Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Менеджмент arrow Моделирование систем и процессов

Методология когнитивного моделирования сложных систем

Применение когнитивного подхода к исследованию сложных систем, понимаемого в данном случае в контексте непрерывного "взаимодействия" результатов познания субъектом сложного объекта и самого объекта, важно рассматривать по крайней мере с трех позиций: с позиций "полезности" ("вреда") последствий принимаемых решений для объекта, с теоретических позиций получения новых знаний и с позиций "полезности" этих знаний для самого субъекта. В нервом случае особо важно понимать "риск человеческого фактора". Учитывая слабоструктурированность проблем больших систем, сложность "правильного" сбора и обработки информации о них, "правильность" поставленной цели исследования (объяснения механизма явлений прогнозирования, управления, генерирования управленческих решений, их оценки, принятия решений и др.), следует задуматься о необходимости иметь удобный инструмент для исследования и поддержки принятия решений.

К настоящему времени разработано много инструментальных средств поддержки принятия решений. Но при этом не уделяется особого внимания вопросу, как учитывать сам процесс познания в ходе исследования и накопления знаний, не формализована обратная связь между результатами познания субъектом объекта. Тем самым усложняется проблема понимания процесса познания сложного объекта и "управления" этим процессом в целях разработки адекватной когнитивной модели. Исходя из вышесказанного, разрабатывается методология когнитивного моделирования, которая является продуктом обобщения и использования достижений теории систем и системного анализа, исследования операций, статистики, математического программирования, теории управления, теории принятия решений, интеллектуальных систем и др. В настоящее время одна теория, один метод (или даже группа методов) не позволяют рассмотреть все аспекты проблем большой системы, чаще рассматривается та сторона явлений, на которую направлено внимание исследователя или которую определил социальный заказ. Необходима композиция методов.

Систематизирующей базой для разрабатываемой методологии когнитивного моделирования является "метанабор описания объекта (системы)", которую можно использовать как "задание" на исследование элементов и взаимосвязей элементов метанабора, т.е. как "метамодель исследования", в которую должен быть введен "наблюдатель" М„ для учета факта влияния исследователя (наблюдателя) как на систему, так и на результаты ее исследования.

М = {М0(У, V, />), ад, Мов Мо(0), Мш> Ммв М,;, Л, Мп). (6.54)

В модели М: М() ( У, £/, Р) — идентифицирующая модель системы (модель объекта), в которой вектор У — эндогенные переменные, и — вектор управляемых переменных, Р — вектор ресурсов; МЕ — модель окружающей среды, X — экзогенные величины; М0Е = {М$х, М$у} — модель взаимодействия объекта и среды (М5Х, М5У — модели связи системы со средой на входе и выходе); М$(0) — модель поведения системы, (2 — возмущающие воздействия; М^0 и ММЕ — модели измерения состояния системы и окружающей среды; Ми — модель управляющей системы; Л — правило выбора процессов изменения объекта.

Существенным в этой метамодели является учет не только самой системы, но и ее среды. Введение "наблюдателя" в метамодель позволяет строить методологию исследования и принятия решений с учетом развития процесса познания объекта в сознании исследователя. Это тем более важно, что и в процессе исследования, и в процессе принятия решений необходимо учитывать риск человеческого фактора.

Таким образом, метамодель исследования задает содержание и программу исследования сложных систем. В процессе исследования необходимо разрабатывать взаимосвязанные модели объекта и окружающей его среды, отражающие их взаимодействие (М0, МЕ, М0Е), модель, отражающую динамику процессов (М0), модели определения состояний объекта и среды (Ммо, ММЕ), модель управления объектом (М^), правила преобразования состояний объекта (Л) и, главное, в метамодели должно быть отражено "присутствие наблюдателя" — модель эксперта (Ми).

Модели системы, окружающей среды, их взаимодействия — это когнитивные модели (когнитивные карты); модели поведения системы — это импульсные процессы или сценарии развития ситуаций. Разработка таких моделей входит в процесс когнитивной структуризации знаний эксперта. Разработка метамодели (6.54) фиксирует цели, задачи исследования и принятия решений, позволяя видеть всю картину в целом, нс теряя детали. В зависимости от цели строятся конкретные модели, составляющие метамодель.

Как отмечалось выше, решение слабоструктурированных проблем сложных систем требует междисциплинарного подхода. В данных исследованиях этот подход реализуется посредством когнитивного моделирования, основанного на когнитивном объединении разрозненных сведений в различных областях знаний. В этом основная отличительная особенность таких исследований — объединение в систему как известных, так и вновь разрабатываемых методов и моделей, создаваемых в процессе познания объекта субъектом. "Идеальная" цель — создание инструмента, который реализует это объединение и с помощью которого можно разрабатывать и обосновывать стратегии устойчивого развития сложных систем. Введем определения понятий "когнитивное объединение" и "когнитивное моделирование".

Когнитивное объединение — это процесс, происходящий в сознании исследователя (эксперта), который осуществляется путем непрерывного, циклического процесса принятия решений экспертом (рис. 6.15) по мере изучения объекта исследования, процесса, поддерживаемого специальными инструментальными средствами.

Исследователь, который проводит эксперимент, моделирует, принимает решения и в итоге получает модель как продукт познания, которая формирует сам процесс познания; в результате очередного этапа процесса познания получается (уточняется) новая модель и т.д. Попытки понять и объяснить, почему и как такое объединение происходит, как результаты этого можно практически использовать — видимо, последнее и есть та сфера соприкосновения исследований в области когнитивной науки.

Когнитивная методология это организация познавательной деятельности исследователя, состоящая в определении цели, объекта и предмета исследования, методов и информационных технологий когнитивного моделирования. Это система методов, способов, моделей, информационных технологий когнитивного моделирования, реализующая модель метанабора исследования, логически организующая деятельность исследователя, позволяющая понимать и объяснять механизм явлений и процессов в объекте, разрабатывать возможные сценарии его развития и выбирать лучший в качестве желаемой стратегии развития, обосновывать эффективные решения по управлению объектом и (или) адаптироваться к окружающей среде.

Когнитивная методология для исследования сложных систем, развиваемая в настоящее время, включает методы решения последовательности системных задач: идентификации объекта и окружающей среды в виде когнитивной модели (применение экспертных, статистических и других методов); анализа путей и циклов когнитивной модели (методы теории графов); анализа наблюдаемости, управляемости, устойчивости, чувствительности, адаптируемости (методы теории управления); декомпозиции; анализа различных аспектов сложности, анализа связности (методы теории графов, топологический анализ ^-связности); принятия решений в условиях различного рода неопределенности (методы теории принятия решений), сопутствующей существованию и изучению сложной системы.

Циклический процесс когнитивного моделирования

Рис. 6.15. Циклический процесс когнитивного моделирования

При этом принятие решений происходит как по отношению к самому изучаемому объекту, так и по отношению к процессу исследования. В процессе исследования и последовательного принятия решений экспертом объекты метамодели могут видоизменяться.

Когнитивная методология помогает эксперту ( наблюдателю) структурировать знания и, главное, системно и всесторонне проводить исследования различных аспектов функционирования сложной системы, которые чаще всего остаются вне поля зрения лица, принимающего решения. Последнее может привести к неверным (необдуманным, опасным) решениям, с какой бы целью ни проводились исследования сложной системы. Такое когнитивное моделирование позволяет заметно снизить риск человеческого фактора.

Когнитивное моделирование это инструмент исследователя для решения набора вышеперечисленных системных задач: идентификации объекта, сценарного анализа, анализа путей и циклов когнитивной карты, анализа связности и сложности, анализа устойчивости, прогнозирования, принятия решений, задач реализации, наблюдаемости, управляемости, оптимизации, композиции-декомпозиции, теории катастроф, адаптируемости, самоорганизации. Когнитивное моделирование поддерживается программной системой когнитивного моделирования ПС КМ. Первые четыре задачи являются достаточно традиционными в когнитивном анализе, существуют программные средства для их реализации (например, программные комплексы "Ситуация", "Компас", "КИТ", разработанные в ИПУ РАН). Остальные задачи — это задачи, которые являются предметом теоретических и практических разработок в настоящее время.

Таким образом, технология когнитивного моделирования представляет собой определенную систему постановки и решения вышеобозначенных системных задач, направленных на ту или иную из целей исследования.

На рис. 6.16 представлена схема когнитивного моделирования.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы