Рассматривается когнитивный подход к исследованию сложных систем, таких как социально-экономические, политические и т.п., ряд связанных с этим понятий, а также методология и технология когнитивного моделирования сложных систем.
Математическое представление когнитивных моделей
Начало исследований, связанных с использованием когнитивного подхода для изучения, моделирования, принятия решений в области сложных систем, относится к середине XX в., когда идеи когнитивной психологии стали применяться в различных отраслях знаний и стала складываться система дисциплинарных исследований, названная "когнитивная наука" (англ. cognitive science). Ее основными направлениями являются философия, психология, нейрофизиология, лингвистика, искусственный интеллект. В настоящее время наблюдается расширение предметных областей, в которых используется когнитивный подход. Активное применение когнитивного подхода в исследованиях сложных систем в нашей стране было начато в 1990-е гг., центром исследования стал ИПУ РАН. В данном параграфе представлен ряд результатов когнитивных исследований сложных систем, проводимых в Южном федеральном университете, истоком которых можно считать работы Р. Аксельрода, Ф. Робертса, Дж. Каста, Р. Эткина, а также сотрудников ИПУ РАН (В. И. Максимова, В. В. Кульбы, Н. А. Абрамову и др.).
Для понимания смысла когнитивных исследований, их направлений, моделей и методов необходимо знание ряда специальных терминов, таких как: когнитивная наука и когнитивистика, когнитология (инженерия знаний), когнитивный подход (познавательный), технология когнитивного (познавательно-целевого) моделирования, визуализация, когнитивное моделирование, когнитивная структуризация или концептуализация, методология когнитивного моделирования, когнитивная модель, когнитивная карта. Определения этих понятий (и ряда других, связанных с когнитивными науками) можно найти в работах. Когнитивные карты имеют не только визуальное, но и математическое обоснование. Это четкие и нечеткие графы (нечеткие когнитивные карты).
Граф оказывается подходящей моделью для представления отношений между экономическими объектами (предприятиями, организациями, средствами и факторами производства, элементами социальной сферы, характеризуемыми как объект, в котором сосредоточена или на который направлена экономическая деятельность, и представляющие определенную сторону экономических отношений), между субъектами социальных процессов (например, людьми, группами людей), между подсистемами социально-экономических систем, между другими концептами, сущностями и т.п. Воспользуемся определением Ф. Робертса: "Знаковый граф (знаковый орграф) - это граф, в котором "...вершины соответствуют членам группы; из вершины V-, в вершину проводится дуга, если наблюдается отчетливо выраженное отношение У;К V, причем дуга вд = (V, V]) имеет знак плюс (+), если V,"симпатизирует" У^и знак минус (-) в противном случае".
Понятие "знаковый орграф" может иметь разнообразные приложения, поэтому дуги и знаки интерпретируются по-разному в зависимости от изучаемой сложной системы. Кроме того, теоретические исследования сложных систем развиваются в рамках более сложной модели, нежели знаковый орграф, - в рамках взвешенного орграфа, в котором каждой дуге ец приписано действительное число (вес) хюц.
Пример когнитивной карты приведен на рис. 6.12 (рисунок выполнен с помощью программной системы ПСКМ^). Сплошные линии дуг соответствуют Шц = +1, штрихпунктирные - = -1. Знак может быть интерпретирован как "положительные (отрицательные) изменения в вершине г> приводят к положи тельным (отрицательным) изменениям в вершине гу", т.е. это однонаправленные изменения; знак "-" - как "положительные (отрицательные) изменения в вершине приводят к отрицательным (положительным) изменениям в вершине Vj" - разнонаправленные изменения. Встречные стрелки отображают взаимовлияние вершин, цикл графа; такое отношение симметрично. Большинство понятий орграфов применимо и к взвешенным орграфам. Это понятия: путь, простой путь, полупуть, контур, цикл, полуконтур; сильная, слабая, односторонняя связность, "знак пути, замкнутого пути, контура".
Знак пути, цепи, замкнутого пути, замкнутой цепи, контура цикла и т.д. определяется как произведение знаков входящих в них дуг.
Очевидно, что путь, цикл и т.п. имеют знак если число отрицательных дуг, содержащихся в них, нечетно, в противном случае они имеют знак "+". Так, для графа "Ромео и Джульетта" путь V,-" V, -" У -> V, является отрицательным, а цикл Ух -> У -> V, - положительным.
Рис. 6.12. дуг гоу = +1 и Шц = -1
При математическом моделировании сложных систем перед исследователем возникает проблема нахождения компромисса между точностью результатов моделирования и возможностью получения точной и подробной информации для построения модели. В такой ситуации знаковые и взвешенные орграфы пригодны для разработки "простых" математических моделей и при анализе результатов, получаемых при минимальной информации.
Приведем еще два примера из [НоЬеШ, с. 161, 162] - рис. 6.13 и 6.14, интересных с исторической точки зрения как одни из первых когнитивных карт, но не потерявших актуальности и сейчас.
На рис. 6.14 контур Ух -> У -> У$ -> У6 -" Ух противодействует отклонению в вершине V,. Если увеличивать/уменьшать любую переменную в этом контуре, то эти изменения приводят через другие вершины к уменьшению/увеличению данной переменной (интерпретация: чем больше население, тем больше отходов, тем больше бактерий, тем больше заболеваемость - чем больше заболеваемость, тем меньше людей, и т.п.). Это контур отрицательной обратной связи. Контур V, -> У ->УА -> V, является контуром, усиливающим отклонение, т.е. контуром положительной обратной связи.
Рис. 6.13.
Воспользуемся в дальнейшем следующим утверждением Маруямы: "Контур усиливает отклонение тогда и только тогда, когда он содержит четное число отрицательных дуг (в противном случае это контур, противодействующий отклонению)".
Схема (рис. 6.14) содержит небольшое число вершин и связей для удобства предварительного анализа. Более тщательный анализ проблемы потребления электроэнергии потребует, по словам Робертса, значительно большего числа переменных и более тонких методов для их выбора. При этом возникает проблема объединения мнений экспертов.
Для решения проблем, обозначенных в примерах рис. 6.13 и 6.14, недостаточно только построить граф той или иной сложности и проанализировать цепочки его связей (пути) и циклы, необходим более глубокий анализ его структуры, свойств устойчивости (неустойчивости), анализ влияния изменений параметров вершин на другие вершины, анализ чувствительности.
Рис. 6.14. (Roberts , с. 162)
Когнитивное моделирование
Введение
1. Понятия и сущность "Когнитивного моделирования" и "Когнитивной карты"
2. Проблемы когнитивного подхода
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
В середине 17-го века знаменитый философ и математик Рене Декарт высказал афоризм, ставший классическим: «Cogito Ergo Sum» (мыслю, следовательно, существую). Латинский корень cognito имеет интересную этимологию. Он состоит из частей “co-“ (“вместе”) + “gnoscere” (“знаю”). В английском языке существует целое семейство терминов с этим корнем: "cognition", "cognize " и др.
В той традиции, которая у нас обозначена термином "когнитивное", проглядывает только одно "лицо" мысли – ее аналитическая сущность (способность разлагать целое на части), декомпозировать и редуцировать реальность. Эта сторона мышления связана с выявлением причинно-следственных связей (каузальностью), что свойственно рассудку. Видимо, Декарт абсолютизировал рассудок в своей алгебраической системе. Другое "лицо" мысли – ее синтезирующая сущность (способность конструировать целое из непредвзятого целого), воспринимать реальность интуитивных форм, синтезировать решения и предвосхищать события. Эта сторона мышления, выявленная в философии Платона и его школы, присуща разуму человека. Не случайно и в латинских корнях мы находим два основания: ratio (рациональные отношения) и reason (разумное проникновение в сущность вещей). Разумное лицо мысли берет свое начало от латинского reri ("думать"), восходящее к старолатинскому корню ars (искусство), затем превратившееся в современное понятие art. Таким образом, reason (разумное) - это мысль, родственная творчеству художника. Когнитивность как "разум" означает "способность думать, объяснять, обосносывать действия, идеи и гипотезы".
Для "сильной" когнитивности существенен особый, конструктивный статус категории «гипотеза». Именно гипотеза является интуитивной отправной точкой дедуцирования образа решения. При рассмотрении ситуации ЛПР обнаруживает в ситуации некоторые негативные звенья и структуры («разрывы» ситуации), подлежащие замещению новыми объектами, процессами и отношениями, устраняющими отрицательное воздействие и создающими явно выраженный позитивный эффект. В этом заключается суть управления по инновациям. Параллельно с обнаружением «разрывов» ситуации, часто квалифицируемых как «вызовы» или даже «угрозы», субъект управления интуитивно представляет себе некоторые «позитивные ответы» как целостные образы состояния будущей (гармонизированной) ситуации.
Когнитивный анализ и моделирование являются принципиально новыми элементами в структуре систем поддержки принятия решений.
Технология когнитивного моделирования позволяет исследовать проблемы с нечеткими факторами и взаимосвязями;–учитывать изменения внешней среды;– использовать объективно сложившиеся тенденции развития ситуации в своих интересах.
Такие технологии завоевывают все большее и большее доверие у структур, занимающихся стратегическим и оперативным планированием на всех уровнях и во всех сферах управления. Применение когнитивных технологий в экономической сфере позволяет в сжатые сроки разработать и обосновать стратегию экономического развития предприятия, банка, региона или целого государства с учетом влияния изменений во внешней среде. В сфере финансов и фондового рынка когнитивные технологии позволяют учесть ожидания участников рынка. В военной области и области информационной безопасности применение когнитивного анализа и моделирования позволяет противостоять стратегическому информационному оружию, распознавать конфликтные структуры, не доводя конфликт до стадии вооруженного столкновения.
1. Понятия и сущность "Когнитивного моделирования" и "Когнитивной карты"
Методология когнитивного моделирования, предназначенная для анализа и принятия решений в плохо определенных ситуациях, была предложена Аксельродом . Она основана на моделировании субъективных представлений экспертов о ситуации и включает: методологию структуризации ситуации: модель представления знаний эксперта в виде знакового орграфа (когнитивной карты) (F, W), где F – множество факторов ситуации, W – множество причинно-следственных отношений между факторами ситуации; методы анализа ситуации. В настоящее время методология когнитивного моделирования развивается в направлении совершенствования аппарата анализа и моделирования ситуации. Здесь предложены модели прогноза развития ситуации; методы решения обратных задач
Когнитивная карта (от лат. cognitio- знание, познание) - образ знакомого пространственного окружения.
Когнитивные карты создаются и видоизменяются в результате активного взаимодействия субъекта с окружающим миром. При этом могут формироваться когнитивные карты различной степени общности, «масштаба» и организации (например, карта-обозрение или карта-путь в зависимости от полноты представленности пространственных отношений и присутствия выраженной точки отсчета). Это - субъективная картина, имеющая, прежде всего пространственные координаты, в которой локализованы отдельные воспринимаемые предметы. Выделяют карту-путь как последовательное представление связей между объектами по определенному маршруту, и карту-обозрение как одновременное представление пространственного расположения объектов.
Ведущей научной организацией России, занимающейся разработкой и применением технологии когнитивного анализа, является Институт проблем управления РАН, подразделение: Сектор-51, ученые Максимов В.И., Корноушенко Е.К., Качаев С.В., Григорян А.К. и другие. На их научных трудах в области когнитивного анализа и основывается данная лекция.
В основе технологии когнитивного анализа и моделирования (рисунок 1) лежит когнитивная (познавательно-целевая) структуризация знаний об объекте и внешней для него среды.
Рисунок 1. Технология когнитивного анализа и моделирования
Когнитивная структуризация предметной области - это выявление будущих целевых и нежелательных состояний объекта управления и наиболее существенных (базисных) факторов управления и внешней среды, влияющих на переход объекта в эти состояния, а также установление на качественном уровне причинно-следственных связей между ними, с учетом взаимовлияния факторов друг на друга.
Результаты когнитивной структуризации отображаются с помощью когнитивной карты (модели).
2. Когнитивная (познавательно-целевая) структуризация знаний об исследуемом объекте и внешней для него среды на основе PEST-анализа и SWOT-анализа
Отбор базисных факторов проводится путем применения PEST-анализа, выделяющего четыре основные группы факторов (аспекта), определяющих поведение исследуемого объекта (рисунок 2):
P olicy - политика;
E conomy - экономика;
S ociety - общество (социокультурный аспект);
T echnology - технология
Рисунок 2. Факторы PEST-анализа
Для каждого конкретного сложного объекта существует свой особый набор наиболее существенных факторов, определяющих его поведение и развитие.
PEST-анализ можно рассматривать как вариант системного анализа, т.к факторы, относящиеся к перечисленным четырем аспектам, в общем случае тесно взаимосвязаны и характеризуют различные иерархические уровни общества, как системы.
В этой системе есть детерминирующие связи, направленные с нижних уровней иерархии системы к верхним (наука и технология влияет на экономику, экономика влияет на политику), а также обратные и межуровневые связи. Изменение любого из факторов через эту систему связей может влиять на все остальные.
Эти изменения могут представлять угрозу развитию объекта, или, наоборот, предоставлять новые возможности для его успешного развития.
Следующий шаг - ситуационный анализ проблем, SWOT-анализ (рисунок 3):
S trengths - сильные стороны;
W eaknesses - недостатки, слабые стороны;
O pportunities - возможности;
T hreats - угрозы.
Рисунок 3. Факторы SWOT-анализа
Он включает анализ сильных и слабых сторон развития исследуемого объекта в их взаимодействии с угрозами и возможностями и позволяет определить актуальные проблемные области, узкие места, шансы и опасности, с учетом факторов внешней среды.
Возможности определяются как обстоятельства, способствующие благоприятному развитию объекта.
Угрозы - это ситуации, в которых может быть нанесен ущерб объекту, например, может быть нарушено его функционирование или он может лишиться имеющихся преимуществ.
На основании анализа различных возможных сочетаний сильных и слабых сторон с угрозами и возможностями формируется проблемное поле исследуемого объекта.
Проблемное поле - это совокупность проблем, существующих в моделируемом объекте и окружающей среде, в их взаимосвязи друг с другом.
Наличие такой информации - основа для определения целей (направлений) развития и путей их достижения, выработки стратегии развития.
Когнитивное моделирование на основе проведенного ситуационного анализа позволяет подготовить альтернативные варианты решений по снижению степени риска в выделенных проблемных зонах, прогнозировать возможные события, которые могут тяжелее всего отразиться на положении моделируемого объекта.
Когнитивное моделирование (или моделирование с помощью когнитивных карт) имеет особое значение для политического анализа. Оно предназначено для моделирования сложных, слабоструктурированных объектов, каковыми является большинство политических процессов и ситуаций.
В основе данного метода лежит когнитивный подход, бурно развивающийся с 1960-х гг. Сам термин появился несколько раньше - в 1948 г., после выхода в свет известной работы американского психолога Э. Толмена «Когнитивные карты у крыс и человека». Рассматривая поведение крысы в лабиринте, Толмен пришел к выводу, что с течением времени у нее формируется особая «когнитивная карта» лабиринта - структурированное представление об окружающей обстановке. Именно эта карта определяет реакции животного.
Ю.М. Плотинский КОГНИТИВНЫМ подходом называет «решение традиционных для данной науки проблем методами, учитывающими когнитивные аспекты, в которые включаются процессы восприятия, мышления, познания, объяснения и понимания. Когнитивный подход в любой предметной области акцентирует внимание на "знаниях", вернее, на процессах их представления, хранения, обработки, интерпретации и производстве новых знании».
При всем многообразии когнитивистики существует два принципиальных для нас акцента. Если нас интересует система знаний и представлений, «картина мира» определенного человека (или группы людей) для получения информации об этом человеке или группе, то такой когнитивный анализ будет субъектно-ориентированным. К примеру, анализ системы представлений политического лидера о реальности может быть чрезвычайно полезен при прогнозировании его действий и решений в некоторой ситуации, а построение когнитивной карты широкой социальной группы будет востребовано для прогноза восприятия этой группой тех или иных действий властной элиты.
Если нас интересует не субъект когнитивного процесса, а его продукт - когнитивная карта того или иного фрагмента политической реальности (например, при составлении когнитивных карт экспертов относительно факторов, влияющих на ситуацию в Ближневосточном регионе, нам важны не особенности восприятия экспертов, а сама ситуация на Ближнем Востоке), то эксперт выступает не объектом исследования, как в примере с политическими лидерами или социальными группами, а «инструментом» построения адекватной модели ситуации, и такой подход будет объектно-ориентированным.
Собственно когнитивная карта представляет собой так называемый знаковый ориентированный граф, в котором:
Вершины соответствуют базисным факторам, в которых описываются процессы в ситуации;
Определяются непосредственные взаимосвязи между факторами путем анализа причинно-следственных цепочек, описывающих распространение влияний одного фактора на другие. Считается, что факторы, входящие в посылку «если...» цепочки «если... то...», влияют на факторы следствия «то...» этой цепочки. Причем это влияние может быть либо усиливающим (положительным), либо тормозящим (отрицательным), либо переменного знака в зависимости от возможных дополнительных условий. В более «мягком» варианте когнитивной карты используется не жесткая импликация «если... то...», а вероятностное влияние: реализация события А увеличивает (уменьшает) вероятность реализации события Б.
