Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Когнитивное моделирование как инструмент поддержки принятия решений. Монография

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Омский государственный институт сервиса
О. Н. Лучко, В. А. Маренко
КОГНИТИВНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
КАК ИНСТРУМЕНТ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
монография
НОВОСИБИРСК
ИЗДАТЕЛЬСТВО СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ
2014
УДК 004.94:338 ББК 65.050.03
Л 87
Рецензенты:
докт. техн. наук, проф. В. А. Филимонов
(Омский филиал Института математики им. С. Л. Соболева СО РАН)
канд. техн. наук, доц. И. В. Червенчук
(Омский государственный технический университет)
Ответственный за выпуск
канд. пед. наук, профессор, зав. кафедрой ПрИМ О. Н. Лучко
(ФГБОУ Омский государственный институт сервиса)
Лучко, О. Н.
Когнитивное моделирование как инструмент поддержки принятия решений : монография / О. Н. Лучко, В. А. Маренко; М-во образования и науки РФ – Омский государственный институт сервиса. – Новосибирск: Издательство СО РАН, 2014. – 118 с.
В монографии освещены вопросы, связанные с технологией когни­тивного моделирования, используемой при принятии управленческих ре­шений в социально-экономической сфере.
Рассматривается методология когнитивного моделирования на при­мерах принятия решений в различных предметных областях. Анализиру­ется процесс принятия решений как основа функции управления.
Монография ориентирована на специалистов в области информа­ционных технологий, преподавателей, аспирантов, магистрантов и сту­дентов, интересующихся проблемами эффективного функционирования объектов сферы сервиса и производства.
Утверждено к печати научно-техническим советом
Омского государственного института сервиса
(протокол № 10 от 12 февраля 2014 г.)
ISBN 978-5-7692-1363-2
© Лучко О. Н., Маренко В. А., 2014 © Омский государственный
институт сервиса, 2014
ПРЕДИСЛОВИЕ
Общая цель когнитивных наук – создание знания путем преодо­ления барьеров восприятия познания и понимания, связанных с пред­ставлением информации в привычной буквенно-цифровой форме.
Основные задачи когнитивных подходов:
автоматизация части функций познавательных процессов;
повышение когнитивности взаимодействия человека и техни-
ческих устройств;
нахождение репрезентаций научных понятий, способствую-
щих актуализации механизмов мышления, побуждающих осознавать знания.
Применение когнитивных технологий для поддержки принятия решений в социально-экономической сфере представляется актуаль­ным, вследствие того, что когнитивная методология позволяет как про гнозировать возникновение и развитие проблем, так и управлять ими.
Когнитивное моделирование тесно связано с принятием реше­ний. Процесс принятия управленческого решения является сложной процедурой. Теория принятия решений указывает на его многокомпо­нентный состав, включающий такие важные составляющие, как цель, альтернативы, исходы, решающее правило, внешние условия и др. Цель может быть обусловлена как субъектом, принимающим реше­ние, так и внешней средой. Эффективно управлять целью возможно с применением информационных и когнитивных технологий.
Главная отличительная особенность современного этапа приня­тия решений состоит в применении информационно-компьютерных технологий, в возможности создавать системы поддержки решений на базе локальных вычислительных сетей и глобальной системы Интер-
4 Предисловие
нет, обеспечивающих комплексный подход. Решение проблем общего характера требует привлечения знаний, информации и других ресур­сов, подведомственных ряду пользователей. Эффективно решить их можно путем объединения локальных и глобальных возможностей.
Цель написания монографии состоит в том, чтобы показать эф­фективность когнитивной методологии в решении проблем, возни­кающих при функционировании социально-экономических систем. Для достижения цели необходимы краткие сведения о методологии когнитивного подхода и процессов принятия управленческих реше­ний. Объектами исследований в монографии являются предприятия сферы сер виса, рассматриваемые как сложные самоорганизующиеся социально-экономические системы. Предмет исследования – их ха­рактеристики.
Монография состоит из предисловия, введения, трех глав, за­ключения и справочного мате риала. В первой главе раскрываются вопросы, касающиеся методологии когнитивных технологий с при­мерами, разработанные авторами и их коллегами. Во второй главе рассматриваются вопрос ы поддержки принятия управленческих ре­шений. В третьей главе привод ится информация об инструментах стратегического анализа и экспертных методах.
Глава 1, предисловие, введение и заключение подготовлены В. А. Маренко, глава 2 – О. Н. Лучко, глава 3 и справочные материа­лы – Д. П. Маевским.
