Некоторые вопросы моделирования процессов инновационной деятельности

Обеспечение технологического суверенитета России предполагает существенную активизацию инновационной деятельности предприятий. Для этих целей можно использовать определенные методы стимулирования процессов создания и освоения инноваций, в том числе с использованием экономико-математических моделей. Это позволит заранее оценить последствия различных инновационных стратегий, исключить недопустимые варианты и рекомендовать наиболее удачные.

Поскольку инновационные процессы на любом предприятии носят сложный и динамичный характер и с большим трудом поддаются формализованному описанию, необходимо использовать особые методы их моделирования. Ранее предпринимались попытки предложить использовать для этих целей нечеткие когнитивные карты [1, 2].

Следует отметить, однако, что подобно большинству систем в экономике и менеджменте, инновационный механизм является слабо структурированной системой. Под этим понимаются системы, функционирование которых описываются в основном на качественном уровне. Для моделирования таких систем аналитическое определение зависимостей между входными или выходными параметрами затруднено и приходится использовать субъективные модели, основанным на информации, получаемой от экспертов.

Для исследования подобных систем используется методология когнитивного моделирования. В когнитивной модели информация о системе представляется в виде набора понятий (факторов) и связывающей их причинно-следственной сети, называемой когнитивной картой, которая является отражением субъективных представлений эксперта (или группы экспертов) о связях и закономерностях, присущих моделируемой системе. Построение когнитивной карты моделируемой системы фактически означает снятие неопределенности с ее структуры за счет формирования модели знаний аналитика об этой системе. К построенной карте применяются методы аналитической обработки, ориентированные на исследование структуры системы и получение прогнозов ее поведения при различных управляющих воздействиях, с целью нахождения оптимальных стратегий управления.

Таким образом, процесс когнитивного моделирования происходит в два этапа: концептуальном и математическом. Вначале эксперт, исходя из своих знаний и представлений о предметной области, формирует ее понятийную модель в виде набора понятий и причинно-следственных связей между ними (концептуальный уровень), затем эта модель представляется в виде когнитивной карты, обработка которой ведется на уровне математического моделирования, полученные же результаты должны быть проинтерпрети- рованы в терминах предметной области (осуществляется возврат на концептуальный уровень).

В настоящей работе излагается методика исследования инновационного механизма предприятия с применением специального вида когнитивных моделей, в основе которых лежит аппарат нечетких когнитивных карт [].

Как уже отмечалось, когнитивная модель основана на формализации причинно-следственных связей, которые имеют место между факторами, характеризующими исследуемую систему. Результатом формализации является представление системы в виде причинно-следственной сети, называемой когнитивной картой и имеющей вид:

G = <  E , W >, (1)

где E = { e ₁ , e ₂ , …, e _n } – множество факторов (называемых также концептами), W – бинарное отношение на множестве E , которое задает набор связей между его элементами. Данная причинно-следственная сеть называется когнитивной картой моделируемой системы.

Элементы e _i и e _j считаются связанными отношением W (обозначается ( e _i , e _j ) ∈ W или e _i We _j ), если изменение значения концепта e _i (причины) приводит к изменению значения концепта e _j (следствия). В соответствии с терминологией когнитивного моделирования, в этом случае говорят, что концепт e _i оказывает влияние на концепт e _j . При этом если увеличение значения концепта-причины приводит к увеличению значения концепта-следствия, то влияние считается положительным («усиление»), если же значение уменьшается – отрицательным («торможение»). Тем самым, отношение W можно представить в виде объединения двух непересекающихся подмножеств W = W ⁺ ∪ W ^–, где W ⁺ – множество положительных, а W ^– – множество отрицательных связей.

Понятие нечеткой когнитивной карты представляет собой расширение классического понятия когнитивной карты, основанное на весьма естественном предположении о том, что взаимовлияния между концептами могут различаться по интенсивности. Для учета данного обстоятельства вводится показатель интенсивности влияния, и от «обычного» (классического) отношения мы переходим к нечеткому отношению W , элементы w _ij которого характеризуют направление и степень интенсивности (вес) влияния между концептами e _i и e _j :

w _ij = w ( e _i , e _j ), (2)

где w – нормированный показатель интенсивности влияния (характеристическая функция отношения W ), обладающий следующими свойствами []:

• а)    –1 ≤ w _ij ≤ 1;

• б)    w _ij = 0, если e _i не зависит от e _j (влияние отсутствует);

• в)    w _ij = 1 при максимальном положительном влиянии

ei на ej, т.е. когда любая реализация изменений в системе, связанных с концептом e _j , однозначно определяется действиями, связанными с концептом e _i ;

• г)    w _ij = –1 при максимальном отрицательном влиянии, т.е. когда любая реализация изменений, связанных с концептом e _j , однозначно сдерживается действиями, связанными с концептом e _i ;

• д)    w _ij принимает значение из интервала (–1, 1) при промежуточной степени положительного или отрицательного влияния.

Ориентированный граф, вершины которого соответствуют элементам множества E (концептам), а дуги – ненулевым элементам отношения W (причинно-следственным связям) и представляет собой нечеткую когнитивную карту.

Построение когнитивной карты исследуемой системы происходит на основе информации, получаемой от экспертов. Для снижения возможного субъективизма, повышения обоснованности и достоверности суждений на этом этапе могут применяться специальные человеко-машинные процедуры обработки экспертной информации, позволяющие снизить возможный субъективизм, повысить обоснованность и достоверность суждений. На следующем этапе происходит собственно моделирование, основными целями которого являются формирование и проверка гипотез о структуре исследуемой с системы, позволяющих объяснить ее поведение, а также выработка стратегий поведения в той или иной ситуации [2].

Результаты данного этапа показали, что на инновационный потенциал предприятия в основном оказывают влияние примерно 30 факторов, которые могут быть разделены на 4 группы (Предприятие, Персонал, Маркетинг, НИОКР).

На следующем этапе эксперты устанавливали причинно-следственные связи между факторами, с указанием для каждой связи ее характера (т.е. является она усиливающей или ослабляющей). Результатом данного этапа явилась когнитивная карта инновационного механизма предприятия [2], которая отражала его причинно-следственную структуру без учета интенсивности взаимовлияний.

Наконец, на третьем этапе экспертам предлагалось оценить силу каждого влияния. Суждения экспертов, выносимые ими в вербальной форме, были формализованы с помощью 10-бальной шкалы.

На основе предложенной модели были проведены исследования инновационных процессов на предприятиях ПАО «Агрегатный завод» и ООО «Термотрон-Завод», что позволило оценить влияние отдельных факторов на эффективность инновационной деятельности этих предприятий и дать соответствующие рекомендации.