Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,252

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ СОЦИАЛЬНЫМ КЛАСТЕРОМ В СИСТЕМЕ ANY LOGIC

Дровянников В.И. 1 Хаймович И.Н. 1
1 ОУ ВО «Международный институт рынка»
Работа выполнена при финансовой поддержке РГНФ (грант № 15-12-63002). Описаны проблемы и подходы к разработке моделей и механизмов организационно-экономического управления социальным кластером в системе Any Logic, направленных на поиск оптимальных решений по повышению конкурентоспособности кластера и региона в целом. Показано, что для управления социальным кластером необходимо создавать в пакетах имитационного моделирования две связанные модели: агенто-ориентированную и системной динамики, основанные на передаче интегрированного показателя конкурентоспособности региона из одной модели в другую. Рассматриваются условные обозначения, применяемые в моделях, а также регрессионные математические модели, составляющие основу агенто-ориентированного имитационного моделирования. В статье приводятся блок-схема и структура программного агента в системе моделирования. При разработке рекомендаций использования моделей приводится подробный анализ результатов моделирования и его практическая значимость для оценки управления социальным кластером региона. Предложенный модельный аппарат управления конкурентным развитием социального кластера региона обеспечивает учет факторов, влияющих на его развитие, и позволяет на основе моделирования различных экономических ситуаций анализировать состояние социального кластера и оптимизировать поведение его субъектов.
социальный кластер
конкурентоспособность
агенто-ориентированное моделирование
организационно-экономическое управление
инвестиционная политика
системная динамика
1. Бахтизин А.Р. Агент-ориентированные модели экономики. – М.; ЗАО Изд-во «Экономика». 2008. – 279 с.
2. Дровянников В.И. Мультиагентный подход к исследованию системы подготовки профессиональных кадров // Экономические науки. – 2010. – № 11(72). – С. 274–277.
3. Дровянников В.И. Разработка методологии и модельного аппарата для синтеза управлением вузом в условиях модернизации экономики // Вестник Самарского государственного экономического университета. – 2010. – № 11(73). – С. 32–36.
4. Дровянников В.И., Хаймович И.Н. Концепция организационно-экономического управления кластерным развитием социальной сферы // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5. – С. 334.
5. Дровянников В.И., Хаймович И.Н. Моделирование конкурентного взаимодействия вузов на рынке образовательных услуг // Вестник Самарского государственного экономического университета. – 2010. – № 1. – С. 22–26.
6. Жук М.А. Информационное пространство мезоуровня, как обеспечивающая среда формирования региональной промышленной политики // Вестник экономической интеграции. – М., 2009. – № 7. – С. 62–71.
7. Кукольникова Е.А. Модель управления конкурентоспособностью функционального промышленного кластера // Актуальные проблемы экономики и права. – 2013. – № 1(25). – С. 195–201.
8. Кукольникова Е.А., Рамзаев В.М., Хаймович И.Н. Согласование внутренних интересов в процессе производственного развития региональных промышленных кластеров на основе информационного управления // Вестник Самарского государственного экономического университета. – Самара, 2014. – № 12(122). – С. 32–40.
9. Маркова О.В. Стратегическое управление инновационным развитием Самарской области на основе интеграционных образований // Вестник Самарского государственного экономического университета. – 2014. – № 12(122). – С. 50–54.
10. Марков В.Л., Бахтизин А.Р. Социальное моделирование – новый компьютерный прорыв (агент-ориентированные модели). – М.: Экономика. 2013. – 295 с.
11. Рамзаев В.М. Некоммерческие организации: экономика, предпринимательство, партнерство. – Самара: Изд-во СНЦ РАН. 2006. – 400 с.
12. Рамзаев В.М., Кукольникова Е.А. Управление пространственной организацией и динамикой развития сложных социально-экономических систем территорий // Проблемы современной экономики. – 2013. – № 4(48) – C. 48–52.
13. Рамзаев В.М., Хаймович И.Н., Чумак П.В. Управление инвестиционными проектами при проведении энергомодернизаций предприятий в регионе // Экономические науки. – 2013. – № 4(11). – С. 109–113.
14. Саяпина К.В. Формирование инновационных кластеров как инструмент эффективного экономического управления // Эффективное антикризисное управление. – 2013. – № 6(81). – С. 88–95.

Имитационное моделирование реализуется посредством набора математических инструментальных средств, специальных компьютерных программ и приемов, позволяющих с помощью компьютера провести целенаправленное моделирование в режиме «имитации» структуры и функций сложного процесса, а также оптимизацию некоторых его параметров. Набор программных средств и приемов моделирования определяет специфику системы моделирования и возможность ее использования для моделирования процессов в социальном кластере.

Важно, чтобы при запуске в компьютере взаимодействующих вычислительных процессов, которые являются по своим временным параметрам – с точностью до масштабов времени и пространства – аналогами исследуемых процессов, была получена адекватная картина поведения исследуемой системы. Надо учитывать, что при исследовании социальных систем целесообразно анализировать поведение данных систем через поведение их субъектов на основе мультиагентного подхода с учетом роли отдельных активных агентов и их влияния на процессы протекания в системе [2, 3, 4, 5]. В этой связи практический интерес представляет имитационное моделирование в среде Any Logic [1, 6].

Постановка проблемы

При инициализации модели предложено распределить субъекты социального кластера на 4 группы (подкластеры). Критерием этого распределения послужил найденный экспертным путем уровень конкурентоспособности субъекта кластера, который имеет интегральный характер и учитывает потенциал экономического агента, в том числе за счет инвестиций и других преференций [7, 12].

Выделено четыре группы (подкластера) экономических агентов кластера: «сильные», которые инновационно ориентированы и активно развиваются; «средние», экономическое положение которых неустойчиво и требует результативного управления и внешней поддержки; «слабые», которые находятся в условиях стагнации и не имеют перспектив развития без проведения специальных мер; «ликвидированные», которые прекратили свою деятельность или влились в состав других субъектов кластера.

Модель функционирования кластера в экономическом пространстве региона имитирует взаимодействие субъектов кластера внутри группы и между группами, а также влияние на состав групп программ инновационного и кластерного развития, финансовых инвестиций и других внешних воздействий.

При этом исследуются процессы перемещения экономических агентов из одной группы в другую и вырабатываются рекомендации по управлению этими процессами с учетом целей развития кластера и социальной системы региона – увеличения их инновационного потенциала и конкурентоспособности [9, 14].

Решение с использованием агенто-ориентированного моделирования

На следующем этапе формирования модельного аппарата была разработана агенто-ориентированная модель управления кластером, которая имитирует ситуацию, когда в экономике проявляются кризисные явления [8, 10, 13]. Модель реализована в среде имитационного моделирования AnyLogic и позволяет интегрировать средства нескольких областей имитационного моделирования и получить адекватную динамическую картину взаимодействия субъектов социальной сферы региона или муниципального образования.

Модель описывает поведение субъектов кластера, когда в условиях наличия кризиса в экономике региона осуществляется их ресурсно-целевая поддержка путем финансовых инвестиций в развитие экономического агента, а также других преференций, повышающих уровень или потенциал его конкурентоспособности. Эта величина является одной из входных параметров (S2). Кроме него в качестве переменных входных параметров выбраны: степень устойчивости экономического агента к кризисным явлениям (S1), интегральный показатель выраженности кризисных явлений (S3), степень инерционности развития экономического агента (S4), а также предельная степень стагнации экономического агента (S5), после достижения которой происходит его ликвидация или реорганизация. Эти показатели приведем к нормализованному виду, который варьируется в заданных интервалах. Значение показателя определяет поведение агентов, которые могут менять свой статус, переходя из группы «сильных» агентов в «средние», и наоборот.

Структура агенто-ориентированной модели управления развитием социального кластера показана на рис. 1.

