КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 22-28-20458
НазваниеЦифровой двойник социальной системы: обоснование содержания и возможности использования в процессе управления предприятием
РуководительСамосудов Михаил Владимирович, Доктор экономических наук
Организация финансирования, регионФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет управления", г Москва
Годы выполнения при поддержке РНФ | 2022 - 2023 |
КонкурсКонкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки, 08-157 - Экономика предпринимательства, организация и управление предприятиями
Ключевые словаЦифровой двойник предприятия; цифровой двойник социальной системы; комплексная математическая агенто-ориентированная модель социальной системы; имитационная модель; имитационная модель социальной системы; цифровизация экономики; цифровая трансформация; теория корпоративного взаимодействия; теория управления активными системами; теория функциональных социальных систем; ресурсно-функциональный подход; активная система; активность; активная экономика; экономика активных систем
Код ГРНТИ06.81.00; 06.81.12; 06.35.51
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Цифровая трансформация экономики является приоритетной задачей развития государства и соответствует концепции Industry 4.0. Один из существенных аспектов в этой области - моделирование и создание цифровых двойников хозяйственных систем и объектов.
К тому же, "разработка методов … моделирования предприятия для задач цифровой трансформации бизнеса", а также "… разработка и использование агентных моделей для исследования социально-экономических процессов, … анализа качества управления социально-экономическими системами…" является ожидаемым прорывным результатом, предусмотренными Программой фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021-2030 годы), утверждённой Правительством РФ.
Традиционное понимание природы бизнеса и компании не позволяет решить задачи автоматизации деятельности, цифровизации экономики – было много попыток, начиная с 70 х годов. Автоматизация деятельности предполагает не только автоматизированный сбор данных, но, прежде всего, расчёт деятельности и управленческих воздействий, прогнозирование результатов. Соответственно, необходимо измерять все существенные факторы, влияющие на деятельность компании, её состояние, результаты. Но измерять нужно именно необходимые величины, которые влияют на состояние компании и результаты её взаимодействия со средой, а не те, которые мы легко можем измерить. К тому же, поскольку компания и среда – активные системы, требуется учёт активности в модели.
Участниками коллектива достигнуты следующие научные результаты, подтверждающие достижимость целей проекта и возможность решения поставленных задач:
• сформирован комплекс строгих теорий, описывающих динамику социальной системы в социально-экономическом пространстве;
• разработана комплексная агентно-ориенитрованная математическая модель социальной системы, функционирующей в активной среде;
• разработана методика расчёта деятельности как последовательности действий, обеспечивающих получение заданного результата. На её основе разработана методика описания деятельности социальной системы, обеспечивающая достаточную для цифровизации точность описания деятельности;
• разработана классификация ресурсов для деятельности;
• разработана методика определения ресурсной базы, необходимой для получения заданного результата деятельности;
• разработаны подходы к организации точного управления социальной системой.
Предварительная проработка и полученные ранее результаты показывают, что, во-первых, создание цифрового двойника невозможно без создания имитационной математической модели объекта; во-вторых, уже сформированные в ходе предварительной работы подходы и результаты позволяют вплотную приблизиться к созданию полноценной имитационной модели социальной системы в широком смысле и, как следствие, к созданию цифрового двойника такой системы.
Вместе с тем такая работа требует предварительного обоснования, во-первых, содержания самого термина "цифровой двойник социальной системы"; во-вторых, определения структуры данных, которые должны быть зафиксированы в цифровом двойнике, чтобы его можно было использовать в системах управления предприятий и организаций различного профиля; в-третьих, разработки методических материалов, подтверждающих возможность использования цифрового двойника для управления предприятиями и организациями, а также для подготовки команд руководителей предприятий и организаций.
В процессе реализации проекта будут получены следующие научные результаты:
• Определено и обосновано содержание термина "цифровой двойник социальной системы", включая определение структуры данных, формирующей цифровой двойники социальной системы.
• Обоснована возможность использования цифрового двойника социальной системы для целей управления предприятиями, государственными и общественными организациями.
• Разработана методика использования цифрового двойника в системе управления предприятиями и организациями.
• Разработана методика использования цифрового двойника социальной системы в процессе дистанционного обучения специалистов по управлению предприятий, государственных и общественных организаций.
• Разработана программа исследований для создания теоретической и информационной основы широкого использования цифрового двойника социальной системы для управления предприятиями и организациями.
Научная новизна заключается в конкретизации значения терминов, создании методик применения цифрового двойника социальной системы, а также в использовании для определения структуры данных, фиксируемых в цифровом двойнике социальной системы комплексной математической модели социальной системы, функционирующей в активной среде, которая учитывает активность социальных систем и социально-экономического пространства, распространяющиеся по каналам передачи информационные и ресурсные потоки. Это позволяет на принципиально ином уровне решать задачи прогнозирования поведения организаций и иных социально-экономических систем.
