Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Когнитивное моделирование как инструмент поддержки принятия решений. Монография
.pdf
1.2. Когнитивные карты 21
Рис. 8. Интерактивная когнитивная карта «Качество медицинских услуг».
алистов. Среди них В. Г. Дьяченко, который управление в медицине
рассматривает с позиции менеджмента качества, применяя статистические и организационные инструменты [6]. В. Н. Панурин доказывает необходимость развития конкурентной модели функционирования
страховой компании в системе обязательного медицинского страхования [37]. Е. Г. Тоцкая пишет об управлении в медицине с применением инновационной модели, включающей управление ресурсами,
бизнес-процессами и стратегическими решениями [42].
Нами разработана интерактивная когнитивная карта в виде
электронного тренажера. Она основана на базисных факторах, наиболее значимых в страховой медицине. Между базисными факторами с
помощью экспертного опроса установлены причинно-следственные
связи. На рис. 8 приведена интерактивная когнитивная карта с оценками специалистов в исследуемой предметной области. Экспертные
22 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
оценки проверены на согласованность с помощью средств математической статистики.
Проведена классификация базисных факторов, рассматриваемых в исследуемой предметной области, на управляющие и целевые
(табл. 3).
Работа с интерактивной когнитивной картой предусматривает
определенную последовательность действий, обозначенных в прилагаемой методике:
1. Запустить приложение Excel из пакета Microsoft Offi ce.
Таблица 3
Базисные факторы
Номер
фактора
1 Уровень качества предоставления ме-
дицинских услуг (КПМУ)
2 Степень квалификации лечебно-про-
филактического учреждения (ЛПУ)
3 Степень компетенции страховой ме-
дицинской организации (СМО)
4 Пациенты (степень информирован-
ности) (П)
5 Степень диспансеризации населения
(ДН)
Степень реализации медицинских ус-
луг в рамках программ:
6
• обязательное медицинское страхование (ОМС);
7
• дополнительное медицинское страхование (ДМС);
8
• платные услуги (ПУ)
9 Степень стабильности внешней сре-
ды (исполнительная власть (ИВ))
10 Степень стабильности внешней сре-
ды (территориальный фонд ОМС (ТФ
ОМС))
11 Степень стабильности внешней сре-
ды (федеральный фонд ОМС (ФФ
ОМС))
Название Значения
Целевой фактор
Управляющие факторы
Удовлетворительное, неудовлетво рительное …
Низкая, средняя,
высокая (I, II, III
категории)
Компетентная, некомпетентная
Полная, неполная… [–1, 1]
Полная, неполная… [–1, 1]
Высокая, низкая …
Высокая, низкая …
Высокая, низкая …
Высокая, низкая … [–1, 1]
Высокая, низкая … [–1, 1]
Высокая, низкая … [–1, 1]
Интервал
измерений
[–1, 1]
[–1, 1]
[–1, 1]
[–1, 1]
[–1, 1]
[–1, 1]
1.2. Когнитивные карты 23
2. В открывшемся «окне» нарисовать объекты исследуемой предметной области (базовые факторы и связи между ними), выбирая на
панели управления опции – Вставка – Фигуры – Кружки и стрелки.
3. Подписать все базовые факторы. Расставить веса связей (они
статичны, не изменяются), выделить их определенным цветом.
4. Над каждым кружком (как в данном случае, или рядом, как
позволяет расположение) закрасить ячейки другим цветом (более ярким) и прописать в них формулы (это ячейки со знаком «=»).
5. Выбрать любой фактор. В ячейку над кружком поставить число со знаком «+» или «–». Далее над всеми остальными кружками
прописать формулы для изменения значений, в соответствии с проставленными весами связей и направлениями. На этом этапе выявляются скрытые связи или иной характер взаимодействия. Интуиция и
опыт помогают скорректировать этот процесс и по каждому базовому
фактору более точно прописать все изменения. (Возможно добавление необходимых связей.)
6. Составить таблицу изменений по всем базовым факторам
(также прописать формулы, проверяя по значениям на интерактивной
когнитивной карте), и на ее основе автоматически построить график.
Для этого выделить данные, на панели управления выбрать опции –
Вставка – Диаграмма – Вид диаграммы. В таблице изменить значение
какого-либо базового фактора (или нескольких) и на графике смотреть, как изменяются другие базовые факторы.
Пояснение: заполняя таблицу, каждому изменяющемуся фактору прописываем формульный путь. На интерактивной когнитивной
карте можно рассматривать множество таких путей, но не все сразу,
а по конкретному случаю. В таблице фиксируются все формульные
пути для визуализации полной картины.
7. Для более сложных систем в приложении Excel с помощью
встроенного языка программирования можно прописать в ячейке со
знаком «=» все возможные формулы по всем базисным факторам,
даже если они изменяются все сразу. И в таблице, и на графике визуализируются соответствующие изменения.
С помощью разработанной когнитивной модели проведен имитационный эксперимент. Модель задается матрицей смежности (рис. 9).
Элементы матрицы представляют собой согласованные эксперт ные
оценки.
В исследовании возмущение поступало в одну из вершин графа
и актуализировало всю систему показателей в большей или меньшей
24 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
Рис. 9. Упрощенная когнитивная модель «Управление элементами страхо-
вой медицины».
1.2. Когнитивные карты 25
Рис. 10. Визуализация расчетов до изменения управляющего фактора «сте-
пень компетенции страховой медицинской организации».
степени [12, 13]. Кривые на рис. 10 и 11 визуализируют изменения,
происходящие на графе, в процентах. Увеличение значений управляющего фактора «степень компетенции страховой медицинской организации» (2) приводит к увеличению значений целевого фактора
«уровень качества предоставления медицинских услуг (1). На рисунках показано изменение значений целевого фактора до (см. рис. 10) и
после (см. рис. 11) увеличения значений управляющего фактора «степень компетенции страховой медицинской организации».
Серия вариантов управления, полученная в ходе имитационного
эксперимента, позволила выделить самый важный социально значимый управляющий фактор «степень информированности пациентов»,
обоз наченный на графиках цифрой 3. Этот управляющий фактор наиболее чувствителен к изменению другого управляющего фактора «степень компетенции страховой медицинской организации».
Проведенный имитационный эксперимент дает возможность
не только прогнозировать уровень качества предоставления медицинских услуг с учетом степени информированности пациентов, степени
квалификации медицинского персонала, контроля со стороны страхо-
26 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
Рис. 11. Визуализация расчетов после изменения управляющего фактора
«степень компетенции страховой медицинской организации».
вой медицинской организации и других управляющих факторов, но и
увидеть перспективы развития процесса управления медицинскими
структурами.
В настоящее время формируется комплекс научно обоснованных рекомендаций управляющему персоналу страховой медицинской
организации для повышения качества предоставляемых медицинских
услуг и дальнейшего развития страховой медицины.
1.3. Формализация когнитивных моделей
Когнитивное моделирование и системная динамика. В настоящее время когнитивное моделирование развивается как одно из
направлений когнитивных наук – междисциплинарного научного направления, объединяющего теорию познания, теорию искусственного
интеллекта и др. В нашем случае технологии когнитивного моделирования имеют отношение к работам в области искусственного интеллекта – к разработке интеллектуальных систем поддержки принятия
решений.
Схема когнитивного моделирования представлена на рис. 12.
Систематизирующей базой для методологии когнитивного моделирования является метамодель исследования [2–4], в которую вве-
1.3. Формализация когнитивных моделей 27
Рис. 12. Схема методологии когнитивного моделирования.
28 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
дена модель наблюдателя Мн. М={МO(Y, U, P), MЕ(Х), MОЕ, MD(Q),
, MME, MU, А, Мн} [6].
