i-тия момент от време“ (в модел на процес, когато моделирате с различни типове на графики, времето може да няма значението на време, а да отразява само последователност от промени в състоянието (това се случва за диграфи със знак и претеглени диграфи със знак). Функция py(/;) на влиянието на промените в съседни U-)връх V) може да бъде заменен с импулс p(n) = x(n + 1) - x(n),Където x(n)y x(n+ 1) - стойността на индикатора на върха Vпри стъпки на симулация в момента £ = Пи след него £ = П+ 1. След това формула (6.64) се трансформира до вида

правило(Pd) промени в параметрите във върховете в момент £u+1, ако в момент ipимпулси, пристигнали във върховете:

Моделът на импулсен процес е кортеж (F. £>, РЩ,където φ е φ-графиката, (2= 0,(1,) - последователност от смущаващи влияния, RY -правило за промяна на параметрите. В този случай последователността X(r0),<2(гн)^ является модельным представлением динамической системы (г0,50,В0).

За да се разработят подходящи изчислителни алгоритми, е удобно да се представи математическият модел на импулсните процеси върху графи със знак в матрична форма.

i = 0, 1, 2, въведени във върховете на Y; в момент £; векторът на параметрите на върха в момент t и промените в параметрите на върха се дават от уравненията:

За R,от последното уравнение получаваме израза

където / е матрицата на идентичност.

Автономеннаречен специален случай на импулсни процеси на когнитивни карти, когато външни импулси се въвеждат само веднъж в началото на симулацията.

Най-простият вариант на разпространение на смущението е случаят, когато P(0) има само един ненулев вход, т.е. смущението достига само до един връх В-рТакива процеси обикновено се наричат прости процеси.

Ситуацияпри импулсното моделиране се характеризира с набор от всички Qи ценности хвъв всеки Пстъпка на моделиране.

Нека дадем пример за импулсно моделиране с помощта на когнитивна карта на проблемите с потреблението на електроенергия (фиг. 0.19). За нея матрицата на отношенията има формата

Нека моделираме процеса на разпространение на смущението, като използваме когнитивна карта на проблемите с потреблението на електроенергия: „Какво ще се случи, ако потреблението на електроенергия се увеличи?“ (фиг. 6.18). Както се вижда от графиките на импулсните процеси, тенденциите в развитието на ситуациите не противоречат на интуитивните предположения, че увеличаването на потреблението на електроенергия поради увеличаване на енергийния капацитет може да доведе до спад в цената му, влошаване на околната среда, увеличаване на броя на предприятията и увеличаване на броя на работните места. Графиките показват симулационни цикли по оста OX. П,но осите 0Y на числата характеризират скоростта на нарастване на сигналите във върховете на когнитивната карта (научна прогноза за възможните тенденции на развитие).

Ориз. 6.18.Увеличаване на потреблението на електроенергия,<7/(= +1, вектор возмущений (2= (0,0,0 + 1,0,0,0)

Обратни задачи, проблеми на управляемостта и наблюдаемостта

Решаването на обратната задача е търсене на такива стойности на управляващите действия (2), които могат да осигурят желания сценарий за развитие на системата.За решението могат да се използват методи на математическо програмиране (линейни, нелинейни).

Решенията на проблемите на наблюдаемостта и управляемостта на системата са взаимосвързани. Проблем с наблюдаемостта -проблемът за определяне на достатъчността на измерванията на изходните променливи за определяне на неизвестни начални стойности на входовете. Проблем с управляемостта -това е проблем относно възможността за промяна на системните входове в зависимост от наблюдаваните изходи (кибернетичен или управленски подход).

Анализ на устойчивостта на система, представена чрез графика

Устойчивостта е многоизмерна концепция. В изследванията на социално-икономическите системи терминът „устойчивост“ означава много, не винаги ясно дефиниран (устойчивост на финансовата система, устойчивост на организацията). В теорията на управлението на техническите системи понятието "стабилност" е ясно дефинирано и са разработени критерии за стабилност на системата ("стабилност по Ляпунов", по Поанкаре и др.). Разглеждат се два аспекта на понятието "стабилност": устойчивостта на системата под въздействието на външни смущения с фиксирана структура на системата, т.е. когато се променя само външната среда и стабилността на поведението на системата при промяна на структурата на системата е структурна стабилност (малки промени в структурата на системата причиняват малки промени в нейната динамика).

Когато се изследва стабилността на претеглена насочена графа - когнитивна карта - стабилността на стойността и стабилността на смущението на системата се изследват, докато се развива.

Нека въведем понятията алгебричен критерий за стабилност от смущение и начална стойност и разгледаме връзката между стабилността на графа и неговата топологична структура, въз основа на трудовете на В. В. Кулба, С. С. Ковалевски, Д. Л. Кононов, А. Б. Шелков и други, както и върху произведенията на Дж. Каст.

Основната идея при разработването на критерии за стабилност на графиките е идеята за характерните стойности на матрицата на отношенията L(;графика – когнитивен модел.

Характеристичните стойности на графиката се определят като собствени стойности на матрицата ак.Според теоремата на Routh-Hurwitz за линейни системи, ако сред собствените стойности на матрицата (корените) няма модулни числа, по-големи от едно, тогава системата е стабилна при смущения. Стабилността в смущението не означава стабилност в стойността, въпреки че е вярно обратното. Но има значителни ограничения за прилагането на този критерий, така че ще го използваме в прости случаи.

За горния пример за проблеми с потреблението на електроенергия (вижте фиг. 6.18), броят на корените на матрицата Асое равно на 7, сред които има корен по модул, по-голям от 1: М= 1.43. Следователно тази система е нестабилна нито по отношение на смущението, нито по отношение на първоначалната стойност. Всъщност фактът на нестабилност се илюстрира с графики на импулсни процеси (виж фиг. 6.18) - графиките се разминават.

Структурна и кохезионна устойчивост на системата

Положението на равновесните състояния зависи от динамичните свойства на изследваната система и може да се променя. Следователно възниква друг въпрос: дали малка промяна в системата ще доведе до промяна в равновесното състояние? Тоест, за разлика от класическата теория на стабилността, която не разглежда промените в системата, а само смущенията в околната среда, е необходимо да се изследват проблемите на стабилността по време на структурни промени в самата система. На практика това е много важен въпрос, тъй като тези промени, дори и малки, могат да доведат до драстични качествени промени в по-нататъшното поведение на системата. Един от инструментите за изучаване на подобни явления е теорията на катастрофите или теорията на бифуркациите.

Съществува „комбинирана“ концепция за стабилност, съчетаваща класическите идеи на Ляпунов с комбинаторно-топологичния подход - концепцията за свързана стабилност, която първоначално възниква във връзка с изучаването на проблемите на равновесието в икономиката. Когато се изучава свързаната устойчивост, проблемът се формулира по следния начин: ще остане ли равновесното състояние на дадена система стабилно в смисъла на Ляпунов, независимо от двойните връзки между състоянията на системата?

Нека дефинираме матрица на отношенията ак.Състояние на баланс X = O се счита за стабилна връзка, ако е стабилна по Ляпунов за всички възможни матрици на взаимно свързване

Изследването на кохерентната устойчивост е от практически интерес, особено при изучаването на организационни системи като икономическата система. Това се дължи на факта, че когато се описват процеси в тези системи, наличието или отсъствието на тази връзка не винаги може да бъде очевидно поради смущения в работата на самата система, наличие на смущения и известната субективност на математическия модел на системата.

Адаптивностсистеми е друг аспект на устойчивостта. Адаптивността може да се разглежда като определена мярка за способността на системата да абсорбира външни смущения без ясно изразени последствия за нейното поведение в преходно или стабилно състояние.

Концепцията за адаптивност е близка до концепцията за структурна стабилност, но е малко по-широка от нея.

Нека разгледаме основните положения, свързани с изследването на структурната стабилност на системите. Класическата идея за стабилност е много плодотворна в техническите и физически системи. За социотехническите, социално-икономическите системи може да се използва такова представяне, но това изисква сериозна обосновка за конкретни системи. Освен това нормалният режим на работа на тези системи е далеч от равновесие, освен това външните смущения постоянно променят самото състояние на равновесие. Централният елемент на съвременните възгледи за устойчивостта е концепцията за структурна устойчивост, която ще разгледаме по-нататък.

Основната задача на изследването на структурната стабилност е да се идентифицират качествени промени в траекторията на системата, когато структурата на самата система се промени. Необходимо е да се разгледа група системи, „близки“ до някаква стандартна, т.е. имаме работа със семейство от траектории, които трябва да бъдат изследвани. В такава ситуация се говори за структурна стабилност.

Една система се нарича структурно стабилна, ако топологичният характер на траекториите на всички системи, близки до нея, е същият като този на стандартната.

По този начин, свойството на структурната стабилност е, че разглежданата система се държи почти по същия начин като близките до нея; в противен случай системата е структурно нестабилна. Нивото на структурна устойчивост характеризира обобщена информация за степента на устойчивост на системата или отделните й елементи към външни и вътрешни смущения от дадено естество.

За всички проблеми, формулирани по-горе, възникват редица математически трудности, свързани с това как да се определи какво са „малки смущения“, „траектории, близки до началото на координатите“, „близки системи“, „траектории, типологично подобни една на друга“. За някои специфични класове системи тези трудности са преодолени.

Можем да разграничим две групи методи за математически анализ на структурната устойчивост на модел, написани на езика на знаковите диграфи. Първият се основава на редица теореми, свързващи спектъра на диграф с неговата стабилност в прости импулсни процеси, вторият е върху трансформацията на оригиналния знаков диграф в матричен модел с подробен анализ на последния. Структурната стабилност на системата може да се установи чрез анализиране на циклите на когнитивната карта.

Когато се анализира когнитивна карта чрез идентифициране на цикли в нея, се използват концепциите за четни и нечетни цикли. Вече споменахме по-горе за положителната и отрицателната обратна връзка. Съществува връзка между вида на цикъла и стабилността на системата.

Равномерният цикъл е най-простият модел на структурна нестабилност, тъй като всяка първоначална промяна на параметър във всеки от неговите върхове води до неограничено увеличение на модула на параметрите на върховете на цикъла. Всяка промяна в параметъра на който и да е връх на нечетен цикъл води само до колебание на параметрите на върха. Диграф със знак, който не съдържа цикли или съдържа само един цикъл, е импулсно стабилен за всички прости импулсни процеси.

Досега говорихме за формален анализ на стабилността на когнитивните карти на сложни системи. Необходимо е да се има предвид още един сериозен аспект от изследването на стабилността на когнитивните карти, използвани в други области на когнитивните изследвания. В този смисъл анализът на стабилността на когнитивните карти се състои в определяне на балансирани, последователни, стабилни когнитивни структури и концептуално се основава на основните положения на теориите на социалната психология: когнитивен дисонанс на Л. Фестингер, структурен баланс на Ф. , Хайдър, комуникационни действия от Т. Нюкомб.

Предизвикателството на системната сложност и свързаност

Понятието „свързаност“ на системата възниква заедно с понятието „структура“ на системата. С изчезването на структурната свързаност изчезва и системата. Математическото описание на проблема за анализа на свързаността се получава най-успешно на езика на теорията на графите и алгебричната топология. Първият метод се основава на анализиране на свързаността на графов модел с помощта на методи на теория на графите. Вторият подход се основава на изследването на топологичните свойства на графовия модел с помощта на матрицата на отношенията на когнитивната карта, така нареченият ^-анализ на свързаността на симплициалните комплекси. Основите на топологичното изследване на сложни системи въз основа на изследването на техните структурни свойства започват през 1960-1970 г. Понастоящем е показана ефективността на използването на опростени комплекси за моделиране на свойствата на свързаност на различни мрежи от взаимодействащи елементи (подсистеми, обекти...), като комуникации, трафик, биологични мрежи, мрежи от разпределени алгоритми. Доказано е, че симплициалните комплекси са много полезни при изучаване на динамични процеси в мрежи.

Математическите основи на полиедричния анализ са положени от K. Drowker, а анализът е доразвит в трудовете на британския физик R. Etkin. Той разработи първия инструмент за прост анализ, наречен ^-анализ (полиедрален анализ или анализ на полиедралната динамика). Въпреки факта, че приложението на ^-анализа за изследване на социални, биологични, икономически и други сложни системи показа своята ефективност, публикациите в тази посока не са много (най-ранните са трудовете на Р. Еткип, Дж. Касти, С. Сейдман, Дж. Джонсън, К. Ърл, П. Гулд, Х. Каукклис, С. Макгил, А. Кълън, Х. Грифит, Г. Варсело, Х. Крамер, Р. Акселрод, Р. Лаубенбахер) . През последните години в нашата страна също започна да се наблюдава интерес към прилагането на топологични методи при изследване на структурите на сложни системи (например В. Б. Мнухин, О. Ю. Катаев и др.) "но тези и други математически произведения са от теоретичен характер и във връзка с в изследването на социално-икономическите системи такива изследвания сега са изключително редки.Методът на анализиране (/-свързаността ни позволява да преценим свързаността на една система по-дълбоко от традиционните изследвания на свързаността на графа, тъй като това установява наличието на взаимно влияние на симплициалните блокове на системата чрез верига от връзки между тях.Въз основа на такива възможности се предлагат формализирани правила за обосноваване на избора на целеви и контролни върхове, определяне на стабилността на системи, характеризиращи се с определени симплициални комплекси, условия за структурна стабилност на системите.Определянето на броя на симплексите и тяхната структура, анализът на ^-свързаността на системата ни позволява да представим обосновки за решаване на проблемите на разлагането и състава на изследваните социална система икономическа система, за идентифициране на елементи, които най-много влияят върху процесите в системата и формиращите върхове на които са по-рационално избрани като мениджъри. f-анализът ни позволява да разкрием многомерната геометрия на сложни системи, да проследим влиянието на различни локални промени върху структурата на системата като цяло и да се съсредоточим конкретно върху структурните характеристики на системата, които не се разкриват от други подходи. Използването на този метод за анализ на структурно сложни системи ни позволява да подходим по различен начин към самото определение на понятието „сложност“, да разкрием по-дълбоко ролята на отделните елементи и тяхното влияние върху други елементи на системата.

Нека се позовем на раздел 7.4, който излага основите на анализа на ^-свързаността на системата. В този анализ системата се разглежда като връзка между елементи на крайни множества - множества от върхове ООНна дадено семейство от непразни подмножества на тези върхове - симплекси a. Набори от върхове и съответните симплекси образуват симплициални комплекси ДА СЕ.За тяхното конструиране могат да се използват специални техники за конструиране на (експертна) инцидентна матрица L:

но може да се използва готова структура на системата, зададена под формата на графика C = <У, £>, което служи като основа за неговото геометрично и алгебрично представяне като симплициален комплекс. Симплициалният комплекс се състои от набор от върхове (U)и набори от непразни крайни подмножества на набора (V,-), наречени симплекси (симплициален комплекс се получава чрез разделяне на някакво пространство х(или Y) в пресичащи се подмножества; пространство, което позволява такова разделяне, се нарича полиедър, а процесът на неговото разделяне се нарича триангулация).

Симплексът се означава като 8^)^, където і - номер на върха и ц -геометрично измерение на симплекса. Номер допределя се от броя на дъгите, свързващи върховете U)в симплекс чрез променлива xgНомер ц(брой инциденти с дъги д-)е с едно по-малко от броя единици (“”) в съответния /-ред на матрицата A. Ако няма 1 в реда на матрицата A, тогава означаваме размерността на “празния” симплекс: # = O -- 1 = -1. Размерността на симплекса е броят на ребра във всеки връх на пълен граф - симплекс.

Вериги от ^-свързаност се образуват чрез връзки на едноименни върхове. Комуникационна веригаотразява възможността два симплекса, без директно да имат общ ръб, да могат да бъдат свързани с помощта на последователност от междинни симплекси.

Без да даваме строги дефиниции на анализа на ^-свързаността (вижте раздел 7.4), ние илюстрираме изграждането на прост комплекс с пример за проблеми с потреблението на електроенергия (специални алгоритми за конструиране на прост комплекс с голяма размерност са разработени за PS CM) . По матрица Асомогат да се определят нейните симплициални комплекси - по редове KX(Y, X)и по колони Ku(X, X*),Където Х-редове, U - колони, Х-матрица на отношенията между елементите (Ac), X* -транспонирана матрица.

Да изградим комплекс KX(Y, X) -по редове.

Първи ред: §(1)b/=і і=и. симплексът се състои от един връх UA.

^2- &2=-io>симплексът се състои от един връх U$. U: 8^/=2-=yсимплексът се състои от два върха, свързани помежду си чрез Y - ЕхаИ да

U: 8*4^_z_1=2, симплексът се състои от три върха - U^UИ U$.

U$: 8<5)^=]_1=0т симплекс состоит из одной вершины UA. U§. 8^6^d-2-1=1" симплекс се състои от два върха - UИ У-г

U7: 8(7^=3_1=0, симплексът се състои от един връх UGGТака симплициалният комплекс има формата: VD Ya.) = (8(1)9=0; 5(2)^,; 8(3>9=2; 8(4)d=3; b^; 80)^}.

Тъй като в този комплекс няма симплекси с размерност, по-голяма от 2, той може да бъде изобразен геометрично върху равнина (фиг. 6.19).

Ориз. 6.19. Kx(ъъ Х)

Както виждаме, комплексът е некохерентен, има три отделни компонента, което може да означава слаба управляемост на тази структура.

Концепциите за свързаност и сложност на системата са взаимозависими.Помислете за: структурна сложност, динамична сложност, изчислителна сложност, еволюционна сложност; вътрешна и външна сложност. За да може системата да реализира даден тип поведение независимо от външна намеса, разнообразието в нейното поведение може да бъде потиснато само чрез увеличаване на набора от контроли (принципът на Ашби за необходимото разнообразие). Тази способност на системата характеризира "сложността на управлението". Една система не може да бъде „универсално сложна“. Може да бъде сложен от някои позиции и неусложнен от други. „Сложността“ на системите често води до факта, че е по-лесно първо да проучите елементите, компонентите на системата и след това, въз основа на получените знания, да се опитате да разберете системата като цяло. Следователно задачата за анализиране на сложността на една система е свързана с проблеми на декомпозицията и състава на системата.

Методи за конструиране на когнитивни модели на сложни системи

Методите за конструиране на когнитивни модели трябва: да отговарят на изискванията за удобство и конструктивност; да бъде тясно свързан с методите за оценка на резултатите от анализа, така че в процеса на вземане на решение когнитивният модел да може да служи като съветник и критик на вземащия решение; отразяват точно идеите на вземащия решения относно концепциите и връзките между тях; не трябва да изисква от компилатора на когнитивен модел да уточнява предварително концепции.

В момента се предлагат голям брой методи за конструиране на когнитивни модели на сложни системи. Но всичко това е по-близо до изкуството, отколкото до строгите правила, въпреки че са разработени голям брой инструменти, които помагат на изследователя да разработи една или друга когнитивна карта. Тези методи могат да бъдат обобщени, както следва:

• разработване на когнитивни модели (когнитивни карти) с помощта на експерти по предмета. Използват се различни експертни методи и технологии за работа с експерти (включително работа в ситуационни центрове; за тази цел са разработени достатъчно специални софтуерни опции, например ArchiDoca, разработчик на партньорството с нестопанска цел за научни изследвания и социално развитие Аналитична агенция " Нови стратегии", ръководител А.Н. Райков);
• разработване на когнитивни модели от изследовател (когнитивен инженер) съвместно със специалист в предметната област;
• разработване на когнитивни модели (или техни блокове) въз основа на резултатите от статистически анализ на данни с помощта на програми Извличане на данниа също и с помощта на специален софтуер (например компютърен LOC метод, разработчици В. Н. Жихарев, А. И. Орлов, В. Г. Колцов);
• разработване на когнитивни модели въз основа на анализ на текстове, съдържащи информация за предметната област;
• разработване на когнитивни модели въз основа на анализ на съществуващи теории в предметната област, използване на готови когнитивни схеми.

При разработването на когнитивни карти с помощта на експерти могат да се препоръчат следните методи.

1-ви метод.Когнитивната карта се изгражда от самия вземащ решение въз основа на неговите знания и идеи, без участието на експерти или справочни материали.

Предимството на метода: скоростта на конструиране на когнитивна карта. Недостатък: адекватността на когнитивната карта силно зависи от квалификацията на вземащия решение, неговите знания и способност да усети естеството на връзките между понятията.

Изграждането на когнитивна карта помага на вземащия решение да си представи по-ясно проблема, да разбере по-добре ролята на отделните компоненти и характера на връзките между тях.

2-ри метод.Изграждане на когнитивни карти от експерти въз основа на изучавани документи.

Предимство: методът е удобен и ви позволява да използвате данни, използвани от самия вземащ решение. Недостатък: разглеждането на документи от експерти е дълъг и трудоемък процес.

3-ти метод.Изграждане на когнитивна карта въз основа на проучване на група експерти, които имат способността да оценяват причинно-следствените връзки.

Предимство: възможност за обобщаване на индивидуални мнения и базиране на по-голям набор от оценки, отколкото могат да бъдат извлечени от документите, които се изучават. Недостатък: трудоемък.

4-ти метод.Изграждане на когнитивни карти на базата на открити извадкови проучвания. Предимства: методът може да се използва за изграждане на сравнителни когнитивни карти, освен това изследователят има възможност да води активен диалог с източници на информация. Недостатък: трудоемък.

Подробен пример за разработване на когнитивни карти с помощта на експерти е даден в трудовете на персонала на IPU RAS, например в книгата на E. A. Trakhtengerts, както и в трудовете.

Ако се извършва когнитивно моделиране на реална социално-икономическа или друга сложна система, може да се препоръча използването на комбинация от тези методи и техники.

Адекватност на модела

Ефективността на прилагането на когнитивен модел на практика зависи от съответствието му с реалната ситуация. Неадекватността на даден модел, когато се използва за разработване на стратегии за развитие на система и вземане на управленски решения, може да има много по-големи негативни последици, отколкото неуспешен когнитивен модел, изграден от индивид в процеса на увеличаване на неговия £1 (в експерименти на когнитивни психолози това Доказано е, че техниката на когнитивните карти е една от най-ефективните техники за мислене, използвайки двете полукълба на мозъка, повишавайки нивото на интелигентност, развивайки паметта и т.н.). Проверката на адекватността на когнитивен модел е един от нееднозначно решените проблеми.

Най-общо тази проверка може да се извърши по следния начин.

Нека има връзки между основните фактори, които са върховете на графовия модел, които могат да се интерпретират като всички видове аксиоми на предметната област. По правило тези връзки се формират под формата на продукти като:

където X;, Ж = 1,2.....Да се ​​-някаква характеристика на основния фактор V-,(например граничната стойност на фактора, знакът на увеличението на фактора и т.н.). Съвкупността от такива продукти формира основни знания за дадена предметна област.

Един графичен модел се счита за адекватен на реалната ситуация, ако нито един от основните продукти на знанието не е нарушен в процесите на модела.

Пълнотата на проверката на модела за адекватност зависи от пълнотата на основните знания, която се определя от съотношението на броя на състоянията на ситуацията, отразени в основните знания, към общия брой състояния на ситуацията.

Ако липсват основни познания за изследваната ситуация, миналото поведение на процесите може да няма влияние върху бъдещото им поведение. Следователно не е възможно приемливо прогнозиране на тези процеси.

По този начин, от най-общи позиции, проверката на адекватността на модела е сравнение на информацията за действително моделираната система, която е получена емпирично в определена област от системни параметри, с информацията, която моделът предоставя в същата област на системните параметри. Ако разликите са малки от гледна точка на целите на моделирането, тогава моделът се счита за адекватен.

Качеството и ефективността на когнитивния анализ са свързани както със субективността на вземащия решение, така и с факта, че самото изследване влияе върху резултатите. Съществува връзка между мисленето на участниците и ситуацията, в която участват. Тази връзка се проявява по два начина, под формата на две зависимости: когнитивна (пасивна), изразяваща усилията на участниците, изразходвани за разбиране на ситуацията, и контролна (активна), свързана с ефекта от техните заключения върху ситуацията в реалния свят. При когнитивната функция възприятията на участниците зависят от ситуацията, докато при изпълнителната функция те влияят на ситуацията.

По този начин наличието на мислещи участници в системата, всеки от които представя ситуацията по свой начин и взема определени решения въз основа на своето „виртуално“ представяне, води до факта, че по думите на Дж. Сорос „.. .. последователността от събития не води директно от един набор от фактори към друг; вместо това тя свързва факторите с техните възприятия и възприятията с фактори."

Това води до факта, че процесите в ситуацията не водят до равновесие, а до безкраен процес на промяна. От това следва, че в резултат на взаимодействието както ситуацията, така и възгледите на участниците са зависими променливи и първичната промяна ускорява настъпването на по-нататъшни промени както в самата ситуация, така и във възгледите на участниците. Схема на когнитивно моделиране на фиг. 6.17 предвижда този факт. Увереността на изследователя в адекватността на модела възниква или не както в резултат на решаването на всеки системен проблем поотделно, така и при сравняването на всички резултати като цяло.

Така например, ако тенденциите в развитието на ситуациите според всеки симулиран сценарий на развитие, съответстващ на конкретно състояние на социално-икономическата система, не противоречат на наблюдаваните тенденции в процесите в реалната система (времеви редове от статистически данни), тогава такъв графичен модел може да се счита за адекватен. Или ако разработената структура - когнитивна карта - е нестабилна, но в действителност се наблюдава стабилността на изследваната система, тогава възниква естествено съмнение в разработения модел. Числова мярка за адекватността на всички резултати в съвкупността не е разработена (докато остава открит въпросът дали това е възможно по принцип), трябва да се върнем към общата дефиниция: „графичен модел се счита за адекватен на реалната ситуация ако нито един от основните продукти на знания не е нарушен в процесите на модела“.

Проблемите с адекватността на когнитивните модели никога не престават да тревожат изследователите. И в момента екипът на сектор 51 на Института по компютърни науки на Руската академия на науките извършва сериозна работа в областта на проверката на когнитивните карти. Използват се понятията „неформални” и „формални” когнитивни карти. По този начин чертежите на когнитивните карти в този параграф се отнасят за неофициални карти. Параметричните функционални графики могат да бъдат класифицирани като формални.

Пример за използване на технология за когнитивно моделиране е даден в Приложение 6.

Методологията на когнитивното моделиране за анализиране и вземане на решения в недобре дефинирани ситуации беше предложена от Акселрод. Базира се на моделиране на субективните представи на експертите за ситуацията и включва: методология за структуриране на ситуацията: модел за представяне на знанията на експерта под формата на знаков диграф (когнитивна карта) (F, W), където F е набор от фактори на ситуацията, W е набор от причинно-следствени връзки между фактори ситуации; методи за анализ на ситуацията. В момента методологията на когнитивното моделиране се развива в посока на усъвършенстване на апарата за анализ и моделиране на ситуацията. Тук са предложени модели за прогнозиране на развитието на ситуацията; методи за решаване на обратни задачи

Когнитивна карта (от латински cognitio - знание, познание) е изображение на позната пространствена среда.

Когнитивните карти се създават и модифицират в резултат на активното взаимодействие на субекта с външния свят. В този случай могат да се формират когнитивни карти с различна степен на обобщеност, „мащаб“ и организация (например обзорна карта или карта на пътя, в зависимост от пълнотата на представяне на пространствените отношения и наличието на изразена точка на справка). Това е субективна картина, която има преди всичко пространствени координати, в които са локализирани отделни възприемани обекти. Има карта на пътя като последователно представяне на връзките между обекти по определен маршрут и карта с преглед като едновременно представяне на пространственото местоположение на обектите.

Водещата научна организация в Русия, занимаваща се с разработването и прилагането на технологии за когнитивен анализ, е Институтът по проблеми на управлението на Руската академия на науките, отдел: Сектор-51, учени Максимов В.И., Корнушенко Е.К., Качаев С.В., Григорян А.К. и други. Тази лекция се основава на тяхната научна работа в областта на когнитивния анализ.

Технологията на когнитивния анализ и моделиране (Фигура 1) се основава на когнитивното (когнитивно-целевото) структуриране на знания за обект и неговата външна среда.

Фигура 1. Технология на когнитивен анализ и моделиране

Когнитивното структуриране на предметна област е идентифицирането на бъдещи целеви и нежелани състояния на обект на управление и най-значимите (основни) фактори на управление и външната среда, които влияят върху прехода на обекта към тези състояния, както и установяването на качествено ниво на причинно-следствени връзки между тях, като се вземат предвид факторите на взаимно влияние един върху друг.

Резултатите от когнитивното структуриране се показват с помощта на когнитивна карта (модел).

2. Когнитивно (когнитивно-целево) структуриране на знанията за изследвания обект и неговата външна среда въз основа на анализ на вредителите и swot анализ

Изборът на основните фактори се извършва чрез прилагане на PEST анализ, който идентифицира четири основни групи фактори (аспекти), които определят поведението на обекта на изследване (Фигура 2):

П olicy – ​​политика;

дикономика - икономика;

С ociety – общество (социокултурен аспект);

Tехнология - технология

Фигура 2. Фактори за анализ на PEST

За всеки конкретен сложен обект има свой специален набор от най-значимите фактори, които определят неговото поведение и развитие.

