Когнитивный анализ, когнитивные модели

На начальном  этапе моделирования может быть достаточно качественной информации, не имеющей точного числового  значения и отражающей суть ситуации. При переходе к моделированию  конкретных сценариев все более  значимым становится использование количественной информации, представляющей собой числовые оценки значений каких-либо показателей. В дальнейшем для проведения необходимых вычислений используется в основном количественная информация⁵³.

Самым первым сценарием, который не требует никаких действий исследователя по его формированию, является саморазвитие ситуации (в данном случае вектор управляющих воздействий «пуст»). Саморазвитие ситуации является отправной точкой для дальнейшего формирования сценариев. Если исследователя устраивают результаты, полученные при саморазвитии (другими словами, если в ходе саморазвития достигаются поставленные цели), то дальнейшее сценарное исследование сводится к изучению влияния на ситуацию тех или иных изменений внешней среды⁵⁴.

Существуют  два основных класса сценариев: сценарии, моделирующие внешние воздействия и сценарии, моделирующие целенаправленное (управляемое) развитие ситуации⁵⁵.

8.2. Пример работы  с когнитивной моделью

Рассмотрим  пример работы с когнитивной моделью, приведённый в статье С.В. Качаева и Д.И. Макаренко «Интегрированный информационно-аналитический комплекс для ситуационного анализа социально-экономического развития региона».

«Применение интегрированного информационно-аналитического комплекса  ситуационного анализа можно  рассмотреть на примере разработки стратегии и программы социально-экономического развития региона.

На первом этапе  строится когнитивная модель социально-экономической  ситуации в регионе… Далее моделируются сценарии потенциальной и реальной возможности изменения ситуации в регионе и достижения поставленных целей.

В качестве целей  социально-экономической политики были выбраны:

• увеличение объемов производства
• улучшение уровня жизни населения региона
• сокращение бюджетного дефицита

Для достижения поставленных целей были выбраны следующие “рычаги” (управляющие факторы – Ю.М.), с помощью которых лицо, принимающее решение, может или хочет влиять на ситуацию:

• доходы населения;
• инвестиционный климат;
• издержки производства;
• развитие производственной инфраструктуры;
• собираемость налогов;
• налоговые льготы;
• политические и экономические преференции региону.

В результате моделирования  выясняется потенциальная и реальная возможность достижения поставленных целей с помощью выбранных  рычагов и полученных управляющих  воздействий (см. рис. 3).

 

Рисунок 3. Когнитивное  и динамическое имитационное (сценарное) моделирование.

 

На следующем  этапе переходят от выработки  стратегии достижения целей к  разработке программы конкретных действий. Инструментом реализации стратегии является региональная бюджетная и налоговая политика. 
Выбранным на предыдущем этапе рычагам и определенным воздействиям соответствуют следующие направления бюджетной и налоговая политики.

Рычаги  достижения  стратегических целей	Направления бюджетной  и налоговой политики
Доходы населения	Расходы на социальную политику
Инвестиционный климат	Расходы на государственное  управление  Расходы на правоохранительную деятельность  Расходы на промышленность, электроэнергетику строительство и сельское хозяйство
Издержки производства	Регулирование тарифов  на электроэнергию, топливо, тепло, арендную плату и т.д.
Развитие производственной инфраструктуры	Развитие рыночной инфраструктуры
Собираемость налогов	Регулирование уровня неплатежей налогов
Налоговые льготы	Регулирование уровня налоговых льгот
Политические и экономические  преференции региону.	Безвозмездные перечисления от других уровней власти

 

Таким образом, интегрированный информационно-аналитический комплекс ситуационного анализа является мощным инструментом выработки стратегии развития региона и претворения этой стратегии в жизнь»⁵⁶.

Необходимо  заметить, что в исследованиях  примеры использования когнитивного и сценарного моделирования обычно приводятся в весьма общем виде, поскольку, во-первых, подобного рода информация является эксклюзивной и представляет определённую коммерческую ценность, и, во-вторых, каждая конкретная ситуация (система, среда, объект управления) требует индивидуального подхода.

Существующая  теоретическая база когнитивного анализа, хотя и требует уточнений и развития, позволяет разным субъектам управления заняться разработкой собственных когнитивных моделей, поскольку, как упоминалось, предполагается, что для каждой области, для каждой проблемы, составляются специфические модели.

9. Компьютерные  системы поддержки принятия управленческих  решений

Проведение  когнитивного анализа нестабильных, слабоструктурированных ситуаций и  сред является крайне сложной задачей, для решения которой привлекаются информационные  системы. По существу эти системы предназначены для повышения эффективности механизма принятия решений, поскольку главной прикладной задачей когнитивного анализа является оптимизация управления.

 

9.1. Общая  характеристика систем поддержки принятия решений

Системы поддержки  принятия решений, как правило, являются диалоговыми. Они предназначены  для обработки данных и реализации моделей, помогающих решать отдельные, в основном слабо- или неструктурированные  задачи (например, принятие решения  об инвестициях, составление прогнозов и т. п.). Эти системы могут обеспечивать работников информацией, необходимой для принятия индивидуальных и групповых решений. Такие системы обеспечивают непосредственный доступ к информации, отражающей текущие ситуации и все факторы и связи, необходимые для принятия решений⁵⁷. При этом могут учитываться как динамические процессы, так и статические воздействия количественных и качественных факторов, в том числе и тех, которые принципиально не могут быть оценены количественно.