M
MO
В модели М: МO(Y, U, P) – идентифицирующая модель систе-
мы (модель объекта), в которой вектор Y – эндогенные переменные,
характеризующие фазовое состояние объекта, U – вектор управляе-
мых переменных, P – вектор выделенных ресурсов; М
(Y, U, P) =
O
= {МФ, Stat}, Stat – статистические модели, МФ – модифицированный
параметрический векторный граф; М
X – экзогенные величины; М
= {M
оЕ
– модель окружающей среды,
Е
, MYS} – модель взаимодействия
YSc
объекта и среды (MSc, MYS – модели связи системы со средой на входе и выходе); M
воздействия, M
ружающей среды; M
выбора процессов изменения объекта
(Q) – модель поведения системы, Q – возмущающие
D
и МME – модели измерения состояния системы и ок-
MO
– модель управляющей системы; А – правило
U
.
Существенным в этой метамодели является учет не только самой системы, но и окружающей ее среды. Важным является то, что
введение «наблюдателя» в метамодель позволяет строить методологию исследования и принятия решений с учетом развития процесса познания объекта в сознании исследователя. Разработанная когнитивная
методология является инструментом, помогающим эксперту структурировать знания и всесторонне проводить исследования различных
аспектов функционирования сложной системы с целью:
• понять и объяснить механизм явлений и процессов в системе,
• предвидения возможных путей ее развития,
• управлять ситуациями или адаптироваться к ним.
Когнитивное моделирование позволяет существенно снизить
риск человеческого фактора при подготовке и принятии решений.
Под когнитивным моделированием слабоструктурированных
проб лем сложных систем понимается решение системных задач:
• по идентификации объекта,
• анализа путей и циклов когнитивной модели,
• сценарный анализ,
• решение обратной задачи,
• решение задач реализации, наблюдаемости, управляемости,
оптимизации, прогнозирования, связности и сложности системы,
• задачи композиции–декомпозиции,
• анализа устойчивости, чувствительности, теории катастроф,
адап тируемости, самоорганизации системы, принятия решений.
Использование когнитивной методологии в исследованиях конкретной сложной системы происходит поэтапно. На рис. 13 представ-
1.3. Формализация когнитивных моделей 29
Рис. 13. Этапы применения когнитивной методологии в исследовании
сложных систем.
30 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
лены укрупненно этапы реализации когнитивной методологии в исследовании социально-экономических
Рассмотрим кратко этапы когнитивного моделирования.
Первый этап – это разработка когнитивной модели в виде когнитивной карты или в виде более сложных когнитивных моделей
типа: векторный параметрический граф, параметрический векторный
функциональный граф, модифицированный функциональный граф
и другие. При разработке когнитивной модели в виде когнитивной
карты часть ее (подграф) может быть построена по статистическим
данным об объекте, часть – на основании обработки экспертных и
теоретических данных. Разрабатываются также нетрадиционные когнитивные модели в виде иерархических когнитивных карт, которые
представляют собою раскрытие обобщенных объектов (вершин) верхнего уровня когнитивной карты в составляющие их объекты, в том
числе объекты нижнего уровня и/или иерархию управления.
Последующие этапы когнитивного моделирования следующие:
• исследование причинно-следственных связей (путей и циклов
когнитивной модели);
• когнитивный анализ структуры модели, отображающей механизм исследуемых сложных объектов, в том числе – симплициальный
(топологический, q-анализ связности) анализ, позволяющий обнаружить глубинную связь между блоками (симплексами) когнитивной
карты, которая не очевидна на графе;
• анализ устойчивости системы к возмущениям и структурным
изменениям;
• исследование возможного развития процессов в системе путем
импульсного моделирования, т. е. переход от предыдущих исследований статики системы к исследованию ее динамики [19].
Когнитивные модели. Четкими математическими моделя-
ми пользуются в тех случаях, когда все факторы имеют количествен-
ное измерение и их взаимодействие можно выразить в виде формул.
Примером может служить экосистема хищник–жертва, когнитивная
карта «борьба за существование» которой состоит из двух вершин и
четырех ребер и описывается моделью Лотка–Вольтерра. Эта модель
отражает колебательный процесс: количества хищников и жертв меняются по циклу.
Нечеткие математические модели строятся в том случае,
когда нет реального механизма взаимодействия факторов и он описывается словами. Взаимодействие факторов описывается так: «При
значительном возрастании фактора А фактор В незначительно убы-
объектов.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]