Связи визуализируются в виде линий, называемых дугами, с соответствующим знаком;
Замкнутый ориентированный путь, все вершины которого различны, называется контуром (или контуром обратной связи). Контур, усиливающий отклонение, является контуром положительной обратной связи, а контур, противодействующий отклонению, - контуром отрицательной обратной связи.
Например, мы считаем, что изоляционистская политика в отношении России со стороны США и НАТО будет способствовать росту патриотических настроений в стране. Под давлением этих настроений руководство России будет вынуждено увеличить расходы на армию и военно-промышленный комплекс, что в свою очередь подтолкнет США к дальнейшей активизации политики изоляции. Эту совокупность представлений мы можем визуализировать с помощью простейшей когнитивной карты с тремя вершинами и тремя дугами. Три имеющиеся вершины замкнуты в усиливающий контур.
Значительно более сложная когнитивная карта, приведенная ниже, описывает систему факторов палестино-израильского конфликта” (попробуйте самостоятельно ее проанализировать, выделив контуры обратной связи).
 |
Сама по себе когнитивная карта отражает лишь систему факторов и самое общее представление об их взаимосвязи. Она не фиксирует ни детальный характер влияния факторов друг на друга, ни динамику изменений этих влияний в зависимости от ситуации. В этом плане когнитивная карта представляет собой содержательную модель исследуемого объекта. В то же время, как и в общем случае с содержательными моделями, она может быть преобразована в формальную модель - систему уравнений. Для этого, разумеется, требуется достичь определенного уровня структурирования факторов и их связей.
К моделированию с помощью когнитивных карт мы еще вернемся в ходе изучения сценарного метода.
Контрольные вопросы и задания
1. Определите понятие «модель». Какие уникальные возможности предоставляет моделирование в политических исследованиях?
2. В чем отличие линейных моделей от нелинейных? Обоснуйте значимость нелинейного моделирования применительно к особенностям политического процесса.
3. Назовите основные особенности структурных моделей, а также способы их построения.
4. Что такое когнитивная карта? Из каких элементов она состоит? В чем различие между субъектно-ориентированным и объектно-ориентированным подходами в когнитивном картировании?
5. Охарактеризуйте алгоритм построения модели «Партии в пространстве политических ориентаций».
Теория создания организационного знания И.Нонаки и Х.Такеучи.
Индивидуальное и организационное обучение.
Когнитивный анализ и моделирование в стратегическом управлении
Сущность концепции когнитивности. Когнитивность организации.
ТЕМА 5. КОГНИТИВНОСТЬ КАК ПРЕДПОСЫЛКА СТРАТЕГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ.
5.1. Сущность понятия «когнитивность». Когнитивность организации.
Когнитология - междисциплинарное (философия, нейропсихология, психология, лингвистика, информатика, математика, физика и др.) научное направление, изучающее методы и модели формирования знания, познания, универсальных структурных схем мышления.
Когнитивность (от лат. сognitio - познание, изучение, осознание) в рамках науки управления означает способность управленцев к умственному восприятию и переработке внешней информации . В основе изучения этого понятия находятся психические процессы личности и так называемые «психические состояния» (уверенность, желание, убеждение, намерения) в терминах обработки информации. Этот термин используется также в контексте изучения так называемого «контекстного знания» (абстрактизации и конкретизации), а также в областях, где рассматриваются такие понятия, как знания, умения или обучение.
Термин «когнитивность» используется также в более широком смысле, означает сам «акт» познания или самознання. В этом контексте он может быть интерпретирован как появление и «становление» знаний и концепций, связанных с этим знанием, отраженных как в мыслях, так и в действиях.
Когнитивность организации характеризует совокупность познавательных способностей отдельных людей в компании и те эффекты, которые возникают при сочетании индивидуальных когнитивных способностей. Применение данного понятия по отношению к компании (организации, фирме, предприятию) означает намерение рассматривать ее в плоскости, которая характеризуется специфическим аппаратом анализа и особым углом зрения на взаимодействие предприятия или его составляющих с внешним окружением.
Термин «когнитивность организации» позволяет оценить способность компании к усвоению информации и превращение ее в знания.
Одно из наиболее продуктивных решений проблем, возникающих в области управления и организации, состоит в применении когнитивного анализа.
Методология когнитивного моделирования, предназначенная для анализа и принятия решений в плохо определенных ситуациях, была предложена американским исследователем Р. Аксельродом.
Когнитивный анализ иногда именуется исследователями «когнитивной структуризацией». Когнитивный анализ рассматривается как один из наиболее мощных инструментов исследования нестабильной и слабоструктурированной среды. Он способствует лучшему пониманию существующих в среде проблем, выявлению противоречий и качественному анализу протекающих процессов.
Суть когнитивного (познавательного) моделирования – ключевого момента когнитивного анализа - состоит в том, чтобы сложнейшие проблемы и тенденции развития системы отразить в упрощенном виде в модели, исследовать возможные сценарии возникновения кризисных ситуаций, найти пути и условия их разрешения в модельной ситуации. Использование когнитивных моделей качественно повышает обоснованность принятия управленческих решений в сложной и быстроизменяющейся обстановке, избавляет эксперта от «интуитивного блуждания», экономит время на осмысление и интерпретацию происходящих в системе событий. Использование когнитивных технологий в экономической сфере позволяет за короткий срок разрабатывать и обосновывать стратегию экономического развития предприятия с учетом влияния изменений во внешней среде.
Когнитивное моделирование – это способ анализа, обеспечивающий определение силы и направления влияния факторов на перевод объекта управления в целевое состояние с учетом сходства и различия в влиянии различных факторов на объект управления.
Когнитивный анализ состоит из нескольких этапов, на каждом из которых реализуется определённая задача. Последовательное решение этих задач приводит к достижению главной цели когнитивного анализа.
Можно выделить следующие этапы, характерные для когнитивного анализа любой ситуации:
1. Формулировка цели и задач исследования.
2. Изучение сложной ситуации с позиций поставленной цели: сбор, систематизация, анализ существующей статистической и качественной информации относительно объекта управления и его внешней среды, определение присущих исследуемой ситуации требований, условий и ограничений.
3. Выделение основных факторов, воздействующих на развитие ситуации.
4. Определение взаимосвязи между факторами путем рассмотрения причинно-следственных цепочек (построение когнитивной карты в виде ориентированного графа).
5. Изучение силы взаимовлияния разных факторов. Для этого используются как математические модели, описывающие некоторые точно выявленные количественные зависимости между факторами, так и субъективные представления эксперта относительно неформализуемых качественных взаимоотношений факторов.
В результате прохождения этапов 3 – 5 строится, в конечном итоге, когнитивная модель ситуации (системы), которая отображается в виде функционального графа. Поэтому можно сказать, что этапы 3 – 5 представляют собой когнитивное моделирование.
6. Проверка адекватности когнитивной модели реальной ситуации (верификация когнитивной модели).
7. Определение с помощью когнитивной модели возможных вариантов развития ситуации (системы), обнаружение путей, механизмов воздействия на ситуацию с целью достижения желаемых результатов, предотвращения нежелательных последствий, то есть выработка стратегии управления. Задание целевых, желаемых направлений и силы изменения тенденций процессов в ситуации. Выбор комплекса мероприятий (совокупности управляющих факторов), определение их возможной и желаемой силы и направленности воздействия на ситуацию (конкретно-практическое применение когнитивной модели).
В рамках когнитивного подхода довольно часто термины «когнитивная карта» и «ориентированный граф» употребляются как равнозначные; хотя, строго говоря, понятие ориентированный граф шире, а термин «когнитивная карта» указывает лишь на одно из применений ориентированного графа.
Классическая когнитивная карта – это ориентированный граф, в котором привилегированной вершиной является некоторое будущее (как правило, целевое) состояние объекта управления, остальные вершины соответствуют факторам, дуги, соединяющие факторы с вершиной состояния имеют толщину и знак, соответствующий силе и направлению влияния данного фактора на переход объекта управления в данное состояние, а дуги, соединяющие факторы показывают сходство и различие в влиянии этих факторов на объект управления.
Когнитивная карта состоит из факторов (элементов системы) и связей между ними.
Для того чтобы понять и проанализировать поведение сложной системы, строят структурную схему причинно-следственных связей элементов системы (факторов ситуации). Два элемента системы А и В, изображаются на схеме в виде отдельных точек (вершин), соединённых ориентированной дугой, если элемент А связан с элементом В причинно-следственной связью: А à В, где: А - причина, В - следствие.
Факторы могут влиять друг на друга, причем такое влияние, как уже указывалось, может быть положительным, когда увеличение (уменьшение) одного фактора приводит к увеличению (уменьшению) другого фактора, и отрицательным, когда увеличение (уменьшение) одного фактора приводит к уменьшению (увеличению) другого фактора. Причём, влияние может иметь и переменный знак в зависимости от возможных дополнительных условий.
Подобные схемы представления причинно-следственных связей широко используются для анализа сложных систем в экономике и социологии.
Пример. Когнитивная структурная схема для анализа проблемы энергопотребления может иметь следующий вид (рис. 5.1):
Рис. 5.1. Когнитивная структурная схема для анализа проблемы энергопотребления
Когнитивная карта отображает лишь факт наличия влияний факторов друг на друга. В ней не отражается ни детальный характер этих влияний, ни динамика изменения влияний в зависимости от изменения ситуации, ни временные изменения самих факторов. Учет всех этих обстоятельств требует перехода на следующий уровень структуризации информации, то есть к когнитивной модели.
На этом уровне каждая связь между факторами когнитивной карты раскрывается соответствующими зависимостями, каждая из которых может содержать как количественные (измеряемые) переменные, так и качественные (не измеряемые) переменные. При этом количественные переменные представляются естественным образом в виде их численных значений. Каждой же качественной переменной ставится в соответствие совокупность лингвистических переменных, отображающих различные состояния этой качественной переменной (например, покупательский спрос может быть «слабым», «умеренным», «ажиотажным» и т.п.), а каждой лингвистической переменной соответствует определенный числовой эквивалент в шкале . По мере накопления знаний о процессах, происходящих в исследуемой ситуации, становится возможным более детально раскрывать характер связей между факторами.
Формально, когнитивная модель ситуации может, как и когнитивная карта, быть представлена графом, однако каждая дуга в этом графе представляет уже некую функциональную зависимость между соответствующими факторами; т.е. когнитивная модель ситуации представляется функциональным графом.
Пример функционального графа, отражающего ситуацию в условном регионе представлен на рис. 5.2.
Рис.5. 2. Функциональный граф.
Заметим, что данная модель является демонстрационной, поэтому многие факторы внешней среды в ней не учтены.
Такие технологии завоевывают все больше доверия у структур, которые занимаются стратегическим и оперативным планированием на всех уровнях и во всех сферах управления. Использование когнитивных технологий в экономической сфере позволяет за короткий срок разрабатывать и обосновывать стратегию экономического развития предприятия с учетом влияния изменений во внешней среде.
Использование технологии когнитивного моделирования позволяет действовать на опережение и не доводить потенциально опасные ситуации до уровня угрожающих и конфликтных, а в случае их возникновения - принимать рациональные решения в интересах предприятия.
Индивидуальная работа
Когнитивное моделирование
Введение
1. Понятия и сущность "Когнитивного моделирования" и "Когнитивной карты"
2. Проблемы когнитивного подхода
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
В середине 17-го века знаменитый философ и математик Рене Декарт высказал афоризм, ставший классическим: «Cogito Ergo Sum» (мыслю, следовательно, существую). Латинский корень cognito имеет интересную этимологию. Он состоит из частей “co-“ (“вместе”) + “gnoscere” (“знаю”). В английском языке существует целое семейство терминов с этим корнем: "cognition", "cognize " и др.
В той традиции, которая у нас обозначена термином "когнитивное", проглядывает только одно "лицо" мысли – ее аналитическая сущность (способность разлагать целое на части), декомпозировать и редуцировать реальность. Эта сторона мышления связана с выявлением причинно-следственных связей (каузальностью), что свойственно рассудку. Видимо, Декарт абсолютизировал рассудок в своей алгебраической системе. Другое "лицо" мысли – ее синтезирующая сущность (способность конструировать целое из непредвзятого целого), воспринимать реальность интуитивных форм, синтезировать решения и предвосхищать события. Эта сторона мышления, выявленная в философии Платона и его школы, присуща разуму человека. Не случайно и в латинских корнях мы находим два основания: ratio (рациональные отношения) и reason (разумное проникновение в сущность вещей). Разумное лицо мысли берет свое начало от латинского reri ("думать"), восходящее к старолатинскому корню ars (искусство), затем превратившееся в современное понятие art. Таким образом, reason (разумное) - это мысль, родственная творчеству художника. Когнитивность как "разум" означает "способность думать, объяснять, обосносывать действия, идеи и гипотезы".
Для "сильной" когнитивности существенен особый, конструктивный статус категории «гипотеза». Именно гипотеза является интуитивной отправной точкой дедуцирования образа решения. При рассмотрении ситуации ЛПР обнаруживает в ситуации некоторые негативные звенья и структуры («разрывы» ситуации), подлежащие замещению новыми объектами, процессами и отношениями, устраняющими отрицательное воздействие и создающими явно выраженный позитивный эффект. В этом заключается суть управления по инновациям. Параллельно с обнаружением «разрывов» ситуации, часто квалифицируемых как «вызовы» или даже «угрозы», субъект управления интуитивно представляет себе некоторые «позитивные ответы» как целостные образы состояния будущей (гармонизированной) ситуации.
Когнитивный анализ и моделирование являются принципиально новыми элементами в структуре систем поддержки принятия решений.
Технология когнитивного моделирования позволяет исследовать проблемы с нечеткими факторами и взаимосвязями;–учитывать изменения внешней среды;– использовать объективно сложившиеся тенденции развития ситуации в своих интересах.
Такие технологии завоевывают все большее и большее доверие у структур, занимающихся стратегическим и оперативным планированием на всех уровнях и во всех сферах управления. Применение когнитивных технологий в экономической сфере позволяет в сжатые сроки разработать и обосновать стратегию экономического развития предприятия, банка, региона или целого государства с учетом влияния изменений во внешней среде. В сфере финансов и фондового рынка когнитивные технологии позволяют учесть ожидания участников рынка. В военной области и области информационной безопасности применение когнитивного анализа и моделирования позволяет противостоять стратегическому информационному оружию, распознавать конфликтные структуры, не доводя конфликт до стадии вооруженного столкновения.
1. Понятия и сущность "Когнитивного моделирования" и "Когнитивной карты"
Методология когнитивного моделирования, предназначенная для анализа и принятия решений в плохо определенных ситуациях, была предложена Аксельродом . Она основана на моделировании субъективных представлений экспертов о ситуации и включает: методологию структуризации ситуации: модель представления знаний эксперта в виде знакового орграфа (когнитивной карты) (F, W), где F – множество факторов ситуации, W – множество причинно-следственных отношений между факторами ситуации; методы анализа ситуации. В настоящее время методология когнитивного моделирования развивается в направлении совершенствования аппарата анализа и моделирования ситуации. Здесь предложены модели прогноза развития ситуации; методы решения обратных задач
Когнитивная карта (от лат. cognitio- знание, познание) - образ знакомого пространственного окружения.
Когнитивные карты создаются и видоизменяются в результате активного взаимодействия субъекта с окружающим миром. При этом могут формироваться когнитивные карты различной степени общности, «масштаба» и организации (например, карта-обозрение или карта-путь в зависимости от полноты представленности пространственных отношений и присутствия выраженной точки отсчета). Это - субъективная картина, имеющая, прежде всего пространственные координаты, в которой локализованы отдельные воспринимаемые предметы. Выделяют карту-путь как последовательное представление связей между объектами по определенному маршруту, и карту-обозрение как одновременное представление пространственного расположения объектов.
Ведущей научной организацией России, занимающейся разработкой и применением технологии когнитивного анализа, является Институт проблем управления РАН, подразделение: Сектор-51, ученые Максимов В.И., Корноушенко Е.К., Качаев С.В., Григорян А.К. и другие. На их научных трудах в области когнитивного анализа и основывается данная лекция.
В основе технологии когнитивного анализа и моделирования (рисунок 1) лежит когнитивная (познавательно-целевая) структуризация знаний об объекте и внешней для него среды.
Рисунок 1. Технология когнитивного анализа и моделирования
Когнитивная структуризация предметной области - это выявление будущих целевых и нежелательных состояний объекта управления и наиболее существенных (базисных) факторов управления и внешней среды, влияющих на переход объекта в эти состояния, а также установление на качественном уровне причинно-следственных связей между ними, с учетом взаимовлияния факторов друг на друга.
Результаты когнитивной структуризации отображаются с помощью когнитивной карты (модели).
2. Когнитивная (познавательно-целевая) структуризация знаний об исследуемом объекте и внешней для него среды на основе PEST-анализа и SWOT-анализа
Отбор базисных факторов проводится путем применения PEST-анализа, выделяющего четыре основные группы факторов (аспекта), определяющих поведение исследуемого объекта (рисунок 2):
P olicy - политика;
E conomy - экономика;
S ociety - общество (социокультурный аспект);
T echnology - технология
Рисунок 2. Факторы PEST-анализа
Для каждого конкретного сложного объекта существует свой особый набор наиболее существенных факторов, определяющих его поведение и развитие.
PEST-анализ можно рассматривать как вариант системного анализа, т.к факторы, относящиеся к перечисленным четырем аспектам, в общем случае тесно взаимосвязаны и характеризуют различные иерархические уровни общества, как системы.
В этой системе есть детерминирующие связи, направленные с нижних уровней иерархии системы к верхним (наука и технология влияет на экономику, экономика влияет на политику), а также обратные и межуровневые связи. Изменение любого из факторов через эту систему связей может влиять на все остальные.
Эти изменения могут представлять угрозу развитию объекта, или, наоборот, предоставлять новые возможности для его успешного развития.
Следующий шаг - ситуационный анализ проблем, SWOT-анализ (рисунок 3):
S trengths - сильные стороны;
W eaknesses - недостатки, слабые стороны;
O pportunities - возможности;
T hreats - угрозы.
Рисунок 3. Факторы SWOT-анализа
Он включает анализ сильных и слабых сторон развития исследуемого объекта в их взаимодействии с угрозами и возможностями и позволяет определить актуальные проблемные области, узкие места, шансы и опасности, с учетом факторов внешней среды.
Возможности определяются как обстоятельства, способствующие благоприятному развитию объекта.
Угрозы - это ситуации, в которых может быть нанесен ущерб объекту, например, может быть нарушено его функционирование или он может лишиться имеющихся преимуществ.
На основании анализа различных возможных сочетаний сильных и слабых сторон с угрозами и возможностями формируется проблемное поле исследуемого объекта.
Проблемное поле - это совокупность проблем, существующих в моделируемом объекте и окружающей среде, в их взаимосвязи друг с другом.
Наличие такой информации - основа для определения целей (направлений) развития и путей их достижения, выработки стратегии развития.
Когнитивное моделирование на основе проведенного ситуационного анализа позволяет подготовить альтернативные варианты решений по снижению степени риска в выделенных проблемных зонах, прогнозировать возможные события, которые могут тяжелее всего отразиться на положении моделируемого объекта.
Этапы когнитивной технологии и их результаты, представлены в таблице 1:
Таблица 1
Этапы когнитивной технологии и результаты ее применения
| Наименование этапа | Форма представления результата |
1. Когнитивная (познавательно-целевая) структуризация знаний об исследуемом объекте и внешней для него среды на основе PEST-анализа и SWOT-анализа: Анализ исходной ситуации вокруг исследуемого объекта с выделением базисных факторов, характеризующих экономические, политические и др. процессы, протекающие в объекте и в его макроокружении и влияющих на развитие объекта. 1.1 Выявление факторов, характеризующих сильные и слабые стороны исследуемого объекта 1.2 Выявление факторов, характеризующих возможности и угрозы со стороны внешней среды объекта 1.3 Построение проблемного поля исследуемого объекта |
Отчет о системном концептуальном исследовании объекта и его проблемной области |
2. Построение когнитивной модели развития объекта - формализация знаний, полученных на этапе когнитивной структуризации 2.1 Выделение и обоснование факторов 2.2 Установление и обоснование взаимосвязей между факторами 2.3 Построение графовой модели |
Компьютерная когнитивная модель объекта в виде ориентированного графа (и матрицы взаимосвязей факторов) |
3. Сценарное исследование тенденций развития ситуации вокруг исследуемого объекта (при поддержке программных комплексов "СИТУАЦИЯ", "КОМПАС", "КИТ") 3.1 Определение цели исследования 3.2 Задание сценариев исследования и их моделирование 3.3 Выявление тенденций развития объекта в его макроокружении 3.4 Интерпретация результатов сценарного исследования |
Отчет о сценарном исследовании ситуации, с интерпретацией и выводами |
4. Разработка стратегий управления ситуацией вокруг исследуемого объекта 4.1 Определение и обоснование цели управления 4.2 Решение обратной задачи 4.3 Выбор стратегий управления и упорядочивание их по критериям: возможности достижения цели; риска потери управления ситуацией; риска возникновения чрезвычайных ситуаций |
Отчет о разработке стратегий управления с обоснованием стратегий по разным критериям качества управления |
5. Поиск и обоснование стратегий достижения цели в стабильных или изменяющихся ситуациях Для стабильных ситуаций: a) выбор и обоснование цели управления; б) выбор мероприятий (управлений) для достижения цели; в) анализ принципиальной возможности достижения цели из текущего состояния ситуации с использованием выбранных мероприятий; г) анализ реальных ограничений на реализацию выбранных мероприятий; д) анализ и обоснование реальной возможности достижения цели; е) выработка и сравнение стратегий достижения цели по: близости результатов управления к намеченной цели; затратам (финансовым, физическим и т.п.); по характеру последствий (обратимые, необратимые) от реализации этих стратегий в реальной ситуации; по риску возникновения чрезвычайных ситуаций Для изменяющихся ситуаций: a) выбор и обоснование текущей цели управления; б) по отношению к текущей цели справедливы предыдущие п. п. б-е; в) анализ изменений, происходящих в ситуации, и их отображение в графовой модели ситуации. Переход к п. a. |
Отчет о разработке стратегий достижения цели в стабильных или изменяющихся ситуациях |
6. Разработка программы реализации стратегии развития исследуемого объекта на основе динамического имитационного моделирования (при поддержке программного пакета Ithink) 6.1.Распределение ресурсов по направлениям и во времени 6.2 Координация 6.3 Контроль за исполнением |
Программа реализации стратегии развития объекта. Компьютерная имитационная модель развития объекта |
2. Проблемы когнитивного подхода
Сегодня многие передовые страны "раскручивают" экономику, основанную на знании и на эффективном управлении. Самым ценным товаром государства становится интеллектуальная собственность. Суть современной и будущей войны становится противоборство интеллектуалов. В таких условиях наиболее целесообразными способами достижения геополитических целей являются опосредованные и нетрадиционные действия и, следовательно, информационное оружие приобретает огромную значимость. Существует две концепции развития стратегических вооружений с разными ролями в них Стратегического Информационного Оружия (СИО). СИО первого поколения является составной частью стратегических вооружений наряду с другими видами стратегического оружия и обычным вооружением.
СИО второго поколения представляет собой независимый, кардинально новый тип стратегического оружия, появившийся в результате информационной революции и применяемый на новых стратегических направлениях (например, экономическом, политическом, идеологическом и др.). Время воздействия таким оружием может составлять гораздо больший срок – месяц, год и более. СИО второго поколения будет способно противостоять многим другим видам стратегического оружия и будет составлять ядро стратегических вооружений. Складывающиеся в результате применения СИО-2 ситуации представляют собой угрозу безопасности России и характеризуются неопределенностью, неясной и нечеткой структурой, влиянием большого числа разнородных факторов и наличием множества альтернативных вариантов развития. Это приводит к необходимости применить нетрадиционные методы, позволяющие изучать геополитические, информационные и др. процессы, протекающие в России и мире, в совокупности и взаимодействии как между собой, так и с внешней нестабильной средой.Когнитивное моделирование предназначено для структуризации, анализа и принятия управленческих решений в сложных и неопределенных ситуациях (геополитических, внутриполитических, военных и т.п.), при отсутствии количественной или статистической информации о происходящих процессах в таких ситуациях.
Когнитивное моделирование позволяет в экспресс режиме
в короткие сроки на качественном уровне:
- оценить ситуацию и провести анализ взаимовлияния действующих факторов, определяющих возможные сценарии развития ситуации;
- выявить тенденции развития ситуаций и реальные намерения их участников;
- разработать стратегию использования тенденций развития политической ситуации в национальных интересах России;
- определить возможные механизмы взаимодействия участников ситуации для достижения ее целенаправленного развития в интересах России;
- выработать и обосновать направления управления ситуацией в интересах России;
- определить возможные варианты развития ситуации с учетом последствий принятия важнейших решений и сравнить их.
Применение технологии когнитивного моделирования позволяет действовать на опережение и не доводить потенциально опасные ситуации до угрожающих и конфликтных, а в случае их возникновения - принимать рациональные решения в интересах субъектов России.
Для задач, связанных с организационными системами, проблема неопределенности в описании и моделировании функций участников является не методологической, а внутренне присущей самому предмету исследований. Возможны различные постановки задачи об управлении ситуацией в зависимости от полноты доступной участникам информации о ситуации и об остальных участниках, в частности для поиска резонансного и синергетического эффектов, когда улучшение ситуации при одновременном воздействии на нее нескольких участников больше «объединения» положительных эффектов от каждого из участников по отдельности.
С точки зрения науки управления сегодня особенно важно использование мягкого резонансного управления сложными социально-экономическими системами, искусство которого состоит в способах самоуправления и самоконтроля систем. Слабые, так называемые резонансные явления, чрезвычайно эффективны для «раскрутки» или самоуправления, так как они соответствуют внутренним тенденциям развития сложных систем. Основная проблема заключается в том, как малым резонансным воздействием подтолкнуть систему на один из собственных и благоприятных для системы путей развития, как обеспечить самоуправление и самоподдерживаемое развитие (самораскрутку).
Заключение
Применение когнитивного моделирования открывает новые возможности прогнозирования и управления в различных областях:
в экономической сфере это позволяет в сжатые сроки разработать и обосновать стратегию экономического развития предприятия, банка, региона или даже целого государства с учетом влияния изменений во внешней среде;
в сфере финансов и фондового рынка - учесть ожидания участников рынка;
в военной области и области информационной безопасности - противостоять стратегическому информационному оружию, заблаговременно распознавая конфликтные структуры и вырабатывая адекватные меры реагирования на угрозы.
Когнитивное моделирование автоматизирует часть функций процессов познания, поэтому они с успехом могут применяться во всех областях, в которых востребовано самопознание. Вот лишь некоторые из этих областей:
1. Модели и методы интеллектуальных информационных технологий и систем для создания геополитических, национальных и региональных стратегий социально-экономического развития.
2. Модели выживания "мягких" систем в изменяющихся средах при дефиците ресурсов.
3. Ситуационный анализ и управление развитием событий в кризисных средах и ситуациях.
4. Информационный мониторинг социально-политических, социально-экономических и военно-политических ситуаций.
5. Разработка принципов и методологии проведения компьютерного анализа проблемных ситуаций.
6. Выработка аналитических сценариев развития проблемных ситуаций и управления ими.
8. Мониторинг проблем в социально-экономическом развитии корпорации, региона, города, государства.
9. Технология когнитивного моделирования целенаправленного развития региона РФ.
10. Анализ развития региона и мониторинг проблемных ситуаций при целенаправленном развитии региона.
11. Модели для формирования государственного регулирования и саморегулирования потребительского рынка.
12. Анализ и управление развитием ситуации на потребительском рынке.
Технология когнитивного моделирования может быть широко использована для уникальных проектов развития регионов, банков, корпораций (и др. объектов) в кризисных условиях после соответствующего обучения.
Список использованной литературы
1. http://www.ipu.ru
2. http://www.admhmao.ru
3. Максимов В.И., Корноушенко Е.К. Знание - основа анализа. Банковские технологии, № 4, 1997.
4. Максимов В.И., Корноушенко Е.К. Аналитические основы применения когнитивного подхода при решении слабоструктурированных задач. Труды ИПУ, вып.2, 1998.
5. Максимов В.И., Качаев С.В., Корноушенко Е.К. Концептуальное моделирование и мониторинг проблемных и конфликтных ситуаций при целенаправленном развитии региона. В сб. "Современные технологии управления для администраций городов и регионов". Фонд "Проблемы управления", М. 1998.
