Когнитивное усиление системы принятия и поддержки решений

Введение

Исследуемое когнитивное усиление системы принятия и поддержки решений заключается в разработке интеллектуальных систем поддержки решений, которые могут работать с большими данными, генерируемыми промышленной системой предприятия, множеством факторов внешней и внутренней среды на основе интеграции фреймового представления о будущих возможных угрозах возникновения проблемных ситуаций и путях их разрешения.

Порядок проведения настоящего исследования включает следующие этапы:

¾ Определение обстоятельств применения методов исследования и их обоснование.

¾ Исследование превалирующих факторов развития предприятия и построение когнитивной карты.

¾ Описание параметров основных факторов когнитивной карты ПАО «Акрон». Проведение анализа фреймового представления потоков.

¾ Формирование матрицы рисков и угроз с целью выявления превалирующих проблемных ситуаций.

¾ Апробация. Определение лингвистических параметров для совместного когнитивного картирования, базисных факторов, фреймов потоков, определение и ранжирование вектора целей, формирование матрицы результатов анализа целей.

¾ Подведение итогов.

1. Определение обстоятельств применения методов исследования и их обоснование

Методология исследования включает методы экономического анализа, экономико-математического моделирования, семантического анализа, логических рассуждений, статистического анализа данных, теории систем и системного анализа, теории менеджмента, теории ситуационного и адаптивного управления. В методологию исследования включены также современные подходы логико-семантического анализа, совместного когнитивного картирования, теории адаптивного управления промышленными предприятиями для когнитивного усиления процедуры поддержки управленческих решений в операционной, инвестиционной и финансовой деятельности.

В работе Шаталовой О.М. указано, что комплексный охват «множества факторов эффективности инновационных процессов на основе интеграции детерминированных, стохастических, ментальных знаний о системе с использованием интеллектуальных методов обработки данных и построении на этой основе адекватных моделей, обеспечивающих поддержку (когнитивное усиление) принятия управленческих решений по критерию эффективности» [1] (Shatalova, 2020).

Локализуемые спорадические детерминантные эффекты в системе управления предприятием состоят в повышении качества принятия управленческих решений, а также приносят экономию не только бюджетных средств предприятия, но и его человеческих ресурсов, однако данные эффекты имеют прямой и косвенный характер, приносящий ценность и полезность в ближайшем и отдаленном будущем и на разных ярусах управления за счет преодоления искажения информации при принятии решений. Такая постановка задачи требует применения логико-семантического моделирования, когнитивного картирования.

Логико-семантическое моделирование базируется на включенности математического нечетко-множественного моделирования в стратегический, экономический, инвестиционный анализ и служит средством подтверждения «представления объективных свидетельств» [2] о выполнении требований.

Фреймовое представление знаний в контексте исследования – это основанные на положениях теории фреймов [3] (Minski, 1979) и развитые в научных трудах Б.Л. Кукора [4] (Klimenkov, Kukor, Pytkin, 2010) структуры единицы знаний, формируемые для антиципации и разрешения проблемных ситуаций для построения логико-лингвистической модели в виде сетевого графа.

Основная цель когнитивного картирования состоит в определении превалирующих факторов развития предприятия – рисков и угроз возникновения проблемных ситуаций среди прочих рисков; иными словами, выделяются базисные факторы, влияющие на деятельность предприятия по различным направлениям, а также устанавливаются их взаимовлияния, которые могут приводить к расхождениям между потребностями и возможностями предприятия, что впоследствии приводит к рискам и угрозам возникновения проблемных ситуаций и снижению потенциала развития компании. Кроме того, следствием выделения наиболее опасных проблемных ситуаций является формирование долгосрочной стратегии, долгосрочного планирования деятельности предприятия, что позволяет диверсифицировать и антиципировать возможные риски и угрозы, обеспечивая тем самым в перспективе достижение планового уровня ресурсного потенциала и потенциала развития предприятия.

Апробация применения данных методов в информационной системе предприятия обусловлена необходимостью распознавания признаков информации о материальных и нематериальных факторах деятельности современного предприятия, формализации речемыслительной деятельности лиц, принимающих решения, в целях проработки альтернативных сетевых графиков разрешения проблемных ситуаций. При этом важным обстоятельством для реализации результата данного исследования является уровень зрелости промышленной системы предприятия и глубина его финансовой системы, которая служит одним из каналов формирования данных, одновременно являясь и источником, и результатом управленческих решений.

2. Анализ превалирующих факторов развития предприятия и построение когнитивной карты

Первым этапом когнитивного картирования является выделение управляющих факторов по причинно-следственным отношениям, очень важно также отметить, что данные факторы могут быть как внешние, так и внутренние.

Когнитивная карта будет составляться для ПАО «Акрон» ­– ведущий российский производитель сложных удобрений, большинство выручки получает в валюте, активно экспортирует свою продукцию по всему миру.

При выделении внешних и внутренних факторов целесообразно принять по внимание следующие аспекты деятельности компании:

1. Особенности производства (условия и обстоятельства):

¾ производство происходит путем переработки сырья (нефтехимических производных продуктов) в минеральные удобрения на основе химической обработки;

¾ высокая доля трат на сырье и энергию в себестоимости производства;

¾ раздельное калькулирование производственной себестоимости готовой продукции, реализуемой на экспорт и внутренний рынок, не представляется возможным, так как ведется единый технологический процесс;

¾ территориально обособленные производства располагаются в Новгородской области – непосредственно поблизости источников сырья;

¾ наличие складов и складских хабов в центральной России для удобства транспортировки и распределения готовой продукции на внутреннюю и внешнюю реализацию.

2. Особенности реализации:

¾ рынки сбыта подвержены сезонным колебаниям спроса из-за основного применения продукции ПАО «Акрон» в агропромышленности;

¾ ценообразование также подвержено колебаниям из-за меняющейся конъюнктуры на рынке удобрений, несмотря на контрактный характер цен на продукцию;

¾ высокий дисбаланс спроса на мировых рынках – более 50% мирового потребления минеральных удобрений приходится на Юго-Восточную Азию.

С учетом вышеизложенных особенностей деятельности компании сформируем основные факторы при соотнесении их по типу «причина – следствие» и сформируем когнитивную карту деятельности предприятия (рис. 1).

Рисунок 1. Когнитивная карта деятельности ПАО «Акрон»

Источник: составлено авторами.

В процессе совместного когнитивного картирования [5–7] (Bolotova, 2020; Karlik, Platonov, Krechko, 2018; Yagolnitser, Kolobova, 2018)) для составления когнитивной карты определяется направление влияния одного фактора на другой – управляющие воздействия (потоки), имеющие свои определенные направления целей и управленческие решения. Нарушение данных потоков имеет свою особенную природу происхождения – это нарушение соотношений «потребности – возможности», что, в свою очередь, и приводит к рискам и угрозам возникновения проблемных ситуаций [8, 9, 5] (Vinogradov, Kurshev, 2020; Pospelov, 1986; Bolotova, 2020). Более глубокое исследование соотношений «потребности – возможности» каждого фактора позволяет выявить и антиципировать возможный дефицит или, напротив, потенциал потока ресурсов между факторами [10, 11] (Bergman, Dyukov, Platonov, 2015; Andreeva, 2020), т.е. важно понимать, что между факторами происходит взаимодействие в виде взаимовлияний параметров, характеризующих один факторы, на параметры других факторов.

Риск угрозы возникновения проблемной ситуации выявляется на основе логико-лингвистического и экономико-математического анализа эмпирической и теоретического карты (фрагмента дискретно-ситуационной сети) с учетом аналитики эмпирического состояния того или иного фактора [12, 13] (Yakovleva, Kozlovskaya, Gadzhiev, Sharich, Yakovleva, 2019) – анализ соответствия его потребностей возможностям, в случае если два данных индикатора не совпадают по ресурсным потокам, то и возникает проблемная ситуация.

В таблице 1 представлены параметры в виде потребностей и возможностей по основным факторам когнитивной карты ПАО «Акрон».

Таблица 1

Параметры основных факторов когнитивной карты ПАО «Акрон» и анализа фреймового представления потоков

На основе выделенных потребностей и возможностей составляется матрица рисков и угроз [14] (Yakovleva, Platonov, Karlik, Sharich, Yakovleva, 2019) с целью выявления превалирующих проблемных ситуаций (табл. 2).

Таблица 2

Матрица рисков ПАО «Акрон»

Впоследствии составляется карта рисков (матрица рисков), на которой видны превалирующие риски (рис. 2).

Рисунок 2. Карта рисков ПАО «Акрон»

Источник: составлено авторами.

Как видно из рисунка, превалирующими рисками для ПАО «Акрон» являются: инфляционные риски, чрезмерный налоговый контроль, высокие транзакционные издержки.

Следующим этапом совместного когнитивного картирования является выделение и описание взаимодействий базисных факторов, с этой целью применяется параметр «тенденция», который имеет характер нечеткой логики определения ее степени, в соответствии с которой придается этому параметру и числовое значение, находящееся в интервале от -1 до +1 (табл. 3).

Таблица 3

Параметры лингвистических значений

При помощи лингвистических параметров (табл. 2) возможно нивелировать возможные проблемные ситуации и сформировать долгосрочную стратегию развития предприятия и осуществить процесс планирования [16–18] (Moseyko, Korobov, Tarasov, 2015; Emelyanova, Fralenko, 2018; Sosnovskaya, 2018)).