В. А. Маренко
ВВЕДЕНИЕ
Когнитивный анализ и когнитивное моделирование являются важными элементами в структуре систем поддержки принятия реше­ний. Интуитивной точкой образа решения является гипотеза, которая формируется в сознании исследователя в виде абстрактной модели. При рассмотрении различных проблем, возникающих на объектах сферы сервиса и производства, руководитель должен найти вариант решения проблемы с позитивным эффектом. В этом состоит суть при­нятия решения. Технология когнитивного анализа и моделирования позволяет исследовать различные проблемы с четкими и нечеткими факторами и взаимосвязями, учитывать влияния внешней среды, про­гнозировать развитие возникающих проблем. При когнитивном моде­лировании в нашем сознании создается модель нашего представления об объекте исследования. Объекты предметной области и отношения между ними образуют систему. Затем формируются стратегические цели системы и синтезируются стратегии по их достижению. В ре­зультате получаем управляемый когнитивный процесс, используемый для поддержки принятия решений.
Такие исследова ния являются важнейшим инструментом уп­равления современной ор ганизацией. Результаты исследований мо­гут служить надежной ин формационной базой для решения проблем управ ления.
В монографии отражены современные тенденции в когнитивном моделировании с ис пользованием компьютеров, а также концентри­руется внимание на практике использования когнитивных технологий для управления процессами в социально-экономических системах.
В ходе подготовки монографии решались следующие задачи:
иллюстрация взаимосвязи когнитивного моделирования и про-
цесса поддержки принятия решений;
выявление динамических возможностей когнитивного моде-
лирования при принятии управленческих решений в социально-эко­номической сфере.
6 Введение
Методология когнитивного моделирования предложена Р. Ак­сельродом [7]. Ведущей научной организацией России, занимающей­ся разработкой и применением технологии когнитивного анализа, является Институт проблем управления РАН. Сотрудники ИПУ РАН В. И. Максимов, Е. К. Корноушенко, С. В. Качаев, А. К. Григорян, А. А. Кулинич и другие изучают процессы управления в слабострук­турированных ситуациях с применением когнитивной методологии. На начальном этапе разрабатывается модель проблемной области в виде когнитивной карты с использованием экспертных оценок. В ре­зультате образ объекта исследования отражает не только объективные законы и закономерности, но и систему убеждений, ценностей, опыт и интуицию субъекта.
Глава 1 СУЩНОСТЬ КОГНИТИВНОГО ПОДХОДА
Когнитивный подход к решению проблем в слабо структуриро­ван ных предметных областях проявляется в реализации когнитивных тех нологий: когнитивном анализе и когнитивном моделировании раз­личных ситуаций. Когнитивное моделирование основано на поня тии когнитивной карты – взвешенного ориентированного графа. Проце­дура построения когнитивной карты называется когнитивным отоб­ражением. Вершины когнитивной карты соответствуют концептам, оп ределяющим ситуацию, ориентированные ребра – каузальным свя­зям между ними. Когнитивные карты служат как средством структу­ри рования и формализации ситуации, так и средством ее анализа. Раз личные интерпретации вершин, ребер и весов на ребрах, а также раз личные функции, определяющие влияние связей на концепты, при водят к различным моделям и методам их когнитивного анализа, спо собствующим эффективному процессу принятия управленческих решений.
Когнитивный подход к поддержке принятия решений ориенти­рован на то, чтобы активизировать интеллектуальные процессы субъ­екта и помочь ему зафиксировать свое представление проблемной си­туации в виде формальной модели, а затем разработать и обосновать направления управления ситуацией.
Под когнитивной методологией понимается когнитивно-логи­ческая организация деятельности исследователя, состоящая в опреде­лении цели, объекта и предмета исследования, методов и технологий когнитивного моделирования.
Технология когнитивного моделирования применяется для ис­следования различных проблем с четкими и нечеткими факторами и взаимосвязями, позволяет глубже учитывать влияния внешней среды, прогнозировать развитие ситуации в долгосрочной перспективе.
Когнитивное моделирование позволяет на качественном уровне:
оценить ситуацию и провести когнитивный анализ взаимовли-
яния действующих факторов, определяющих возможные сценарии развития ситуации;
8 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
выявить тенденции развития ситуаций и реальные намерения
их участников;
разработать стратегию с использованием тенденций развития;
определить возможные механизмы взаимодействия участни-
ков ситуации для достижения ее целенаправленного развития;
выработать и обосновать направления управления ситуацией;
определить возможные варианты развития ситуации с учетом
последствий принятия решений и сравнить их.
1.1. Этапы когнитивной технологии
В основе технологии когнитивного анализа и моделирования лежит когнитивная структуризация знаний об объекте исследования и внешней среде. Цель когнитивной структуризации – выявление наиболее существенных базисных факторов и установление качест­венных причинно-следственных связей между ними. Отбор базисных факторов проводится на основе PEST-анализа – это инструмент четы­рехэлементного стратегического анализа внешней среды. В каждом конкретном случае изменения объекта могут стать или угрозой его развитию, или новой стратегической возможностью его будущего ус­пешного развития.
Следующий шаг состоит в проведении SWOT-анализа. Он скла­дывается из анализа сильных и слабых сторон развития исследуемого объекта в их взаимодействии с угрозами и возможностями внешней среды, а также позволяет определить проблемные области, узкие места, шансы и опасности, связанные с исследуемым объектом. На основании анализа различных сочетаний сильных и слабых сторон с угрозами и возможностями формируется проблемное поле исследуе­мого объекта. Наличие такой информации – основа для определения направлений развития и путей их достижения.
Когнитивное моделирование на основе проведенного ситуаци­онного анализа позволяет подготовить альтернативные варианты ре­шений по снижению степени риска в выделенных проблемных зонах, выбрать лучший вариант управления исследуемым объектом.
Этапы когнитивной технологии следующие:
1. Когнитивная структуризация знаний об исследуемом объекте
и внешней для него среде. Действия исследователя следующие:
выявление факторов, характеризующих сильные и слабые сто-
роны исследуемого объекта, возможности и угрозы со стороны внеш­ней среды;
1.2. Когнитивные карты 9
построение проблемного информационного поля исследуемо-
го объекта в виде когнитивной карты.
2. Построение когнитивной модели объекта исследования. На
этом этапе осуществляется параметризация информации об объекте:
выделение целевых и управляющих факторов и взаимосвязей
между ними;
построение графовой модели в виде когнитивной матрицы
смежности.
3. Сценарное исследование тенденций развития ситуации во круг
исследуемого объекта:
разработка сценариев исследования и их когнитивный анализ;
выявление тенденций развития объекта;
интерпретация результатов сценарного исследования.
4. Поиск и обоснование стратегий управления ситуацией вокруг
исследуемого объекта с помощью имитационного моделирования.
5. Выбор эффективной стратегии управления.
6. Разработка системы мероприятий по реализации наилучшего
варианта.
1.2. Когнитивные карты
Когнитивная карта – это причинно-следственная сеть, отражаю­щая какую-либо область знания посредствам узлов и дуг семантичес­кой сети предметной области. Процедура построения когнитивной карты называется когнитивным отображением [40]. Когнитивная кар­та – это модель представления знаний эксперта в виде знакового ор­графа (F, W), где F – множество факторов ситуации, W – множество причинно-следственных отношений между ними. Привилегирован­ной вершиной или целевым фактором исследуемого графа является некоторое будущее состояние объекта управления. Остальные верши­ны соответствуют управляющим факторам. Дуги, соединяющие уп­равляющие факторы с вершиной состояния, имеют толщину и знак, соответствующие силе и направлению влияния. Дуги, соединяющие управляющие факторы между собой, показывают сходство и различие во влиянии этих факторов на объект управления [7].
Когнитивные карты создаются и видоизменяются в результа­те активного взаимодействия исследователя с окружающей средой. Формируются когнитивные карты различной степени общности и масштаба. Выделяют карту-путь (маршрут) как совокупность после­довательных шагов по связям между концептами, и карту-обозрение
10 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
как одновременное представление пространственного расположения объектов.
Рассмотрим примеры когнитивных карт.
Построение когнитивной карты «Туристский кластер Ом-
ского региона». Туристская отрасль – это часть экономики, которая
непосредственно влияет на качество жизни человека, является одним из условий здорового образа жизни, средством патриотического и эс­тетического воспитания граждан, увеличения рабочих мест на рын­ке труда. В связи с этим развитие внутреннего и внешнего туризма становится актуальной задачей и одним из реальных инструментов физического и духовного оздоровления населения.
Анализ туристских ресурсов Омской области позволяет сделать вывод о возможности создания конкурентоспособного туристского продукта, востребованного разными группами потребителей [50].
В Омской области развиваются следующие виды туризма:
лечебно-оздоровительный отдых в санаториях и на базах от-
дыха (Красноярско-Чернолучинская рекреация);
культурно-познавательный (экскурсионный) туризм («Омск
театральный», «Омск Достоевского»);
приключенческий туризм («Тайна пяти озер», «Окуневский
ковчег»);
охота и рыбалка (охотничий заказник «Лузинская дача»);
образовательный туризм («Тара на Великом чайном пути»,
«От крепости до столицы Белой России», тур по Транссибу, маршрут Омск–Иркутск «По следам царского золота», посещение с. Генера­ловка Одесского района «Казачий рубеж») и другие.
Эффективное использование туристских ресурсов в плане раз­вития региональной инфраструктуры и повышения качества турист­ских услуг могут обеспечить конкурентоспособность и всей области в целом.
По мере освоения территорий возникает проблема обеспечения сохранения первозданной природы, а также отдельных объектов, представляющих культурно-историческую ценность, поэтому в на­стоящее время органы законодательной и исполнительной власти Ом­ской области совместно с общественными организациями предлага­ют к рассмотрению вопрос о создании национального парка. Главная цель – создание условий для организованного массового туризма и отдыха, а также полноценной природоохранной деятельности [52].
Максимальная эффективность мер по развитию туризма в рам­ках предлагаемой структуры может быть обеспечена за счет концент-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]