Когнитивные модели

Проблемы исследования сложных технико-экономических, социальных, политических и т.п. обусловлены рядом особенностей, присущих указанным областям:

· взаимосвязанностью происходящих в них процессов (технико-экономических, социальных, политических и т.п.) и их многоаспектностью; в силу этого невозможно вычленение и детальное исследование отдельных явлений (например, только экономических или только социальных) – все происходящие внутри экономической (политической и т.п.) системы явления должны рассматриваться и исследоваться в совокупности;

· отсутствием достаточной количественной информации о динамике происходящих в моделируемой системе процессов, что вынуждает использовать наряду с количественной и качественную информацию при описании таких процессов;

· нестационарностью самих процессов, причем характер изменения тех или иных характеристик процессов зачастую неизвестен, что затрудняет построение их количественных моделей.

Такие системы называются слабоструктурированными (слабоформализованными). В них невозможен традиционный математический (экономический, социометрический и т.п.) подход к анализу процессов для выработки комплексных (т.е. затрагивающих различные аспекты исследуемой системы) решений. Для моделирования сложных плохоформализуемых систем (например, социальных, технико-экономических, региональных и т.п.) используется когнитивный подход, который основывается на когнитивных аспектах. Эти аспекты включают в себя процессы восприятия, мышления, познания, объяснения и понимания. Схематическое, упрощенное описание картины мира, относящееся к проблемной ситуации, изображают в виде когнитивной карты.

С позиций когнитивного подхода процесс моделирования можно представить в виде схемы – рис.8.2.

Рис. 8.2 Процесс моделирования

Когнитивный анализ предусматривает последовательную причинно-следственную структуризацию информации о происходящих в исследуемой системе процессах. Выделяют следующие этапы описания системы:

a. всякое событие, произошедшее в системе, вызывается определенными причинами (предпосылками), появление которых связано с движением материальных потоков (товары, деньги, ресурсы и т.п.) и нематериальных потоков (информационные взаимодействия). Движение каждого потока может быть описано в самом общем виде соответствующими цепочками причинно-следственных отношений, составляющих знания аналитика или его предположения о действующих в данной системе закономерностях.

b. каждый из выделенных потоков описывается соответствующей совокупностью факторов. Объединение всех этих совокупностей составляет множество факторов, в терминах которых описываются процессы в системе;

c. определяются взаимосвязи между факторами путем рассмотрения причинно-следственных цепочек, описывающих движение каждого потока. Считается, что факторы, входящие в первую часть «если...» цепочки «если - то.,..», влияют на факторы её второй части «то...», причем это влияние может быть либо усиливающим (положительным) либо тормозящим (отрицательным), либо переменного знака в зависимости от возможных дополнительных условий.

Сила воздействия факторов друг на друга описывается с помощью лингвистических переменных типа "значительная", "умеренная", "слабая" и т.п. Можно Сопоставить совокупности таких лингвистических переменных некоторую числовую шкалу так, что каждой переменной будет соответствовать некоторое число в этой шкале. В качестве такой шкалы можно выбрать интервал [0.1].

· Взаимовлияния факторов отображаются с помощью когнитивной карты, являющейся, моделью исследуемой системы в виде взвешенного орграфа Каждая вершина графа соответствует одному фактору или элементу картины мира. Дуги, связывающие вершины, соответствуют причинно-следственной связи между вершинами, связи могут быть положительными и отрицательными.

· Метод когнитивного моделирования относится методам мягкого моделирования(soft simulation). Ближайшими аналогами данного метода являются имитационное моделирование, метод системной динамики. Преимущество данного метода состоит в том, что метод может оперировать не только точными количественными значениями и формулами, но качественными значениями и оценками. Но также данный момент является и недостатком, т.к. результаты получаются качественные.

Когнитивное моделирование является "нулевым уровнем" моделирования. Когнитивное моделирование помогает быстро получить первичные результаты, более подробно разобраться в моделируемой системе, выявить закономерности и потом перейти к более точным моделям (если такое представляется возможным и необходимым). Поэтому наиболее разумным будет применение когнитивного моделирования на верхнем уровне принятия решения при анализе сложных социально-экономических, политических, технических, техноэкономических систем.

В России данный метод применятся в МПС (2002 году в ИПУ РАН была построена модель железнодорожного транспорта), а также в администрациях некоторых областей. За границей данный метод применятся в ряде консалтинговых организациях.

Разработаны инструментальные средства ДК "Ситуация" и "КАНВА" (ИПУ РАН). "Ситуация" – закрытая система, ни какой информации по ней практически нет. КАНВА – простая система, реализующая только базовые методы.