PEST анализът може да се разглежда като вариант на системния анализ, тъй като факторите, свързани с изброените четири аспекта, като цяло са тясно свързани помежду си и характеризират различни йерархични нива на обществото като системи.

Тази система има определящи връзки, насочени от долните нива на системната йерархия към горните (науката и технологиите влияят върху икономиката, икономиката влияе върху политиката), както и обратни и междустепенни връзки. Промяната на някой от факторите чрез тази система от връзки може да повлияе на всички останали.

Тези промени могат да представляват заплаха за развитието на обекта или, обратно, да предоставят нови възможности за неговото успешно развитие.

Следващата стъпка е ситуационен анализ на проблемите, SWOT анализ (Фигура 3):

С trengths – силни страни;

У eaknesses - недостатъци, слабости;

О pportunities - възможности;

T hreats - заплахи.

Фигура 3. Фактори на SWOT анализ

Той включва анализ на силните и слабите страни на развитието на обекта, който се изследва, във взаимодействието им със заплахи и възможности и ни позволява да идентифицираме текущите проблемни области, тесни места, шансове и опасности, като вземем предвид факторите на околната среда.

Възможностите се определят като обстоятелства, благоприятстващи благоприятното развитие на даден обект.

Заплахите са ситуации, при които може да се причини повреда на даден обект, например да се наруши функционирането му или да загуби съществуващите си предимства.

Въз основа на анализа на различни възможни комбинации от силни и слаби страни със заплахи и възможности се формира проблемното поле на изследвания обект.

Проблемното поле е съвкупност от проблеми, които съществуват в моделирания обект и околната среда, във връзката им един с друг.

Наличието на такава информация е основа за определяне на целите (насоките) на развитие и начините за тяхното постигане и разработване на стратегия за развитие.

Когнитивното моделиране на базата на извършения ситуационен анализ дава възможност да се изготвят алтернативни решения за намаляване на степента на риск в идентифицираните проблемни зони, за прогнозиране на възможни събития, които могат да имат най-сериозно въздействие върху позицията на моделирания обект.

Етапите на когнитивната технология и техните резултати са представени в таблица 1:

маса 1

Етапи на когнитивната технология и резултати от нейното приложение

Сценично име	Форма за представяне на резултатите
1. Когнитивно (когнитивно-целево) структуриране на знанията за обекта на изследване и неговата външна среда въз основа на PEST анализ и SWOT анализ: Анализ на първоначалната ситуация около обекта на изследване, като се открояват основните фактори, характеризиращи икономическите, политическите и други процеси, протичащи в обекта и в неговата макросреда и влияещи върху развитието на обекта. 1.1 Идентифициране на факторите, характеризиращи силните и слабите страни на изследвания обект 1.2 Идентифициране на факторите, характеризиращи възможностите и заплахите от външната среда на обекта 1.3 Изграждане на проблемното поле на изследвания обект	Доклад за системно концептуално изследване на обект и неговата проблемна област
2. Изграждане на когнитивен модел на развитие на обекта - формализиране на знанията, получени на етапа на когнитивното структуриране 2.1 Идентифициране и обосновка на факторите 2.2 Установяване и обосновка на връзките между факторите 2.3 Изграждане на графов модел	Компютърен когнитивен модел на обект под формата на насочена графика (и матрица от факторни връзки)
3. Сценарно изследване на тенденциите в развитието на обстановката около обекта на изследване (с подкрепата на софтуерните системи "СИТУАЦИЯ", "КОМПАС", "КИТ") 3.1 Определяне на целта на изследването 3.2 Задаване на изследователски сценарии и тяхното моделиране 3.3 Идентифициране на тенденциите на развитие на обект в неговата макросреда 3.4 Тълкуване на резултатите от проучването на сценария	Доклад за сценарийно проучване на ситуацията, с тълкуване и заключения
4. Разработване на стратегии за управление на ситуацията около изследвания обект 4.1 Дефиниране и обосновка на управленската цел 4.2 Решаване на обратната задача 4.3 Избор на управленски стратегии и подреждането им по критерии: възможност за постигане на целта; риск от загуба на контрол над ситуацията; авариен риск	Доклад за разработването на стратегии за управление с обосновка на стратегиите според различни критерии за качество на управлението
5. Търсене и обосновка на стратегии за постигане на цели в стабилни или променящи се ситуации За стабилни ситуации: а) избор и обосновка на управленската цел; б) избор на дейности (контроли) за постигане на целта; в) анализ на фундаменталната възможност за постигане на целта от текущото състояние на ситуацията с помощта на избрани дейности; г) анализ на реални ограничения за изпълнение на избрани дейности; д) анализ и обосновка на реалната възможност за постигане на целта; е) разработване и съпоставяне на стратегии за постигане на целта чрез: близост на резултатите от управлението до планираната цел; разходи (финансови, физически и др.); по характера на последствията (обратими, необратими) от прилагането на тези стратегии в реална ситуация; относно риска от извънредни ситуации За променящи се ситуации: а) избор и обосновка на текущата управленска цел; b) по отношение на текущата цел са валидни предходните параграфи b-f; в) анализ на промените, настъпващи в ситуацията и показването им в графичен модел на ситуацията. Отидете на точка а.	Докладвайте за разработването на стратегии за постигане на цели в стабилни или променящи се ситуации
6. Разработване на програма за реализиране на стратегията за развитие на обекта на изследване на базата на динамично симулационно моделиране (с подкрепата на софтуерния пакет Ithink) 6.1.Разпределение на ресурсите по площ и във времето 6.2 Координация 6.3 Мониторинг на изпълнението	Програма за изпълнение на стратегията за развитие на сайта. Компютърен симулационен модел на развитие на обект

КОГНИТИВНА СИМУЛАЦИЯ

СЪДЪРЖАНИЕ
Въведение
1. Предмет на когнитивен анализ
1.1. Външна среда
1.2. Нестабилност на външната среда
1.3. Лошо структурирана външна среда
2. Обща концепция за когнитивния анализ
3. Етапи на когнитивния анализ
4. Цели, етапи и основни понятия на когнитивното моделиране
4. 1. Целта на изграждането на когнитивен модел
4.2. Етапи на когнитивното моделиране
4.3. Насочена графика (когнитивна карта)
4.4. Функционална графика (завършване на изграждането на когнитивен модел)
5. Видове фактори

6.1. Идентифициране на фактори (елементи на системата)
6.2. Два подхода за идентифициране на връзките между факторите
6.3.Примери за идентифициране на фактори и връзки между тях
6.4. Проблемът за определяне на силата на влияние на факторите
7. Проверка на адекватността на модела
8. Използване на когнитивен модел
8.1. Приложение на когнитивни модели в системи за подпомагане на вземането на решения
8.2. Пример за работа с когнитивен модел
9. Компютърни системи за подпомагане на управленски решения
9.1. Обща характеристика на системите за подпомагане на вземането на решения
9.2. "Ситуация - 2"
9.3. "Компас-2"
9.4. "Платно"
Заключение
Библиография
Приложение

Въведение
Понастоящем получаването на надеждна информация и нейният бърз анализ са се превърнали в най-важната предпоставка за успешно управление. Това е особено вярно, ако обектът на управление и неговата външна среда са комплекс от сложни процеси и фактори, които значително влияят един на друг.
Едно от най-продуктивните решения на проблеми, възникващи в областта на управлението и организацията, е използването на когнитивния анализ, който е предмет на изучаване в курсовата работа.
Методологията на когнитивното моделиране, предназначена за анализ и вземане на решения в недобре дефинирани ситуации, е предложена от американския изследовател Р. Акселрод 1.
Първоначално когнитивният анализ се формира в рамките на социалната психология, а именно когнитивизма, който изучава процесите на възприятие и познание.
Прилагането на разработките на социалната психология в теорията на управлението доведе до формирането на специален клон на знанието - когнитивната наука, съсредоточена върху изучаването на проблемите на управлението и вземането на решения.
Сега методологията на когнитивното моделиране се развива в посока на усъвършенстване на апарата за анализ и моделиране на ситуации.
Теоретичните постижения на когнитивния анализ станаха основа за създаването на компютърни системи, насочени към решаване на приложни проблеми в областта на управлението.
Работата по разработването на когнитивния подход и приложението му за анализ и управление на така наречените полуструктурирани системи в момента се извършва в Института по проблеми на управлението на Руската академия на науките 2 .
По нареждане на администрацията на президента на Руската федерация, правителството на Руската федерация и правителството на град Москва в IPU RAS бяха проведени редица социално-икономически изследвания с помощта на когнитивни технологии. Разработените препоръки се прилагат успешно от съответните министерства и ведомства 3 .
От 2001 г. под егидата на IPU RAS редовно се провеждат международни конференции „Когнитивен анализ и управление на развитието на ситуацията (CASC)“.
При написването на курсовата работа бяха включени трудовете на местни изследователи - A.A. Кулинич, Д.И. Макаренко, С.В. Качаева, В.И. Максимова, Е.К. Корнушенко, Е. Гребенюк, Г.С. Осипова, А. Райкова. Повечето от посочените изследователи са специалисти от ИПУ РАН.
По този начин когнитивният анализ се развива доста активно не само от чуждестранни, но и от местни специалисти. Въпреки това в рамките на когнитивната наука остават редица проблеми, чието решение би могло значително да подобри резултатите от приложните разработки, базирани на когнитивния анализ.
Целта на курсовата работа е да се анализират теоретичните основи на когнитивните технологии, проблемите на методологията на когнитивния анализ, както и компютърните системи за подпомагане на вземането на решения, базирани на когнитивно моделиране.
Структурата на работата съответства на поставените цели, като последователно разкрива основните понятия и етапи на когнитивния анализ като цяло, когнитивното моделиране (като ключов момент на когнитивния анализ), общите принципи на прилагане на когнитивния подход в практиката в областта на управление, както и компютърни технологии, които прилагат методи на когнитивен анализ.