Основные требования к компьютерным системам когнитивного моделирования – это открытость к любым возможным изменениям множества факторов ситуации, причинно-следственных связей, получение и объяснение качественных прогнозов развития ситуации (решение  прямой задачи «Что будет, если …»), получение советов и рекомендаций по управлению ситуацией (решение задачи «Что нужно, чтобы …»)⁵⁸.

Существуют следующие  диалоговые комплексы (ДК), предназначенные  для поддержки  принятия решений:

ДК «Аврора» – используется для анализа динамики изменения финансовых инструментов (акций, облигаций, фьючерсов и т. д.), основанного только на информации, отраженной в значениях их цен и объемов.

ДК «Ситуация» – используется для анализа развития ситуации с  учетом взаимодействия количественных и качественных факторов. Здесь учитывается совместное влияние внешних воздействий (макроэкономических показателей, политических событий, природных и социальных катастроф и прочих). Другими словами, эта программа иприменяется для анализа макроситуации, определения основных тенденций ее развития.

ДК «Метасток» – используется для проверки в режиме моделирования  эффективности решений о сделках (на покупку и на продажу)⁵⁹.

ДК «Компас» – используется для поддержки принятия решений и предназначен для когнитивного моделирования широкого класса ситуаций из области экономики, политики, социологии, менеджмента⁶⁰.

ДК «Канва» - используется для анализа и моделирования  сложных и плохо определенных политических, экономических или  социальных ситуаций, разработки стратегий управления и механизмов их реализации, разработки программных документов стратегического развития страны, региона, предприятия, фирмы и т.д., а также в качестве инструментария для непрерывного мониторинга состояния ситуации, поиска и проверки гипотез о механизмах развития и механизмах управления ситуацией⁶¹.

Остановимся более подробно на последних версиях наиболее универсальных программ, предназначенных для решения широкого круга задач и основанных на когнитивном анализе.

 

9.2. «Ситуация  - 2»

Технология когнитивного моделирования поддерживается диалоговым комплексом «Ситуация - 2», разработанным в ИПУ РАН. ДК «Ситуация» позволяет в сложных и неопределенных условиях быстро, комплексно и системно охарактеризовать и обосновать сложившуюся ситуацию и на качественном уровне предложить пути решения возникших проблем⁶².

ДК «Ситуация-2» ориентирован, прежде всего, на качественный анализ сложных ситуаций, характеризующихся отсутствием точной количественной информации о происходящих в них процессах. Качественный анализ предусматривает определение тенденций, качественную оценку этих тенденций и выбор мер, способствующих их развитию в нужном направлении.

ДК «Ситуация-2» обеспечивает:

1. Построение когнитивной модели исследуемой ситуации.
2. Анализ проблем, требующих решения в исследуемой ситуации.
3. Поиск и обоснование стратегий достижения цели в стабильных или изменяющихся ситуациях:
• выбор и обоснование желаемых целей в условиях неопределенности;
• выбор мероприятий (управлений) для достижения цели;
• анализ принципиальной возможности достижения цели из текущего состояния ситуации с использованием выбранных мероприятий;
• анализ ограничений на возможности реализации выбранных мероприятий в реальной действительности;
• анализ и обоснование реальной возможности достижения цели;
• выработку и сравнение стратегий достижения цели.
4. Обоснование возможных сценариев развития ситуации.
5. Машинную генерацию отчетов и систематизацию результатов моделирования проблемы⁶³.

 

9.3. «Компас-2» 

ДК «Компас-2» представляет собой программную среду, предназначенную для моделирования - обработки мысленного образа ситуации. Программа обрабатывает и систематизирует рассуждения эксперта о проблемной ситуации. Для моделирования динамических процессов в ДК «Компас-2» используется «нечеткая лингвистическая модель ситуации».

ДК «Компас-2» также  определяет «точки эффективного управления развитием ситуации». Для этого  выявляются ключевые (управляющие) факторы, которые в наибольшей степени  влияют на достижимость целей, и определяются пути распространения максимально положительного и максимально отрицательного влияния ключевого (управляющего) фактора на целевой через цепочки влияний, связывающих эти факторы в модели⁶⁴.

 

9.4. «Канва»

Система моделирования  «Канва» обеспечивает извлечение знаний и предпочтений эксперта, обработку, представление результатов моделирования и поддержку аналитической деятельности эксперта.

ДК «Канва» состоит  из пяти подсистем, схема взаимодействия который дана на рис. 4.

Рисунок 4. Подсистемы ДК «Канва»⁶⁵.

 

1. Подсистема представления  субъективной информации обеспечивает:

• Ввод в систему факторов, описывающих ситуацию.
• Задание числовых или лингвистических значений факторов.
• Графический интерфейс для построения когнитивной карты ситуации в виде ориентированного графа.

2. Подсистема извлечения  предпочтений эксперта служит  для определения силы взаимовлияния  факторов. В этой подсистеме в  качестве исходной информации  используется информация о числовых  или лингвистических значениях факторов ситуации и ориентированный граф ситуации, введенные в подсистеме представления субъективной информации. Исходная информация используется системой для порождения вопросов эксперту, из ответов на которые извлекается информация о силе причинных связей факторов ситуации. В «Канве» влияние заблуждений эксперта ослабляется с помощью специальных программных модулей, учитывающих особенности организации человеческой системы измерения, оценки и переработки субъективной информации.

3. Подсистема обработки.

Результаты моделирования  представляются в виде двумерного массива, строки которого – значения одного фактора в последовательные моменты  времени, столбцы – значения всех факторов в последовательные моменты  времени. Информация из двумерного массива  данных избирательно используется подсистемами представления результатов моделирования и поддержки аналитической деятельности эксперта.