Достижение этих результатов позволит перейти к созданию практической реализации цифрового двойника социальной системы в виде компьютерных баз данных и имитационных моделей для использования в процессе управления социальными системами.
Ожидаемые результаты
В процессе реализации проекта будут получены следующие научные результаты:
• Определено и обосновано содержание термина "цифровой двойник социальной системы", включая определение структуры данных, формирующей цифровой двойники социальной системы.
• Обоснована возможность использования цифрового двойника социальной системы для целей управления предприятиями, государственными и общественными организациями.
• Разработана методика использования цифрового двойника в системе управления предприятиями и организациями.
• Разработана методика использования цифрового двойника социальной системы в процессе дистанционного обучения специалистов по управлению предприятий, государственных и общественных организаций.
• Разработана программа исследований для создания теоретической и информационной основы широкого использования цифрового двойника социальной системы для управления предприятиями и организациями.
Результаты работы будут опубликованы в изданиях, индексируемых в Scopus, журналах, входящих в перечень ВАК, а также представлены на конференциях.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В процессе работы над проектом осуществлялась следующая деятельность:
• Подготовка членов творческого коллектива до 39 лет, являющихся студентами (изучение теории и т.п.).
• Изучение программных продуктов, существующих на рынке, для определения возможности автоматизации процесса управления организацией.
• Анализ научных публикаций для определения содержания термина «цифровой двойник социальной системы» (ЦДСС), а также специфических особенностей социальных и социально-экономических систем.
• Анализ существующей теоретической базы для определения её достаточности для формализации состояния социальной системы, а также процессов и явлений, наблюдаемых в социальной системе.
• Доработка теоретической базы и модели социальной системы на её основе для целей создания цифрового двойника социальной системы.
• Подготовка публикаций по результатам исследования. Кроме того, сделан задел для будущих публикаций – статей и монографии.
• Проработка плана работы по проекту на следующем этапе реализации.
На основании работы сделаны следующие выводы:
Сформированный в творческом коллективе подход позволяет создать ЦДСС.
В основе ЦДСС должна быть математическая имитационная модель, позволяющая моделировать динамику социальной системы в социально-экономическом пространстве (СЭП).
Для решения задачи подходит агентная модель. Но для отдельных аспектов целесообразно использовать системную динамику и дискретно-событийные модели.
Для надлежащего отражения процесса функционирования социальной системы необходимо обеспечить учёт в модели активности экономических агентов, процессов влияния на поведение агента получаемой агентом в результате интерпретации сообщений информации.
Сформировавшаяся методологическая база позволяет сформировать модель и разработать алгоритмы для работы программы, реализующей ЦДСС.
Для подготовки практической реализации ЦДСС необходимо дополнительно проработать отдельные аспекты модели социальной системы, функционирующей в активной среде, а также целесообразно подготовить эксперимент по моделированию реальной социальной системы с целью подтверждения адекватности модели.
Основные научные результаты:
Сформированы подходы к описанию состояния и динамики социальной системы, позволяющие формализовать явления, наблюдаемые в ней, используя ограниченное число сущностей. Часть сущностей инвариантны, а часть – вариативные величины, значение которых вычисляется на основе информации о значении инвариантных величин.
Принципиально значимым для моделирования динамики социальной системы является рассмотрение в качестве объекта моделирования ситуацию в точке или области СЭП, которая характеризуется входящим ресурсным потоком, возникающим как результат активности агентов СЭП.
Выявлена и формализована относительность СЭП, а также определены способы отражения этого в модели, что позволяет точнее рассчитывать процессы функционирования систем.
Сформирована возможность учёта в модели активности экономических агентов в СЭП, учитывающая дуальную природу активности, которая определяет наличие системного конфликта, который можно минимизировать, но, по-видимому, нельзя устранить.
Установлено, что активность агента следует рассматривать не столько как способность действовать, учитывая свои интересы, но более как способность влиять на окружение, изменяя исходящие от агентов потоки ресурсов и сообщений, что принципиально значимо для расчёта динамики социальной системы в СЭП.
Используя идеи теории функциональных систем П.К. Анохина вместе с ресурсно-функциональным подходом к анализу социальных систем, можно рассматривать социальную систему как область функциональной концентрации ресурсов в СЭП, которая возникает вследствие структурированной активности агентов.
В этом случае задача моделирования динамики системы сводится к моделированию динамики её ресурсной базы, изменяющейся вследствие изменения активности агентов, которая реализуется посредством совершения ими определённых обусловленных действий. Но требуется точность фиксации ресурсной базы системы.
Установлена возможность использования для расчёта будущего состояния системы градиента воздействия среды на агента (градиент в точке/области СЭП), что позволяет решить задачу прогнозирования ресурсных потоков в СЭП, социальных и экономических явлений.
Это также открывает возможность создания инструментов аналитики организаций, позволяющих обобщить результаты сбора данных в виде оценки влияния организации на интересующие её области СЭП, что решает задачу сквозной аналитики – обобщение различных данных, оценка ситуации в целом. Рассматривая социальную систему как активный элемент СЭП, можно обобщить оценку событий, явлений и т.п. в виде изменения градиента в интересующей области СЭП, который определяет исходящий из этой области ресурсный поток.
Определена структура данных, позволяющих описывать состояние социальной системы и среды её функционирования (социально-экономическое пространство) в цифровом двойнике.
Определена структура элементов компьютерной программы, реализующей цифровой двойник социальной системы. Это, конечно, требует ещё дополнительной проработки, но основные элементы сегодня уже понятны.
Определена возможность использования концепции точного управления для организации систем управления предприятиями и организациями, что позволяет существенно уменьшить число ошибок в управлении предприятиями и организациями.
На следующем этапе реализации проекта в 2023 г. будет проработана методика использования ЦДСС в процессе управления предприятием. Но уже сегодня можно отметить, что ЦДСС позволит фиксировать траекторию движения организации к целевому состоянию, точнее описывать целевое состояние системы, точнее отражать процессы и вычислять отклонение от хода реализации процессов, рассчитывать динамику системы вследствие совершения управляющих воздействий руководителя и возмущающих воздействий среды. Кроме того, это позволит рассчитывать управляющие и маркетинговые воздействия, точнее фиксировать условия функционирования организации.
Найдена возможность описания процесса взаимодействия субъектов (агентов) в социальной системе посредством многомерных матриц. Это позволяет, во-первых, формализовать эталонный и фактический процессы в цифровом двойнике и сравнивать их, при необходимости, для определения отклонений для целей управления. Во-вторых, появляется возможность проверки процессов, определения «узких мест» и т.п.
Сформирован творческий коллектив, способный продолжить работу по выбранному направлению, провести необходимые для подготовки к технической реализации цифрового двойника социальной системы исследования.
В ходе работы сформировалась группа из студентов бакалавриата и магистратуры, которые, во-первых, изучили за время работы теоретические материалы методологической базы проекта; во-вторых, сработались в процессе решения задач проекта; в-третьих, подготовили публикации по проекту и наработали материалы для будущих публикаций.
По результатам исследования подготовлены публикации:
• Статьи в журналах, включенных в Перечень ВАК:
o Понятие «цифровой двойник» в применении к социальной системе.
o Цифровой двойник социальной системы: понятие и состав с точки зрения задачи управления организацией.
o Описание институциональной среды в цифровом двойнике социально-экономической системы.
o Анализ основных информационных систем для определения их достаточности для автоматизации процесса управления предприятием.
• Статьи в Scopys\WoS:
o Matrix method of reflecting activity in the digital twin of the social system.
o Specifics of accounting for agent activeness in the digital twin of the social system.
Также были сделаны
o Доклад «Возможность комплексного программного решения для автоматизации организации и управления деятельностью предприятия на основе цифрового двойника социальной системы» на IV Международной научно-практической конференции «Цифровая трансформация промышленности: тенденции, управление, стратегии – 2022».
o Доклад на заседании научно-технического совета ГУУ.
Публикации
1. Багрин П.П., Зуйков Я.П., Самосудов М.В. Анализ основных информационных систем для определения их достаточности для автоматизации процесса управления предприятием Финансовые рынки и банки, №11, стр. 185-190 (год публикации - 2022).
2. Багрин П.П., Матяш А.В. Описание институциональной среды в цифровом двойнике социально-экономической системы Экономика и предпринимательство, т. 16, № 7 (144), стр. 306-311. (год публикации - 2022).
3. Матяш А.В., Багрин П.П., Андреева В.А., Миронова М.П. Самосудов М.В. Понятие "цифровой двойник" в применении к социальной системе. Экономика: вчера, сегодня, завтра, Том 12, №10А, стр. 140-152 (год публикации - 2022).
4. Самосудов М.В. Specifics of accounting for agent activeness in the digital twin of the social system Spinger, - (год публикации - 2023).
5. Самосудов М.В., Багрин П.П. Matrix method of reflecting activity in the digital twin of the social system Amazonia Investiga, Vol. 11, No57 (год публикации - 2022).
6. Самосудов М.В., Багрин П.П., Зуйков Я.П., Андреева В.А., Миронова М.П Цифровой двойник социальной системы: понятие и состав с точки зрения задачи управления организацией Финансовые рынки и банки, № 11, стр. 35-43 (год публикации - 2022).
7. Самосудов М.В., Зуйков Я.П., Багрин П.П. Необходимость и возможность комплексных программных решений для автоматизации управления развитием организации -, - (год публикации - 2023).