De belangrijkste fasen van het ontwikkelen van een cognitief model van een probleemsituatie. Voorspelling op middellange termijn van de Russische economie met behulp van een cognitief model

De cognitieve benadering van de studie van complexe systemen, zoals sociaal-economisch, politiek, enz., een aantal gerelateerde concepten, evenals de methodologie en technologie van cognitieve modellering van complexe systemen worden overwogen.

Wiskundige weergave van cognitieve modellen

Het begin van onderzoek met betrekking tot het gebruik van de cognitieve benadering voor het bestuderen, modelleren en nemen van beslissingen op het gebied van complexe systemen dateert uit het midden van de 20e eeuw, toen de ideeën van de cognitieve psychologie op verschillende gebieden werden toegepast. van kennis en een systeem van disciplinair onderzoek genaamd ‘cognitieve wetenschap’ begon vorm te krijgen (Engels Cognitieve wetenschap). De belangrijkste gebieden zijn filosofie, psychologie, neurofysiologie, taalkunde en kunstmatige intelligentie. Momenteel is er sprake van een uitbreiding van de vakgebieden waarin de cognitieve benadering wordt toegepast. Het actieve gebruik van de cognitieve benadering bij de studie van complexe systemen in ons land begon in de jaren negentig; het centrum van het onderzoek was het Instituut voor Computerwetenschappen van de Russische Academie van Wetenschappen. Deze sectie presenteert een aantal resultaten van cognitieve studies van complexe systemen uitgevoerd aan de Southern Federal University, waarvan de bron kan worden beschouwd als het werk van R. Axelrod, F. Roberts, J. Cast, R. Etkin, evenals werknemers van het Instituut voor Computerwetenschappen van de Russische Academie van Wetenschappen (V. I. Maksimov, V.V. Kulba, N.A. Abramov, enz.).

Om de betekenis van cognitief onderzoek, hun richtingen, modellen en methoden te begrijpen, is het noodzakelijk om een ​​aantal speciale termen te kennen, zoals: cognitieve wetenschap en cognitieve wetenschap, cognitieve wetenschap (knowledge engineering), cognitieve benadering (cognitief), technologie van cognitieve (cognitieve doel) modellering, visualisatie, cognitieve modellering, cognitieve structurering of conceptualisatie, cognitieve modelleringsmethodologie, cognitief model, cognitieve kaart. Definities van deze concepten (en een aantal andere die verband houden met de cognitieve wetenschappen) zijn te vinden in de werken. Cognitieve kaarten hebben niet alleen een visuele, maar ook een wiskundige basis. Dit zijn duidelijke en vage grafieken (vage cognitieve kaarten).

De grafiek blijkt een geschikt model te zijn om de relaties tussen economische objecten (ondernemingen, organisaties, productiemiddelen en -factoren, elementen van de sociale sfeer) weer te geven, gekarakteriseerd als een object waarin economische activiteit geconcentreerd of gericht is, en die een bepaalde kant van economische relaties), tussen subjecten van sociale processen (bijvoorbeeld mensen, groepen mensen), tussen subsystemen van sociaal-economische systemen, tussen andere concepten, entiteiten, enz. Laten we de definitie van F. Roberts gebruiken: “Een getekende grafiek (signed digraph) is een grafiek waarin “... de hoekpunten overeenkomen met leden van de groep; vanaf het begin V-, er wordt een boog naar het hoekpunt getrokken als een duidelijk uitgedrukte V;KV-verhouding wordt waargenomen, en de boog vd = (V, V]) heeft een plusteken (+) als V,"vind ik leuk" U ^ ik minteken (-) anders."

Het concept van een "ondertekende digraph" kan verschillende toepassingen hebben, dus bogen en tekens worden verschillend geïnterpreteerd, afhankelijk van het complexe systeem dat wordt bestudeerd. Bovendien worden theoretische studies van complexe systemen ontwikkeld binnen het raamwerk van een complexer model dan een ondertekende digraph – binnen het raamwerk van een gewogen digraph, waarin elke boog eg toegewezen reëel getal (gewicht) hutten.

Een voorbeeld van een cognitieve kaart wordt getoond in Fig. 6.12 (de figuur is gemaakt met behulp van het PSKM^-softwaresysteem). Vaste booglijnen komen overeen met Shts= +1, streepjes-stippellijn - = -1. Het teken kan worden geïnterpreteerd als “positieve (negatieve) veranderingen bij hoekpunt r leiden tot positieve (negatieve) veranderingen bij hoekpunt yu”, d.w.z. dit zijn unidirectionele veranderingen; teken "-" - zoals in "positieve (negatieve) veranderingen in het hoekpunt leiden tot negatieve (positieve) veranderingen in het hoekpunt Vj" - multidirectionele veranderingen. Tegenpijlen geven de wederzijdse invloed van hoekpunten weer, de cyclus van de grafiek; deze relatie is symmetrisch. De meeste concepten van digraphs zijn ook van toepassing op gewogen digraphs. Deze concepten zijn: pad, eenvoudig pad, half pad, contour, cyclus, half circuit; sterke, zwakke, eenrichtingsconnectiviteit, “teken van een pad, gesloten pad, contour.”

Teken van pad, circuit, gesloten pad, gesloten circuit, lusomtrek, enz. wordt gedefinieerd als het product van de tekens van de bogen die erin zijn opgenomen.

Uiteraard is er sprake van een pad, een fiets, enz. hebben een teken als het aantal negatieve bogen dat ze bevatten oneven is, anders hebben ze een "+" teken. Dus voor de grafiek "Romeo en Julia" is het pad V,-" V, -" U -> V, is negatief, en de cyclus Eh -> Eh-> V, - positief.

Rijst. 6.12. boog gaan= +1 en Shts = -1

Bij het wiskundig modelleren van complexe systemen wordt de onderzoeker geconfronteerd met het probleem een ​​compromis te vinden tussen de nauwkeurigheid van de modelleringsresultaten en het vermogen om nauwkeurige en gedetailleerde informatie te verkrijgen om het model te bouwen. In een dergelijke situatie zijn ondertekende en gewogen digraphs geschikt voor het ontwikkelen van ‘eenvoudige’ wiskundige modellen en voor het analyseren van resultaten die met minimale informatie zijn verkregen.

Laten we nog twee voorbeelden geven [Hobesh, Met. 161, 162] - afb. 6.13 en 6.14, interessant vanuit historisch oogpunt als een van de eerste cognitieve kaarten, maar die nu hun relevantie niet hebben verloren.

In afb. 6.14 circuit Wauw-> U - > €$ -> U6 -" Wauw gaat de afwijking bij het hoekpunt V tegen. Als je een variabele in dit circuit vergroot/verkleint, leiden deze veranderingen via andere hoekpunten tot een afname/toename van deze variabele (interpretatie: hoe groter de populatie, hoe meer afval, hoe meer bacteriën, hoe groter de incidentie - hoe groter de incidentie, hoe minder mensen, enzovoort). Dit is een negatieve feedbacklus. Kring V, -> U ->UA -> V is een contour die de afwijking vergroot, d.w.z. positieve feedbacklus.

Rijst. 6.13.

In de toekomst zullen wij het volgende gebruiken Maruyama's verklaring:"Een contour bevordert de doorbuiging als en alleen als deze een even aantal negatieve bogen bevat (anders is het een contour die de doorbuiging tegengaat)."

Het diagram (Fig. 6.14) bevat een klein aantal hoekpunten en verbindingen voor het gemak van voorlopige analyse. Een grondigere analyse van het probleem van het energieverbruik zal volgens Roberts een aanzienlijk groter aantal variabelen en meer genuanceerde methoden voor de selectie ervan vereisen. Dit doet het probleem rijzen van het combineren van de meningen van deskundigen.

Om de problemen op te lossen die in de voorbeelden in Fig. 6.13 en 6.14 is het niet voldoende om alleen maar een grafiek van een of andere complexiteit te construeren en de ketens van zijn verbindingen (paden) en cycli te analyseren; een diepere analyse van zijn structuur, stabiliteitseigenschappen (instabiliteit), analyse van de impact van veranderingen in hoekpuntparameters op andere hoekpunten, en gevoeligheidsanalyse zijn vereist.

Rijst. 6.14.(Roberts, Met. 162)

Om het gedrag van een complex systeem te begrijpen en te analyseren, wordt een structureel diagram van oorzaak-gevolgrelaties gebouwd. Dergelijke schema's die de meningen en standpunten van de beslisser interpreteren, worden een cognitieve kaart genoemd.

De term ‘cognitieve kaart’ werd in 1948 bedacht door psycholoog Tolman. Een cognitieve kaart is een soort wiskundig model waarmee u de beschrijving van een complex object, probleem of systeemfunctioneren kunt formaliseren en de structuren kunt identificeren van oorzaak-en-gevolgrelaties tussen de elementen van het systeem, een complex object, de componenten van het probleem en beoordeel de gevolgen als gevolg van het beïnvloeden van deze elementen of het veranderen van de aard van de verbindingen. De Engelse wetenschapper K. Ideas stelde het gebruik van cognitieve kaarten voor voor collectieve besluitvorming en besluitvorming.

Cognitieve kaart van de situatie is een georiënteerde grafiek, waarvan de knooppunten enkele objecten (concepten) vertegenwoordigen, en de bogen verbindingen daartussen zijn, die oorzaak-en-gevolgrelaties karakteriseren.

Modelontwikkeling begint met de constructie van een cognitieve kaart die de situatie weerspiegelt ‘zoals deze is’. Op basis van de gegenereerde cognitieve kaart wordt de zelfontwikkeling van de situatie gemodelleerd om positieve trends in de ontwikkeling te identificeren. Met 'Zelfontwikkeling' kunt u subjectieve verwachtingen vergelijken met modelverwachtingen.

Het belangrijkste concept in deze benadering is het concept van ‘situatie’. De situatie wordt gekenmerkt door een reeks zogenaamde fundamentele factoren, met behulp waarvan de processen van veranderende toestanden in een situatie worden beschreven. Factoren kunnen elkaar beïnvloeden, en een dergelijke invloed kan positief zijn, wanneer een toename (afname) van de ene factor leidt tot een toename (afname) van een andere factor, en negatief, wanneer een toename (afname) van één factor tot een afname leidt ( toename) in een andere factor.

De interactiematrix presenteert alleen de gewichten van directe invloeden tussen factoren. De rijen en kolommen van de matrix zijn geassocieerd met de factoren van de cognitieve kaart, en de ondertekende waarde op het snijpunt van de i-de rij en de j-ro-kolom geeft het gewicht en de richting van de invloed van de i-ro-factor aan. de j-de factor. Om de mate (het gewicht) van de invloed weer te geven, wordt een reeks taalkundige variabelen gebruikt, zoals ‘sterk’, ‘gematigd’, ‘zwak’, enz.; Een dergelijke reeks taalkundige variabelen wordt vergeleken met numerieke waarden uit het interval: 0,1 - "zeer zwak"; 0,3 - "matig"; 0,5 - “significant”; 0,7 - "sterk"; 1,0 - “zeer sterk”. De richting van de invloed wordt aangegeven door het teken: positief, wanneer een toename (afname) van de ene factor leidt tot een toename (afname) van een andere factor, en negatief, wanneer een toename (afname) van één factor leidt tot een afname (afname). ) in een andere factor.

Het identificeren van de eerste trends

De eerste trends worden bepaald door taalkundige variabelen zoals

“sterk”, “matig”, “zwak”, enz.; Met zo'n reeks taalvariabelen worden numerieke waarden uit het interval vergeleken. Als bij een factor geen trend wordt gespecificeerd, betekent dit dat er ofwel geen merkbare veranderingen zichtbaar zijn in de betreffende factor, ofwel dat er niet voldoende informatie is om de bestaande trend daarvoor te beoordelen. Bij het modelleren wordt ervan uitgegaan dat de waarde van deze factor 0 is (dat wil zeggen dat deze niet verandert).

Identificatie van doelfactoren

Van alle geselecteerde factoren is het noodzakelijk om de doel- en controlefactoren te bepalen. Doelfactoren zijn factoren waarvan de dynamiek dichter bij de vereiste waarden moet worden gebracht. Het waarborgen van de vereiste dynamiek van doelfactoren is de oplossing die wordt nagestreefd bij het construeren van een cognitief model.

Cognitieve kaarten kunnen worden gebruikt voor een kwalitatieve beoordeling van de invloed van individuele concepten op elkaar en op de stabiliteit van het systeem als geheel, voor het modelleren en evalueren van het gebruik van verschillende strategieën bij besluitvorming en het voorspellen van genomen beslissingen.

Opgemerkt moet worden dat de cognitieve kaart alleen het feit weerspiegelt van de invloed van factoren op elkaar. Het weerspiegelt niet de gedetailleerde aard van deze invloeden, noch de dynamiek van veranderingen in invloeden afhankelijk van veranderingen in de situatie, noch tijdelijke veranderingen in de factoren zelf. Rekening houden met al deze omstandigheden vereist dat we naar het volgende niveau gaan van het structureren van de informatie die wordt weergegeven in de cognitieve kaart, dat wil zeggen: het cognitieve model. Op dit niveau wordt elke relatie tussen de factoren van de cognitieve kaart uitgebreid tot een overeenkomstige vergelijking, die zowel kwantitatieve (meetbare) variabelen als kwalitatieve (niet-gemeten) variabelen kan bevatten. In dit geval worden kwantitatieve variabelen op natuurlijke wijze opgenomen in de vorm van hun numerieke waarden, aangezien elke kwalitatieve variabele geassocieerd is met een reeks taalkundige variabelen, en elke taalkundige variabele overeenkomt met een bepaald numeriek equivalent op de schaal [-1,1]. Naarmate de kennis toeneemt over de processen die plaatsvinden in de onderzochte situatie, wordt het mogelijk om de aard van de verbanden tussen factoren gedetailleerder te onthullen.

Er zijn wiskundige interpretaties van cognitieve kaarten, bijvoorbeeld zachte wiskundige modellen (het beroemde Lotka-Volterra-model van de strijd om het bestaan). Met behulp van wiskundige methoden kan men de ontwikkeling van de situatie voorspellen en de stabiliteit van de resulterende oplossing analyseren. Er zijn twee benaderingen voor het construeren van cognitieve kaarten: procedureel en procesmatig. Een procedure is een discreet tijdseffect dat een meetbaar resultaat heeft. Wiskunde maakte veel gebruik van discretie, zelfs als we maten in taalkundige variabelen. De procesbenadering spreekt meer over het in stand houden van processen; deze wordt gekenmerkt door de begrippen ‘verbeteren’, ‘activeren’, zonder verwijzing naar meetbare resultaten. De cognitieve kaart van deze benadering heeft een bijna triviale structuur: er is een doelproces en omliggende processen die daar een positieve of negatieve invloed op hebben.

Er zijn twee soorten cognitieve kaarten: traditioneel en vaag. Traditionele kaarten worden gespecificeerd in de vorm van een gerichte grafiek en vertegenwoordigen het gemodelleerde systeem in de vorm van een reeks concepten die de objecten of attributen ervan weergeven, onderling verbonden door oorzaak-en-gevolgrelaties. Ze worden gebruikt om de impact van individuele concepten op de systeemstabiliteit kwalitatief te beoordelen.

Om de mogelijkheden van cognitieve modellering uit te breiden, maakt een aantal werken gebruik van vage cognitieve kaarten. In een vage cognitieve kaart bepaalt elke boog niet alleen de richting en aard, maar ook de mate van invloed van de bijbehorende concepten.

Cognitieve modellen. Cognitieve structurering begint met het identificeren van objecten (zowel kwantitatief als kwalitatief, verbaal) van het systeem dat wordt bestudeerd voor een specifiek doel, en het leggen van verbindingen daartussen. Deze acties worden uitgevoerd met de hulp van deskundigen, door

Rijst. 6.16.

het verzamelen en verwerken van statistische informatie, gebaseerd op het bestuderen van literatuurgegevens, deze zijn gebaseerd op theoretische kennis op het relevante vakgebied.

Als resultaat van cognitieve structurering ontstaat er een formele beschrijving van kennis, die visueel kan worden weergegeven door een cognitief model (in de vorm van een diagram, grafiek, matrix, tabel of tekst). De ontwikkeling van een cognitief model is de meest creatieve en slecht geformaliseerde fase in de activiteit van een onderzoeker (groep experts) van een groot systeem. Gedeeltelijke formalisering is mogelijk bij het verwerken van numerieke gegevens in de vorm van statistische informatie door het gebruik van dataminingtools (bijvoorbeeld Datamining). Informatiebronnen voor het bepalen van “hoogwaardige” hoekpunten kunnen theoretische informatie zijn over het onderwerp dat wordt bestudeerd en overeengekomen beslissingen van een groep experts. In het laatste geval wordt een ‘collectieve cognitieve kaart’ ontwikkeld.