С этой целью, согласно теории адаптивного управления Б.Л. Кукора, составляются фреймы [4] (Klimenkov, Kukor, Pytkin, 2010), которые в дальнейшем используются в системе планирования для разрешения стратегических проблемных ситуаций. Ниже приведем несколько примеров фреймов для ПАО «Акрон» (табл. 4, 5, 6, 7), формализованных на основе когнитивной карты:

Таблица 4

Фрейм потока из «Ресурсный потенциал» в «Финансовые результаты»

Далее определим в таблице 5 фрейм потока из «Валютные риски» в «Финансовые результаты» на основе когнитивной карты по рисунку 1.

Таблица 5

Фрейм потока из «Валютные риски» в «Финансовые результаты»

Далее определим в таблице 6 фрейм потока из «Налоговая политика» в «Финансовые результаты» на основе когнитивной карты по рисунку 1.

Таблица 6

Фрейм потока из «Налоговая политика» в «Финансовые результаты»

Далее определим в таблице 7 фрейм потока из «Потенциал развития» в «Финансовые результаты» на основе на основе когнитивной карты по рисунку 1:

Таблица 7

Фрейм потока из «Потенциал развития» в «Финансовые результаты»

После формализации фреймов для системы поддержки решений и процесса планирования необходимо выделить базисные факторы, которые оказывают влияние на результативность предприятия (табл. 8).

Таблица 8

Базисные факторы когнитивной карты и управляющие векторы

Следующим шагом по методу когнитивного картирования является представление целевого состояния предприятия – в таблице 10 детализированно визуализируем развитие предприятия согласно его вектору целей.

Для этого необходимо каждому базисному фактору дать оценку динамики значения рангов с целью достижения стратегических целей предприятия (табл. 9), благодаря данным рангам, лица, приминающие решения (ЛПР), могут более обоснованно или взвешенно делать какие-либо выводы по целям развития компании [20] (Yagolnitser, Kolobova, 2018).

Таблица 8

Ранжирование вектора целей

После составления и ранжирования вектора целей необходимо в виде матрицы транзитивного замыкания проверить полученные результаты анализа целей на непротиворечие друг другу [21] (Bergman, Knutas, Jantunen, Tarkiainen, Luukka Karlik, Platonov, 2016).

Таблица 9

Матрица результатов анализа целей

Незаполненные графы свидетельствуют о том, что межфакторная связь отсутствует, соответственно, графы с кружочками говорят о согласованности факторов, что рассмотрено в таблице 9.

Заключение

Уточнение архитектуры системы показателей материальных и нематериальных факторов на основе когнитивного картирования и фреймового представления знаний в условиях информационного общества обеспечивает финансовую устойчивость и стабильность системы управления предприятия в целом. Особенно важным в этом отношении является упорядоченный механизм для разработки требований к архитектуре указанной системы показателей, учитывающий широкий круг факторов, выражаемых количественно и качественно. Методической основой для этого служат средства когнитивного подхода в управлении и экономике – это совместное когнитивное картирование и фреймовое представление знаний о проблемной ситуации. Интеграция системы показателей материальных и нематериальных факторов в систему управления предприятием и процесс стратегического планирования возможны в следующем порядке:

¾ Определение условий, ограничений и обстоятельств применения методов исследования и для обоснования их применения с учетом уровня зрелости промышленной системы и готовности управляющей структуры.

¾ Исследование превалирующих факторов развития предприятия, отраслевого рынка для построения когнитивной карты.

¾ Формализация параметров основных факторов когнитивной карты.

¾ Проведение анализа фреймового представления потоков по когнитивной карте.

¾ Формирование матрицы рисков и угроз с целью выявления превалирующих проблемных ситуаций.

¾ Определение параметров лингвистических параметров для совместного когнитивного картирования, включая базисные факторы, тенденции, и их оценка, определение и ранжирование вектора целей, формирование матрицы результатов анализа целей.

¾ Подведение итогов посредством визуализации для последующего учета и дальнейшей корректировки в процессе планирования и в системе поддержки решений.

Таким образом, научным результатом является представленный порядок когнитивного усиления системы принятия решений на основе внедрения архитектуры системы показателей материальных и нематериальных факторов методом когнитивного картирования и фреймового представления знаний. На основе применения метода совместного когнитивного картирования и эмпирической модели систематизации финансовых показателей материальных и нематериальных факторов инновационного потенциала организации построена когнитивная карта деятельности вертикально интегрированной холдинговой структуры реального сектора экономики. Практическим результатом является апробация механизма когнитивного усиления для ПАО «Акрон».