Информационное моделирование бизнеса

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Костромской государственный университет им. Н. А. Некрасова

Институт экономики 

З. В. Брагина, В. Н. Ершов, А. Р. Денисов

ИНФОРМАЦИОННОЕ  МОДЕЛИРОВАНИЕ

БИЗНЕСА

Кострома

2009

1

ББК 65.29

Б 87

Печатается по решению редакционно-издательского совета

КГУ имени Н. А. Некрасова

Рецензенты:

В. П. Дудяшова, доктор экономических наук, профессор

Костромского государственного технологического университета

В. Н. Еремин, доктор экономических наук, профессор

Ивановского государственного университета

Брагина З. В.

Б87
Информационное моделирование бизнеса / З. В. Брагина,

В. Н. Ершов,
 А. Р. Денисов.
 –
 
Кострома :
 
КГУ

им. Н. А. Некрасова, 2009. – 120с.

ISBN 978-5-7591-0985-3

В книге содержится разработка современной парадигмы ИТ

–  офиса  руководителя,  основанного  на  информационном
моделировании  бизнеса.  Благодаря  своим  особенностям,
монография может быть использована не только для расширения
теоретических знаний, но и для внедрения в практику бизнеса
нейросетевых моделей как процесса совершенствования методов
подготовки   управленческих  решений  и  разработки  стратегии
развития бизнеса.

ББК

65.29

© З. В. Брагина, В. Н. Ершов,

А. Р. Денисов, 2009

ISBN 978-5-7591-0985-3
© КГУ им. Н. А. Некрасова, 2009

2

Содержание

Введение ………………………………………………………………….
4

Глава 1. Бизнес и информационные технологии …………...................
9

1.1. Интегрирование информационных технологий 

в бизнесе ………………………………………………………………….
9

1.2. Роль главного руководителя …………………………………….
13

1.3. Каким требованиям должен отвечать ИТ - офис главного

руководителя ……………………………………………………..............
18

1.4. Техническая основа ИТ - офиса главного

руководителя……………………………………………………................
32

1.5. Преимущества нейросетевых ИТ - офисов ……………………
43

1.6. Типы проблем руководителя …………………………………….
47

1.7. Отличительные особенности наших разработок ……………….
48

Глава 2. Архитектура нейронной сети и ее построение ……………….
51

2.1. Биологические и искусственные нейронный сети …..................
51

2.2. Классификация искусственных нейронных сетей ……..............
54

2.3. Построение сети ………………………………………………….
58

2.4. Обучение сети …………………………………………………….
62

2.4.1. Обучение с учителем …………………………….................
62

2.4.2. Обучение без учителя ………………………………………
68

2.5. Выбор метода кластеризации ………………………...................
74

2.6. Сети встречного распространения. Обобщенно-регрессионная

нейронная сеть ………………………………............................................
77

Глава 3. Построение информационных моделей 
бизнес-процессов …………………………………………………………
80

3.1. Начнем с повторения …………………………………………….
80

3.2. Представление обучающих данных …………………………….
85

3.3. Инициализация нейронной сети ………………………...............
87

3.4. Внешняя среда фирмы и ее влияние на бизнес ………...............
94

3.5. Показатели состояния внешней среды ………………………….
102

3.6. Процедура построения нейросистемы стратегических бизнес
процессов фирмы ………………………………………............................
108

3.6.1. Нейросеть тенденций объемов производства 

продукции текстильной фирмы ……………………………....................
111

3.6.2. Нейросеть тенденций спроса на технические 

ткани …………………………………………………………....................
114

3.6.3. Нейросеть эффективности творческих поисков 

специалистов фирмы ……………………………………………………..
116

Заключение ……………………………………………………………….
118

3

ВЕДЕНИЕ

Внедрение информационных технологий в практику бизнеса

явление  сравнительно  новое  и  мало  изученное.  В  «новой
экономике»  главную  роль  играет  информация  в  отличие  от
«материальных  основных  фондов»  с  низкой  стоимостью  и
высокой скоростью обмена. Умение использовать информацию в
конкурентной  борьбе  становится  важнейшим  условием
эффективной работы. Сегодня экономика в большей степени чем
раньше  опирается  на  инновации.  При  этом  механизмы
конкуренции  все  больше  и  больше  основываются  на
информационных  технологиях  (ИТ),  где  скорость  передачи
информации  играет  большую  роль  чем  все  остальное.  Выше
отмеченное  определяет  проблему  исследования  как
необходимость  выработки  теоретических  взглядов  и
практических
 
способов
 
управления
 
промышленными

комплексами в современных условиях.

Суть современной парадигмы управления бизнес-процессом

состоит в определенном отходе от управленческого рационализма,
от  изначального  убеждения,  что  бизнес-процесс определяется
прежде  всего  его  рациональной  организацией,  снижением
издержек за счет выявления внутрипроизводственных резервов,
повышением производительности труда и эффективности использования всех видов ресурсов. При таком традиционном подходе
надо  выделить  два  следствия.  Первое  –  результат  процесса  и
качество самого  процесса  рассматриваются  как  обособленные
субъекты,  для  каждого  из  которых  разрабатываются
обособленные стандарты. Убедительным  подтверждением тому
служат хорошо известные системы LEAN и TQM. В то время как
даже  житейский  опыт  нам  подсказывает,  что  параметры
результата  рождены  параметрами  процесса  его  производства,
непосредственно  с  ними  связаны.  Второе  -  качество
рассматривается как «закрытая» система, его уровень считается
заданными  и  остается,  как  и  другие  условия  деятельности,
достаточно стабильными в течение длительного периода времени.
Согласно концепции рационалистов, идеологом которой в России
надо считать  школу Гличева А.В., основой стратегии качества
должен  быть  непрерывный  рост  и  углубление  специализации
производства; в механизме управления решающее значение имеет
эффективный контроль параметров, а специалисты должны быть

4

прежде всего технически компетентны, хорошо знать экономику и
организацию своего предприятия, не только выполнять планы и
указания сверху, но действовать инициативно, творчески. 

Современная  парадигма  управления  бизнес-процессом

имеет  основания  опираться  на  информационный  подход.  При
наиболее распространенном системном подходе  бизнес-процесс
рассматривается прежде всего как «открытая» система; главные
предпосылки достижения результата находятся не внутри, а вне
ее, то есть успех связывается с  тем, насколько удачно бизнеспроцесс  приспосабливается  к  своему  внешнему  окружению:
экономическому,
 
научно-техническому,
 
социально-политическому  и  т.  п.  Отличительной  особенностью  информационного  подхода  является  признание  необходимости  и
обеспечение  возможности  моделирования  связей  между
параметрами  входа  и  выхода,  а  так  же  параметрами  процесса
преобразования  первого  во  второе.  Информационные  модели
значительно сложнее математических.

В  пользу  необходимости  создания  сложных  построений

можно привести одну из основополагающих теорем кибернетики,
предложенную  англичанином  Р.  Эшби.  Переведенная  на  язык
управления бизнесом, его теорема необходимого разнообразия
гласит,  что  для  того,  чтобы  успешно  противостоять  среде,
сложность  и  быстрота  принятия  решений  должны  соответствовать  сложности  и  быстроте  изменений,  происходящих  в
среде. Чтобы справляться со все  более сложными проблемами
своего окружения, нужно строить все более сложные модели.

Для  оправдания  сторонников  простоты  сошлемся  на

понятие  ограниченной  рациональности,  предложенное  некогда
лауреатом Нобелевской премии Г. Саймоном. Изучая принципы
управленческого  поведения,  Саймон  сделал  вывод,  что  как
отдельные  люди,  так  и  целые  организации  не  в  состоянии
справиться  с  проблемами,  сложность  которых  превышает
некоторый определенный уровень. Управляющие уже не в состоянии  ни  понять,  что  происходит  вокруг,  ни  осуществлять
рациональную стратегию фирмы. В наши дни многое говорит о
том, что сложность бизнеса превысила меру понимания тех, кто
отвечает  за  руководство  им,  а  масштабы
 и  сложность

деятельности некоторых фирм уже  превзошли все возможности
управляющих.

5

В  нашей  работе  сделана  попытка  показать  возможность

разрешения  конфликта  между  потребностью  во  все  большей
сложности моделей, которую диктует необходимое разнообразие,
и  необходимостью  в  простоте,  вытекающей  из  ограниченной
рациональности.  Эта  попытка  реализована  с  помощью
информационного моделирования. 

Решение проблем управления бизнесом, по сути, состоит или

в моделировании отклика фирмы на внешнее воздействие, или в
разработке  прогноза динамики изменения системы. Именно эта
логика  заложена  в  разработку  информационной  модели.  Она
представляет собой функциональное соответствие между входом
и выходом системы.

Удобным  и  наиболее  проработанным  средством  для

представления  информационных  моделей  являются  нейронные
сети. Нейронная сеть  формально определена как совокупность
простых  процессорных  элементов  (нейронов),  объединенных
однонаправленными связями (синапсами). Сеть принимает некий
входной сигнал из внешнего мира и пропускает его через себя с
преобразованиями в каждом нейроне. В процессе  прохождения
сигнала по связям сети происходит его обработка, результатом
которой является определенный выходной сигнал.

В создании нейросетей можно выделить несколько этапов,

часть  из  которых  совпадает  с  этапами  традиционного
математического моделирования.

1.
Постановка задачи. Тот же, что и для традиционного

моделирования, плюс выбор оптимальной структуры нейронной
сети и методов  обучения (для большинства задач структура и
методы стандартны).

2.
Сбор  обучающих  данных.  Набор  примеров  для

обучения сети, каждый из которых представляет массив входных
данных и соответствующий ему заранее известный ответ.

3.
Создание  и  обучение  нейросети.  Данный  этап  не

требует проведения статистических вычислений, а если задача
укладывается в стандартную схему (что в большинстве случаев и
происходит),  то  и  программистской  работы.  Если  задача
нестандартная, то требуется адаптация структуры нейросети и
метода вычисления оценок при обучении. Обучение нейросети в
большинстве  стандартных  случаев  представляет  собой
автоматический процесс, который только  после его окончания

6

требует  участия  специалиста  для  осмысления  результатов.
Естественно,  часто может требоваться корректировка, создание
дополнительных сетей с другими параметрами, однако, всегда
есть  возможность  оценить  работу  системы  на  любом  этапе
обучения,  протестировав  контрольную  выборку.  Схемы
постановки  задач,  способы  представления  данных  и  способы
получения ответа нейросетью разработаны таким образом, что
большинство задач в области управления бизнесом укладываются
в  эти  стандартные  схемы.  Поэтому  при  наличии  хорошо
продуманных инструментальных программных средств работы с
нейронными  сетями  и  документации  к  ним,  большинство
специалистов  способны  самостоятельно  разрабатывать
нейросетевые приложения.

4.
Создание интерфейса. То же, что и для традиционных

экспертных систем.

5.
Отладка  и  тестирование.  Этап  включает  в  основном

отладку работы программы, т.к. тестирование часто проводится в
процессе обучения сетей.

6.
Доучивание.  Этап,  характерный  только
 для

нейросетей. При создании нейросетей довольно редко возможно
сразу  собрать  достаточное  количество  данных  для  хорошего
обучения  сети,  поэтому,  создавая  нейросеть,  исследователи
определяют наилучшие параметры сетей  и проводят стартовое
обучение.       В последующем пользователи доучивают систему в
условиях реальной  работы  и  реальных данных,  передавая  ей
опыт.  Более  того,  коренное  отличие  методологии  создания
нейросети от традиционных экспертных систем состоит именно
в  том,  что  нейросеть  никогда  не  создается  сразу  готовой  и
никогда  не  является  полностью  законченной,  продолжая
накапливать опыт в процессе эксплуатации.

Нейросети  имеют  неоспоримые  преимущества
 перед

обычными математическими моделями. Перечислим их.
-  Нейросети  выдают  варианты  решения  на  основе  опыта,
приобретаемого  ими  самостоятельно.  «Самостоятельно»  в
данном случае означает то, что создателю нейросети не требуется
устанавливать  взаимосвязи  между  входными  данными  и
необходимым  решением,  затрачивая  время  на  разнообразную
статистическую  обработку,  подбор  математического  аппарата,
создание и проверку математических моделей.

7

- Решение, принимаемое нейросетью, не является категоричным,
у пользователя есть возможность критически оценивать его.
- Нейросеть позволяет моделировать ситуацию, когда на вход
сети  подается  комплекс
 свойств  входящего  потока,

отслеживаются  параметры  технологии  его  преобразования  в
комплекс свойств на выходе. При этом выходной сигнал может
быть вектором с набором натуральных или латентных величин.
Нейросети  дают  ответ  очень  быстро  (доли  секунды),  что
позволяет  использовать  их  в  различных  критических,
экстремальных  ситуациях,
 требующих  незамедлительного

принятия решения, что бывает часто важно для корректировки
технологического процесса создания продукта.
-  Возможности  нейросетей  (коррекция  классификационной
модели, минимизация обучающих параметров и др.) позволяют
упрощать  процесс  ее  создания,  обеспечивая  существование
самой сети всегда в зоне эффективного решения. 

Главным  условием  достоверности  вариантов  решений,

предлагаемых нейросетью, является практика, то есть постоянная
эксплуатация  сети.  Сеть должна  жить. Общение  с  сетью  для
специалистов должно стать привычкой.

8

Глава 1. Бизнес и информационные технологии

1.1. Интегрирование информационных технологий в

бизнесе

Новая  парадигма,  составляющая  «управленческую

философию»
 
главного
 
руководителя,
 
основана
 
на

информационном  подходе  к  управлению.  При  наиболее
распространенном системном подходе коммерческая организация
рассматривается прежде всего как «открытая» система; главные
предпосылки успеха деятельности фирмы находятся не внутри, а
вне ее, то есть успех связывается с тем, насколько удачно фирма
приспосабливается  к  своему  внешнему  окружению  –
экономическому,
 
научно-техническому,
 
социально
политическому и т. п. Сумеет ли фирма вовремя распознать угрозу
для своего существования, будет ли устойчива к ударам судьбы,
не упустит ли возможности, возникающие в собственной среде,
сможет ли извлечь максимум выгоды из этих возможностей – вот
главные критерии эффективности работы главного руководителя,
по  отношению  к  которым  внутренняя  рациональность
организации производства и управления (разумеется, при всей ее
важности) все же отходит на второй план. При таком подходе все
внутрифирменное  построение  есть  не  что  иное,  как  ответ  на
различные по своей природе воздействия со стороны внешней
среды фирмы.

Сущность  информационного  подхода  заключается  в  том,

что  сначала  производится анализ и синтез не свойств  вещей,
предметов  или  их  элементов,  а  отношений  внутри  них  и  их
отношений с внешним миром. После классификации внутренних
и внешних отношений свойств анализируются и синтезируются
свойства на базе относительной информации.

Исторически  сложилось  так, что  предыдущие  подходы  в

научных  исследованиях  применялись  исходя  из  анализа  в
основном следующих аспектов:

– изучение предмета (системы), то есть того, что мы хотим

понять;

– определение  изменений  предмета  или  системы  в

зависимости от изменений условий окружающей среды;

– определение  структуры  (элементов)  предмета  или

системы.

Принцип информационного подхода реализует концепцию

9

современного  информационно-сотового  сообщества,  поэтому
вышеуказанные аспекты анализа при информационном подходе
являются  как  бы  автоматически  наперед  заданными  главным
аспектом  исследования:  изучением  скрытых  (внутренних)
отношений структурных элементов и их свойств.

Следует  также  подчеркнуть,  что  предприятие,  активно

действующее в своей среде, новаторское в научно-техническом
отношении,  ориентированное  на  качество,  а  не  на  количество
выпускаемой продукции, адаптивное по внутреннему строению
своих управленческих систем, все в большей степени зависит от
человеческого  фактора.  Поэтому  другая  важная  черта  новой
парадигмы, рассматриваемая в данной книге, – это концепция
предприятия  как  когнитивной  системы.  Не  только  характер
стратегий,  тип  организационных  структур,  процедур
планирования  и  контроля,  но  и  квалификация  людей,  их
поведение, реакция на новшества и изменения должны постоянно
анализироваться,  находиться  в  поле  зрения  главного
руководителя.

Для  успешного  развития  фирмы  исключительно  важную

роль  играет  позиция  персонала  –  его  стремление  либо  к
стабилизации  достигнутого,  либо  к  радикальным  новшествам;
враждебное, нейтральное или полное энтузиазма отношение к
переменам;  готовность  к  риску,  поиск  его  или,  наоборот,
всяческое  устранение;  ориентация  на  прошлый  опыт  или  на
творческое освоение будущего и т. п. Становится понятным, что
при  реализации  управленческих  новшеств  (особенно  такого
кардинального,  как  стратегическое  управление),  связанных  с
переориентацией проблем фирмы с внутрипроизводственных на
внешние,  требуется  огромная  целенаправленная  работа  по
преодолению сопротивления изменениям, формированию новой
организационной культуры.

Идеология организационной культуры современных фирм

опирается  на  формальное  право  участия  человека  в  делах,  в
успехе, в судьбе фирмы в соответствии с анкетными данными
человека: образование, стаж, возраст, должность.

Человек, потенциальные возможности которого оцениваются

по  анкетным  данным,  не  способен,  не  склонен,  не  настроен,
переосмыслив прошлое, изменить свои планы на будущее. То есть
человеку  как  бы  отказано  в  способности  к  изменению  себя,

10

поскольку  к  нему сформировано отношение  как  к  автомату –
носителю  конечного  числа  программ  определенного
функционального  назначения.  Анкетное  прошлое,  конечно,  во
многом  является  основой  будущего,  но  все  же  человек  –  не
автомат,  и  его  будущее  трудно  спрогнозировать  на  основе
анкетных данных.

Жизнеспособность  фирмы  в  значительной  мере

предопределена  способностью  (возможностью)  руководителя
видеть  место  каждого  сотрудника  в  когнитивной  системе
трудового  коллектива  фирмы,  что  само  по  себе  не  может
вызывать  возражений,  однако  предполагает  обработку
достаточно большого объема информации. Это, в свою очередь,
еще  больше  усложняет  проблемы,  с  которыми  необходимо
справиться главному руководителю.

В  нашей  работе  сделана  попытка  показать  возможность

разрешения  данного  конфликта  с  помощью  информационного
моделирования.

Дело  в  том,  что  традиционное  математическое

моделирование  базируется  на  идее  расчленения  системы  на
компоненты и анализе свойств компонентов системы. Модель
всей системы (или проблемы) описывается в форме уравнений, а
предсказание поведения системы основывается на их решении.
Математические  модели  изначально  обречены  на  роль
«демонстратора» сути сложной системы. Любая модель реальной
сложной  системы,  полученная  на  основе  математического
моделирования,  не  учитывает  одного  из  важнейших  свойств
системы – ее синергии. Известно, что объединение компонентов
в систему рождает некие качественно новые свойства системы, не
сводимые к свойствам ее компонентов и не выводимые из них.
Естественно,  что  математические  модели,  созданные
посредством анализа свойств компонентов, не могут адекватно
отражать поведение системы, поскольку при разбиении системы
на  составляющие  компоненты  теряются  ее  качественные
особенности.

В  противоположность  аналитическому  подходу,  при

котором  моделируется  внутренняя  структура  системы,
информационное моделирование опирается на принцип «черного
ящика»,
 
предполагает
 
моделирование
 
внешнего

функционирования  системы.  С  точки  зрения  пользователя

11