Когнитивное моделирование для решения задач управления: анализ тенденций и современного состояния

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Понятие когнитивность, когнитология и когнитивное моделирование. 4
2. Сферы применения когнитивных технологий в управлении и их современное состояние. 11
2.1. Применение когнитивного моделирования для слабоструктурированных задач управления. 11
2.2. Применение когнитивного моделирования в управлении качеством подготовки специалистов. 16
2.3. Применение нечётких когнитивных карт и искусственных нейронных сетей для процесса управления рисками ИБ 19
2.4. Применение когнитивного моделирования для стратегического управления предприятием. 22
2.5. Когнитивный подход поддержки принятия решений коалиционного управления различными ситуациями. 25
2.6. Когнитивное моделирование для интеллектуальной системы поддержки принятия решений управления транзитной торговлей. 27
3. Когнитивное моделирование – удобный инструмент для анализа и управления сложными системами. 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 37

В качестве таких потенциальных сторонников выбирают игроков, цели которых сходны с целью того игрока, который принимает решение по образованию коалиции. Близость целей игроков определяется как степень нечеткого включения целевых ситуаций всехигроков в целевую ситуацию игрока, принимающего решение.Когнитивное моделирование для интеллектуальной системы поддержки принятия решений управления транзитной торговлей.Целью исследования, результаты которого представлены в данной статье, является повышение эффективности управления транзитной торговли путем разработки интеллектуальной системы поддержки принятия управленческих решений (ИСППУР). Основными задачами, которые необходимо было решить, являются следующие: 1. Исследование состояния транзитной торговли в современных условиях [10]. 2. Анализ возможности применения когнитивного моделирования для разработки интеллектуальных модулей СППР. 3. Когнитивное моделирование системы управления транзитной торговлей. В настоящее время небольшие оптовые торговые компании являются наиболее простой в организации формой малого бизнеса в транзитной торговле различными видами товаров промышленного, бытового, строительного назначения; в таком бизнесе задействованы сотни тысяч человек. Эти компании играют существенно большую макро-экономическую роль, но зачастую управление ими малоэффективно как для самой компании, так и для потребителей продукции в сравнении с крупными торговыми сетями. Особенно это касается организации транзитной торговли, когда товар на пути к розничному торговцу или конечному потребителю проходит через цепочку из нескольких посредников, увеличивая добавленную стоимость. Поэтому возникает проблема повысить эффективность решений в области управления транзитной торговлей, как для торговых компаний, так и для потребителей. Одним из путей решения этой проблемы является разработка систем поддержки принятия управленческих решений (СППУР) [8] в данной предметной области и внедрение их в практику управления торговых фирм. Несмотря на то, что в настоящее время существует большое количество различных типов СППУР, обеспечивающих логистическую деятельность, они в основном предназначены для крупных компаний. В данной работе предлагается проектировать системы поддержки принятия решений для небольших фирм, которые позволяли бы эффективно реагировать на быстро изменяющуюся внешнюю среду, предвидя возможное развитие ситуаций на рынке под воздействием разнообразных факторов. Для этих целей предлагается использовать методологию когнитивного моделирования [4], которая может быть основой разработки базы моделей и базы знаний интеллектуальных систем поддержки принятия управленческих решений.Когнитивные технологии считаются весьма перспективными при разработке интеллектуальных систем, в том числе интеллектуальных систем поддержки управленческихрешений (ИСППР) [9], [11]. ИСППР предназначены для помощи лицам, принимающимрешения (ЛПР), при управлении сложными объектами и процессами различной природы в реальном масштабе времени при наличии в имеющейся информации (данных изнаниях) различного рода неопределенностей (неполноты, неточности, противоречивости и т.п.). Под сложным объектом понимается объект, имеющий сложную архитектурус множеством взаимосвязей. ИСППР принадлежат к классу интегрированных ИС, сочетающих строгие математические методы и модели поиска решения с нестрогими, эвристическими моделями и методами, базирующимися на экспертных знаниях, моделяхчеловеческих рассуждений и накопленном системой опыте. Применение моделей и методов поиска решения на основе когнитивных моделей в ИСППР позволяет ЛПР в реальном масштабе времени принимать адекватныеуправляющие воздействия на объект в различных ситуациях. Когнитивное моделирование системы управлениятранзитной торговлей промышленными товарами. Хотя компании транзитной торговли занимают существенное место в макроэкономике, но их роль далеко не всегда позитивна. Зачастую, исключая случай с реализациейтовара мелкооптовыми партиями крупными торговыми компаниями товар на пути к розничному торговцу или конечному потребителю проходит через цепочку из несколькихпосредников. Это обстоятельство не только создает значительную добавленную стоимость, но и создает значительные дополнительные риски. Кроме того, в силу низкойквалификации и низкого уровня знаний о рынке, отсутствия навыков и наработанныххозяйственных связей с предприятиями транспорта и логистической сферы в целом, такие компании становятся источником неэффективных решений в области логистикитовародвижения, с одной стороны, давая дополнительную работу предприятиям транспорта и логистики, а с другой стороны, снижая экономическую эффективность своихпотребителей и делая, например, мелких розничныхторговцев неконкурентоспособными по ценам в сравнении с крупными торговыми сетями [10]. Для того чтобы представить слабоструктурированные проблемы принятия решений в сфере управления транзитной торговлей, воспользуемся приемами когнитивного моделирования [4]. Основными операциями когнитивного моделированияявляются: разработка когнитивной карты исследуемой системы, анализ ее структурных свойств, свойств устойчивости, связности, сложности, чувствительности решений, сценарный анализ, осуществляемый путем импульсного моделирования на когнитивнойкарте [11]. Для построения когнитивной карты транзитной торговли необходимо проанализировать функционирование предприятия с позиции его взаимодействия с окружающейсредой, контрагентами, а также воздействие внутренних причин, возникающих в результате действий субъектов управления. С позиции системного подхода [9] определим цели деятельности торговой компании. Основной целью деятельности такой компании является увеличение доходностиее операционной деятельности, обеспечивающее долгосрочное устойчивое существование. Доходность торговой компании в целом зависит от доходности каждой отдельновзятой сделки, на эффективность которой влияет множество факторов, таких как: ценыпоставщика, возможность доставки различными видами транспорта, развитость логистической инфраструктуры поставщика и клиента, квалификация персонала отдела продаж, скорость принятия решения и пр. В совокупности все эти факторы определяютдоходность сделки и, как следствие, доходность предприятия.Можно выделить следующие блоки факторов, влияющих на доходность сделки: Блок 1 – «Рынок промышленных товаров»; Блок 2 – «Транспортировка»; Блок 3 – «Информация»; Блок 4 – «Финансирование»; Блок 5 – «Внешние факторы». Состав Блока 1 «Рынок промышленных товаров»: 1) цены поставщиков, 2) ценыклиентов, 3) заявка клиента, 4) уровень конкуренции. Состав Блока 2 «Транспортировка»: 1) стоимость перевозки различными видамитранспорта, 2) возможности транспортной логистики клиента/поставщика, 3) возможности складской логистики клиента/поставщика, 4) эффективность транспортной схемысделки, 5) географическая распределенность бизнеса, 6) возможность попутной поставки, 7) вид транспорта. Состав Блока 3 «Информация»: 1) качество управления, 2) скорость обмена информацией, 3) уровень базы знаний предприятия, 4) качество информационно-технологической базы предприятия, 5) уровень персонала. Состав Блока 4 «Финансирование»: 1) объемы оборотных средств предприятия,2) доступность рынка кредитования, 3) уровень доходности сделки. Названные факторы являются внутренними факторами, влияющими на системууправления торговой деятельностью компании. Для анализа взаимодействий системыуправления с внешней средой необходимо определить внешние факторы и соответственно Блок 5 «Внешние факторы»: 1) налоговая система, 2) административные ресурсы, 3) государство, 4) банковская система, 5) уровень административных ресурсов, 6) тарифы. Для дальнейшего построения модели необходимо структурировать и обозначитьфакторы указанных блоков. Состав блоков и их взаимодействие приведены на рис. 10,11.Рис.9 – Состав и взаимодействие блоков модели системы управления оптовой торговлей промышленными товарамиВ соответствии с описанными экономическими стратами были построены блоки когнитивных моделей, представленные на рис. 3. Положительные связимежду вершинами модели обозначены сплошными дугами, а отрицательные связи – пунктирными дугами. Рыночная среда. 1) Повышение уровня конкуренции влечет снижение цен поставщиков: П4 →+П1. 2) Повышение уровня конкуренции влечет увеличениеспроса: П4 →+П2. 3) Цена поставщика влияет на выбор поставщика и объем заявки клиента П1 →+П3. 4) Потребность клиента влияет на формирование заявкиклиента П2 →+П3. 5) Конкуренция также влияет на транспортные компании, чемвыше конкуренция, тем дешевле стоимость перевозки П4 →+Т1. Транспортировка.1) Транспортная логистика контрагентов (поставщиков иклиентов) влияет на выбор вида транспорта Т2 →+Т1. 2) Возможности логистическойинфраструктуры склада также влияют на выбор транспорта Т3 →+Т1. 3) Вид транспорта влияет на выбор транспортной организации Т7→+Т1. 4) Цена доставки, определяемая выбором перевозчика, влияет на схему поставки Т1 →+Т4. 5) Возможностьпопутной поставки влияет на выбор транспортной организации Т6 →+Т1. 6) Возможность попутной поставки влияет на схему поставки Т6 →+Т4.Внешняя среда. 1) Государство оказывает существенное влияние на деятельностьпредприятий посредством регулирования тарифов на ж/д перевозки, а также регулированием цен на ГСМ В1В5.2) Государство оказывает регулирующее воздействие наналоговую систему страны В1В3. 3) Государство через ЦБ РФ оказывает влияние набанковскую систему В1В2. 4) Государство обладает значительным административнымресурсом, способным воздействовать на товарные рынки В1В4.Рис.10 – Блок 5 «Внешняя среда»Рис.11 – Когнитивная карта «Система управленияоптовой торговлей промышленными товарами»Среди вершин когнитивной модели были выделены управляющие вершины, черезкоторые будут подаваться управляющие воздействия; целевые, заданное изменениекоторых необходимо достигнуть, и вершины-индикаторы, которые характеризуют развитие экономических процессов модели.Когнитивное моделирование сложных систем дает возможность представитьвзаимосвязи между многими элементами системы, отразить всю картину в целом, нетеряя детали. Когнитивная карта системы и методы ее анализа определяют структурубазы знаний и базы моделей интеллектуальной системы поддержки принятия решений. Предлагается при проектировании интеллектуальной системы поддержки принятияуправленческих решений в ее структуру вводить интеллектуальные когнитивные модули, состоящие из когнитивных моделей и правил принятия решений на этих моделях.Когнитивное моделирование – удобныйинструментдля анализаиуправлениясложнымисистемами.Сложность анализа принятия управленческих решений обусловлена рядом особенностей, сопутствующихэтой области, а именно:многоаспектность  процессов и их взаимосвязь;отсутствие достаточного количества информацииинформации о динамике этихпроцессов;изменчивость характера процессов во времени и т.д.В силу вышеперечисленных особенностей такого родасистемы называют слабоструктурированными. Для анализа и управления такими системами широко применяется когнитивный подход, который позволяет увидеть и осознать процесс развития событий при большом количестве факторов. Для принятия нужных управленческих решений надо отвечать на ряд достаточно нетривиальных вопросов типа: «Что сделать, чтобы улучшить ситуацию?», «Что будет с ситуацией через некоторое время, если ничего не предпринимать?» и т.д.Успешно ответить на эти вопросы позволят компьютерные средства когнитивного моделирования, основанные на когнитивном подходе. Специфика применения этих средств заключается в их ориентированности на конкретные условия динамики ситуации в определенном регионе. Поэтому попытки применить в российских условиях известные зарубежные аналоги когнитивного моделирования до сих пор не увенчались успехом.Ключевым термином в когнитивном моделировании стал термин «когнитивная карта», которая представляет собой взвешенный ориентированный граф, с вершинамивзаимнооднозначно соответствующими некоторым факторам, в терминах которых описывается предметная область, а дуги отражают связи между факторами. Взаимовлияния бывают положительными, (усиление / уменьшение одного фактора приводит к усилению / уменьшению другого) и отрицательными (усилению /уменьшение одного фактора приводит к уменьшению/ усилению другого). Для отражения степени влияния используют совокупность переменных и совокупность числовых значений из интервала [0, 1]: очень слабое - 0,1, умеренное - 0,3, «ущественное - 0,5, сильное - 0,7 и очень сильное - 0,9 (допустимы и промежуточные значения).Для составления когнитивной модели предметной области нужно:Выявить список значимых факторов;Создать матрицу взаимовлияний;Определить начальные тенденции изменения факторов.Составивтаким образом модель и выделив во множестве факторов подмножества: управляющихи наблюдаемых факторов, можно решить следующие задачи:моделирование саморазвития ситуации (т.е. ответить на вопрос:«Что будет, при сохранении текущих тенденций изменения факторов?»);моделирование управляемого развития ситуации (т.е. ответить на вопрос:«Что будет, при приложении определенных управляющих воздействий?»);поиск необходимого управления (т.е. ответить на вопрос:«Какие управляющие воздействия приложить, для получениянужного результата?»).ЗАКЛЮЧЕНИЕНа сегодняшний день два перекрывающихся направления исследований, связывают себяс «когнитивным подходом», хотя и по разному. Одним из направлений является развитие формальныхметодов, опирающихся на модели на основе когнитивныхкарт. По другому это когнитивный подход к управлениюслабоструктурированными объектами и ситуациями, связан с определенным семействомформальных моделей. Второе направление ориентировано на целостный процесспринятия решения в практических задачах управления для слабоструктурированных ситуаций и объектов. Это направление включает в себяпомимо этапов решения, обеспечиваемых формальными методами, еще и субъектно-зависимые этапы какформализация (в том числе, структуризация) первичныхзнаний и представлений о проблеме, целеполагание и другие этапы, выполняющиеся людьми и они такжетребуют своего научного обеспечения. Такое обеспечениесвязано с учетом субъективного фактора и, особенно, когнитивных аспектов деятельности человека. При этомна выбор формальных моделей для структуризации не делается ограничений, так что можно говорить о когнитивномподходе к управлению слабоструктурированными объектами в широком понимании. Поэтому когнитивный подход можно определить как решение проблем методами, учитывающими когнитивные аспекты познавательныхпроцессов человека. Так, когнитивный подход к решению задач моделирования,анализа и управления слабоструктурированными системами ориентирован в первую очередь на междисциплинарные исследования.Цель и задачи дальнейших исследований и разработокНа будущее поставлен ряд задач разработки различных аналитических средств для построенич моделей на основе ациклических и древовидных, а так же одновыходных когнитивных карт, состоящих из УН- и пассивных факторов при более сложной динамике УН-факторов; Цель дальнейших исследований - это развитие функционально-математического подхода к анализу поведения когнитивных моделей на основе карт.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫАвдеева З.К., Коврига С.В., Макаренко Д.И. и Максимов В.И. Когнитивный подход в управлении.// Проблемы управления.№3.2007. – С. 2-8Бауман Е.В., Дорофеюк А.А. Классификационный анализ данных / Труды Международной конференции по проблемам управления. Том 1. – М.: СИНТЕГ, 1999. –С. 62-67.Башмаков А.И. Интеллектуальные информационные технологии : учеб.пособие / А.И. Башмаков, И. А Башмаков. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 304 с. Боженюк, А.В., Гинис, Л.А. Применение нечетких моделей для анализа сложных систем [Текст] // Системы управления и информационные технологии. – 2013. № 1.1. – С.122 – 126.Горелова, Г.В. О когнитивном моделировании сложных систем, инструментарий исследований [Текст] // Известия ЮФУ. Технические науки. − 2012. − №6, − С. 236 – 240Интеллектуализированные компьютерные технологии поддержки принятия решений [Электронный ресурс]. – Режим доступа :http://www.ipu.ru/labs/lab51/projects.htm.Кулинич А.А. Когнитивная система поддержки принятия решений “Канва” // Программные продукты и системы. –2002. – №3.Корноушенко Е.К., Максимов В.И. Управлениепроцессами в слабоформализованных средах при стабилизации графовых моделей среды / Труды ИПУ РАН.Т.2, 1999Кулинич, А.А. Компьютерные системы моделирования когнитивных карт: подходы и методы [Текст] // Проблемы управления. − 2010. − №3, − С. 2 − 16.Максимов В.И. Когнитивные технологии – от незнания к пониманию / В.И. Максимов // Cб. трудов 1-й Международной конференции «Когнитивный анализ и управление развитием ситуаций», (САSC’2001). Т. 1. – М. : ИПУ РАН, 2001. – С. 4-18.Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений / Трахтенгерц Э.А. – М. : СИНТЕГ, 1998. – 375 с. – Серия «Информатизация России на пороге ХХI века».