Er moet aandacht worden besteed aan de noodzaak van de "juiste" naam van de piek - slecht gekozen namen (concepten) vertekenen de resultaten van het onderzoek en geven mogelijk geen antwoord op de vragen waarop het wenselijk zou zijn om antwoorden te krijgen.

Het resultaat van het proces van het identificeren van een complex systeem in de eerste fase van het onderzoek is dus een cognitieve kaart G, die kan worden beschouwd als ‘initieel’ of ‘beginnend’. Of het nu onveranderd blijft, definitief is of niet, de beslissing hangt af van de expert na alle stadia van cognitieve modellering.

Cognitieve modelleringstechnologie maakt gebruik van verschillende soorten cognitieve modellen.

De meest gebruikte zijn: een cognitieve kaart (een informele cognitieve kaart, onderzoek begint met de ontwikkeling ervan), evenals een gewogen digraph met teken, een eenvoudige functionele grafiek, een parametrische vectorfunctionele grafiek en een aangepaste grafiek.

Cognitieve kaart(in het oorspronkelijke begrip - een diagram van oorzaak-en-gevolgrelaties in een systeem) is een structureel diagram van relaties tussen objecten ("concepten", "entiteiten", elementen, subsystemen) van een complex systeem; is gebouwd om de structuur en het gedrag ervan te begrijpen en te analyseren.

Formeel gezien is een cognitieve kaart een getekende georiënteerde grafiek (digraph), die het patroon van relaties weerspiegelt tussen de objecten die worden bestudeerd: de hoekpunten. De relatie daartussen (de interactie van factoren) is een kwantitatieve of kwalitatieve beschrijving van de impact van een verandering in één hoekpunt op andere:

Waar V- verzameling hoekpunten, hoekpunten ("concepten") V,- e V,¿=1,2, Naar zijn elementen van het systeem dat wordt bestudeerd; E - reeks bogen, bogen e E, ik,) =1,2, P weerspiegelen de relatie tussen de hoekpunten van U; en Mu De invloed van dhr. B) in de onderzochte situatie kan het positief zijn ("+" teken), wanneer een toename (afname) van de ene factor leidt tot een toename (afname) van een andere, negatief ("-" teken), wanneer een toename (afname) van één factor factor leidt tot een afname (stijging) van een andere, of afwezig (0). In het laatste geval zou de overeenkomstige boog kunnen worden uitgesloten bij het analyseren van een bepaalde situatie, maar deze kan in een andere situatie van betekenis zijn. Als een dergelijke mogelijkheid wordt aangenomen, moet de boog daarom worden verlaten.

Naast een grafisch beeld kan een cognitieve kaart worden weergegeven door een matrix van relaties Ace:

De matrix А(; is een vierkante matrix waarvan de rijen en kolommen worden gemarkeerd door de hoekpunten van de grafiek MET en op het snijpunt van de r-rij en de r-kolom zijn er enen (of 0) als er een relatie is (bestaat niet) tussen de elementen V; En Oeh In een cognitieve kaart kan een relatie een "+1" of "-1" teken hebben.

De cognitieve kaart weerspiegelt alleen het feit dat de hoekpunten (factoren) elkaar beïnvloeden. Het weerspiegelt niet de gedetailleerde aard van deze invloeden, noch de dynamiek van veranderingen in invloeden afhankelijk van veranderingen in de situatie, noch tijdelijke veranderingen in de factoren zelf. Rekening houden met al deze omstandigheden vereist dat we naar het volgende niveau gaan van het structureren van de informatie die op de cognitieve kaart wordt weergegeven, d.w.z. een transitie naar andere soorten cognitieve modellen is vereist.

Op het niveau van het cognitieve model wordt elke relatie tussen de factoren van de cognitieve kaart uitgebreid tot een overeenkomstige vergelijking, die zowel kwantitatieve (meetbare) variabelen als kwalitatieve (niet-meetbare) variabelen kan bevatten. Kwantitatieve variabelen komen het model binnen in de vorm van hun numerieke waarden. Elke kwalitatieve variabele kan worden geassocieerd met een reeks taalkundige variabelen die verschillende systemen van deze kwalitatieve variabele op een schaal weergeven.

Naarmate de kennis over de processen in het systeem toeneemt, wordt het mogelijk om de aard van de verbindingen tussen de hoekpunten – factoren – gedetailleerder te onthullen (bijvoorbeeld door gebruik te maken van procedures datamining, als er tabellen met statistische gegevens zijn).

Een cognitief model zoals een vectorfunctionele grafiek is een tupel

Waar C =< V, Е> - gerichte grafiek; X- veel hoekpuntparameters V; X = [ХШ, 1=1,2,.... k, X( u> = (^), e = 1, 2, sch, die. aan elk hoekpunt wordt een vector van parameters toegewezen die onafhankelijk van elkaar zijn X(y"(of één parameter x№>8=X, Als g= 1); X: V -> Ik, Ik - reeks reële getallen; P= E(X, E) = Dd:;, Xp e$) - die aan elke boog een teken ("+", "-") of een wegingscoëfficiënt toekent<о^, либо функцию verdomd) =en

Afhankelijk van E(X, E) het uitgebreide concept van een digraph wordt geïntroduceerd.

1. Cognitieve kaart (tekendigraph) als speciaal geval van een Φ-grafiek waarin

waarbij co^- de wegingscoëfficiënt is; mede^ e. IV, V/ - de reeks booggewichtcoëfficiënten is de reeks reële getallen. De beoordeling van co- kan worden bepaald door een enkel getal of door een interval.

3. De eenvoudigste functionele grafiek is is een F-grafiek waarin E= DH, E)=/(ik$, Xp e$ =/)/.

waarbij /y de functionele afhankelijkheid is van de parameters van de hoekpunten, die aan elke boog is toegewezen. Verslaving /j kan niet alleen functioneel zijn, maar ook stochastisch. Karakteristieke parameters definiëren /j omvat: definitie van schaal, indicatoren, methode, nauwkeurigheid, meeteenheid.

De definitie van Φ-grafieken kan als volgt worden gegeneraliseerd.

4. Parametrische vectorfunctiegrafiek Fp is een tupel

waar b =< V, E > - gerichte grafiek; X:V -" 0, X- veel hoekpuntparameters, X= (->№> | X<г"> e X, ik = 1,

2, Naar), X("";> = (.g*,0), G 1,2.....tot x^- £-parameter van het hoekpunt

Y;, als £= 1, dan is l-*,"* = x,-; 0 is de ruimte van hoekpuntparameters; /r= E(X, E) - functionaliteit van boogtransformatie, E.Ex. X X x 0 -> NAAR

5. Gewijzigde MF-grafieken. Om de dynamiek weer te geven van veranderingen die in het systeem plaatsvinden onder invloed van verschillende verstoringen, wordt tijd in het model geïntroduceerd. Dergelijke grafieken worden in het werk voorgesteld.

Hiërarchische cognitieve kaarten . Complexe systemen worden gekenmerkt door een patroon van hiërarchie. Om een ​​dergelijke structuur weer te geven kunnen hiërarchische cognitieve kaarten worden gebruikt – een relatief nieuw type cognitieve modellen. Hiërarchische cognitieve kaarten vertegenwoordigen de ontsluiting van gegeneraliseerde objecten (hoekpunten) van het bovenste niveau van een cognitieve kaart in hun samenstellende objecten, inclusief objecten van lagere niveaus. Het aantal hiërarchische niveaus kan zowel worden bepaald door het aantal hoekpunten dat in cognitieve kaarten wordt “onthuld” als door het bestaande objectbeheersysteem (bijvoorbeeld niveaus van een staat, regio, gemeente). Figuur 6.17 illustreert dit idee.

Rijst. 6.17.

Het hiërarchische cognitieve kaartmodel heeft de vorm

waar en zijn cognitieve kaarten Naar- en (&-1) niveaus, respectievelijk Ek = (etKr))- relaties tussen hoekpunten Naar- en p-niveaus.

Een cognitieve kaart op ^-niveau is een gerichte grafiek

waarbij Y(£) = (r;D£)|r;D&) У(Ш,1 1,2р... и) - set hoekpunten

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

De structurele unificatie van een hiërarchisch cognitief model in de vorm van een functionele grafiek zal de vorm hebben

Waar Yu h geb., VK, BC 2 - cognitieve hiërarchische kaart

Dat; Xk = X(k)- reeks parameters van de hoekpunten van de hiërarchische cognitieve kaart; ^ = (?(X,£^);u^(*)) - functionele 1=1 transformatie van bogen in het hiërarchische cognitieve model.

Je kunt je verschillende op elkaar inwerkende objecten voorstellen die in een bepaalde omgeving opereren. In dit geval is het noodzakelijk om cognitieve modellen van een complexer type te bouwen: modellen van interactie tussen hiërarchieën, waarvan de relaties worden gespecificeerd door de regels van de speltheorie. Hiërarchieën kunnen zich dus bevinden in relaties van samenwerking (samenwerking, coalitie) of confrontatie (competitie). Een generalisatie is mogelijk naar het geval van interactie tussen N partijen - het algemene model is een systeem van hiërarchische cognitieve modellen waarin de regels voor interactie en regels voor het veranderen van de structuur van cognitieve modellen zijn gespecificeerd.

Dynamische cognitieve kaarten. Op basis van de resultaten van onderzoek op het gebied van interactie van complexe systemen werden cognitieve modellen gebruikt in de vorm van dynamische cognitieve kaarten, waarbij de modelparameters afhankelijk waren van de tijd en rekening hielden met tijdelijke veranderingen in de omgeving.

Problemen bij het analyseren van paden en cycli van een cognitief model

De oplossing voor het probleem van het analyseren van paden en cycli van een cognitief model wordt uitgevoerd met behulp van traditionele methoden uit de grafentheorie. Identificatie van paden van verschillende lengtes stelt ons in staat ketens van oorzaak-en-gevolgrelaties te traceren en te interpreteren, en hun kenmerken en tegenstrijdigheden te identificeren. Identificatie van cycli (positieve en negatieve feedback) stelt ons in staat de structurele stabiliteit (of niet) van het systeem te beoordelen.

Als je de kaart ‘Problemen met het elektriciteitsverbruik’ analyseert (zie figuur 6.14), dan zijn er vijf cycli: K-> Uh->V* U^ U"> Eh-> K* C>"> ^4"> ^3">

-> Vq, V7-> V5 -> VA -> V3-"V6-" V7, waaronder V5 -> -> Kj -> ^2~^ ^5 - één is negatief.

Scenario's van objectgedrag, impulsmodellering (scenariomodellering)

Het modelleren van systeemgedrag is gebaseerd op een scenariobenadering.

Vanuit fundamenteel oogpunt komt een scenario overeen met de volgende ontologie: begintoestand, opeenvolging van gebeurtenissen, eindtoestand. Met andere woorden, metaforisch gezien is het scenario in de tijdsdimensie gestructureerd volgens het ‘bron – pad – doel’-schema, waarbij de bron de begintoestand is, de eindtoestand de bestemming, gebeurtenissen zich op het pad bevinden en het pad wordt in de tijd verlengd.

Het script is geheel, en elk van de elementen - Deel.

Een scriptontologie omvat doorgaans ook mensen, dingen, eigenschappen, relaties en proposities. Bovendien zijn ontologie-elementen vaak verbonden door bepaalde typen relaties: causale relaties, identiteitsrelaties, enz. Deze relaties worden structureel weergegeven door communicatieschema's (linkschema's), Elk daarvan is gecategoriseerd op basis van het type verbinding dat het vertegenwoordigt. Scenario's hebben ook doelstructuren die de doelen van de deelnemers aan het scenario specificeren.

De definitie van het concept “scenario” houdt verband met de definitie van de concepten “tekenen van het systeem”, “toestand van het systeem”, “gedrag van het systeem”, “verwachte gebeurtenis”, “situatie”.

Tekens karakteriseren van de eigenschappen van het systeem, subsystemen en elementen. Tekenen kunnen dat zijn kwaliteit En kwantitatief. Een teken kan een maatstaf zijn voor de effectiviteit. Het meten van een eigenschap is vaak een grote uitdaging.

Staat systeem wordt gekenmerkt door de waarden van kenmerken op een bepaald moment. De toestanden van het systeem veranderen tijdens de werking ervan.

Overgangen van een systeem (of delen ervan) van staat naar staat veroorzaken stromen, gedefinieerd als de snelheid waarmee de waarden van de systeemattributen veranderen.

Systeemgedrag - dit is een verandering in de systeemstatus in de loop van de tijd.

Verwachte gebeurtenis het gedrag van een object is, volgens het ontwikkelde model van het object, een drievoud: een moment in de tijd T, geselecteerd volgens een aantal selectieregels A (selectieregel A geeft de tijdstippen aan voor het vastleggen van het commandotraject van het object), dg(g) en g/(g) - de verwachte implementatie van de parameters van de beschrijving van de omgeving en het fasetraject van het systeem.

Situatie 5(0 op een bepaald moment r is een reeks gebeurtenissen, chronologisch in de tijd, die vóór het moment plaatsvonden B.

Scenario - Dit is een reeks trends die kenmerkend zijn voor: situatie op dit moment de gewenste ontwikkelingsdoelen, een reeks maatregelen die de ontwikkeling van de situatie beïnvloeden, en systemen voor het observeren van parameters (factoren) die het gedrag van processen illustreren.

De diepgang van het scenario, de horizon van het scenario en de tijdstap van het scenario worden bepaald. Presenteer het scenario in een geformaliseerde vorm.

Het scenario kan in drie hoofdrichtingen worden gemodelleerd:

• voorspelling van de ontwikkeling van de situatie zonder enige impact op de processen: de situatie ontwikkelt zich vanzelf (evolutionaire ontwikkeling);
• voorspelling van de ontwikkeling van de situatie met de geselecteerde set controlemaatregelen (directe taak);
• synthese van een reeks maatregelen om de noodzakelijke verandering in de situatie te bewerkstelligen (omgekeerd probleem).

Modellering van de voortplanting van stoornissen op cognitieve kaarten, impulsprocessen. Het modelleringsobject kan worden beschouwd als een reeks op elkaar inwerkende dynamische processen die in realtime plaatsvinden. Tijd moet ook aanwezig zijn in het procesmodel, maar wanneer gemodelleerd met verschillende soorten grafieken, heeft deze tijd mogelijk niet de betekenis van tijd, maar weerspiegelt deze slechts een reeks toestandsveranderingen. Dit is het geval voor ondertekende digraphs en ondertekende parametrische grafieken. Om de interactie met de omgeving te beschrijven, worden de begrippen ‘input’, ‘output’, ‘staat’ en ‘gedrag’ van het systeem gebruikt.

Bij het analyseren van situaties op basis van cognitieve kaartmodellen worden twee soorten problemen opgelost: statisch en dynamisch. Statische analyse - dit is een analyse van de huidige situatie, inclusief de studie van de invloed van sommige factoren op andere, de studie van de stabiliteit van de situatie als geheel en de zoektocht naar structurele veranderingen om stabiele structuren te verkrijgen.

Dynamische analyse - Dit is het genereren en analyseren van mogelijke scenario's voor de ontwikkeling van de situatie in de tijd. Het wiskundige analyseapparaat is de theorie van getekende grafieken en vage grafieken.

Onder invloed van verschillende verstoringen kunnen de waarden van variabelen op de hoekpunten van de grafiek veranderen; een signaal dat op een van de hoekpunten wordt ontvangen, plant zich langs de keten voort naar de rest, waarbij het sterker of zwakker wordt.

Pulsmodellering - Dit is een modellering van de voortplanting van stoornissen op cognitieve kaarten, veroorzaakt door de introductie van verstoringsimpulsen in een hoekpunt (een reeks hoekpunten) van een cognitieve kaart. Het modelleringsobject kan worden beschouwd als een reeks op elkaar inwerkende dynamische processen die in realtime plaatsvinden.

Scenario analyse stelt ons in staat het gedrag van het systeem te beoordelen en de mogelijke ontwikkeling ervan wetenschappelijk te voorspellen. De analyse wordt uitgevoerd op basis van de resultaten van impulsmodellering. Om mogelijke scenario's voor de ontwikkeling van het systeem te genereren, worden hypothetische verstorende of controlerende invloeden geïntroduceerd in de hoekpunten van de cognitieve kaart. Bij het introduceren van verstoringen<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.

Het impulsproces kan zowel de evolutionaire ontwikkeling van het systeem weerspiegelen als de ontwikkeling ervan onder invloed van verstoringen en controle-invloeden 0,^), bovenaan toegevoegd 1>1 op moment g„.

Scenario voor de ontwikkeling van situaties Het is gebruikelijk om de hele reeks impulsprocessen op alle hoekpunten van de cognitieve kaart aan te roepen. Dus de reeks impulsprocessen wanneer verstoringen worden geïntroduceerd<2 представляет собой модельную реализацию альтернативных действий (Л Для реальных систем 0_ geïnterpreteerd als verschillende management- (bijvoorbeeld systeemontwikkelingsprogramma's) of verstorende invloeden (bijvoorbeeld veranderingen in de externe omgeving, acties van een concurrent, enz.).

De ontwikkelingsscenario's die onder verschillende verontrustende invloeden zijn gegenereerd, zijn in feite een ‘wetenschappelijke voorspelling’ van mogelijke ontwikkelingspaden van het systeem. Het scenario karakteriseert de ontwikkelingstrend van processen in het systeem, of beter gezegd, verschillende mogelijke ontwikkelingstrends (gevolgen) met hypothetische veranderingen in verstorende en controlefactoren en hun combinaties (oorzaken) in de gesimuleerde toekomst. Impulsmodellering van de ontwikkeling van situaties stelt ons dus in staat mogelijke scenario's voor de ontwikkeling van het systeem te ontwikkelen - van pessimistisch tot optimistisch. Op basis van de scenario's wordt een systeembeheerstrategie ontworpen, die vervolgens door besluitvormers wordt geïmplementeerd in overeenstemming met de dicterende omstandigheden van de externe en interne omgeving.

Denk eens aan de regel (RY) veranderingen in parameters op de hoekpunten op dit moment Laat de parameter X! hangt af van de tijd, d.w.z. X)(1)y 1= 1, 2, 3,.... Dan kunnen we het voortplantingsproces van de verstoring langs de grafiek bepalen, d.w.z. overgang van het systeem van staat £ - 1 naar en ik + 1,....

In het algemene geval, als er meerdere hoekpunten naast V,- zijn, wordt het proces van voortplanting van de verstoring door de grafiek bepaald door de regel (voor bekende initiële waarden X(0) op alle hoekpunten en de initiële verstoringsvector P(0)):

waarbij dg,(0 en x £ 1+ 1) - parameterwaarden bij hoekpunt V; in momenten Door ik + 1, p^£) - verandering bovenaan U^ op een bepaald moment G,

Omdat in de Φ-grafiek een impuls in een impulsproces wordt weergegeven als een geordende reeks zonder verwijzing naar tijd, kunt u de notatie van formules "op het i-de tijdstip" gebruiken (in een procesmodel bij het modelleren met verschillende typen van grafieken heeft tijd mogelijk niet de betekenis van tijd, maar weerspiegelt het alleen de opeenvolging van toestandsveranderingen (dit gebeurt voor ondertekende digraphs en ondertekende gewogen digraphs). Functie py(/;) van de invloed van veranderingen in aangrenzende U-) hoekpunt V) kan worden vervangen door impuls p(n) = x(n + 1) - x(n), Waar x(n)y x(n+ 1) - de waarde van de indicator op het hoekpunt V bij simulatiestappen op moment £ = P en daarna £ = P+ 1. Vervolgens wordt formule (6.64) omgezet naar de vorm

Regel(Pd) veranderingen in parameters op de hoekpunten op tijdstip £u+1, indien op tijd ik p impulsen arriveerden bij de hoekpunten:

Het model van een impulsproces is een tupel (F. £>, RShch, waarbij φ de φ-grafiek is, (2= 0,(1,) - opeenvolging van verontrustende invloeden, RY - regel voor het wijzigen van parameters. In dit geval is de reeks X(r0),<2(гн)^ является модельным представлением динамической системы (г0,50,В0).

Om geschikte computeralgoritmen te ontwikkelen, is het handig om het wiskundige model van impulsprocessen in matrixvorm op getekende grafieken te presenteren.

i = 0, 1, 2, geïntroduceerd in de hoekpunten van Y; op tijd £; de vector van hoekpuntparameters op tijdstip t en veranderingen in hoekpuntparameters worden gegeven door de vergelijkingen:

Voor R, uit de laatste vergelijking verkrijgen we de uitdrukking

waar / is de identiteitsmatrix.

Autonoom Dit wordt een speciaal geval van impulsprocessen op cognitieve kaarten genoemd, waarbij externe impulsen slechts één keer aan het begin van de simulatie worden geïntroduceerd.

De eenvoudigste variant van verstoringsvoortplanting is het geval wanneer P(0) slechts één ingang heeft die niet nul is, d.w.z. de verstoring bereikt slechts één hoekpunt V-r Dergelijke processen worden meestal genoemd eenvoudige processen.

Situatie bij impulsmodellering wordt gekenmerkt door een verzameling van allemaal Q en waarden X in elke P modellering stap.

Laten we een voorbeeld geven van impulsmodellering met behulp van een cognitieve kaart van problemen met het elektriciteitsverbruik (Fig. 0.19). Daarvoor heeft de relatiematrix de vorm

Laten we het proces van verstoringsvoortplanting modelleren met behulp van een cognitieve kaart van problemen met het elektriciteitsverbruik: "Wat zal er gebeuren als het elektriciteitsverbruik toeneemt?" (Afb. 6.18). Zoals blijkt uit de grafieken van impulsprocessen, zijn de trends in de ontwikkeling van situaties niet in tegenspraak met de intuïtieve veronderstellingen dat een toename van het elektriciteitsverbruik als gevolg van een toename van de energiecapaciteit kan leiden tot een daling van de kosten, verslechtering van het milieu, een toename van het aantal ondernemingen en een toename van het aantal banen. De grafieken tonen simulatiecycli langs de OX-as. P, maar de 0Y-assen van getallen karakteriseren de groeisnelheid van signalen op de hoekpunten van de cognitieve kaart (wetenschappelijke voorspelling van mogelijke ontwikkelingstrends).

Rijst. 6.18. Toename van het elektriciteitsverbruik,<7/(= +1, вектор возмущений (2= (0,0,0 + 1,0,0,0)

Inverse problemen, controleerbaarheids- en waarneembaarheidsproblemen

Het oplossen van het omgekeerde probleem is een zoektocht naar dergelijke waarden van besturingsacties (2) die het gewenste scenario voor de ontwikkeling van het systeem kunnen opleveren. Voor de oplossing kunnen wiskundige programmeermethoden (lineair, niet-lineair) worden gebruikt.

Oplossingen voor problemen van waarneembaarheid en beheersbaarheid van een systeem zijn met elkaar verbonden. Waarneembaarheidsprobleem - het probleem van het bepalen van de toereikendheid van metingen van outputvariabelen om onbekende initiële waarden van inputs te bepalen. Beheersbaarheidsprobleem - dit is een probleem met betrekking tot de mogelijkheid om systeeminputs te veranderen afhankelijk van de waargenomen outputs (cybernetische of managementbenadering).

Analyse van de stabiliteit van een systeem weergegeven door een grafiek

Duurzaamheid is een multidimensionaal concept. In onderzoeken naar sociaal-economische systemen betekent de term ‘duurzaamheid’ veel, maar niet altijd duidelijk gedefinieerd (duurzaamheid van het financiële systeem, duurzaamheid van de organisatie). In de theorie van de controle van technische systemen is het concept van “stabiliteit” duidelijk gedefinieerd en zijn er criteria voor systeemstabiliteit ontwikkeld (“stabiliteit volgens Lyapunov”, volgens Poincaré, enz.). Er wordt gekeken naar twee aspecten van het begrip ‘stabiliteit’: de stabiliteit van het systeem onder invloed van externe verstoringen met een vaste structuur van het systeem, d.w.z. wanneer alleen de externe omgeving verandert, en de stabiliteit van het gedrag van het systeem wanneer de structuur van het systeem verandert, is structurele stabiliteit (kleine veranderingen in de structuur van het systeem veroorzaken kleine veranderingen in de dynamiek ervan).

Bij het bestuderen van de stabiliteit van een gewogen gerichte grafiek - een cognitieve kaart - worden de stabiliteit in waarde en stabiliteit in verstoring van het systeem onderzocht terwijl het evolueert.

Laten we de concepten van een algebraïsch criterium voor stabiliteit door verstoring en initiële waarde introduceren en het verband bekijken tussen de stabiliteit van een grafiek en zijn topologische structuur, gebaseerd op de werken van V.V. Kulba, S.S. Kovalevsky, D.L. Kononov, A.B. Shelkov en anderen, evenals over het werk van J. Cast.

Het fundamentele idee bij het ontwikkelen van criteria voor de stabiliteit van grafieken is het idee van de karakteristieke waarden van de relatiematrix L(; grafiek - cognitief model.

De karakteristieke waarden van de grafiek worden gedefinieerd als de eigenwaarden van de matrix Ac. Volgens de stelling van Routh-Hurwitz voor lineaire systemen, als er onder de eigenwaarden van de matrix (wortels) geen modulusgetallen groter dan één zijn, dan is het systeem stabiel onder verstoring. Stabiliteit bij verstoring betekent niet stabiliteit in waarde, hoewel het tegendeel waar is. Maar er zijn aanzienlijke beperkingen aan de toepassing van dit criterium, dus we zullen het in eenvoudige gevallen gebruiken.

Voor het bovenstaande voorbeeld van problemen met elektriciteitsverbruik (zie figuur 6.18), het aantal matrixwortels Ace gelijk is aan 7, waaronder een wortelmodulo groter dan 1: M= 1.43. Bijgevolg is dit systeem noch in termen van verstoring, noch in termen van de initiële waarde onstabiel. Eigenlijk wordt het feit van instabiliteit geïllustreerd door grafieken van impulsprocessen (zie figuur 6.18) - de grafieken lopen uiteen.

Structurele en samenhangende stabiliteit van het systeem

De positie van evenwichtstoestanden hangt af van de dynamische eigenschappen van het systeem dat wordt bestudeerd en kan veranderen. Daarom rijst er een andere vraag: zal een kleine verandering in het systeem leiden tot een verschuiving in de evenwichtstoestand? Dat wil zeggen dat, in tegenstelling tot de klassieke stabiliteitstheorie, die geen rekening hield met veranderingen in het systeem, maar alleen met verstoringen in de omgeving, het noodzakelijk is stabiliteitsproblemen te bestuderen tijdens structurele veranderingen in het systeem zelf. Dit is praktisch een heel belangrijke vraag, omdat deze veranderingen, zelfs kleine, kunnen leiden tot drastische kwalitatieve veranderingen in het verdere gedrag van het systeem. Een van de instrumenten om dergelijke verschijnselen te bestuderen is de theorie van catastrofes, of de theorie van splitsingen.

Er is een 'gecombineerd' concept van stabiliteit, dat de klassieke ideeën van Lyapunov combineert met de combinatorisch-topologische benadering - het concept van verbonden stabiliteit, dat oorspronkelijk ontstond in verband met de studie van evenwichtskwesties in de economie. Bij het bestuderen van verbonden stabiliteit wordt het probleem als volgt geformuleerd: zal de evenwichtstoestand van een bepaald systeem stabiel blijven in de zin van Lyapunov, ongeacht de dubbele verbindingen tussen de toestanden van het systeem?

Laten we een matrix van relaties definiëren Ac. Staat van evenwicht X= O wordt als verbindingsstabiel beschouwd als Lyapunov stabiel is voor alle mogelijke interconnectiematrices

De studie van coherente duurzaamheid is van praktisch belang, vooral bij de studie van organisatorische systemen zoals het economische systeem. Dit komt door het feit dat bij het beschrijven van processen in deze systemen de aan- of afwezigheid van dit verband niet altijd duidelijk is vanwege verstoringen in de werking van het systeem zelf, de aanwezigheid van verstoringen en de bekende subjectiviteit van het wiskundige model. van het systeem.

Aanpassingsvermogen systemen is een ander aspect van duurzaamheid. Aanpassingsvermogen kan worden gezien als een bepaalde maatstaf voor het vermogen van een systeem om externe verstoringen te absorberen zonder uitgesproken gevolgen voor zijn gedrag in een transitie- of steady-state-situatie.

Het concept van aanpassingsvermogen ligt dicht bij het concept van structurele stabiliteit, maar is iets breder dan dat.

Laten we eens kijken naar de belangrijkste bepalingen met betrekking tot de studie van de structurele stabiliteit van systemen. Het klassieke idee van stabiliteit is zeer vruchtbaar in technische en fysieke systemen. Voor sociotechnische, sociaal-economische systemen kan een dergelijke representatie worden gebruikt, maar dit vereist een serieuze rechtvaardiging voor specifieke systemen. Bovendien is de normale werking van deze systemen verre van evenwicht; bovendien veranderen externe verstoringen voortdurend de evenwichtstoestand zelf. Het centrale element van moderne opvattingen over duurzaamheid is het concept van structurele duurzaamheid, dat we verder zullen beschouwen.

De belangrijkste taak van het bestuderen van structurele stabiliteit is het identificeren van kwalitatieve veranderingen in het traject van het systeem wanneer de structuur van het systeem zelf verandert. Het is nodig om een ​​groep systemen te beschouwen die “dicht” bij een standaardsysteem liggen, d.w.z. we hebben te maken met een familie van trajecten die moeten worden onderzocht. In zo’n situatie spreekt men van structurele stabiliteit.

Een systeem wordt structureel stabiel genoemd als de topologische aard van de trajecten van alle systemen er dichtbij hetzelfde is als die van het standaardsysteem.

De eigenschap van structurele stabiliteit is dus dat het systeem in kwestie zich vrijwel hetzelfde gedraagt ​​als de systemen die er dichtbij staan; anders is het systeem structureel onstabiel. Het niveau van structurele stabiliteit karakteriseert algemene informatie over de mate van stabiliteit van een systeem of zijn individuele elementen ten aanzien van externe en interne verstoringen van een bepaalde aard.

Voor alle hierboven geformuleerde problemen doet zich een aantal wiskundige problemen voor die verband houden met hoe te bepalen wat “kleine verstoringen”, “trajecten dicht bij de oorsprong van coördinaten”, “dichte systemen”, “trajecten die typologisch op elkaar lijken” zijn. Voor sommige specifieke systeemklassen zijn deze moeilijkheden overwonnen.

We kunnen twee groepen methoden onderscheiden voor wiskundige analyse van de structurele stabiliteit van een model, geschreven in de taal van ondertekende digraphs. De eerste is gebaseerd op een aantal stellingen die het spectrum van een digraph verbinden met zijn stabiliteit in eenvoudige impulsprocessen, de tweede is gebaseerd op de transformatie van de originele digraph met teken naar een matrixmodel met een gedetailleerde analyse van de laatste. De structurele stabiliteit van het systeem kan worden vastgesteld door de cycli van de cognitieve kaart te analyseren.

Bij het analyseren van een cognitieve kaart door er cycli in te identificeren, worden de concepten van even en oneven cycli gebruikt. We hebben hierboven al gesproken over positieve en negatieve feedbackloops. Er bestaat een relatie tussen het type cyclus en de stabiliteit van het systeem.

Een even cyclus is het eenvoudigste model van structurele instabiliteit, aangezien elke initiële verandering in een parameter op een van zijn hoekpunten leidt tot een onbeperkte toename van de modulus van de parameters van de hoekpunten van de cyclus. Elke verandering in de parameter van een hoekpunt van een oneven cyclus leidt alleen tot oscillatie van de hoekpuntparameters. Een getekende digraph die geen cycli bevat of slechts één cyclus bevat, is impulsstabiel voor alle eenvoudige impulsprocessen.

Tot nu toe hebben we het gehad over een formele analyse van de stabiliteit van cognitieve kaarten van complexe systemen. Het is noodzakelijk om nog een serieus aspect in gedachten te houden bij het onderzoek naar de stabiliteit van cognitieve kaarten die in andere gebieden van cognitief onderzoek worden gebruikt. In die zin bestaat de analyse van de stabiliteit van cognitieve kaarten uit het bepalen van evenwichtige, consistente, stabiele cognitieve structuren en is deze, conceptueel gezien, gebaseerd op de belangrijkste bepalingen van de theorieën van de sociale psychologie: cognitieve dissonantie door L. Festinger, structureel evenwicht door F. Heider, communicatieacts door T. Newcome.

De uitdaging van systeemcomplexiteit en connectiviteit

Het concept van ‘connectiviteit’ van een systeem ontstaat samen met het concept van ‘structuur’ van het systeem. Met het verdwijnen van structurele connectiviteit verdwijnt het systeem. De wiskundige beschrijving van het probleem van connectiviteitsanalyse wordt het meest succesvol verkregen in de taal van de grafentheorie en de algebraïsche topologie. De eerste methode is gebaseerd op het analyseren van de connectiviteit van een grafenmodel met behulp van grafentheoretische methoden. De tweede benadering is gebaseerd op de studie van de topologische eigenschappen van het grafenmodel met behulp van de relatiematrix van de cognitieve kaart, de zogenaamde ^-analyse van de connectiviteit van simpliciële complexen. De fundamenten van de topologische studie van complexe systemen, gebaseerd op de studie van hun structurele eigenschappen, begonnen in de jaren zestig en zeventig. Momenteel is de effectiviteit aangetoond van het gebruik van simpliciële complexen voor het modelleren van de connectiviteitseigenschappen van verschillende netwerken van op elkaar inwerkende elementen (subsystemen, entiteiten...), zoals communicatie, verkeer, biologische netwerken en netwerken van gedistribueerde algoritmen. Het is bewezen dat simpliciële complexen zeer nuttig zijn bij het bestuderen van dynamische processen in netwerken.

De wiskundige basis voor polyedrische analyse werd gelegd door K. Drowker, en de analyse werd verder ontwikkeld in de werken van de Britse natuurkundige R. Etkin. Hij ontwikkelde het eerste hulpmiddel voor simpliciële analyse, genaamd ^-analyse (polyhedrale analyse of analyse van polyhedrale dynamiek). Ondanks het feit dat de toepassing van ^-analyse op de studie van sociale, biologische, economische en andere complexe systemen zijn effectiviteit heeft bewezen, zijn er niet veel publicaties in deze richting (de vroegste zijn de werken van R. Etkip, J. Casti, S. Seidman, J. Johnson, K. Earl, P. Gould, H. Kauklklis, S. McGill, A. Cullen, H. Griffith, G. Varsello, H. Kramer, R. Axelrod, R. Laubenbacher) . De afgelopen jaren is er in ons land ook belangstelling ontstaan ​​voor de toepassing van topologiemethoden bij de studie van de structuren van complexe systemen (bijvoorbeeld V.B. Mnukhin, O.Yu. Kataev, enz.) "maar deze en Andere wiskundige werken zijn van theoretische aard, en met betrekking tot de studie van sociaal-economische systemen zijn dergelijke studies nu uiterst zeldzaam. De methode van het analyseren van (/-connectiviteit stelt ons in staat de connectiviteit van een systeem diepgaander te beoordelen dan traditionele studies van grafische connectiviteit, aangezien dit de aanwezigheid van wederzijdse invloed van simpliciële blokken van het systeem vaststelt via een keten van verbindingen daartussen. Op basis van dergelijke mogelijkheden worden geformaliseerde regels voorgesteld om de keuze van doel- en controlehoekpunten te rechtvaardigen, bepaling van de stabiliteit van systemen die worden gekenmerkt door bepaalde simpliciële complexen, voorwaarden voor de structurele stabiliteit van systemen. Bepaling van het aantal simplexen en hun structuur, analyse van de ^-connectiviteit van het systeem stelt ons in staat rechtvaardigingen aan te dragen voor het oplossen van problemen met de ontbinding en samenstelling van het bestudeerde sociaal systeem economisch systeem, om simplices te identificeren die de meeste invloed hebben op de processen in het systeem en waarvan de vormende hoekpunten rationeeler worden geselecteerd als managers. Met f-analyse kunnen we de multidimensionale geometrie van complexe systemen onthullen, de invloed van verschillende lokale veranderingen op de structuur van het systeem als geheel traceren en ons specifiek richten op de structurele kenmerken van het systeem, wat niet wordt onthuld door andere benaderingen. Het gebruik van deze methode voor de analyse van structureel complexe systemen stelt ons in staat de definitie van het concept ‘complexiteit’ op een andere manier te benaderen, om de rol van individuele elementen en hun invloed op andere elementen van het systeem dieper te onthullen.

Laten we naar Paragraaf 7.4 verwijzen, waarin de basisprincipes van het analyseren van de ^-connectiviteit van het systeem worden uiteengezet. In deze analyse wordt het systeem beschouwd als een relatie tussen elementen van eindige sets - sets van hoekpunten On van een gegeven familie van niet-lege deelverzamelingen van deze hoekpunten - simplexen a. Reeksen hoekpunten en overeenkomstige simplexen vormen simpliciale complexen NAAR. Om ze te construeren kunnen speciale technieken voor het construeren van (expert) incidentenmatrix L worden gebruikt:

maar er kan gebruik worden gemaakt van een kant-en-klare systeemstructuur, gespecificeerd in de vorm van een grafiek C = <У, £>, dat als basis dient voor de geometrische en algebraïsche weergave ervan als een simpliciaal complex. Een simpliciaal complex bestaat uit een reeks hoekpunten (U) en sets van niet-lege eindige deelverzamelingen van de verzameling (V,-), genaamd simplices (een simpliciaal complex wordt verkregen door een bepaalde ruimte te verdelen X(of Y) in elkaar kruisende subsets; een ruimte die een dergelijke verdeling mogelijk maakt, wordt een veelvlak genoemd, en het proces van de verdeling ervan wordt triangulatie genoemd).

De simplex wordt aangegeven als 8^)^, waarbij і - hoekpuntnummer, en ts- geometrische afmeting van de simplex. Nummer D bepaald door het aantal bogen dat de hoekpunten verbindt U) in een simplex via een variabele xg Nummer ts(aantal incidentele bogen j-) is één minder dan het aantal enen (“”) in de corresponderende /-rij van matrix A. Als er geen 1 in de rij van matrix A staat, dan geven we de dimensie van de “lege” simplex aan: # = O -- 1 = -1. De afmeting van een simplex is het aantal randen in elk hoekpunt van een volledige grafiek - een simplex.

Ketens van ^-connectiviteit worden gevormd door verbindingen van hoekpunten met dezelfde naam. Communicatiecircuit weerspiegelt de mogelijkheid dat twee simplexen, zonder direct een gemeenschappelijke rand te hebben, met elkaar kunnen worden verbonden via een reeks tussenliggende simplexen.

Zonder strikte definities te geven van de analyse van ^-connectiviteit (zie paragraaf 7.4), illustreren we de constructie van een simpliciaal complex met een voorbeeld van problemen met elektriciteitsverbruik (voor PS CM zijn speciale algoritmen ontwikkeld voor het construeren van simpliciële complexen met grote afmetingen) . Via matrix Ace men kan de simpliciële complexen ervan definiëren - door rijen KX(Y, X) en per kolommen Ku(X, X*), Waar X- rijen, U - kolommen, X- matrix van relaties tussen elementen (Ac), X* - getransponeerde matrix.

Laten we een complex bouwen KX(Y, X) - door lijnen.

Eerste regel: §(1)b/=і і=и. een simplex bestaat uit één hoekpunt UA.

^2- &2=-io> een simplex bestaat uit één hoekpunt U$. U: 8^/=2-=j de simplex bestaat uit twee hoekpunten die met elkaar verbonden zijn via Y - Wauw En Ja.

U: 8*4^_з_1=2, de simplex bestaat uit drie hoekpunten - U^U En U$.

€: 8<5)^=]_1=0т симплекс состоит из одной вершины UA. U§. 8^6^d-2-1=1" simplex bestaat uit twee hoekpunten - U En U-g

U7: 8(7^=3_1=0, simplex bestaat uit één hoekpunt UGG Het simpliciële complex heeft dus de vorm: VD Ya.) = (8(1)9=0; 5(2)^,; 8(3>9=2; 8(4)d=3; b^; 80)^}.

Omdat er in dit complex geen simpliciteiten met afmetingen groter dan 2 voorkomen, kan het geometrisch op een vlak worden weergegeven (Fig. 6.19).

Rijst. 6.19. Kx( Eh, X)

Zoals we kunnen zien is het complex onsamenhangend; het bestaat uit drie afzonderlijke componenten, wat kan duiden op een zwakke beheersbaarheid van deze structuur.

De concepten connectiviteit en complexiteit van een systeem zijn onderling afhankelijk. Denk aan: structurele complexiteit, dynamische complexiteit, computationele complexiteit, evolutionaire complexiteit; interne en externe complexiteit. Om ervoor te zorgen dat het systeem een ​​bepaald type gedrag kan implementeren, ongeacht externe inmenging, kan diversiteit in zijn gedrag alleen worden onderdrukt door het aantal controlemechanismen te vergroten (Ashby's principe van noodzakelijke diversiteit). Dit vermogen van het systeem kenmerkt de ‘complexiteit van controle’. Een systeem kan niet ‘universeel complex’ zijn. Vanuit sommige posities kan het complex zijn en vanuit andere posities ongecompliceerd. De ‘complexiteit’ van systemen leidt er vaak toe dat het gemakkelijker is om eerst de elementen en componenten van het systeem te bestuderen en vervolgens, op basis van de opgedane kennis, het systeem als geheel te proberen begrijpen. Daarom gaat de taak van het analyseren van de complexiteit van een systeem gepaard met problemen met de ontbinding en samenstelling van het systeem.

Methoden voor het construeren van cognitieve modellen van complexe systemen

Methoden voor het construeren van cognitieve modellen moeten: voldoen aan de eisen van gemak en constructiefheid; nauw verbonden zijn met methoden voor het beoordelen van de analyseresultaten, zodat het cognitieve model in het besluitvormingsproces kan dienen als adviseur en criticus voor de beslisser; de ideeën van de beslisser over concepten en de relaties daartussen accuraat weerspiegelen; zou van de samensteller van een cognitief model niet moeten eisen dat hij concepten vooraf specificeert.

Momenteel wordt een groot aantal methoden voorgesteld voor het construeren van cognitieve modellen van complexe systemen. Maar dit alles staat dichter bij de kunst dan bij strikte regels, hoewel er een groot aantal hulpmiddelen is ontwikkeld om de onderzoeker te helpen een of andere cognitieve kaart te ontwikkelen. Deze methoden kunnen als volgt worden samengevat:

• ontwikkeling van cognitieve modellen (cognitieve kaarten) met behulp van vakdeskundigen. Er wordt gebruik gemaakt van diverse deskundige methoden en technologieën voor het werken met deskundigen (waaronder werk in situatiecentra; hiervoor zijn voldoende speciale software-opties ontwikkeld, bijvoorbeeld ArchiDoca, ontwikkelaar van het non-profit samenwerkingsverband voor wetenschappelijk onderzoek en sociale ontwikkeling Analytical Agency " Nieuwe Strategieën", hoofd A.N. Raikov);
• ontwikkeling van cognitieve modellen door een onderzoeker (cognitief ingenieur) samen met een specialist op het vakgebied;
• ontwikkeling van cognitieve modellen (of hun blokken) gebaseerd op de resultaten van statistische data-analyse met behulp van programma's Datamining en ook met behulp van speciale software (bijvoorbeeld computer LOC-methode, ontwikkelaars V.N. Zhikharev, A.I. Orlov, V.G. Koltsov);
• ontwikkeling van cognitieve modellen gebaseerd op de analyse van teksten die informatie over het vakgebied bevatten;
• ontwikkeling van cognitieve modellen gebaseerd op de analyse van bestaande theorieën op het vakgebied, gebruik van kant-en-klare cognitieve schema's.

Bij het ontwikkelen van cognitieve kaarten met de hulp van experts kunnen de volgende methoden worden aanbevolen.

1e methode. De cognitieve kaart wordt door de beslisser zelf gebouwd, op basis van zijn kennis en ideeën, zonder tussenkomst van experts of referentiemateriaal.

Het voordeel van de methode: de snelheid van het construeren van een cognitieve kaart. Nadeel: de geschiktheid van een cognitieve kaart hangt sterk af van de kwalificaties van de beslisser, zijn kennis en vermogen om de aard van de relaties tussen concepten aan te voelen.

Het bouwen van een cognitieve kaart helpt de beslisser om het probleem duidelijker voor te stellen, om de rol van individuele componenten en de aard van de relaties daartussen beter te begrijpen.

2e methode. Constructie van cognitieve kaarten door experts op basis van het bestuderen van documenten.

Voordeel: de methode is handig en je kunt gebruik maken van data die de beslisser zelf gebruikt. Nadeel: het onderzoeken van documenten door deskundigen is een langdurig en arbeidsintensief proces.

3e methode. Constructie van een cognitieve kaart gebaseerd op een onderzoek onder een groep experts die het vermogen hebben om oorzaak-en-gevolgrelaties te beoordelen.

Voordeel: de mogelijkheid om individuele meningen samen te voegen en te baseren op een groter aantal beoordelingen dan kan worden afgeleid uit de documenten die worden bestudeerd. Nadeel: arbeidsintensief.

4e methode. Constructie van cognitieve kaarten op basis van open steekproefenquêtes. Voordelen: de methode kan worden gebruikt om vergelijkende cognitieve kaarten te construeren; daarnaast heeft de onderzoeker de mogelijkheid om een ​​actieve dialoog te voeren met informatiebronnen. Nadeel: arbeidsintensief.

Een gedetailleerd voorbeeld van de ontwikkeling van cognitieve kaarten met de hulp van experts wordt gegeven in de werken van de IPU RAS-staf, bijvoorbeeld in het boek van E. A. Trakhtengerts, maar ook in de werken.

Als cognitieve modellering van een reëel sociaal-economisch of ander complex systeem wordt uitgevoerd, kan het gebruik van een combinatie van deze methoden en technieken worden aanbevolen.

Geschiktheid van het model

De effectiviteit van het toepassen van een cognitief model in de praktijk hangt af van de overeenstemming ervan met de werkelijke situatie. De ontoereikendheid van een model dat wordt gebruikt om strategieën te ontwikkelen voor de ontwikkeling van een systeem en om managementbeslissingen te nemen, kan veel grotere negatieve gevolgen hebben dan een onsuccesvol cognitief model dat door een individu is opgebouwd in het proces van het verhogen van zijn £1 (in experimenten van cognitief psychologen is het Er is aangetoond dat de techniek van cognitieve kaarten een van de meest effectieve denktechnieken is, waarbij beide hersenhelften worden gebruikt, het intelligentieniveau wordt verhoogd, het geheugen wordt ontwikkeld, enz.). Het controleren van de geschiktheid van een cognitief model is een van de dubbelzinnig opgeloste problemen.

In het algemeen kan deze controle als volgt worden uitgevoerd.

Laat er relaties zijn tussen de basisfactoren, die de hoekpunten van het grafiekmodel vormen, die kunnen worden geïnterpreteerd als allerlei axioma's van het vakgebied. In de regel worden deze relaties gevormd in de vorm van producten zoals:

waar X;, G = 1,2.....Naar - een kenmerk van de basisfactor V-,(bijvoorbeeld de grenswaarde van de factor, het teken van de factorverhoging, enz.). Het geheel van dergelijke producten vormt basiskennis over een bepaald vakgebied.

Een grafenmodel wordt als adequaat beschouwd voor de werkelijke situatie als geen van de basiskennisproducten in de modelprocessen wordt geschonden.

De volledigheid van het controleren van een model op geschiktheid hangt af van de volledigheid van de basiskennis, die wordt bepaald door de verhouding tussen het aantal situatietoestanden dat in de basiskennis wordt weerspiegeld en het totale aantal situatietoestanden.

Als basiskennis over de onderzochte situatie ontbreekt, heeft het gedrag van processen uit het verleden mogelijk geen invloed op hun toekomstige gedrag. Daarom is er geen aanvaardbare voorspelling van deze processen mogelijk.

Vanuit de meest algemene standpunten is het controleren van de geschiktheid van een model dus een vergelijking van informatie over het feitelijk gemodelleerde systeem, die empirisch wordt verkregen in een bepaald gebied van systeemparameters, met de informatie die het model op hetzelfde gebied biedt. van systeemparameters. Als de verschillen vanuit het oogpunt van modelleringsdoeleinden klein zijn, wordt het model als adequaat beschouwd.

De kwaliteit en effectiviteit van cognitieve analyse houden zowel verband met de subjectiviteit van de beslisser als met het feit dat het onderzoek zelf de resultaten beïnvloedt. Er bestaat een relatie tussen het denken van de deelnemers en de situatie waarin zij participeren. Deze relatie manifesteert zich op twee manieren, in de vorm van twee afhankelijkheden: cognitief (passief), die de inspanning uitdrukt die de deelnemers hebben besteed aan het begrijpen van de situatie, en controle (actief), geassocieerd met het effect van hun conclusies op de situatie in de situatie. echte wereld. In de cognitieve functie zijn de percepties van de deelnemers afhankelijk van de situatie, terwijl ze in de uitvoerende functie de situatie beïnvloeden.

De aanwezigheid van denkende deelnemers in het systeem, die elk op hun eigen manier de situatie vertegenwoordigen en bepaalde beslissingen nemen op basis van hun “virtuele” representatie, leidt er dus toe dat, in de woorden van J. Soros, “.. De opeenvolging van gebeurtenissen leidt niet rechtstreeks van de ene reeks factoren naar de andere; in plaats daarvan verbindt zij factoren met hun percepties, en percepties met factoren.'

Dit leidt ertoe dat de processen in de situatie niet leiden tot evenwicht, maar tot een nooit eindigend proces van verandering. Hieruit volgt dat als gevolg van interactie zowel de situatie als de opvattingen van de deelnemers afhankelijke variabelen zijn en dat de primaire verandering het begin van verdere veranderingen versnelt, zowel in de situatie zelf als in de opvattingen van de deelnemers. Schema van cognitieve modellering in Fig. 6.17 voorziet in dit feit. Het vertrouwen van de onderzoeker in de geschiktheid van het model ontstaat al dan niet zowel als resultaat van het afzonderlijk oplossen van elk systeemprobleem, als van het vergelijken van alle resultaten als geheel.

Dus als bijvoorbeeld de trends in de ontwikkeling van situaties volgens een gesimuleerd ontwikkelingsscenario dat overeenkomt met een specifieke toestand van het sociaal-economische systeem niet in tegenspraak zijn met de waargenomen trends in processen in het echte systeem (tijdreeksen van statistische gegevens), dan kan een dergelijk grafiekmodel als adequaat worden beschouwd. Of als de ontwikkelde structuur – een cognitieve kaart – onstabiel is, maar in werkelijkheid de stabiliteit van het onderzochte systeem wordt waargenomen, dan ontstaat er natuurlijke twijfel in het ontwikkelde model. Er is nog geen numerieke maatstaf ontwikkeld voor de toereikendheid van alle resultaten in het geheel (hoewel de vraag open blijft of dit in principe mogelijk is), moeten we terugkeren naar de algemene definitie: “een grafiekmodel wordt als adequaat beschouwd voor de werkelijke situatie. als geen van de basiskennisproducten wordt geschonden in de modelprocessen”.

Problemen met de geschiktheid van cognitieve modellen blijven onderzoekers zorgen baren. En momenteel voert het team van Sector 51 van het Instituut voor Computerwetenschappen van de Russische Academie van Wetenschappen serieus werk uit op het gebied van het controleren van cognitieve kaarten. Er wordt gebruik gemaakt van de concepten ‘informele’ en ‘formele’ cognitieve kaarten. De tekeningen van cognitieve kaarten in deze paragraaf verwijzen dus naar informele kaarten. Parametrische functionele grafieken kunnen als formeel worden geclassificeerd.

Een voorbeeld van het gebruik van cognitieve modelleringstechnologie wordt gegeven in bijlage 6.

Cognitieve modelleringsmethodologie voor het analyseren en nemen van beslissingen in slecht gedefinieerde situaties werd voorgesteld door Axelrod. Het is gebaseerd op het modelleren van de subjectieve ideeën van experts over de situatie en omvat: methodologie voor het structureren van de situatie: een model voor het weergeven van de kennis van de expert in de vorm van een ondertekende digraph (cognitieve kaart) (F, W), waarbij F de reeks factoren van de situatie, W is de reeks oorzaak-en-gevolgrelaties tussen factorensituaties; methoden voor situatieanalyse. Momenteel ontwikkelt de methodologie van cognitieve modellering zich in de richting van het verbeteren van het apparaat voor het analyseren en modelleren van de situatie. Modellen voor het voorspellen van de ontwikkeling van de situatie worden hier voorgesteld; methoden voor het oplossen van inverse problemen

Een cognitieve kaart (van het Latijnse cognitio - kennis, cognitie) is een afbeelding van een vertrouwde ruimtelijke omgeving.

Cognitieve kaarten worden gemaakt en aangepast als resultaat van de actieve interactie van het onderwerp met de buitenwereld. In dit geval kunnen cognitieve kaarten van verschillende mate van algemeenheid, “schaal” en organisatie worden gevormd (bijvoorbeeld een overzichtskaart of een routekaart, afhankelijk van de volledigheid van de weergave van ruimtelijke relaties en de aanwezigheid van een uitgedrukt punt van betekenis). referentie). Dit is een subjectief beeld dat in de eerste plaats ruimtelijke coördinaten heeft waarin individueel waargenomen objecten zijn gelokaliseerd. Er is een padkaart als opeenvolgende weergave van verbindingen tussen objecten langs een specifieke route, en een overzichtskaart als gelijktijdige weergave van de ruimtelijke locatie van objecten.

De leidende wetenschappelijke organisatie in Rusland die zich bezighoudt met de ontwikkeling en toepassing van cognitieve analysetechnologie is het Institute of Management Problems van de Russian Academy of Sciences, divisie: Sector-51, wetenschappers Maksimov V.I., Kornoushenko E.K., Kachaev S.V., Grigoryan A.K. en anderen. Deze lezing is gebaseerd op hun wetenschappelijk werk op het gebied van cognitieve analyse.

De technologie van cognitieve analyse en modellering (Figuur 1) is gebaseerd op de cognitieve (cognitieve doel) structurering van kennis over een object en zijn externe omgeving.

Figuur 1. Technologie van cognitieve analyse en modellering

Cognitieve structurering van een vakgebied is de identificatie van toekomstige doel- en ongewenste toestanden van een controleobject en de belangrijkste (basis)factoren van controle en de externe omgeving die de overgang van het object naar deze toestanden beïnvloeden, evenals de vestiging op een kwalitatief niveau van oorzaak-en-gevolgrelaties daartussen, waarbij rekening wordt gehouden met wederzijdse invloedsfactoren op elkaar.

De resultaten van cognitieve structurering worden weergegeven met behulp van een cognitieve kaart (model).

2. Cognitieve (cognitieve doel) structurering van kennis over het te bestuderen object en zijn externe omgeving op basis van plaaganalyse en SWOT-analyse

De selectie van basisfactoren wordt uitgevoerd door het toepassen van PEST-analyse, die vier hoofdgroepen van factoren (aspecten) identificeert die het gedrag van het onderzochte object bepalen (Figuur 2):

P olicy - politiek;

E economie - economie;

S samenleving - samenleving (sociaal-cultureel aspect);

T technologie - technologie

Figuur 2. PEST-analysefactoren

Voor elk specifiek complex object is er zijn eigen speciale set van de belangrijkste factoren die het gedrag en de ontwikkeling ervan bepalen.

PEST-analyse kan worden beschouwd als een variant van systeemanalyse, aangezien factoren die verband houden met de genoemde vier aspecten over het algemeen nauw met elkaar verbonden zijn en verschillende hiërarchische niveaus van de samenleving als systemen karakteriseren.

Dit systeem heeft bepalende verbindingen die van de lagere niveaus van de systeemhiërarchie naar de hogere niveaus zijn gericht (wetenschap en technologie beïnvloeden de economie, de economie beïnvloedt de politiek), evenals omgekeerde verbindingen en verbindingen tussen niveaus. Een verandering in een van de factoren via dit systeem van verbindingen kan alle andere beïnvloeden.

Deze veranderingen kunnen een bedreiging vormen voor de ontwikkeling van het object, of juist nieuwe kansen bieden voor een succesvolle ontwikkeling ervan.

De volgende stap is een situationele analyse van problemen, SWOT-analyse (Figuur 3):

S sterke punten - sterke punten;

W tekortkomingen - tekortkomingen, zwakke punten;

O kansen - kansen;

T bedreigingen - bedreigingen.

Figuur 3. SWOT-analysefactoren

Het omvat een analyse van de sterke en zwakke punten van de ontwikkeling van het onderzochte object in hun interactie met bedreigingen en kansen en stelt ons in staat huidige probleemgebieden, knelpunten, kansen en gevaren te identificeren, rekening houdend met omgevingsfactoren.

Kansen worden gedefinieerd als omstandigheden die bevorderlijk zijn voor de gunstige ontwikkeling van een object.

Bedreigingen zijn situaties waarin schade aan een object kan worden veroorzaakt, bijvoorbeeld het functioneren ervan kan worden verstoord of het zijn bestaande voordelen kan verliezen.

Op basis van de analyse van verschillende mogelijke combinaties van sterke en zwakke punten met bedreigingen en kansen, wordt het probleemveld van het onderzochte object gevormd.

Het probleemveld is een reeks problemen die bestaan ​​in het gemodelleerde object en de omgeving, in hun relatie tot elkaar.

De beschikbaarheid van dergelijke informatie vormt de basis voor het bepalen van ontwikkelingsdoelen (richtingen) en manieren om deze te bereiken, en voor het ontwikkelen van een ontwikkelingsstrategie.

Cognitieve modellering op basis van de uitgevoerde situatieanalyse maakt het mogelijk alternatieve oplossingen voor te bereiden om de mate van risico in geïdentificeerde probleemgebieden te verminderen, om mogelijke gebeurtenissen te voorspellen die de ernstigste impact kunnen hebben op de positie van het gemodelleerde object.

De stadia van cognitieve technologie en hun resultaten worden weergegeven in Tabel 1:

tafel 1

Stadia van cognitieve technologie en resultaten van de toepassing ervan

Artiestennaam	Resultaat presentatieformulier
1. Cognitieve (cognitieve doel) structurering van kennis over het te bestuderen object en zijn externe omgeving op basis van PEST-analyse en SWOT-analyse: Analyse van de beginsituatie rond het object dat wordt bestudeerd, waarbij de fundamentele factoren worden benadrukt die kenmerkend zijn voor economische, politieke en andere processen die plaatsvinden in het object en in zijn macro-omgeving en die de ontwikkeling van het object beïnvloeden. 1.1 Identificatie van factoren die de sterke en zwakke punten van het onderzochte object kenmerken 1.2 Identificatie van factoren die kansen en bedreigingen karakteriseren vanuit de externe omgeving van het object 1.3 Constructie van het probleemveld van het onderzochte object	Verslag over een systemisch conceptueel onderzoek van een object en zijn probleemgebied
2. Constructie van een cognitief model van objectontwikkeling - formalisering van kennis verkregen in de fase van cognitieve structurering 2.1 Identificatie en rechtvaardiging van factoren 2.2 Vaststelling en verantwoording van relaties tussen factoren 2.3 Constructie van een grafenmodel	Computercognitief model van een object in de vorm van een gerichte grafiek (en matrix van factorrelaties)
3. Scenariostudie van trends in de ontwikkeling van de situatie rond het onderzochte object (met ondersteuning van de softwaresystemen "SITUATION", "COMPASS", "KIT") 3.1 Bepalen van het doel van het onderzoek 3.2 Onderzoeksscenario's opstellen en modelleren 3.3 Identificatie van ontwikkelingstrends van een object in zijn macro-omgeving 3.4 Interpretatie van resultaten van scenariostudies	Verslag van de scenariostudie van de situatie, met interpretatie en conclusies
4. Ontwikkeling van strategieën voor het beheersen van de situatie rond het onderzochte object 4.1 Definitie en verantwoording van het managementdoel 4.2 Het omgekeerde probleem oplossen 4.3 Selectie van managementstrategieën en rangschikking ervan volgens criteria: mogelijkheid om het doel te bereiken; risico om de controle over de situatie te verliezen; noodgeval risico	Verslag over de ontwikkeling van managementstrategieën met rechtvaardiging van strategieën volgens verschillende criteria van managementkwaliteit
5. Zoeken en rechtvaardigen van strategieën om doelen te bereiken in stabiele of veranderende situaties. Voor stabiele situaties: a) selectie en verantwoording van het managementdoel; b) selectie van activiteiten (controles) om het doel te bereiken; c) analyse van de fundamentele mogelijkheid om het doel te bereiken vanuit de huidige stand van de situatie met behulp van geselecteerde activiteiten; d) analyse van werkelijke beperkingen op de uitvoering van geselecteerde activiteiten; e) analyse en rechtvaardiging van de reële mogelijkheid om het doel te bereiken; f) ontwikkeling en vergelijking van strategieën om het doel te bereiken door: de nabijheid van managementresultaten tot het beoogde doel; kosten (financieel, fysiek, enz.); door de aard van de gevolgen (omkeerbaar, onomkeerbaar) van de implementatie van deze strategieën in een reële situatie; over het risico op noodsituaties Voor veranderende situaties: a) selectie en verantwoording van het huidige managementdoel; b) met betrekking tot het huidige doel zijn de voorgaande paragrafen b-f geldig; c) analyse van veranderingen die zich in de situatie voordoen en hun weergave in een grafisch model van de situatie. Ga naar punt a.	Verslag over de ontwikkeling van strategieën om doelen te bereiken in stabiele of veranderende situaties
6. Ontwikkeling van een programma voor het implementeren van de ontwikkelingsstrategie van het onderzochte object op basis van dynamische simulatiemodellering (met ondersteuning van het Ithink-softwarepakket) 6.1 Verdeling van de hulpbronnen per gebied en in de tijd 6.2 Coördinatie 6.3 Toezicht op de uitvoering	Programma voor de implementatie van de siteontwikkelingsstrategie. Computersimulatiemodel van objectontwikkeling

COGNITIEVE SIMULATIE

INHOUD
Invoering
1. Onderwerp van cognitieve analyse
1.1. Externe omgeving
1.2. Instabiliteit van de externe omgeving
1.3. Slecht gestructureerde externe omgeving
2. Algemeen concept van cognitieve analyse
3. Stadia van cognitieve analyse
4. Doelen, fasen en basisconcepten van cognitieve modellering
4. 1. Het doel van het bouwen van een cognitief model
4.2. Stadia van cognitieve modellering
4.3. Gerichte grafiek (cognitieve kaart)
4.4. Functionele grafiek (voltooiing van de constructie van een cognitief model)
5. Soorten factoren

6.1.Identificatie van factoren (elementen van het systeem)
6.2. Twee benaderingen voor het identificeren van relaties tussen factoren
6.3.Voorbeelden van het identificeren van factoren en verbanden daartussen
6.4. Het probleem van het bepalen van de sterkte van de invloed van factoren
7. Controle van de geschiktheid van het model
8. Een cognitief model gebruiken
8.1. Toepassing van cognitieve modellen in beslissingsondersteunende systemen
8.2. Een voorbeeld van het werken met een cognitief model
9. Computersystemen ter ondersteuning van managementbeslissingen
9.1. Algemene kenmerken van beslissingsondersteunende systemen
9.2. "Situatie - 2"
9.3. "Kompas-2"
9.4. "Canvas"
Conclusie
Bibliografie
Sollicitatie

Invoering
Momenteel zijn het verkrijgen van betrouwbare informatie en de snelle analyse ervan de belangrijkste voorwaarden voor succesvol management geworden. Dit geldt vooral als het besturingsobject en zijn externe omgeving een complex zijn van complexe processen en factoren die elkaar aanzienlijk beïnvloeden.
Een van de meest productieve oplossingen voor problemen die zich voordoen op het gebied van management en organisatie is het gebruik van cognitieve analyse, dat het onderwerp is van studie in de cursus.
De cognitieve modelleringsmethodologie, bedoeld voor analyse en besluitvorming in slecht gedefinieerde situaties, werd voorgesteld door de Amerikaanse onderzoeker R. Axelrod 1.
Aanvankelijk werd cognitieve analyse gevormd binnen het raamwerk van de sociale psychologie, namelijk cognitivisme, dat de processen van perceptie en cognitie bestudeert.
De toepassing van de ontwikkelingen van de sociale psychologie in de managementtheorie leidde tot de vorming van een speciale tak van kennis: de cognitieve wetenschap, die zich concentreerde op de studie van problemen van management en besluitvorming.
Nu ontwikkelt de methodologie van cognitieve modellering zich in de richting van het verbeteren van het apparaat voor het analyseren en modelleren van situaties.
De theoretische prestaties van cognitieve analyse werden de basis voor het creëren van computersystemen gericht op het oplossen van toegepaste problemen op het gebied van management.
Er wordt momenteel gewerkt aan de ontwikkeling van de cognitieve benadering en de toepassing ervan op de analyse en controle van zogenaamde semi-gestructureerde systemen bij het Instituut voor Controleproblemen van de Russische Academie van Wetenschappen 2 .
In opdracht van de regering van de president van de Russische Federatie, de regering van de Russische Federatie en de regering van de stad Moskou werd bij de IPU RAS een aantal sociaal-economische onderzoeken uitgevoerd met behulp van cognitieve technologie. De ontwikkelde aanbevelingen worden met succes toegepast door de betrokken ministeries en departementen 3 .
Sinds 2001 worden onder auspiciën van de IPU RAS regelmatig internationale conferenties “Cognitive Analysis and Management of Situation Development (CASC)” gehouden.
Bij het schrijven van het cursuswerk waren de werken van binnenlandse onderzoekers betrokken - A.A. Kulinich, DI Makarenko, S.V. Kachaeva, V.I. Maksimova, E.K. Kornoushenko, E. Grebenyuk, GS Osipova, A. Raikova. De meeste van de genoemde onderzoekers zijn specialisten van de IPU RAS.
Cognitieve analyse wordt dus behoorlijk actief ontwikkeld, niet alleen door buitenlandse, maar ook door binnenlandse specialisten. Binnen het kader van de cognitieve wetenschap blijven er echter een aantal problemen bestaan, waarvan de oplossing de resultaten van toegepaste ontwikkelingen op basis van cognitieve analyse aanzienlijk zou kunnen verbeteren.
Het doel van het cursuswerk is het analyseren van de theoretische basis van cognitieve technologieën, problemen van de methodologie van cognitieve analyse, evenals csystemen gebaseerd op cognitieve modellering.
De structuur van het werk komt overeen met de gestelde doelen, die op consistente wijze de basisconcepten en stadia van cognitieve analyse in het algemeen onthullen, cognitieve modellering (als een belangrijk punt van cognitieve analyse), algemene principes van het toepassen van de cognitieve benadering in de praktijk op het gebied van management, evenals computertechnologieën die methoden van cognitieve analyse toepassen.

1. Onderwerp van cognitieve analyse
1.1. Externe omgeving
Voor effectief beheer, forecasting en planning is een analyse van de externe omgeving waarin beheerobjecten opereren vereist.
De externe omgeving wordt door onderzoekers doorgaans gedefinieerd als een geheel van economische, sociale en politieke factoren en entiteiten die een directe of indirecte impact hebben op het vermogen en vermogen van de entiteit (of het nu een bank, een onderneming, een andere organisatie, een gehele regio, enz.) om zijn ontwikkelingsdoelstellingen te verwezenlijken.
Om door de externe omgeving te navigeren en deze te analyseren, is het noodzakelijk om de eigenschappen ervan duidelijk te begrijpen. Deskundigen van het Institute of Management Problems van de Russische Academie van Wetenschappen identificeren de volgende hoofdkenmerken van de externe omgeving:
1. Complexiteit - dit verwijst naar het aantal en de verscheidenheid aan factoren waarop het onderwerp moet reageren.
2. De relatie tussen factoren, dat wil zeggen de kracht waarmee een verandering in één factor veranderingen in andere factoren beïnvloedt.
3. Mobiliteit – de snelheid waarmee veranderingen plaatsvinden in de externe omgeving 4.
De identificatie van dit soort kenmerken om de omgeving te beschrijven geeft aan dat onderzoekers een systeembenadering toepassen en de externe omgeving beschouwen als een systeem of een reeks systemen. Het is binnen het kader van deze benadering dat het gebruikelijk is om objecten in de vorm van een gestructureerd systeem weer te geven, om de elementen van het systeem, de relaties daartussen en de dynamiek van de ontwikkeling van de elementen, relaties en het hele systeem te benadrukken. Als geheel. Daarom wordt cognitieve analyse, die wordt gebruikt om de externe omgeving te bestuderen en manieren en methoden te ontwikkelen om daarin te functioneren, soms beschouwd als een onderdeel van systeemanalyse 5 .
Het specifieke van de externe omgeving van controleobjecten is dat deze omgeving onderhevig is aan de invloed van de menselijke factor. Met andere woorden, het omvat subjecten die begiftigd zijn met een autonome wil, interesses en subjectieve ideeën. Dit betekent dat deze omgeving niet altijd gehoorzaamt aan lineaire wetten die op ondubbelzinnige wijze de relatie tussen oorzaken en gevolgen beschrijven.
Dit impliceert twee basisparameters van de externe omgeving waarin de menselijke factor opereert: instabiliteit en een zwakke structuur. Laten we deze parameters eens nader bekijken.

1.2. Instabiliteit van de externe omgeving

De instabiliteit van de externe omgeving wordt door onderzoekers vaak geïdentificeerd met onvoorspelbaarheid. “De mate van instabiliteit van het economische en politieke klimaat buiten... [het object van management] wordt gekenmerkt door de bekendheid van verwachte gebeurtenissen, het verwachte tempo van veranderingen en het vermogen om de toekomst te voorspellen” 6 . Deze onvoorspelbaarheid wordt veroorzaakt door multifactorialiteit, variabiliteit van factoren, tempo en richting van de ontwikkeling van de omgeving.
“Het gecombineerde effect van alle omgevingsfactoren, vatten V. Maksimov, S. Kachaev en E. Kornoushenko samen, vormt het niveau van de instabiliteit ervan en bepaalt de haalbaarheid en richting van chirurgische interventie in lopende processen” 7 .
Hoe groter de instabiliteit van de externe omgeving, hoe moeilijker het is om adequate strategische beslissingen te nemen. Daarom is er een objectieve noodzaak om de mate van instabiliteit van het milieu te beoordelen, en om benaderingen voor de analyse ervan te ontwikkelen.
Volgens I. Ansoff hangt de keuze van de strategie voor het beheren en analyseren van situaties af van de mate van instabiliteit van de externe omgeving. Bij matige instabiliteit wordt conventionele controle toegepast op basis van extrapolatie van kennis over het verleden van het milieu. Bij een gemiddeld instabiliteitsniveau wordt het beheer uitgevoerd op basis van een voorspelling van veranderingen in de omgeving (bijvoorbeeld een “technische” analyse van de financiële markten). Bij een hoog niveau van instabiliteit wordt management gebruikt op basis van flexibele beslissingen van deskundigen (bijvoorbeeld een “fundamentele” 8 analyse van de financiële markten) 9 .

1.3. Slecht gestructureerde externe omgeving

De omgeving waarin managementonderwerpen gedwongen worden te werken, wordt niet alleen gekenmerkt als onstabiel, maar ook als slecht gestructureerd. Deze twee kenmerken zijn sterk met elkaar verbonden, maar toch verschillend. Soms worden deze termen echter als synoniemen gebruikt.
Zo wijzen specialisten van het Instituut voor Controlewetenschappen van de Russische Academie van Wetenschappen bij het definiëren van zwak gestructureerde systemen op enkele van hun eigenschappen die ook inherent zijn aan onstabiele systemen: “De moeilijkheden bij het analyseren van processen en het nemen van managementbeslissingen op gebieden als economie, sociologie, ecologie, enz. worden veroorzaakt door een aantal kenmerken die inherent zijn aan deze gebieden, namelijk: de veelzijdige aard van de processen die zich daarin afspelen (economisch, sociaal, enz.) en hun onderlinge verbondenheid; hierdoor is het onmogelijk om individuele verschijnselen te isoleren en gedetailleerd te bestuderen - alle verschijnselen die daarin voorkomen moeten in hun geheel worden beschouwd; het gebrek aan voldoende kwantitatieve informatie over de dynamiek van processen, wat ons dwingt om over te gaan tot een kwalitatieve analyse van dergelijke processen; variabiliteit van de aard van processen in de loop van de tijd, enz. Vanwege deze kenmerken zijn economische, sociale, enz. systemen worden zwak gestructureerde systemen genoemd” 10.
Er moet echter worden opgemerkt dat de term ‘instabiliteit’ de onmogelijkheid of moeilijkheid impliceert om de ontwikkeling van een systeem te voorspellen, en dat een zwakke structuur de onmogelijkheid impliceert om het te formaliseren. Uiteindelijk weerspiegelen de kenmerken ‘instabiliteit’ en ‘zwak gestructureerd’ naar mijn mening verschillende aspecten van hetzelfde fenomeen, omdat we traditioneel een systeem waarnemen dat we niet kunnen formaliseren en dus absoluut accuraat de ontwikkeling ervan voorspellen (dat wil zeggen, een zwak gestructureerd systeem ), als onstabiel en vatbaar voor chaos. Daarom zal ik hier en verder, in navolging van de auteurs van de bestudeerde artikelen, deze termen als gelijkwaardig gebruiken. Soms gebruiken onderzoekers, samen met de bovenstaande concepten, de term ‘complexe situaties’.
Dus, in tegenstelling tot technische systemen, worden economische, sociaal-politieke en andere soortgelijke systemen gekenmerkt door het ontbreken van een gedetailleerde kwantitatieve beschrijving van de processen die daarin plaatsvinden - de informatie hier is van kwalitatieve aard. Daarom is het voor zwak gestructureerde systemen onmogelijk om formele traditionele kwantitatieve modellen te creëren. Dergelijke systemen worden gekenmerkt door onzekerheid, beschrijving op kwalitatief niveau en dubbelzinnigheid bij het beoordelen van de gevolgen van bepaalde beslissingen 11 .
De analyse van een onstabiele externe omgeving (zwak gestructureerde systemen) is dus beladen met veel moeilijkheden. Bij het oplossen ervan heb je de intuïtie van een expert, zijn ervaring, associatief denken en gissingen nodig.
Computerhulpmiddelen voor cognitieve modellering van situaties maken het mogelijk om met een dergelijke analyse om te gaan. Deze instrumenten worden al tientallen jaren in economisch ontwikkelde landen gebruikt en helpen bedrijven om te overleven en hun bedrijven te ontwikkelen, en om autoriteiten te helpen effectieve regelgeving voor te bereiden 12 . Cognitieve modellering is ontworpen om de expert te helpen op een dieper niveau te reflecteren en zijn kennis te organiseren, en om zijn ideeën over de situatie voor zover mogelijk te formaliseren.

2. Algemeen concept van cognitieve analyse

Cognitieve analyse wordt door onderzoekers soms ‘cognitieve structurering’ genoemd 13 .
Cognitieve analyse wordt beschouwd als een van de krachtigste hulpmiddelen voor het bestuderen van een onstabiele en slecht gestructureerde omgeving. Het draagt ​​bij tot een beter begrip van de bestaande problemen in het milieu, identificatie van tegenstrijdigheden en een kwalitatieve analyse van lopende processen. De essentie van cognitieve (cognitieve) modellering - het belangrijkste punt van cognitieve analyse - is om de meest complexe problemen en trends in de ontwikkeling van een systeem in vereenvoudigde vorm in een model weer te geven, om mogelijke scenario's voor het ontstaan ​​van crisissituaties te onderzoeken, manieren en voorwaarden vinden voor de oplossing ervan in een modelsituatie. Het gebruik van cognitieve modellen vergroot kwalitatief de geldigheid van managementbeslissingen in een complexe en snel veranderende omgeving, verlost de expert van “intuïtief dwalen” en bespaart tijd bij het begrijpen en interpreteren van gebeurtenissen die zich in het systeem voordoen 14 .
IN EN. Maksimov en S.V. Om de principes uit te leggen van het gebruik van informatie-cognitieve technologieën om het management te verbeteren, gebruikt Kachaev de metafoor van een schip in een stormachtige oceaan - het zogenaamde 'fregat-oceaan'-model. De meeste commerciële en non-profitactiviteiten in onstabiele en slecht gestructureerde omgevingen “brengen onvermijdelijk risico’s met zich mee, die zowel voortkomen uit de onzekerheid van toekomstige bedrijfsomstandigheden als uit de mogelijkheid van foutieve beslissingen van het management…. Het is van groot belang dat het management op zulke moeilijkheden kan anticiperen en strategieën kan ontwikkelen om deze op voorhand te overwinnen. hebben vooraf ontwikkelde richtlijnen voor mogelijk gedrag.” Er wordt voorgesteld om deze ontwikkelingen uit te voeren op modellen waarin het informatiemodel van het controleobject ("fregat") interageert met een model van de externe omgeving - economisch, sociaal, politiek, enz. ("oceaan"). “Het doel van dergelijke modellen is om aanbevelingen te doen aan het ‘fregat’ over hoe de ‘oceaan’ met de minste ‘inspanning’ kan worden overgestoken... Van belang... zijn manieren om het doel te bereiken, rekening houdend met gunstige ‘winden’. ' en 'stromingen'... Dus we hebben het doel gesteld: de 'windroos' bepalen... [externe omgeving], en dan zullen we zien welke 'winden' rugwind zullen zijn, welke tegenwinden, hoe hoe je ze kunt gebruiken en hoe je de eigenschappen van de externe situatie kunt ontdekken die belangrijk zijn voor... [het object]” 15 .
De essentie van de cognitieve benadering is dus, zoals reeds vermeld, om de deskundige te helpen nadenken over de situatie en de meest effectieve managementstrategie te ontwikkelen, niet zozeer gebaseerd op zijn intuïtie, maar op geordende en geverifieerde (voor zover mogelijk) kennis. over een complex systeem. Voorbeelden van het gebruik van cognitieve analyse om specifieke problemen op te lossen zullen hieronder in paragraaf “8. Met behulp van een cognitief model."

3. Stadia van cognitieve analyse

Cognitieve analyse bestaat uit verschillende fasen, waarbij in elke fase een specifieke taak wordt geïmplementeerd. De consistente oplossing van deze problemen leidt tot het bereiken van het hoofddoel van cognitieve analyse. Onderzoekers geven verschillende nomenclatuur van stadia, afhankelijk van de specifieke kenmerken van het object of de objecten die worden bestudeerd 16 . Als we al deze benaderingen samenvatten en generaliseren, kunnen we de volgende fasen onderscheiden die kenmerkend zijn voor de cognitieve analyse van elke situatie.

Formulering van het doel en de doelstellingen van het onderzoek.
Een complexe situatie bestuderen vanuit het perspectief van het gestelde doel: het verzamelen, systematiseren, analyseren van bestaande statistische en kwalitatieve informatie over het controleobject en zijn externe omgeving, het bepalen van de vereisten, voorwaarden en beperkingen die inherent zijn aan de onderzochte situatie.
Identificatie van de belangrijkste factoren die de ontwikkeling van de situatie beïnvloeden.
Het bepalen van de relatie tussen factoren door oorzaak-gevolgketens te beschouwen (het construeren van een cognitieve kaart in de vorm van een gerichte grafiek).
Het bestuderen van de sterkte van de wederzijdse invloed van verschillende factoren. Voor dit doel worden zowel wiskundige modellen gebruikt die enkele nauwkeurig geïdentificeerde kwantitatieve relaties tussen factoren beschrijven, als de subjectieve ideeën van de expert met betrekking tot niet-geformaliseerde kwalitatieve relaties tussen factoren.

(Als resultaat van het doorlopen van de fasen 3 – 5 wordt uiteindelijk een cognitief model van de situatie (systeem) gebouwd, dat wordt weergegeven in de vorm van een functionele grafiek. Daarom kunnen we zeggen dat de fasen 3 – 5 cognitieve modellering vertegenwoordigen. Meer gedetailleerd zullen al deze stadia en basisconcepten van cognitieve modellering worden besproken in de paragrafen 4 – 7).

Het controleren van de geschiktheid van een cognitief model van een reële situatie (verificatie van een cognitief model).
Bepaling, met behulp van een cognitief model, van mogelijke opties voor de ontwikkeling van een situatie (systeem) 17, ontdekking van manieren, mechanismen om de situatie te beïnvloeden om de gewenste resultaten te bereiken, ongewenste gevolgen te voorkomen, dat wil zeggen het ontwikkelen van een managementstrategie. Doelstelling, gewenste richtingen en de kracht van veranderende procestrends in de situatie. Het selecteren van een set maatregelen (een set controlefactoren), het bepalen van de mogelijke en gewenste sterkte en richting van impact op de situatie (specifieke praktische toepassing van het cognitieve model).

Laten we elk van de bovenstaande fasen in detail bekijken (met uitzondering van de eerste en tweede, die in wezen voorbereidend zijn), de mechanismen voor het uitvoeren van de specifieke taken van elke fase, evenals de problemen die zich voordoen in verschillende stadia van cognitieve analyse. .

4. Doelen, fasen en basisconcepten van cognitieve modellering

Het belangrijkste element van cognitieve analyse is de constructie van een cognitief model.

4. 1. Het doel van het bouwen van een cognitief model

Cognitieve modellering draagt ​​bij aan een beter begrip van de probleemsituatie, identificatie van tegenstrijdigheden en kwalitatieve analyse van het systeem. Het doel van modellering is het vormen en verduidelijken van een hypothese over het functioneren van het onderzochte object, beschouwd als een complex systeem dat bestaat uit afzonderlijke, maar nog steeds onderling verbonden elementen en subsystemen. Om het gedrag van een complex systeem te begrijpen en te analyseren, wordt een structureel diagram van de oorzaak-gevolgrelaties van de systeemelementen gebouwd. Analyse van deze verbindingen is noodzakelijk voor de implementatie van verschillende procescontroles in het systeem 18.