Значение параметра конкурентоспособности поступает в начальные данные из модели системной динамики как оценка конкурентоспособности. Модель системной динамики имеет вид, показанный на рис. 2. При исследовании в социальном кластере были выделены три подкластера – системы образования, здравоохранения и культуры.

В модели системной динамики были использованы следующие условные обозначения по системе образования (табл. 1). Аналогично определяются условные обозначения по системам здравоохранения и культуры.

pic_152.wmf

Рис. 1. Структура агенто-ориентированной модели управления развитием социального кластера

Таблица 1

Условные обозначения

Переменные

Значения

Переменные по образованию в Самарской области (MO)

Sostoyanie_sistemy_obraz

Суммарное значение состояния системы образования

Sredstva_v_obrazovanie

Уровень инвестиций в образование

Kol_obr_uchr_na_balance

Количество образовательных учреждений

Ost_stoim_osn_fondov_obr

Остаточная стоимость основных фондов образовательных учреждений на конец исследуемого периода

Sred_stoimost_osn_fondov_obr

Средняя стоимость основных фондов образовательных учреждений

Sred_chisl_person_obr

Среднесписочная численность работающего персонала в образовательных учреждениях

Konkurentosposobnost

Интегрированный показатель конкурентоспособности МО

Removing_KS

Расчет перераспределения состояний в элементах конкурентоспособности

pic_153.tif

Рис. 2. Модель системной динамики для расчета параметра конкурентоспособности

Формулы

Общая оценка состояния исследуемых систем в муниципальном образовании (МО) проводилась по параметру конкурентоспособности (KS):

dvoraynnik01.wmf (1)

где SoS – состояние системы образования в МО; SzS – состояние системы здравоохранения в МО; SkS – состояние системы культуры в МО.

Состояние системы образования рассчитывается по формуле

dvoraynnik02.wmf (2)

где dvoraynnik03.wmf – вовлеченность МО в реализацию приоритетных национальных проектов в сфере образования; dvoraynnik04.wmf – качественный показатель, определяемый экспертным путем на основании оценочной шкалы; j – индекс вида образовательных учреждений (дошкольные образовательные учреждения, общеобразовательные, средне-специальные, вузы и т.п.); h – количество видов образовательных учреждений; dvoraynnik05.wmf – количество образовательных учреждений j-го вида в МО; dvoraynnik06.wmf – количество образовательных учреждений j-го вида в области; dvoraynnik07.wmf – остаточная стоимость основных фондов j-го вида образовательных учреждений МО на конец исследуемого периода; dvoraynnik08.wmf – балансовая стоимость основных фондов j-го вида образовательных учреждений МО на конец исследуемого периода; dvoraynnik09.wmf – стоимость новых основных фондов, введенных в эксплуатацию в j-м виде образовательных учреждений в исследуемом периоде; dvoraynnik10.wmf – средняя стоимость основных фондов образовательных учреждений j-го вида в исследуемом периоде; dvoraynnik11.wmf – требуемая балансовая стоимость основных фондов j-го вида образовательных учреждений МО (как показатель необходимой оснащенности образовательных учреждений основными фондами); dvoraynnik12.wmf – среднесписочная численность работающего персонала в j-го вида образовательных учреждениях МО; dvoraynnik13.wmf – требуемая численность персонала для работы в j-м виде образовательных учреждений МО; dvoraynnik14.wmf – квалификация работающего персонала j-го вида образовательных учреждений МО; dvoraynnik15.wmf – требуемая квалификация персонала для работы в j-м виде образовательных учреждений МО; dvoraynnik16.wmf – количество мест, предоставляемых j-м видом образовательных учреждений; dvoraynnik17.wmf – требуемое количество мест в j-м виде образовательных учреждений для удовлетворения потребности населения МО; dvoraynnik18.wmf – средства бюджетов всех уровней, выделяемые на финансирование j-го вида образовательных учреждений МО; RBmo – расходы бюджета МО; dvoraynnik19.wmf – уровень качества услуг, предоставляемых j-го вида образовательными учреждениями МО; dvoraynnik20.wmf – качественный показатель, определяемый экспертным путем на основании оценочной шкалы.