1. Предмет на когнитивен анализ
1.1. Външна среда
За ефективно управление, прогнозиране и планиране е необходим анализ на външната среда, в която функционират обектите на управление.
Външната среда обикновено се определя от изследователите като набор от икономически, социални и политически фактори и субекти, които имат пряко или косвено въздействие върху способността и способността на субекта (било то банка, предприятие, всяка друга организация, цяла регион и др.) за постигане на целите си за развитие.
За да се ориентирате във външната среда и да я анализирате, е необходимо ясно да разберете нейните свойства. Експерти от Института по проблеми на управлението на Руската академия на науките идентифицират следните основни характеристики на външната среда:
1. Сложност - това се отнася до броя и разнообразието от фактори, на които субектът трябва да реагира.
2. Връзката на факторите, т.е. силата, с която промяната в един фактор влияе върху промените в други фактори.
3. Мобилност - скоростта, с която настъпват промените във външната среда 4.
Идентифицирането на тези видове характеристики за описание на средата показва, че изследователите прилагат системен подход и разглеждат външната среда като система или набор от системи. В рамките на този подход е обичайно да се представят всички обекти под формата на структурирана система, да се подчертаят елементите на системата, връзките между тях и динамиката на развитие на елементите, връзките и цялата система. като цяло. Поради това когнитивният анализ, използван за изследване на външната среда и разработване на начини и методи за функциониране в нея, понякога се разглежда като компонент на системния анализ 5 .
Спецификата на външната среда на обектите на управление е, че тази среда е подложена на влиянието на човешкия фактор. С други думи, включва субекти, надарени с автономна воля, интереси и субективни представи. Това означава, че тази среда не винаги се подчинява на линейни закони, които недвусмислено описват връзката на причините и следствията.
Това предполага два основни параметъра на външната среда, в която действа човешкият фактор - нестабилност и слаба структура. Нека разгледаме по-отблизо тези параметри.

1.2. Нестабилност на външната среда

Нестабилността на външната среда често се идентифицира от изследователите с непредсказуемост. „Степента на нестабилност на икономическата и политическата среда извън... [обекта на управление] се характеризира с познаването на очакваните събития, очаквания темп на промяна и способността да се предскаже бъдещето“ 6 . Тази непредсказуемост се генерира от многофакторността, променливостта на факторите, темповете и посоката на развитие на средата.
„Съвкупното въздействие на всички фактори на околната среда, обобщават В. Максимов, С. Качаев и Е. Корнушенко, формира нивото на неговата нестабилност и определя възможността и посоката на хирургическата интервенция при протичащи процеси” 7 .
Колкото по-висока е нестабилността на външната среда, толкова по-трудно е да се разработят адекватни стратегически решения. Следователно съществува обективна необходимост от оценка на степента на нестабилност на средата, както и от разработване на подходи за нейния анализ.
Според И. Ансоф изборът на стратегия за управление и анализ на ситуациите зависи от нивото на нестабилност на външната среда. При умерена нестабилност се прилага конвенционален контрол, базиран на екстраполация на знания за миналото на средата. При средно ниво на нестабилност управлението се извършва въз основа на прогноза за промени в околната среда (например „технически“ анализ на финансовите пазари). При високо ниво на нестабилност се използва управление, базирано на гъвкави експертни решения (например „фундаментален“ 8 анализ на финансовите пазари) 9 .

1.3. Лошо структурирана външна среда

Средата, в която са принудени да работят управленските субекти, се характеризира не само като нестабилна, но и като недобре структурирана. Тези две характеристики са тясно взаимосвързани, но различни. Понякога обаче тези термини се използват като синоними.
Така специалистите от Института по контролни науки на Руската академия на науките, когато определят слабо структурираните системи, посочват някои от техните свойства, които са присъщи и на нестабилните системи: „Трудностите при анализирането на процесите и вземането на управленски решения в такива области като икономика, социология, екология и др. се обуславят от редица особености, присъщи на тези области, а именно: многостранността на протичащите в тях процеси (икономически, социални и др.) и тяхната взаимосвързаност; поради това е невъзможно да се изолират и провеждат подробно изследване на отделни явления - всички явления, които се случват в тях, трябва да се разглеждат в тяхната цялост; липсата на достатъчно количествена информация за динамиката на процесите, което ни принуждава да преминем към качествен анализ на такива процеси; променливост на характера на процесите във времето и др. Поради тези особености икономическите, социалните и др. системите се наричат ​​слабо структурирани системи” 10.
Все пак трябва да се отбележи, че терминът „нестабилност“ предполага невъзможността или трудността да се предвиди развитието на дадена система, а слабата структура предполага невъзможността да се формализира. В крайна сметка характеристиките „нестабилност“ и „слабо структуриран“, според мен, отразяват различни аспекти на едно и също явление, тъй като ние традиционно възприемаме система, която не можем да формализираме и по този начин абсолютно точно да предвидим нейното развитие (т.е. слабо структурирана система ) , като нестабилен, склонен към хаос. Затова тук и по-нататък, следвайки авторите на изследваните статии, ще използвам тези термини като еквивалентни. Понякога изследователите, наред с горните понятия, използват термина „сложни ситуации“.
И така, за разлика от техническите системи, икономическите, социално-политическите и други подобни системи се характеризират с липсата на подробно количествено описание на протичащите в тях процеси - информацията тук е от качествен характер. Следователно, за слабо структурирани системи е невъзможно да се създадат формални традиционни количествени модели. Системите от този тип се характеризират с несигурност, описание на качествено ниво и неяснота при оценката на последствията от определени решения 11 .
По този начин анализът на нестабилна външна среда (слабо структурирани системи) е изпълнен с много трудности. Когато ги решавате, имате нужда от интуицията на експерт, неговия опит, асоциативно мислене и предположения.
Компютърните инструменти за когнитивно моделиране на ситуации позволяват справянето с такъв анализ. Тези инструменти се използват в икономически развитите страни от десетилетия, като помагат на предприятията да оцелеят и развият бизнеса си, а на властите да изготвят ефективни разпоредби 12 . Когнитивното моделиране е предназначено да помогне на експерта да разсъждава на по-дълбоко ниво и да организира знанията си, както и да формализира идеите си за ситуацията, доколкото е възможно.

2. Обща концепция за когнитивния анализ

Когнитивният анализ понякога се нарича от изследователите „когнитивно структуриране“ 13 .
Когнитивният анализ се счита за един от най-мощните инструменти за изучаване на нестабилна и зле структурирана среда. Допринася за по-добро разбиране на проблемите, съществуващи в средата, идентифициране на противоречия и качествен анализ на протичащите процеси. Същността на когнитивното (когнитивно) моделиране - ключовата точка на когнитивния анализ - е да отразява най-сложните проблеми и тенденции в развитието на дадена система в опростена форма в модел, да изследва възможните сценарии за възникване на кризисни ситуации, да се намерят начини и условия за разрешаването им в моделна ситуация. Използването на когнитивни модели повишава качествено валидността на управленските решения в сложна и бързо променяща се среда, освобождава експерта от „интуитивното лутане“ и спестява време за разбиране и тълкуване на събития, случващи се в системата 14 .
В И. Максимов и С.В. Качаев, за да обясни принципите на използване на информационни когнитивни технологии за подобряване на управлението, използва метафората на кораб в бурен океан - така нареченият модел „фрегата-океан“. Повечето търговски и нестопански дейности в нестабилна и лошо структурирана среда „неизбежно включват риск, произтичащ както от несигурността на бъдещите условия на работа, така и от възможността за грешни решения, взети от ръководството... Много е важно ръководството да може да предвиди такива трудности и да разработи стратегии за преодоляването им предварително, т.е. имат предварително разработени насоки за възможно поведение.“ Предлага се тези разработки да се извършват върху модели, при които информационният модел на обекта на управление („фрегата“) взаимодейства с модел на външната среда - икономическа, социална, политическа и др. ("океан"). „Целта на подобно моделиране е да даде препоръки на „фрегатата“ как да пресече „океана“ с най-малко „усилие“... Интересни са... начините за постигане на целта, като се вземат предвид благоприятните „ветрове“. ” и „течения”... И така, ние си поставихме целта: да определим „розата на ветровете”... [външна среда], и тогава ще видим кои „ветрове” ще бъдат попътни, кои ще бъдат противоположни, как да ги използваме и как да открием важните за... [обекта] свойства на външната ситуация” 15 .
По този начин същността на когнитивния подход е, както вече беше споменато, да помогне на експерта да обмисли ситуацията и да разработи най-ефективната стратегия за управление, основана не толкова на неговата интуиция, колкото на подредени и проверени (доколкото е възможно) знания за сложна система. Примери за използване на когнитивен анализ за решаване на специфични проблеми ще бъдат обсъдени по-долу в параграф „8. Използване на когнитивен модел."

3. Етапи на когнитивния анализ

Когнитивният анализ се състои от няколко етапа, на всеки от които се изпълнява конкретна задача. Последователното решаване на тези проблеми води до постигане на основната цел на когнитивния анализ. Изследователите дават различна номенклатура на етапите в зависимост от спецификата на обекта(ите), които се изследват 16 . Ако обобщим и обобщим всички тези подходи, можем да разграничим следните етапи, които са характерни за когнитивния анализ на всяка ситуация.

Формулиране на целта и задачите на изследването.
Изследване на сложна ситуация от гледна точка на поставената цел: събиране, систематизиране, анализ на съществуваща статистическа и качествена информация относно обекта на управление и неговата външна среда, определяне на изискванията, условията и ограниченията, присъщи на изследваната ситуация.
Идентифициране на основните фактори, влияещи върху развитието на ситуацията.
Определяне на връзката между факторите чрез разглеждане на причинно-следствени вериги (конструиране на когнитивна карта под формата на насочена графика).
Изследване на силата на взаимно влияние на различни фактори. За целта се използват както математически модели, които описват някакви точно определени количествени зависимости между факторите, така и субективните представи на експерта относно неформализираните качествени връзки между факторите.

(В резултат на преминаване на етапи 3 – 5 в крайна сметка се изгражда когнитивен модел на ситуацията (системата), който се показва под формата на функционална графика. Следователно можем да кажем, че етапи 3 – 5 представляват когнитивно моделиране. В по-подробно всички тези етапи и основни концепции когнитивно моделиране ще бъдат обсъдени в параграфи 4 – 7).

Проверка на адекватността на когнитивен модел на реална ситуация (проверка на когнитивен модел).
Определяне, с помощта на когнитивен модел, на възможни варианти за развитие на ситуация (система) 17, откриване на начини, механизми за въздействие върху ситуацията, за да се постигнат желаните резултати, да се предотвратят нежелани последици, тоест разработване на стратегия за управление. Задаване на цел, желани посоки и силата на променящите се тенденции на процеса в ситуацията. Избор на набор от мерки (набор от контролни фактори), определяне на тяхната възможна и желана сила и посока на въздействие върху ситуацията (конкретно практическо приложение на когнитивния модел).

Нека разгледаме подробно всеки от горните етапи (с изключение на първия и втория, които по същество са подготвителни), механизмите за изпълнение на конкретните задачи на всеки етап, както и проблемите, които възникват на различните етапи на когнитивния анализ. .

4. Цели, етапи и основни понятия на когнитивното моделиране

Ключовият елемент на когнитивния анализ е изграждането на когнитивен модел.

4. 1. Целта на изграждането на когнитивен модел

Когнитивното моделиране допринася за по-добро разбиране на проблемната ситуация, идентифициране на противоречия и качествен анализ на системата. Целта на моделирането е да се формира и изясни хипотеза за функционирането на изследвания обект, разглеждан като сложна система, която се състои от отделни, но все пак взаимосвързани елементи и подсистеми. За да се разбере и анализира поведението на сложна система, се изгражда структурна схема на причинно-следствените връзки на елементите на системата. Анализът на тези връзки е необходим за прилагането на различни контроли на процесите в системата 18.

4.2. Етапи на когнитивното моделиране

В общи линии етапите на когнитивното моделиране са обсъдени по-горе. Работите на специалистите от IPU RAS съдържат подробно описание на тези етапи. Нека подчертаем основните.

Идентифициране на фактори, характеризиращи проблемната ситуация, развитие на системата (средата). Например, същността на проблема с данъчните неплащания може да се формулира във факторите „Данъчни неплащания“, „Събиране на данъци“, „Бюджетни приходи“, „Бюджетни разходи“, „Бюджетен дефицит“ и др.
Идентифициране на връзките между факторите. Определяне посоката на влиянията и взаимното влияние между факторите. Например факторът „Ниво на данъчна тежест“ влияе върху „Неплащане на данъци“.
Определяне на естеството на влиянието (положително, отрицателно, +\-) Например, увеличение (намаляване) на фактора „Ниво на данъчна тежест“ увеличава (намалява) „Неплащане на данъци“ - положително въздействие; и увеличение (намаляване) на фактора „Събиране на данъци” намалява (увеличава) „Неплащане на данъци” - отрицателно въздействие. (На този етап се изгражда когнитивна карта под формата на насочена графика.)
Определяне на силата на влияние и взаимното влияние на факторите (слабо, силно) Например, увеличение (намаляване) на фактора „Ниво на данъчна тежест“ „значително“ се увеличава (намалява) „Неплащане на данъци“ 19 (Окончателна конструкция) на когнитивен модел под формата на функционална графика).

По този начин когнитивният модел включва когнитивна карта (насочена графа) и тегла на дъги на графа (оценка на взаимно влияние или влияние на фактори). При определяне на теглата на дъгите насоченият граф се превръща във функционален.
Проблемите на идентифицирането на факторите, оценката на взаимното влияние на факторите и типологията на факторите ще бъдат обсъдени в параграфи 5 и 6; Тук ще разгледаме такива основни понятия на когнитивното моделиране като когнитивна карта и функционална графика.

4.3. Насочена графика (когнитивна карта)

В рамките на когнитивния подход термините „когнитивна карта” и „насочен график” често се използват взаимозаменяемо; въпреки че, строго погледнато, концепцията за насочен граф е по-широка и терминът „когнитивна карта“ показва само едно от приложенията на насочен граф.
Когнитивната карта се състои от фактори (елементи на системата) и връзки между тях.
За да се разбере и анализира поведението на сложна система, се изгражда структурна диаграма на причинно-следствените връзки на системните елементи (ситуационни фактори). Два елемента от системата A и B са изобразени на диаграмата като отделни точки (върхове), свързани с ориентирана дъга, ако елемент A е свързан с елемент B чрез причинно-следствена връзка: A a B, където: A е причината, B е следствието.
Факторите могат да си влияят взаимно и такова влияние, както вече беше посочено, може да бъде положително, когато увеличението (намаляването) на един фактор води до увеличаване (намаляване) на друг фактор, и отрицателно, когато увеличението (намалението) на един фактор води до намаляване (увеличаване). ) друг фактор 20 . Освен това влиянието може да има и променлив знак в зависимост от евентуални допълнителни условия.
Подобни схеми за представяне на причинно-следствени връзки се използват широко за анализ на сложни системи в икономиката и социологията.
Пример за когнитивна карта на някаква икономическа ситуация е показан на фиг. 1.

Фигура 1. Насочена графа 21.

4.4. Функционална графика (завършване на изграждането на когнитивен модел)
Когнитивната карта отразява само факта, че факторите си влияят взаимно. Той не отразява детайлния характер на тези влияния, нито динамиката на промените във влиянията в зависимост от промените в ситуацията, нито временните промени в самите фактори. Отчитането на всички тези обстоятелства изисква преход към следващото ниво на структуриране на информацията, тоест към когнитивен модел.
На това ниво всяка връзка между факторите на когнитивната карта се разкрива чрез съответните зависимости, всяка от които може да съдържа както количествени (измерими) променливи, така и качествени (неизмерени) променливи. В този случай количествените променливи се представят естествено под формата на техните числени стойности. Всяка качествена променлива е свързана с набор от лингвистични променливи, които отразяват различните състояния на тази качествена променлива (например потребителското търсене може да бъде „слабо“, „умерено“, „вълнуващо“ и т.н.) и всяка лингвистична променлива съответства на определен числен еквивалент в мащаб. С натрупването на знания за процесите, протичащи в изследваната ситуация, става възможно да се разкрие по-подробно естеството на връзките между факторите.
Формално когнитивен модел на ситуация може, подобно на когнитивна карта, да бъде представен чрез графика, но всяка дъга в тази графика вече представлява определена функционална връзка между съответните фактори; тези. когнитивният модел на ситуацията е представен от функционална графика 22.
Пример за функционална графика, отразяваща ситуацията в условен регион, е представен на фиг. 2.

Фигура 2. Функционална графика 23.
Имайте предвид, че този модел е демонстрационен модел, така че много фактори на околната среда не са взети под внимание.

5. Видове фактори
За да структурират ситуация (система), изследователите разделят факторите (елементите) на различни групи, всяка от които има определени специфики, а именно функционална роля в моделирането. Освен това, в зависимост от спецификата на анализираната ситуация (система), типологията на факторите (елементите) може да бъде различна. Тук ще подчертая някои видове фактори, използвани в когнитивното моделиране на повечето системи (ситуации, среди).
Първо, сред всички открити фактори се разграничават основни фактори (тези, които значително влияят на ситуацията и описват същността на проблема) и „излишни“ (незначителни) фактори, които са „слабо свързани“ с „ядрото“ на основните фактори 24 .
Когато анализира конкретна ситуация, експертът обикновено знае или предполага какви промени в основните фактори са желателни за него. Факторите от най-голям интерес за експерта се наричат ​​целеви фактори. В И. Максимов, Е.К. Корнушенко, С.В. Качаев описва целевите фактори по следния начин: „Това са „изходните“ фактори на когнитивния модел. Задачата на разработването на решения за управление на процеси в дадена ситуация е да се осигурят желаните промени в целевите фактори, това е целта на управлението. Една цел се счита за правилно поставена, ако желаните промени в някои целеви фактори не водят до нежелани промени в други целеви фактори” 25.
В първоначалния набор от основни фактори се идентифицира набор от така наречените контролни фактори - „входни“ фактори на когнитивния модел, чрез които се подават контролни влияния към модела. Контролното действие се счита за съвместимо с целта, ако не причинява нежелани промени в нито един от целевите фактори” 26. За идентифициране на контролни фактори се определят фактори, влияещи върху целевите. Контролните фактори в модела ще бъдат потенциални лостове за влияние върху ситуацията 27 .
Влиянието на управляващите фактори се обобщава в понятието „вектор на управляващите въздействия” - съвкупност от фактори, на всеки от които се подава управляващ импулс с определена стойност 28 .
Факторите на ситуацията (или елементите на системата) също могат да бъдат разделени на вътрешни (принадлежащи към самия обект на управление и под повече или по-малко пълен контрол на ръководството) и външни (отразяващи въздействието върху ситуацията или системата на външни сили, които могат не се контролира или само косвено се контролира от субекта на контрол) .
Външните фактори обикновено се разделят на предвидими, чието възникване и поведение могат да бъдат предвидени въз основа на анализа на наличната информация, и непредсказуеми, чието поведение експертът научава едва след възникването им 29 .
Понякога изследователите идентифицират така наречените индикаторни фактори, които отразяват и обясняват развитието на процесите в проблемна ситуация (система, среда) 30 . За подобни цели се използва и понятието интегрални показатели (фактори), по промените в които може да се съди за общите тенденции в тази област 31 .
Факторите се характеризират и със склонност към промяна на стойностите си. Разграничават се следните тенденции: растеж, спад. Ако няма промяна във фактора, се казва, че няма тенденция или има нулева тенденция 32 .
И накрая, трябва да се отбележи, че е възможно да се идентифицират причинни фактори и фактори на ефекта, краткосрочни и дългосрочни фактори.

6. Основни проблеми на конструирането на когнитивен модел
Има два основни проблема при конструирането на когнитивен модел.
Първо, трудностите са причинени от идентифициране на фактори (елементи на системата) и фактори за класиране (избор на основни и вторични) (на етапа на изграждане на насочена графика).
Второ, идентифициране на степента на взаимно влияние на факторите (определяне на теглата на дъгите на графиката) (на етапа на изграждане на функционална графика).

6.1. Идентифициране на фактори (елементи на системата)

Може да се каже, че изследователите не са разработили ясен алгоритъм за идентифициране на елементите на изследваните системи. Предполага се, че изследваните фактори на ситуацията вече са известни на експерта, провеждащ когнитивния анализ.
Обикновено, когато се разглеждат големи (например макроикономически) системи, се използва така нареченият PEST анализ (Policy - политика, Economy - икономика, Society - общество, Technology - технология), който включва идентифициране на 4 основни групи фактори, чрез които политическите , икономически, социокултурни и технологични аспекти на околната среда 33. Този подход е добре познат във всички социално-икономически науки.
PEST анализът е инструмент за исторически установения четири елементен стратегически анализ на външната среда. Освен това за всеки конкретен сложен обект има свой собствен специален набор от ключови фактори, които пряко и най-съществено влияят на обекта. Анализът на всеки от идентифицираните аспекти се извършва систематично, тъй като в живота всички тези аспекти са тясно свързани помежду си 34 .
Освен това се предполага, че експертът може да прецени номенклатурата на факторите в съответствие със своите субективни представи. По този начин „фундаменталният“ анализ на финансовите ситуации, близък по някои параметри до когнитивния анализ, се основава на набор от основни фактори (финансови и икономически показатели) - както макроикономически, така и от по-нисък порядък, както дългосрочни, така и краткосрочни. Тези фактори, в съответствие с „фундаменталния“ подход, се определят въз основа на здравия разум 35.
По този начин единственото заключение, което може да се направи по отношение на процеса на идентифициране на факторите, е, че анализаторът, преследвайки тази цел, трябва да се ръководи от готови знания от различни социално-икономически науки, участващи в конкретното изследване на различни системи, т.к. както и неговия опит и интуиция.

6.2. Два подхода за идентифициране на връзките между факторите

За отразяване на характера на взаимодействието на факторите се използват позитивни и нормативни подходи.
Позитивният подход се основава на отчитане на обективния характер на взаимодействието на факторите и ни позволява да начертаем дъги, да им присвоим знаци (+ / -) и точни тегла, тоест да отразим естеството на това взаимодействие. Този подход е приложим, ако връзката между факторите може да бъде формализирана и изразена чрез математически формули, които установяват точни количествени връзки.
Но не всички реални системи и техните подсистеми се описват с една или друга математическа формула. Можем да кажем, че са формализирани само някои специални случаи на взаимодействие на фактори. Освен това, колкото по-сложна е системата, толкова по-малка е вероятността тя да бъде напълно описана с помощта на традиционни математически модели. Това се дължи главно на фундаменталните свойства на нестабилните, слабо структурирани системи, описани в параграф 1. Следователно позитивният подход се допълва от нормативния.
Нормативният подход се основава на субективно, оценъчно възприемане на взаимодействието на факторите и неговото използване също така позволява да се присвоят тегла на дъгите, т.е. да се отрази силата (интензивността) на взаимодействието на факторите. Определянето на влиянието на факторите един върху друг и оценката на тези влияния се основават на „оценките“ на експерта и се изразяват количествено с помощта на скалата [-1,1] или лингвистични променливи като „силно“, „слабо“, „умерено“ 36 . С други думи, при нормативния подход експертът е изправен пред задачата интуитивно да определи силата на взаимното влияние на факторите, въз основа на познанията си за качествената връзка.
Освен това, както вече беше споменато, експертът трябва да определи отрицателния или положителния характер на влиянието на факторите, а не само силата на въздействието. При изпълнението на тази задача очевидно е възможно да се използват двата подхода, споменати по-горе.

6.3.Примери за идентифициране на фактори и връзки между тях
Нека дадем някои примери, използвани от изследователите, за да илюстрират идентифицирането на факторите и установяването на връзки между тях.
Така В. Максимов, С. Качаев и Е. Корнушенко, за да изградят когнитивен модел на процесите, протичащи в кризисна икономика, идентифицират следните основни фактори: 1. Брутен вътрешен продукт (БВП); 2. Съвкупно търсене; 3. Инфлация; 4. Спестявания; 5. Консумация; 6. Инвестиции; 7. Държавни поръчки; 8. Безработица; 9. Предлагане на пари; 10. Държавни трансферни плащания; 11. Държавни разходи; 12. Държавни приходи; 13. Дефицит на държавния бюджет; 14. Данъци; 15. Неплащане на данъци; Лихвен процент; 17. Търсене на пари 37.
В. Максимов, Е. Гребенюк, Е. Корнушенко в статията „Фундаментален и технически анализ: интеграция на два подхода“ дават друг пример за идентифициране на фактори и разкриват естеството на връзките между тях: „Най-важните икономически показатели, които влияят на фондовите пазари в САЩ и Европа са: брутен национален продукт (БНП), индекс на промишленото производство (PPI), индекс на потребителските цени (CPI), индекс на цените на производител (PPI), ниво на безработица, цена на петрола, обменен курс на долара... Ако пазарът расте и икономическите индикатори потвърждават стабилно икономическо развитие, тогава можем да очакваме по-нататъшно покачване на цените... Акциите поскъпват, ако печалбите на компанията растат и има перспектива за тяхното по-нататъшно нарастване... Ако действителните темповете на растеж на икономическите показатели се отклоняват от очакваните, това води до паника на фондовия пазар и неговите резки промени. Промяната в брутния национален продукт обикновено е 3-5% годишно. Ако годишният ръст на БВП надвишава 5%, тогава това се нарича икономически бум, който в крайна сметка може да доведе до пазарен срив. Промените в БВП могат да бъдат предвидени чрез промени в индекса на производствената индустрия. Рязкото увеличение на IPI показва възможно повишаване на инфлацията, което води до спад на пазара. Увеличаването на CPI и PPI и цените на петрола също води до спад на пазара. Високите нива на безработица в САЩ и Европа (над 6%) принуждават федералните агенции да намалят лихвения процент на банките, което води до съживяване на икономиката и покачване на цените на акциите. Ако безработицата намалява постепенно, пазарът не реагира на тези промени. Ако нивото му спадне рязко и стане по-малко от очакваната стойност, тогава пазарът започва да пада, тъй като рязкото намаляване на безработицата може да увеличи нивото на инфлация над очакваното ниво” 38.

6.4. Проблемът за определяне на силата на влияние на факторите

И така, най-важният проблем на когнитивното моделиране е идентифицирането на теглата на графичните дъги - тоест количествената оценка на взаимното влияние или влиянието на факторите. Факт е, че когнитивният подход се използва при изучаване на нестабилна, слабо структурирана среда. Нека припомним, че неговите характеристики са: променливост, трудност при формализиране, многофакторност и др. Това е спецификата на всички системи, в които са включени хората. Следователно неработоспособността на традиционните математически модели в много случаи не е методологичен дефект на когнитивния анализ, а фундаментално свойство на предмета на изследване 39 .

Така най-важната характеристика на повечето ситуации, изучавани в теорията на управлението, е наличието на мислещи участници в тях, всеки от които представя ситуацията по свой начин и взема определени решения въз основа на „своето“ възприятие. Както Дж. Сорос отбелязва в книгата си „Алхимията на финансите“, „Когато има мислещи участници в дадена ситуация, последователността от събития не води директно от един набор от фактори към друг; вместо това, той пресича ... свързва факторите с техните възприятия и възприятията с факторите. Това води до факта, че „процесите в ситуацията не водят до равновесие, а до безкраен процес на промяна“ 40. От това следва, че надеждното прогнозиране на поведението на процесите в дадена ситуация е невъзможно, без да се вземе предвид оценката на тази ситуация от нейните участници и техните собствени предположения за възможни действия. Дж. Сорос нарича тази характеристика на някои системи рефлексивност.
Формализираните количествени зависимости на факторите се описват с различни формули (модели), в зависимост от предмета на изследването, тоест от самите фактори. Въпреки това, както вече беше споменато, изграждането на традиционен математически модел не винаги е възможно.

Проблемът с универсалното формализиране на взаимното влияние на факторите все още не е решен и едва ли някога ще бъде решен.

Следователно е необходимо да се примири с факта, че не винаги е възможно да се опишат връзките на факторите с математически формули, т.е. Не винаги е възможно да се определи точно количествено зависимостта 41 .
Следователно, при когнитивното моделиране, когато се оценяват теглата на дъгите, както беше споменато, субективното мнение на експерта често се взема предвид 42. Основната задача в този случай е да се компенсира субективизма и изкривяването на оценките чрез различни видове процедури за проверка.

В този случай проверката на оценките на експерта за последователност обикновено не е достатъчна. Основната цел на процедурата за обработка на субективните мнения на експерт е да му помогне да разсъждава, по-ясно разбира и систематизира знанията си, да оцени тяхната последователност и адекватност спрямо действителността.

В процеса на извличане на експертно знание има взаимодействие между експерта - източник на знание - и когнитивен учен (инженер по знания) или с компютърна програма, което позволява да се следи напредъкът на разсъжденията на специалистите при извършване на решения и да идентифицират структурата на своите представи за предмета на изследване 43 .
Процедурите за тестване и формализиране на знанията на експерта са описани по-подробно в статията на A.A. Кулинич “Система за когнитивно моделиране “Canva”” 44.

7. Проверка на адекватността на модела
Изследователите са предложили няколко формални процедури за проверка на адекватността на изградения модел 45 . Но тъй като моделът не е изграден само върху формализирани връзки между фактори, математическите методи за проверка на неговата коректност не винаги дават точна картина. Затова изследователите предложиха един вид „исторически метод“ за тестване на адекватността на модела. С други думи, разработеният модел на дадена ситуация се прилага към подобни ситуации, които са съществували в миналото и чиято динамика е добре известна 46 . Ако моделът се окаже работещ (т.е. създава прогнози, които съвпадат с реалния ход на събитията), той се признава за правилен. Разбира се, нито един метод за проверка на модела не е изчерпателен, така че е препоръчително да се използва набор от процедури за проверка на коректността.

8. Използване на когнитивен модел

8.1. Приложение на когнитивни модели в системи за подпомагане на вземането на решения
Основната цел на когнитивния модел е да помогне на експерта в процеса на познание и съответно да разработи правилното решение. Поради това когнитивният подход се използва в системите за подпомагане на вземането на решения.
Когнитивният модел визуализира и организира информация за средата, намеренията, целите и действията. В същото време визуализацията изпълнява важна познавателна функция, като илюстрира не само резултатите от действията на субекта на управление, но и му подсказва начини за анализ и генериране на варианти за решение 47 .
Когнитивният модел обаче служи не само за систематизиране и „изясняване“ на знанията на експерта, но и за идентифициране на най-изгодните „приложни точки“ на контролните действия на субекта на управление 48 . С други думи, когнитивният модел обяснява кой фактор или връзка от фактори трябва да се повлияе, с каква сила и в каква посока, за да се получи желаната промяна в целевите фактори, тоест да се постигне целта на управлението с най-ниски разходи.
Контролните действия могат да бъдат краткосрочни (импулсни) или дълготрайни (продължителни), действащи до постигане на целта. Възможно е също да се използват заедно импулсни и непрекъснати управляващи действия 49 .
Когато дадена цел бъде постигната, веднага възниква задачата да се поддържа ситуацията в постигнатото благоприятно състояние до появата на нова цел. По принцип задачата за поддържане на ситуацията в необходимото състояние не се различава от задачата за постигане на цел 50.
Комплекс от взаимосвързани управляващи въздействия и тяхната логическа времева последователност съставляват холистична стратегия за управление (контролен модел).
Използването на различни модели на управление може да доведе до различни резултати. Тук е важно да можете да предвидите до какви последствия в крайна сметка ще доведе тази или онази стратегия за управление.
За разработването на такива прогнози се използва сценариен подход (моделиране на сценарии) в рамките на когнитивния анализ. Моделирането на сценария понякога се нарича "динамична симулация".
Сценарният подход е вид „разиграване“ на различни варианти за развитие на събитията в зависимост от избрания модел на управление и поведението на непредвидими фактори. За всеки сценарий се изгражда триада: „първоначални предпоставки - нашето въздействие върху ситуацията - полученият резултат” 51. В този случай когнитивният модел позволява да се вземе предвид целият комплекс от ефекти на управляващите действия за различни фактори, динамиката на факторите и техните взаимоотношения при различни условия.
Така се идентифицират всички възможни варианти за развитие на системата и се разработват предложения относно оптималната управленска стратегия за реализиране на желания сценарий измежду възможните 52 .
Изследователите доста често включват моделирането на сценарии сред етапите на когнитивния анализ или разглеждат моделирането на сценарии като допълнение към когнитивния анализ.
Ако обобщим и обобщим мненията на изследователите относно етапите на сценарийно моделиране, тогава в най-обща форма етапите на сценариен анализ могат да бъдат представени по следния начин.
1. Разработване на управленски цели (желани промени в целевите фактори).
2. Разработване на сценарии за развитие на ситуацията при прилагане на различни управленски стратегии.
3. Определяне на постижимостта на целта (осъществимостта на сценарии, водещи до нея); проверка на оптималността на вече планираната стратегия за управление (ако има такава); избор на оптимална стратегия, която отговаря на най-добрия сценарий от гледна точка на целта.
4. Конкретизиране на оптималния модел на управление – разработване на конкретни практически препоръки към мениджърите. Тази спецификация включва идентифициране на контролни фактори (чрез които е възможно да се повлияе на развитието на събитията), определяне на силата и посоката на контролните въздействия върху контролните фактори, прогнозиране на вероятни кризисни ситуации поради влиянието на непредвидими външни фактори и др.
Трябва да се отбележи, че етапите на моделиране на сценария могат да варират в зависимост от обекта на изследване и управление.
В началния етап на моделиране може да има достатъчно качествена информация, която няма точна числена стойност и отразява същността на ситуацията. Когато се преминава към моделиране на конкретни сценарии, използването на количествена информация, която представлява числени оценки на стойностите на всякакви индикатори, става все по-важно. В бъдеще основно количествената информация 53 се използва за извършване на необходимите изчисления.
Първият сценарий, който не изисква никакви действия от страна на изследователя, за да го формира, е саморазвитието на ситуацията (в този случай векторът на контролните действия е „празен“). Самостоятелното развитие на ситуацията е отправна точка за по-нататъшно формиране на сценарии. Ако изследователят е доволен от резултатите, получени по време на саморазвитието (с други думи, ако поставените цели са постигнати по време на саморазвитието), тогава по-нататъшното изследване на сценария се свежда до изучаване на влиянието на определени промени във външната среда върху ситуацията. 54 .
Има два основни класа сценарии: сценарии, които симулират външни влияния и сценарии, които симулират целенасоченото (контролирано) развитие на ситуацията 55 .

8.2. Пример за работа с когнитивен модел

Нека разгледаме пример за работа с когнитивен модел, даден в статията на S.V. Качаева и Д.И. Макаренко „Интегриран информационно-аналитичен комплекс за ситуационен анализ на социално-икономическото развитие на региона“.
„Използването на интегриран информационен и аналитичен комплекс за ситуационен анализ може да се разгледа на примера за разработване на стратегия и програма за социално-икономическото развитие на региона.
На първия етап се изгражда когнитивен модел на социално-икономическата ситуация в региона... След това се моделират сценарии за потенциалната и реалната възможност за промяна на ситуацията в региона и постигане на поставените цели.
Като цели на социално-икономическата политика бяха избрани:

увеличаване на производствените обеми
подобряване на стандарта на живот на населението на региона
намаляване на бюджетния дефицит

За постигане на поставените цели бяха избрани следните „лостове“ (контролиращи фактори - Ю.М.), с помощта на които вземащият решение може или иска да повлияе на ситуацията:

доходи на населението;
инвестиционен климат;
производствени разходи;
развитие на производствената инфраструктура;
събиране на данъци;
данъчни облекчения;
политически и икономически предпочитания за региона.

В резултат на симулацията се изяснява потенциалната и реалната възможност за постигане на поставените цели с помощта на избраните лостове и произтичащите от това управляващи въздействия (виж фиг. 3).

Фигура 3. Когнитивно и динамично моделиране на симулация (сценарий).

На следващия етап те преминават от разработване на стратегия за постигане на целите към разработване на програма за конкретни действия. Инструментът за изпълнение на стратегията е регионалната бюджетна и данъчна политика.
Избраните на предишния етап лостове и определени въздействия съответстват на следните насоки на бюджетната и данъчната политика.

Лостове за постижения стратегически цели	Насоки на бюджета и данъчна политика
Доходите на населението	Разходи за социална политика
Инвестиционен климат	Правителствени разходи Разходи за правоприлагане Разходи за индустрията, електроенергетиката, строителството и селското стопанство
Производствени разходи	Регулиране на тарифите за електроенергия, горива, топлина, наеми и др.
Развитие на производствената инфраструктура	Развитие на пазарната инфраструктура
Събиране на данъци	Регулиране на нивото на данъчни неплащания
Данъчни облекчения	Регулиране на нивото на данъчните облекчения
Политически и икономически предпочитания за региона.	Безплатни трансфери от други нива на управление

По този начин един интегриран информационен и аналитичен комплекс за ситуационен анализ е мощен инструмент за разработване на стратегия за регионално развитие и прилагане на тази стратегия” 56 .
Трябва да се отбележи, че в проучванията примерите за използване на когнитивно и сценарно моделиране обикновено се дават в много обща форма, тъй като, първо, този вид информация е изключителна и има определена търговска стойност, и, второ, всяка конкретна ситуация (система, среда, обект на управление) изисква индивидуален подход.
Съществуващата теоретична основа на когнитивния анализ, въпреки че изисква изясняване и развитие, позволява на различните управленски субекти да разработят свои собствени когнитивни модели, тъй като, както беше споменато, се предполага, че за всяка област, за всеки проблем се съставят специфични модели.

9. Компютърни системи за подпомагане на управленски решения

Провеждането на когнитивен анализ на нестабилни, слабо структурирани ситуации и среди е изключително трудна задача, за чието решаване са ангажирани информационни системи. По същество тези системи са предназначени да подобрят ефективността на механизма за вземане на решения, тъй като основната приложна задача на когнитивния анализ е оптимизирането на управлението.

9.1. Обща характеристика на системите за подпомагане на вземането на решения
Системите за подпомагане на вземането на решения обикновено са интерактивни. Те са предназначени да обработват данни и да прилагат модели, които помагат за решаването на индивидуални, предимно слабо или неструктурирани проблеми (например вземане на инвестиционни решения, правене на прогнози и др.). Тези системи могат да предоставят на работниците необходимата информация за вземане на индивидуални и групови решения. Такива системи осигуряват незабавен достъп до информация, отразяваща текущите ситуации и всички фактори и връзки, необходими за вземане на решения 57
и т.н.................