4.2. Stadia van cognitieve modellering

In algemene termen worden de stadia van cognitieve modellering hierboven besproken. De werken van specialisten van de IPU RAS bevatten een gedetailleerde beschrijving van deze fasen. Laten we de belangrijkste benadrukken.

Identificatie van factoren die de probleemsituatie kenmerken, ontwikkeling van het systeem (omgeving). De essentie van het probleem van niet-betalingen van belastingen kan bijvoorbeeld worden geformuleerd in de factoren “Niet-betalingen van belastingen”, “Belastinginning”, “Begrotingsinkomsten”, “Begrotingsuitgaven”, “Begrotingstekort”, enz.
Identificatie van verbanden tussen factoren. Het bepalen van de richting van invloeden en onderlinge invloeden tussen factoren. De factor ‘Niveau van de belastingdruk’ heeft bijvoorbeeld invloed op ‘Niet-betaling van belastingen’.
Bepalen van de aard van de invloed (positief, negatief, +\-) Een toename (afname) van de factor "Niveau van de belastingdruk" neemt bijvoorbeeld toe (verlaagt) "Niet-betaling van belastingen" - een positieve impact; en een stijging (daling) van de factor “Belastinginning” vermindert (verhoogt) “Niet-betaling van belastingen” - een negatief effect. (In dit stadium wordt een cognitieve kaart geconstrueerd in de vorm van een gerichte grafiek.)
Bepalen van de sterkte van de invloed en de wederzijdse invloed van factoren (zwak, sterk) Een stijging (daling) van de factor “Niveau van de belastingdruk” neemt bijvoorbeeld “significant” toe (neemt af) “Niet-betaling van belastingen” 19 (Definitieve constructie van een cognitief model in de vorm van een functionele grafiek).

Het cognitieve model omvat dus een cognitieve kaart (gerichte grafiek) en gewichten van grafiekbogen (beoordeling van wederzijdse invloed of invloed van factoren). Bij het bepalen van de gewichten van de bogen verandert de gerichte grafiek in een functionele grafiek.
Problemen bij het identificeren van factoren, het beoordelen van de wederzijdse invloed van factoren en de typologie van factoren zullen worden besproken in de paragrafen 5 en 6; Hier zullen we dergelijke basisconcepten van cognitieve modellering beschouwen als een cognitieve kaart en een functionele grafiek.

4.3. Gerichte grafiek (cognitieve kaart)

Binnen het raamwerk van de cognitieve benadering worden de termen ‘cognitieve kaart’ en ‘gerichte grafiek’ vaak door elkaar gebruikt; hoewel het concept van een gerichte graaf strikt genomen breder is, en de term 'cognitieve kaart' slechts één van de toepassingen van een gerichte graaf aangeeft.
Een cognitieve kaart bestaat uit factoren (elementen van het systeem) en verbindingen daartussen.
Om het gedrag van een complex systeem te begrijpen en te analyseren, wordt een structureel diagram van oorzaak-en-gevolgrelaties van systeemelementen (situatiefactoren) geconstrueerd. Twee elementen van het systeem A en B worden in het diagram weergegeven als afzonderlijke punten (hoekpunten) verbonden door een georiënteerde boog, als element A verbonden is met element B door een oorzaak-en-gevolg-relatie: A a B, waarbij: A is de oorzaak, B is het gevolg.
Factoren kunnen elkaar beïnvloeden, en een dergelijke invloed kan, zoals al aangegeven, positief zijn als een stijging (daling) van de ene factor leidt tot een stijging (daling) van een andere factor, en negatief als een stijging (daling) van één factor leidt tot een afname (stijging). ) nog een factor 20 . Bovendien kan de invloed ook een variabel teken hebben, afhankelijk van eventuele aanvullende omstandigheden.
Soortgelijke schema's voor het weergeven van oorzaak-en-gevolgrelaties worden op grote schaal gebruikt om complexe systemen in de economie en sociologie te analyseren.
Een voorbeeld van een cognitieve kaart van een economische situatie wordt getoond in figuur 1.

Figuur 1. Gerichte grafiek 21.

4.4. Functionele grafiek (voltooiing van de constructie van een cognitief model)
Een cognitieve kaart weerspiegelt alleen het feit dat factoren elkaar beïnvloeden. Het weerspiegelt niet de gedetailleerde aard van deze invloeden, noch de dynamiek van veranderingen in invloeden afhankelijk van veranderingen in de situatie, noch tijdelijke veranderingen in de factoren zelf. Het in aanmerking nemen van al deze omstandigheden vereist een overgang naar het volgende niveau van informatiestructurering, dat wil zeggen naar een cognitief model.
Op dit niveau wordt elk verband tussen de factoren van de cognitieve kaart onthuld door overeenkomstige afhankelijkheden, die elk zowel kwantitatieve (meetbare) variabelen als kwalitatieve (niet-gemeten) variabelen kunnen bevatten. In dit geval worden kwantitatieve variabelen op natuurlijke wijze gepresenteerd in de vorm van hun numerieke waarden. Elke kwalitatieve variabele wordt geassocieerd met een reeks taalkundige variabelen die de verschillende toestanden van deze kwalitatieve variabele weerspiegelen (de vraag van de consument kan bijvoorbeeld ‘zwak’, ‘gematigd’, ‘opwindend’ enz. zijn), en elke taalkundige variabele komt overeen met een bepaald numeriek equivalent in schaal. Naarmate de kennis toeneemt over de processen die plaatsvinden in de onderzochte situatie, wordt het mogelijk om de aard van de verbanden tussen factoren gedetailleerder te onthullen.
Formeel kan een cognitief model van een situatie, net als een cognitieve kaart, worden weergegeven door een grafiek, maar elke boog in deze grafiek vertegenwoordigt al een bepaalde functionele relatie tussen de overeenkomstige factoren; die. het cognitieve model van de situatie wordt weergegeven door een functionele grafiek 22.
Een voorbeeld van een functionele grafiek die de situatie in een conditioneel gebied weergeeft, wordt weergegeven in Fig. 2.

Figuur 2. Functionele grafiek 23.
Let op: dit model is een demonstratiemodel, er wordt dus geen rekening gehouden met veel omgevingsfactoren.

5. Soorten factoren
Om een ​​situatie (systeem) te structureren verdelen onderzoekers factoren (elementen) in verschillende groepen, die elk bepaalde specifieke kenmerken hebben, namelijk een functionele rol bij het modelleren. Bovendien kan, afhankelijk van de specifieke kenmerken van de geanalyseerde situatie (systeem), de typologie van factoren (elementen) verschillen. Hier zal ik enkele soorten factoren belichten die worden gebruikt bij cognitieve modellering van de meeste systemen (situaties, omgevingen).
Ten eerste worden van alle gedetecteerde factoren basisfactoren (die de situatie aanzienlijk beïnvloeden en de essentie van het probleem beschrijven) en “overbodige” (onbelangrijke) factoren die “zwak verbonden” zijn met de “kern” van basisfactoren 24 onderscheiden. .
Bij het analyseren van een specifieke situatie weet of veronderstelt een deskundige doorgaans welke veranderingen in basisfactoren voor hem wenselijk zijn. De factoren die voor de expert van het grootste belang zijn, worden doelfactoren genoemd. IN EN. Maksimov, E.K. Kornoushenko, S.V. Kachaev beschrijft de doelfactoren als volgt: “Dit zijn de ‘output’-factoren van het cognitieve model. De taak van het ontwikkelen van oplossingen voor het beheren van processen in een situatie is het verzekeren van de gewenste veranderingen in doelfactoren; dit is het doel van het management. Een doel wordt als correct gesteld beschouwd als wenselijke veranderingen in sommige doelfactoren niet leiden tot ongewenste veranderingen in andere doelfactoren”25.
In de initiële set basisfactoren wordt een set zogenaamde controlefactoren geïdentificeerd: “input”-factoren van het cognitieve model, via welke controle-invloeden aan het model worden geleverd. Een controleactie wordt als consistent met het doel beschouwd als deze geen ongewenste veranderingen in een van de doelfactoren veroorzaakt” 26. Om controlefactoren te identificeren, worden factoren bepaald die de beoogde factoren beïnvloeden. De controlefactoren in het model zullen potentiële hefbomen zijn om de situatie te beïnvloeden 27 .
De invloed van controlefactoren wordt samengevat in het concept van de “vector van controleacties” – een reeks factoren, die elk worden voorzien van een controlepuls met een bepaalde waarde 28 .
Factoren van de situatie (of elementen van het systeem) kunnen ook worden onderverdeeld in interne (behorende tot het controleobject zelf en onder min of meer volledige controle van het management) en externe (die de impact op de situatie of het systeem weerspiegelen van externe krachten die kunnen optreden). niet of slechts indirect gecontroleerd worden door het onderwerp van de controle).
Externe factoren worden doorgaans onderverdeeld in voorspelbare factoren, waarvan het optreden en het gedrag kunnen worden voorspeld op basis van de analyse van de beschikbare informatie, en onvoorspelbare factoren, waarvan een deskundige pas kennis neemt nadat ze zich hebben voorgedaan 29 .
Soms identificeren onderzoekers zogenaamde indicatorfactoren die de ontwikkeling van processen in een probleemsituatie (systeem, omgeving) reflecteren en verklaren 30 . Voor soortgelijke doeleinden wordt ook het concept van integrale indicatoren (factoren) gebruikt, bij veranderingen waarin algemene trends op dit gebied kunnen worden beoordeeld 31 .
Factoren worden ook gekenmerkt door de neiging om hun waarden te veranderen. De volgende trends worden onderscheiden: groei, achteruitgang. Als er geen verandering in de factor optreedt, wordt er gesproken van geen trend of een nultrend 32 .
Ten slotte moet worden opgemerkt dat het mogelijk is causale factoren en effectfactoren, zowel korte als lange termijn factoren, te identificeren.

6. Belangrijkste problemen bij het construeren van een cognitief model
Er zijn twee belangrijke problemen bij het construeren van een cognitief model.
Ten eerste worden problemen veroorzaakt door het identificeren van factoren (elementen van het systeem) en het rangschikken van factoren (het selecteren van basis- en secundaire factoren) (in de fase van het construeren van een gerichte grafiek).
Ten tweede, het identificeren van de mate van wederzijdse invloed van factoren (het bepalen van de gewichten van de grafiekbogen) (in de fase van het construeren van een functionele grafiek).

6.1. Identificatie van factoren (elementen van het systeem)

Er kan worden gesteld dat onderzoekers geen duidelijk algoritme hebben ontwikkeld voor het identificeren van de elementen van de onderzochte systemen. Er wordt van uitgegaan dat de onderzochte situatiefactoren al bekend zijn bij de deskundige die de cognitieve analyse uitvoert.
Bij het beschouwen van grote (bijvoorbeeld macro-economische) systemen wordt doorgaans de zogenaamde PEST-analyse gebruikt (Beleid - politiek, Economie - economie, Maatschappij - samenleving, Technologie - technologie), waarbij vier hoofdgroepen van factoren worden geïdentificeerd waardoor politieke economische, sociaal-culturele en technologische aspecten van het milieu 33. Deze benadering is algemeen bekend in alle sociaal-economische wetenschappen.
PEST-analyse is een hulpmiddel voor de historisch vastgestelde strategische analyse met vier elementen van de externe omgeving. Bovendien is er voor elk specifiek complex object zijn eigen speciale reeks sleutelfactoren die het object direct en het meest significant beïnvloeden. De analyse van elk van de geïdentificeerde aspecten wordt systematisch uitgevoerd, omdat al deze aspecten in het leven nauw met elkaar verbonden zijn 34 .
Bovendien wordt ervan uitgegaan dat de deskundige de nomenclatuur van factoren kan beoordelen in overeenstemming met zijn subjectieve ideeën. De ‘fundamentele’ analyse van financiële situaties, die in sommige parameters dicht bij cognitieve analyse ligt, is dus gebaseerd op een reeks basisfactoren (financiële en economische indicatoren) – zowel macro-economisch als lagere orde, zowel op de lange als op de korte termijn. Deze factoren worden, in overeenstemming met de “fundamentele” benadering, bepaald op basis van gezond verstand 35.
De enige conclusie die kan worden getrokken met betrekking tot het proces van het identificeren van factoren is dus dat de analist zich bij het nastreven van dit doel moet laten leiden door kant-en-klare kennis van verschillende sociaal-economische wetenschappen die betrokken zijn bij de specifieke studie van verschillende systemen. evenals zijn ervaring en intuïtie.

6.2. Twee benaderingen voor het identificeren van relaties tussen factoren

Om de aard van de interactie van factoren weer te geven, worden positieve en normatieve benaderingen gebruikt.
De positieve benadering is gebaseerd op het rekening houden met de objectieve aard van de interactie van factoren en stelt ons in staat bogen te tekenen, tekens (+ / -) toe te wijzen en er exacte gewichten aan te geven, dat wil zeggen de aard van deze interactie weer te geven. Deze benadering is toepasbaar als de relatie tussen factoren kan worden geformaliseerd en uitgedrukt door wiskundige formules die nauwkeurige kwantitatieve relaties tot stand brengen.
Niet alle echte systemen en hun subsystemen worden echter beschreven door een of andere wiskundige formule. We kunnen zeggen dat slechts enkele speciale gevallen van interactie tussen factoren zijn geformaliseerd. Bovendien geldt dat hoe complexer het systeem is, des te minder waarschijnlijk het is dat het volledig kan worden beschreven met behulp van traditionele wiskundige modellen. Dit is voornamelijk te wijten aan de fundamentele eigenschappen van onstabiele, zwak gestructureerde systemen, beschreven in paragraaf 1. Daarom wordt de positieve benadering aangevuld met de normatieve benadering.
De normatieve benadering is gebaseerd op een subjectieve, evaluatieve perceptie van de interactie van factoren, en het gebruik ervan maakt het ook mogelijk om gewichten aan de bogen toe te kennen, dat wil zeggen de sterkte (intensiteit) van de interactie van factoren weer te geven. Het bepalen van de invloed van factoren op elkaar en het beoordelen van deze invloeden is gebaseerd op de “schattingen” van de deskundige en wordt kwantitatief uitgedrukt met behulp van de [-1,1] schaal of taalkundige variabelen zoals “sterk”, “zwak”, “matig” 36 . Met andere woorden, bij een normatieve benadering wordt de deskundige geconfronteerd met de taak om op basis van zijn kennis van de kwalitatieve relatie intuïtief de sterkte van de wederzijdse invloed van factoren te bepalen.
Bovendien moet de deskundige, zoals reeds vermeld, de negatieve of positieve aard van de invloed van de factoren bepalen, en niet alleen de sterkte van de invloed. Bij het uitvoeren van deze taak is het uiteraard mogelijk om de twee hierboven genoemde benaderingen te gebruiken.

6.3.Voorbeelden van het identificeren van factoren en verbanden daartussen
Laten we enkele voorbeelden geven die door onderzoekers worden gebruikt om de identificatie van factoren en het leggen van verbanden daartussen te illustreren.
Daarom identificeren V. Maksimov, S. Kachaev en E. Kornoushenko, om een ​​cognitief model op te bouwen van de processen die plaatsvinden in een crisiseconomie, de volgende basisfactoren: 1. Bruto binnenlands product (bbp); 2. Totale vraag; 3. Inflatie; 4. Besparingen; 5. Consumptie; 6. Investeringen; 7. Overheidsaanbestedingen; 8. Werkloosheid; 9. Geldaanbod; 10. Betalingen door de overheid; 11. Overheidsuitgaven; 12. Overheidsinkomsten; 13. Begrotingstekort van de staat; 14. Belastingen; 15. Niet-betaling van belastingen; Rente; 17. Vraag naar geld 37.
V. Maksimov, E. Grebenyuk, E. Kornoushenko geven in het artikel “Fundamentele en technische analyse: integratie van twee benaderingen” nog een voorbeeld van het identificeren van factoren en onthullen de aard van de verbanden daartussen: “De belangrijkste economische indicatoren die de aandelenmarkten in de VS en Europa zijn: bruto nationaal product (BNP), industriële productie-index (PPI), consumentenprijsindex (CPI), producentenprijsindex (PPI), werkloosheidspercentage, olieprijs, dollarkoers... Als de markt groeit en de economische indicatoren een stabiele economische ontwikkeling bevestigen, kunnen we een verdere prijsstijging verwachten... De aandelen stijgen in prijs als de winsten van het bedrijf groeien en er uitzicht is op verdere groei... Als de werkelijke de groeicijfers van de economische indicatoren afwijken van de verwachte, dit leidt tot paniek op de aandelenmarkt en de scherpe veranderingen daarin. De verandering in het bruto nationaal product bedraagt ​​normaal gesproken 3-5% per jaar. Als de jaarlijkse groei van het BNP boven de 5% uitkomt, wordt dit een economische bloei genoemd, die uiteindelijk tot een marktcrash kan leiden. Veranderingen in het BNP kunnen worden voorspeld door veranderingen in de index van de verwerkende industrie. Een scherpe stijging van de IPI duidt op een mogelijke stijging van de inflatie, wat leidt tot een daling van de markt. Een stijging van de CPI en PPI en olieprijzen leidt ook tot een daling van de markt. Hoge werkloosheidscijfers in de Verenigde Staten en Europa (meer dan 6%) dwingen federale agentschappen om de bankrente te verlagen, wat leidt tot een heropleving van de economie en een stijging van de aandelenkoersen. Als de werkloosheid geleidelijk afneemt, reageert de markt niet op deze veranderingen. Als het niveau scherp daalt en lager wordt dan de verwachte waarde, dan begint de markt te dalen, omdat een scherpe daling van de werkloosheid het inflatieniveau boven het verwachte niveau kan doen stijgen”38.

6.4. Het probleem van het bepalen van de sterkte van de invloed van factoren

Het belangrijkste probleem van cognitieve modellering is dus het identificeren van de gewichten van grafiekbogen - dat wil zeggen de kwantitatieve beoordeling van de wederzijdse invloed of invloed van factoren. Feit is dat de cognitieve benadering wordt gebruikt bij het bestuderen van een onstabiele, zwak gestructureerde omgeving. Laten we niet vergeten dat de kenmerken ervan zijn: variabiliteit, moeite met formaliseren, multifactoriële aard, enz. Dit is de specificiteit van alle systemen waarin mensen zijn opgenomen. Daarom is de onbruikbaarheid van traditionele wiskundige modellen in veel gevallen geen methodologisch defect van cognitieve analyse, maar een fundamentele eigenschap van het onderwerp van onderzoek 39 .

Het belangrijkste kenmerk van de meeste situaties die in de managementtheorie worden bestudeerd, is dus de aanwezigheid van denkende deelnemers, die elk op hun eigen manier de situatie vertegenwoordigen en bepaalde beslissingen nemen op basis van ‘hun’ perceptie. Zoals J. Soros opmerkte in zijn boek ‘The Alchemy of Finance’: ‘Als er denkende deelnemers aan een situatie zijn, leidt de opeenvolging van gebeurtenissen niet rechtstreeks van de ene reeks factoren naar de andere; in plaats daarvan verbindt het factoren met hun percepties en percepties met factoren.” Dit leidt tot het feit dat “de processen in de situatie niet leiden tot evenwicht, maar tot een nooit eindigend proces van verandering” 40. Hieruit volgt dat een betrouwbare voorspelling van het gedrag van processen in een situatie onmogelijk is zonder rekening te houden met de beoordeling van deze situatie door de deelnemers en hun eigen aannames over mogelijke acties. J. Soros noemde dit kenmerk van sommige systemen reflexiviteit.
Geformaliseerde kwantitatieve afhankelijkheden van factoren worden beschreven door verschillende formules (patronen), afhankelijk van het onderwerp van het onderzoek, dat wil zeggen van de factoren zelf. Zoals eerder vermeld is het bouwen van een traditioneel wiskundig model echter niet altijd mogelijk.

Het probleem van de universele formalisering van de wederzijdse invloed van factoren is nog niet opgelost en het is onwaarschijnlijk dat dit ooit zal worden opgelost.

Daarom is het noodzakelijk om in het reine te komen met het feit dat het niet altijd mogelijk is om de relaties tussen factoren te beschrijven met wiskundige formules, d.w.z. Het is niet altijd mogelijk om de afhankelijkheden nauwkeurig te kwantificeren 41 .
Daarom wordt bij cognitieve modellering, zoals gezegd, bij het schatten van de gewichten van bogen vaak rekening gehouden met de subjectieve mening van de expert 42. De belangrijkste taak in dit geval is het compenseren van subjectiviteit en vertekening van beoordelingen door middel van verschillende soorten verificatieprocedures.

In dit geval is het meestal niet voldoende om de beoordelingen van de deskundige eenvoudigweg op consistentie te controleren. Het belangrijkste doel van de procedure voor het verwerken van de subjectieve meningen van een expert is hem te helpen zijn kennis te reflecteren, beter te begrijpen en te systematiseren, de consistentie ervan en de geschiktheid ervan voor de werkelijkheid te evalueren.

Bij het extraheren van expertkennis is er sprake van een interactie tussen de expert – de bron van kennis – en een cognitief wetenschapper (kennisingenieur) of met een computerprogramma, waardoor het mogelijk wordt om de redenering van specialisten te volgen bij het nemen van beslissingen en om de structuur van hun ideeën over het onderzoeksonderwerp te identificeren 43 .
De procedures voor het testen en formaliseren van de kennis van een deskundige worden gedetailleerder beschreven in het artikel van A.A. Kulinich “Cognitief modelleringssysteem “Canva”” 44.

7. Controle van de geschiktheid van het model
Onderzoekers hebben verschillende formele procedures voorgesteld om de geschiktheid van het geconstrueerde model te controleren 45 . Omdat het model echter niet alleen is gebaseerd op geformaliseerde relaties tussen factoren, bieden wiskundige methoden om de juistheid ervan te controleren niet altijd een accuraat beeld. Daarom stelden de onderzoekers een soort ‘historische methode’ voor om de geschiktheid van het model te testen. Met andere woorden: het ontwikkelde model van een situatie wordt toegepast op vergelijkbare situaties die in het verleden bestonden en waarvan de dynamiek algemeen bekend is 46 . Als het model operationeel blijkt te zijn (dat wil zeggen: het levert voorspellingen op die samenvallen met de feitelijke gang van zaken), wordt het als correct erkend. Natuurlijk is geen enkele methode voor modelverificatie uitputtend, dus het is raadzaam om een ​​reeks procedures te gebruiken om de juistheid te verifiëren.

8. Een cognitief model gebruiken

8.1. Toepassing van cognitieve modellen in beslissingsondersteunende systemen
Het belangrijkste doel van het cognitieve model is om de expert te helpen in het cognitieproces en dienovereenkomstig de juiste beslissing te nemen. Daarom wordt de cognitieve benadering gebruikt in beslissingsondersteunende systemen.
Het cognitieve model visualiseert en organiseert informatie over de omgeving, bedoelingen, doelen en acties. Tegelijkertijd vervult visualisatie een belangrijke cognitieve functie, waarbij niet alleen de resultaten van de acties van het managementonderwerp worden geïllustreerd, maar hem ook manieren worden voorgesteld om beslissingsopties te analyseren en te genereren 47 .
Het cognitieve model dient echter niet alleen om de kennis van de expert te systematiseren en “verduidelijken”, maar ook om de meest voordelige “toepassingspunten” van de controleacties op het gebied van management te identificeren 48 . Met andere woorden, het cognitieve model legt uit welke factor of relatie van factoren moet worden beïnvloed, met welke kracht en in welke richting om de gewenste verandering in doelfactoren te verkrijgen, dat wil zeggen om het managementdoel tegen de laagste kosten te bereiken.
Controleacties kunnen op de korte termijn (impuls) of op de lange termijn (continu) plaatsvinden, waarbij wordt opgetreden totdat het doel is bereikt. Het is ook mogelijk om gepulseerde en continue besturingsacties samen te gebruiken 49 .
Wanneer een bepaald doel wordt bereikt, ontstaat onmiddellijk de taak om de situatie in de bereikte gunstige staat te houden totdat een nieuw doel verschijnt. In principe verschilt de taak om de situatie in de vereiste staat te houden niet van de taak om een ​​doel te bereiken 50.
Een complex van onderling verbonden controle-invloeden en hun logische tijdsvolgorde vormen een holistische managementstrategie (controlemodel).
Het gebruik van verschillende managementmodellen kan tot verschillende resultaten leiden. Hierbij is het van belang om te kunnen voorspellen tot welke gevolgen deze of gene managementstrategie uiteindelijk zal leiden.
Om dergelijke voorspellingen te ontwikkelen, wordt een scenariobenadering (scenariomodellering) gebruikt in het kader van cognitieve analyse. Scenariomodellering wordt ook wel "dynamische simulatie" genoemd.
De scenariobenadering is een soort van “uitspelen” van verschillende opties voor de ontwikkeling van gebeurtenissen, afhankelijk van het gekozen managementmodel en het gedrag van onvoorspelbare factoren. Voor elk scenario wordt een triade opgebouwd: “initiële premissen – onze impact op de situatie – het verkregen resultaat” 51. In dit geval maakt het cognitieve model het mogelijk om rekening te houden met het gehele complex van effecten van controleacties voor verschillende factoren, de dynamiek van factoren en hun relaties onder verschillende omstandigheden.
Zo worden alle mogelijke opties voor de ontwikkeling van het systeem geïdentificeerd en worden er voorstellen ontwikkeld met betrekking tot de optimale managementstrategie voor het implementeren van het gewenste scenario uit de mogelijke scenario's 52 .
Onderzoekers nemen scenariomodellering vaak op in de fasen van cognitieve analyse of beschouwen scenariomodellering als een aanvulling op cognitieve analyse.
Als we de meningen van onderzoekers over de fasen van scenariomodellering samenvatten en generaliseren, kunnen de fasen van scenarioanalyse in de meest algemene vorm als volgt worden weergegeven.
1. Ontwikkeling van managementdoelen (gewenste veranderingen in doelfactoren).
2. Ontwikkeling van scenario's voor de ontwikkeling van de situatie bij het toepassen van verschillende managementstrategieën.
3. Het vaststellen van de haalbaarheid van het doel (de haalbaarheid van scenario’s die daartoe leiden); het controleren van de optimalisering van de reeds geplande managementstrategie (indien aanwezig); het kiezen van de optimale strategie die overeenkomt met het beste scenario vanuit het oogpunt van het doel.
4. Concretisering van het optimale managementmodel - ontwikkeling van specifieke praktische aanbevelingen voor managers. Deze specificatie omvat het identificeren van controlefactoren (waardoor het mogelijk is de ontwikkeling van gebeurtenissen te beïnvloeden), het bepalen van de sterkte en richting van controle-invloeden op controlefactoren, het voorspellen van waarschijnlijke crisissituaties als gevolg van de invloed van onvoorspelbare externe factoren, enz.
Opgemerkt moet worden dat de fasen van scenariomodellering kunnen variëren, afhankelijk van het object van studie en beheer.
In de beginfase van het modelleren kan er voldoende kwalitatieve informatie zijn die geen exacte numerieke waarde heeft en de essentie van de situatie weerspiegelt. Bij de overstap naar het modelleren van specifieke scenario's wordt het gebruik van kwantitatieve informatie, die numerieke schattingen van de waarden van eventuele indicatoren vertegenwoordigt, steeds belangrijker. In de toekomst zal vooral kwantitatieve informatie 53 worden gebruikt om de noodzakelijke berekeningen uit te voeren.
Het allereerste scenario, waarvoor geen enkele actie van de onderzoeker nodig is om het te vormen, is de zelfontwikkeling van de situatie (in dit geval is de vector van controleacties “leeg”). Zelfontwikkeling van de situatie is het startpunt voor verdere scenariovorming. Als de onderzoeker tevreden is met de resultaten die zijn behaald tijdens de zelfontwikkeling (dat wil zeggen, als de gestelde doelen tijdens de zelfontwikkeling worden bereikt), komt verder scenarioonderzoek neer op het bestuderen van de impact van bepaalde veranderingen in de externe omgeving op de situatie. 54.
Er zijn twee hoofdklassen van scenario's: scenario's die invloeden van buitenaf simuleren en scenario's die de gerichte (gecontroleerde) ontwikkeling van de situatie simuleren 55 .

8.2. Een voorbeeld van het werken met een cognitief model

Laten we een voorbeeld bekijken van het werken met een cognitief model uit het artikel van S.V. Kachaeva en D.I. Makarenko “Geïntegreerd informatie- en analytisch complex voor situationele analyse van de sociaal-economische ontwikkeling van de regio.”
“Het gebruik van een geïntegreerd informatie- en analytisch complex van situatieanalyse kan worden overwogen aan de hand van het voorbeeld van het ontwikkelen van een strategie en programma voor de sociaal-economische ontwikkeling van de regio.
In de eerste fase wordt een cognitief model van de sociaal-economische situatie in de regio gebouwd. Vervolgens worden scenario's gemodelleerd van de potentiële en reële mogelijkheid om de situatie in de regio te veranderen en de gestelde doelen te bereiken.
De volgende werden gekozen als doelstellingen van het sociaal-economisch beleid:

toename van de productievolumes
het verbeteren van de levensstandaard van de bevolking van de regio
terugdringing van het begrotingstekort

Om de gestelde doelen te bereiken zijn de volgende “hefbomen” geselecteerd (controlerende factoren - Yu.M.), met behulp waarvan de beslisser de situatie kan of wil beïnvloeden:

inkomen van de bevolking;
investeringsklimaat;
productie kosten;
ontwikkeling van productie-infrastructuur;
belastinginning;
belastingvoordelen;
politieke en economische voorkeuren voor de regio.

Als resultaat van de simulatie wordt de potentiële en reële mogelijkheid om de gestelde doelen te bereiken met behulp van de geselecteerde hefbomen en de daaruit voortvloeiende controle-invloeden verduidelijkt (zie figuur 3).

Figuur 3. Cognitieve en dynamische simulatie- (scenario)modellering.

In de volgende fase gaan ze van het ontwikkelen van een strategie voor het bereiken van doelen naar het ontwikkelen van een programma met specifieke acties. Het instrument voor de uitvoering van de strategie is het regionale begrotings- en belastingbeleid.
De hefbomen en bepaalde effecten die in de vorige fase zijn geselecteerd, komen overeen met de volgende richtingen van het begrotings- en belastingbeleid.

Hefbomen van prestatie strategische doelen	Richtingen van de begroting en belastingbeleid
Inkomen van de bevolking	Uitgaven voor sociaal beleid
Investeringsklimaat	Overheidskosten Kosten voor wetshandhaving Uitgaven voor de industrie, energieopwekking, bouw en landbouw
Productie kosten	Regulering van tarieven voor elektriciteit, brandstof, warmte, huur, enz.
Ontwikkeling van productie-infrastructuur	Ontwikkeling van marktinfrastructuur
Belastinginning	Het reguleren van het niveau van niet-betalingen van belastingen
Belastingvoordelen	Het reguleren van de hoogte van de belastingvoordelen
Politieke en economische voorkeuren voor de regio.	Gratis overdrachten van andere overheidsniveaus

Een geïntegreerd informatie- en analytisch complex van situatieanalyse is dus een krachtig instrument voor het ontwikkelen van een regionale ontwikkelingsstrategie en het implementeren van deze strategie” 56 .
Opgemerkt moet worden dat in studies voorbeelden van het gebruik van cognitieve en scenariomodellering meestal in een zeer algemene vorm worden gegeven, omdat dit soort informatie in de eerste plaats exclusief is en een bepaalde commerciële waarde heeft, en in de tweede plaats elke specifieke situatie (systeem, omgeving, besturingsobject) vereist een individuele aanpak.
Hoewel de bestaande theoretische basis van cognitieve analyse verduidelijking en ontwikkeling vereist, kunnen verschillende managementonderwerpen hun eigen cognitieve modellen ontwikkelen, aangezien er, zoals gezegd, van wordt uitgegaan dat voor elk gebied en voor elk probleem specifieke modellen worden samengesteld.

9. Computersystemen ter ondersteuning van managementbeslissingen

Het uitvoeren van cognitieve analyses van onstabiele, zwak gestructureerde situaties en omgevingen is een uiterst moeilijke taak, waarbij bij de oplossing informatiesystemen betrokken zijn. In wezen zijn deze systemen ontworpen om de efficiëntie van het besluitvormingsmechanisme te verbeteren, aangezien de belangrijkste toegepaste taak van cognitieve analyse controleoptimalisatie is.

9.1. Algemene kenmerken van beslissingsondersteunende systemen
Beslissingsondersteunende systemen zijn meestal interactief. Ze zijn ontworpen om gegevens te verwerken en modellen te implementeren die helpen bij het oplossen van individuele, meestal zwakke of ongestructureerde problemen (bijvoorbeeld het nemen van investeringsbeslissingen, het maken van voorspellingen, enz.). Deze systemen kunnen werknemers voorzien van de informatie die nodig is om individuele en groepsbeslissingen te nemen. Dergelijke systemen bieden onmiddellijke toegang tot informatie die de huidige situatie weerspiegelt en tot alle factoren en verbanden die nodig zijn voor de besluitvorming 57
enz.................