Аналогично определяются состояния систем здравоохранения и культуры.

Блок-схема

Расчет в модели системной динамики осуществляется по следующему алгоритму. Распределяем ограниченный инвестиционный ресурс [11]. Механизм распределения в модели следующий: сначала инвестиции поступают в образование, затем идет расчет состояния системы образования по формуле (2), потом часть инвестиций идет в здравоохранение, расчет состояния системы здравоохранения, затем оставшаяся часть инвестиций поступает в систему культуры, расчет состояния системы культуры. Перераспределение ресурсов между элементами происходит по связям в модели системной динамики (рис. 2). В итоге находим параметр конкурентоспособности для агенто-ориентированной модели управления социальным кластером с учетом инновационного развития региона или МО.

Моделирование агента

Моделирование агента в диаграмме состояний осуществляется по алгоритму, указанному на рис. 3.

pic_154.tif

Рис. 3. Модель агента в агенто-ориентированном имитационном моделировании

Результаты экспериментов

Переходим к рассмотрению результатов эксперимента сначала в модели системной динамики, затем в агенто-ориентированной модели управления социальным кластером. После расчетов по модели системной динамики получаем следующий график распределения состояний элементов социального кластера (рис. 4).

В модели системной динамики показано, что с нарастанием условного времени T наибольшая конкурентоспособность социального кластера (около 1) достигается при состоянии системы образования S = 0,6; при состоянии системы здравоохранения и культуры около 0,5. Расчеты по модели в режиме виртуального времени позволяют исследовать различные экономические ситуации, в частности выполнить факторный анализ поведения агентов в кризисных экономических условиях.

Динамика распределения агентов по группам в зависимости от изменения параметров представлена на рис. 5. На нем выделены три варианта изменения состояния социального кластера в период кризисных явлений в экономике, которые показывают влияние на его устойчивость и развитие инвестиций и других ресурсов. Недостаток инвестиций (вариант 1) сокращает количество успешных субъектов кластера и увеличивает число банкротств. Варианты 2 и 3 свидетельствуют, что в период уменьшения кризисных явлений инвестиции в развитие социального кластера, обеспечивающие рост конкурентоспособности субъектов кластера, приводят к положительной динамике развития даже при сравнительно небольшой степени устойчивости экономического агента.

pic_155.tif

Рис. 4. График состояний элементов социального кластера: светло-зеленая линия – состояние системы образования, желтая линия – состояние системы здравоохранения, красная линия – состояние системы культуры, темно-зеленая линия – уровень конкурентоспособности региона

pic_156.tif pic_157.tif

Вариант 1 Вариант 2

pic_158.tif

Вариант 3

Рис. 5. Динамика распределения ЭА по подкластерам социальной системы: N – количество ЭА, Т – период времени (усл. ед.); темно-зеленая линия – сильные; желтая линия – средние; Красная линия – слабые; светло-зеленая линия – ликвидированные

Таким образом, разработанная агенто-ориентированная имитационная модель позволяет выполнить анализ поведения субъектов кластера в различных экономических ситуациях и определить условия роста числа конкурентоспособных субъектов социального кластера. Исследования кластерных отношений с помощью этой модели обеспечивают выработку научных рекомендаций по управлению социальной сферой региона.

Рецензенты:

Рамзаев В.М., д.э.н., профессор, проректор по научной работе и экономическому развитию, ЧОУ ВО «Международный институт рынка», г. Самара;

Макаров А.А., д.т.н., профессор кафедры информационных систем и компьютерных технологий, ЧОУ ВО «Международный институт рынка», г. Самара.


Библиографическая ссылка

Дровянников В.И., Хаймович И.Н. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ СОЦИАЛЬНЫМ КЛАСТЕРОМ В СИСТЕМЕ ANY LOGIC // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 8-2. – С. 361-366;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38902 (дата обращения: 16.12.2017).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252