LINEBURG


страница 1
(всего 2)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Глава 7

О математическом моделировании инновационного
процесса1

1. Введение
Методы математического моделирования [1] прочно вошли в арсенал познавательных
средств, используемых современной наукой. Сущность этой методологии состоит в замене ис-
ходного объекта его «образом» — математической моделью — и дальнейшем изучении модели с
помощью реализуемых на компьютерах вычислительно-логических алгоритмов. Она соединяет
методы познания, конструирования, проектирования, сочетая в себе многие достоинства как
теории, так и эксперимента. Работа не с самим объектом (явлением, процессом), а с его моделью
дает возможность безболезненно, относительно быстро и без существенных затрат исследовать
его основные свойства и поведение в любых мыслимых ситуациях (преимущества теории). В то
же время вычислительные (компьютерные, симуляционные, имитационные) эксперименты с мо-
делями объектов позволяют, опираясь на мощь современных вычислительных методов и техни-
ческих инструментов информатики, подробно и глубоко изучать объекты в достаточной полно-
те, недоступной чисто теоретическим подходам (преимущество эксперимента). Неудивительно,
что методология математического моделирования интенсивно развивается, охватывая все новые
сферы, в том числе и в познании разнообразных социально-экономических, политических и да-
же социокультурных процессов с целью совершенствования общественной практики.
Любые действия в этой области (как и всюду) должны опираться на определенные инфор-
мационные ресурсы. Однако информация как таковая зачастую мало что дает для анализа и про-
гноза, для принятие решений и контроля за их исполнением. Нужны надежные способы перера-
ботки информационного «сырья» в готовый «продукт», т.е. точное знание. Методы математиче-
ского моделирования и обеспечивают выполнение этой задачи.
Их значение для анализа социальных процессов и систем особенно существенно еще и по-
тому, что прямой натурный эксперимент над ними долог, дорог, часто попросту невозможен как
ввиду масштабности объекта так и потому, что он существует «в единственном экземпляре». А
цена ошибок и просчетов в обращении с ними, как известно, бывает недопустимо велика.
Методология построения моделей социальных явлений существенно отличается от мето-
дологии моделирования в естественных науках. В последних, как правило, основу составляет
набор твердо установленных экспериментом и практикой зависимостей (законов), которые, бу-
дучи однажды найденными, всегда остаются справедливыми в границах своей применимости.


1
Авторы главы А.П.Михайлов и В.А.Шведовский.
В социальных науках ситуация намного сложнее. При построении моделей социальных яв-
лений приходится рассматривать целую совокупность разноаспектных проблем общеметодоло-
гического и предметно-содержательного характера, учитывать изначальную неточность задания
всех данных, отсутствие четкого математического описания переменных и параметров, исполь-
зуемых при моделировании, принимать во внимание современный уровень развития прикладной
математики и т.д.
К этому следует добавить, что об осмысленном применении математического моделирова-
ния к явлениям и процессам с участием «человеческого фактора» можно говорить лишь, если
выполнен ряд известных профессиональных требований: четкая формулировка основных поня-
тий и предположений и апостериорная проверка их соответствия полученным результатам, отказ
от соблазна непосредственно приложить готовый математический аппарат к изучению объектов
без хотя бы предварительного изучения их сущности (путь от задач к методу, а не наоборот).
Один из общих подходов к рассмотрению отечественного инновационного процесса состо-
ит в его анализе не как изолированного явления, а как составной части всей эволюционирующей
системы общественного воспроизводства России (СОВ). В ней имеются четыре главных опреде-
ляющих контура: воспроизводства людей и воспроизводства вещей, дополненных контурами
«обмена веществ» между обществом и природой (не очень весомо проявлявшими себя в XIX-ом
веке, но ставшими значимыми в XX-ом веке) и «информационно-когнитивным контуром.
Данный взгляд положен в основу математической модели СОВ современной России и реа-
лизован в информационно-моделирующем комплексе «Макросоциум», краткое описание кото-
рого дается ниже.


2. Краткое описание комплекса «Макросоциум»
Программный комплекс «Макросоциум» [2] содержит две версии однопродуктовой модели
системы общественного воспроизводства.
Версия первая («пилотная») с 16 переменными базируется не только на общепринятых по-
казателях системы расширенного воспроизводства, основными из которых являются националь-
ный доход (или ВВП), производительность труда, основные производственные фонды, показате-
ли индекса цен, денежной массы, товарных запасов, численности работающих и всего населе-
ния, но также использует и ряд новых (и оправдавших себя на практике эксплуатации модели)
величин: показатель воспроизводства населения, показатели заинтересованности работающего
населения в труде, показатель объема портфеля изобретений, поток машиночитаемой информа-
ции в народном хозяйстве, отражающий интенсивность освоения новых технологий, показатель



2
объема парка СВТИ, уровень загрязнения окружающей среды, уровень социальной напряженно-
сти (связи между переменными пилотной модели приведены на рис. 1).
Вторая версия имеет 38 искомых переменных (см. рис. 2 [3] и Таблицу 1, ср. со схемой ин-
теллектуального потенциала страны на стр.) и содержит в частности, дополнительный к первой
усовершенствованный социальный блок. Это позволяет, наряду с экономическими показателя-
ми, прогнозировать изменения в социально-политической сфере. Версия включает также доста-
точно детализированный финансово-экономический блок (8 фазовых переменных, среди кото-
рых государственные расходы, сбережения населения, объем банковского резервирования, госу-
дарственный долг и т.д.).


Таблица 1
Описание переменных 38-переменной версии модели
системы общественного производства
Пере- Словесное описание переменных
менная
Y0 Товарные запасы
Y1 Ценовой коэффициент (изменение цен в зависимости от товарного за-
паса)
Y2 Денежная масса
Y3 Трудоемкость (обратно пропорциональна производительности труда)
Y4 Производственные мощности (основные производственные фонды)
Y5 Чистый продукт (НД или ВНП или ВВП)
Y6 Величина занятого населения (годовой списочный состав или расчет-
ная численность занятого населения в человеко-часах в год)
Y7 Общее число изобретений, предназначенных к внедрению в народное
хозяйство
Y8 Общая численность населения
Y9 Показатель социальной напряженности (функция от разницы между
прожиточным минимумом и уровнем дохода и от загрязнения окру-
жающей среды)
Y10 Степень загрязнения окружающей среды (показатель определяется
стоимостью очистки загрязнений)
Y11 Стоимостная оценка парка СВТИ
Y12 Уровень смертности
Y13 Скорость изменения уровня заинтересованности в трудовой деятель-
ности
Y14 Уровень заинтересованности в трудовой деятельности
Y15 Машиночитаемый информационный поток в народном хозяйстве
Y16 Численность управленцев
Y17 Численность ИТР
Y18 Количество денег на депозитах в банках
Y19 Количество наличных денег у населения
Y20 Государственный расход (деньги распределяемые государством в сво-
3
их интересах)
Y21 Оборотные средства торговли
Y22 Величина государственного долга
Y23 Величина банковских резервов
Y24 Задолженность торговли
Y25 Совокупный кассовый остаток
Y26 Численность рабочих
Y27 Численность работников сельхозпредприятий за исключением фер-
мерских хозяйств
Y28 Численность работников сферы услуг
Y29 Численность научных работников
Y30 Численность безработных
Y31 Численность учащихся
Y32 Численность городских предпринимателей
Y33 Численность фермеров
Y34 Степень распространенности новых технологий (пропорциональна ве-
личине портфеля изобретений)
Y35 Степень социальной дезинтеграции (определяется радиусом транс-
портной и связной компонент коммуникаций)
Y36 Спрос на информационные технологии
Y37 Социально-политическая стабильность

Модель и программа содержит индикаторы, позволяющие давать описание достаточно не-
простых фазовых состояний общества переходного периода, включая построение и анализ сред-
несрочных и долгосрочных прогнозов социально-экономического развития страны. Основные
переменные социального блока модели отвечают следующим социальным показателям:
Социальная справедливость — функция от сопоставления качества жизни социальных
групп между собой и со степенью носимой социальной нагрузки (приносимый доход нормиру-
ется по степени риска его получения);
Социальная интеграция — функция от радиусов коммуникаций (транспортных и комму-
никационных), зависящая от тарифов на перевозки и услуги связи;
Социально-политическая стабильность — функция от степени превышения сторонни-
ков существующего режима власти над противниками;
Социальная напряженность — коррелирующая с уровнем преступности, функция от
разницы между прожиточным минимумом и уровнем дохода, между максимальным и мини-
мальным уровнями дохода, а также от степени загрязнения окружающей среды;
Уровень управляемости экономикой — степень отклонения фактического состояния от
целевой функции, а также ряд других показателей.
Среди содержащихся в модели и ее программных реализациях фазовых переменных мно-
гие имеют прямое или косвенное отношение к описанию инновационного потенциала и модели-
рованию инновационных процессов. К ним относятся, например, основные производственные
4
фонды, национальный доход, численность специалистов на производстве, портфель инноваций
(общее число изобретений и рационализаторских предложений, предназначенных к внедрению),
стоимостная оценка парка СВТИ, величина информационного потока, численность корпуса уче-
ных, численность учащихся (система образования, интеллектуальный потенциал), степень рас-
пространенности новых технологий, спрос на информационные технологии и ряд других. Тем
самым, при соответствующей адаптации и настройке комплекс «Макросоциум» может быть ис-
пользован для моделирования ряда важных аспектов инновационного процесса.
Поясним — версии «Макросоциума» имеют 4 источника оперативной информации: ввод
автономного прогноза для нескольких фазовых переменных, выбор сценария доминирующих
социально-экономических тенденций, выбор шаблона управляющих переменных, ввод разных
массивов начальных статистических данных. Для непредусмотренных стартовых комбинаций
осуществляется полуавтоматическая калибровка (настройка). Обеспечивается оперативный гра-
фический вывод результатов вычислительного эксперимента, позволяющий реализовать много-
мерное восприятие социально-экономических переменных и осуществлять на каждом времен-
ном графике качественный сравнительный анализ с базовой, нормативной или другой моделью.
Самой общей фундаментальной проблемой математического моделирования в инноваци-
онной сфере является создание адекватной модели национальной инновационной системы. Та-
кая модель пока отсутствует и к ее конструированию следует приближаться постепенно. Ниже
приводятся примеры моделирования на комплексе «Макросоциум» ряда сценариев, анализ кото-
рых показывает принципиальную возможность математического моделирования инновационных
процессов и позволяет выяснить некоторые приоритеты национальной инновационной полити-
ки.




5
Рис. 1 Граф связей фазовых переменных в базовой однопродуктовой модели
народного хозяйства
Нумерация вершин графа связи обозначает следующие фазовые переменные:
0 – товарный запас; 1 – ценовой индекс; 2 – денежная масса; 3 – трудоемкость; 4 – основные
производственные фонды; 5 – национальный доход; 6 – занятость трудоспособного населения;
7 – портфель изобретений и рацпредложений (творческая активность); 8 – численность всего
населения; 9 – социальная напряженность; 10 – экологическая переменная; 11 – парк СВТИ;
12 – смертность населения; 13 – заинтересованность населения в трудовой деятельности; 14 –
скорость изменения заинтересованности 13; 15 – годовой объем машиночитаемой информации.




6
24 Познания 25 Управления

1 2 3
Предшествующие Общество Последующие
поколения поколения




4
Существующие поколения
Производство 5 6
(общение) людей Старики Дети
(«царство свободы»)
7 23
Взрослые Образования
8 и воспитания
Жизнь людей


9 10
Базисное Хозяйствования Субъекты Присвоения
общение
субъектов – произ- 11 12
водственные Распределение Обмен
отношения
(аренда и обмен) 13 14 15
Производительные Жизнь вещей Потребительные
силы силы



16 17
=====
Производство Производство Потребление
вещей(«царство ?? ??
необходимости») ?? ??
18?? 19??
Присвоение Выделение
======
предметов отходов жизни
природы общества


20 21
Предметы труда Естественное хранение
Источники энергии и переработка отходов

22
Общие природные условия
жизни общества
Условные обозначения:
— цикл обмена веществ между обществом и природой (I)
— цикл воспроизводства материальной жизни (II)
— цикл воспроизводства поколений людей (III)
— когнитивный цикл (информационный поток) –(IV)
Схема 1 Производство материальной жизни общества- система обществен-

ного воспроизводства (СОВ)

7
Социальная напряженность

1,45


14$
16$
18$
1,35 20$
22$
24$


1,25




1,15


год


1,05
2001 2002 2003 2004 2005



Рис. 3


Коэффициент смертности
чел. на 1000


17,5




14$
17
16$
18$
20$
22$
16,5
24$



16




15,5

год


15
2001 2002 2003 2004 2005



Рис. 4



8
Социально-политическая стабильность

0,355


24$
0,35
22$
20$
18$
0,345
16$
14$

0,34



0,335



0,33
год

0,325
2001 2002 2003 2004 2005



Рис. 5




3. Бесперспективность экспортноориентированной сырьевой экономики
9
Цель эксперимента2 — анализ социально-экономических последствий возможного сниже-
ния или повышения экспортной составляющей доходной части Бюджета РФ, вызванного изме-
нением динамики цен на мировом рынке нефтепродуктов.
Основной задачей в данном случае являлось изучение динамики основных социально-
экономических показателей при различных вариантах реализации доходной части бюджета РФ,
заложенных в «Законе о бюджете РФ на 2002 год» (инерционный и пессимистический сцена-
рии).
В качестве основного фактора, характеризующего положение на мировом рынке нефте-
продуктов, было выбрано среднегодовое значение цены на сырую нефть. Для учета данного
фактора в модели в уравнение для ВНП были внесены поправки, описывающие изменение ВНП
при изменении цен на сырую нефть (согласно заявлению М.Касьянова, сделанному на заседании
Правительства РФ 22 ноября 2001 г. в соответствии с проведенными Правительством расчета-
ми, в результате снижения цены барреля сырой нефти на 1$ страна недополучает 2 млрд. $
США, а бюджет РФ — 1 млрд. $ США). Эта количественная оценка использовалась при прове-
дении вычислительных экспериментов на системе «Макросоциум». В качестве выходных пара-
метров для модели были выбраны следующие социально-экономические показатели:
– уровень социальной напряженности,
– коэффициент смертности,
– уровень социально-политической стабильности.
Базовым сценарием поведения данного набора показателей был выбран инерционный ва-
риант бюджета РФ на 2002 год, характеризующийся сохранением среднегодового уровня цены
на сырую нефть на мировом рынке в размере 24$ за баррель. За горизонт прогноза для проводи-
мого эксперимента был выбран 2005 год.
В результате проведенных расчетов было отмечено ухудшение всех исследуемых показа-

страница 1
(всего 2)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign