Черный ящик расшифрован

Анатолий Кенин Фото: Андрей Порубов

Анонс был мистическим: «Впервые будет представлен метод, позволяющий снизить издержки производства, определить параметры, способные сделать продукцию конкурентоспособной, и многое другое. Метод относится к области искусственного интеллекта, успешно зарекомендовал себя в ракетно-космической технике»…

Екатеринбургские ученые-математики создали нейросетевую систему моделирования экономических объектов на основе метода группового учета аргументов (МГУА). Суть системы, разработанной для министерства экономики и труда Свердловской области, изложил на конференции «Конкурентоспособность уральских товаров и ВТО» генеральный директор ОАО «Областной центр информатизации и конъюнктуры рынков» Анатолий Кенин. Центр организован постановлением свердловского областного правительства, его задача — информационное обеспечение продвижения продукции предприятий Среднего Урала на мировой рынок.

— Анатолий Михайлович, расскажите об истории создания метода.

— Математический метод предложил в 70-х годах прошлого века академик киевского Института кибернетики им. Глушкова Александр Ивахненко. Эта чисто научная работа почти не нашла тогда практического применения, поскольку на обработку данных требовались большие затраты (вычислительная техника была неразвита). Тем не менее при полете американского «Аполлона-12» на Луну с доступного всем радиоканала наши специалисты записали телеметрическую информацию и по результатам расшифровки и обработки по МГУА определили алгоритмы управления космическим аппаратом. На это потребовалось четыре часа машинного времени. С того времени вычислительная техника очень изменилась, и способы реализации МГУА теперь, конечно, другие.

Основные идеи метода заложены  в фундамент созданной нашим центром нейросетевой системы моделирования экономических объектов. Работа проведена в 2003 — 2004 годах под научным руководством широко известного специалиста по нейронным сетям — профессора Уральского государственного университета, доктора наук Владимира Мазурова в рамках НИОКР, финансируемых правительством Свердловской области.

— В чем суть системы?

— Любой объект можно представить в виде «черного ящика», имеющего входы и выходы. Что внутри ящика, мы не знаем, но входная информация всегда влияет на выходную. Возьмем предприятие. Оно описывается многими параметрами, самая доступная выборка — стат-отчетность, хотя есть масса других показателей. Это входная информация. А в качестве выходной возьмем, например, объем реализованной продукции. Этот выход можно представить в виде суммы всех известных входных показателей с какими-то погрешностями (весовыми коэффициентами), поскольку абсолютно всю входную информацию учесть невозможно. Если имеются результаты достаточно длительного наблюдения за величинами входов и выходов, существуют математические методы нахождения значений этих весовых коэффициентов. Получается система уравнений, которая в принципе разрешима.

На входы сети подаются массивы информации, взятые из жизни. А на выходе сравниваются два результата — реальный и вычисленный сетью. Чтобы минимизировать разницу между ними, начинаем менять коэффициенты входящей информации. Этот процесс называется обучением нейронной сети. В случае полного описания системы эту разницу теоретически можно свести к нулю, но мы не знаем всех воздействий на объект. Минимальная разница на выходе, которая у нас однажды получилась, 0,2%. Обычно 5 — 7%.

— Какой результат дает применение модели?

— Получив такую модель, мы можем проиграть на ней возможные ситуации и численно оценить значения выходных параметров. Например: увеличили тарифы на электроэнергию — посмотрели, как это скажется на цене продукции, прибыли и так далее. Можно понять, какие из входных параметров оказывают существенное влияние, а какие нет. Можно сделать прогноз на определенный период при условии отсутствия сингулярностей (в математическом описании — скачки, разрывы; в жизни — дефолты, реформы, кризисы, войны, то есть то, что не заложено в обучении нейронной сети).

Была бы база данных

— Где уже применялась нейросетевая система?

— Мы делаем расчеты по заказам отдельных предприятий. При этом нам надо получить как можно больше входных параметров: это финансовая отчетность, оборудование, число сотрудников, их зар-платы, затраты на реконструкцию… Все идет в дело. Потом смотрим, что влияет на выходные параметры, а что — нет. При этом выявляются самые невероятные зависимости. Например, на одном из предприятий выясняли причину большого объема брака в производстве интегральных микросхем. Кривая брака на диаграмме чудесным образом совпала с графиком ухода в декретный отпуск работниц этого предприятия, висевшим в кабинете начальника отдела кадров. Оказалось, что заготовки для микросхем переносились с одной технологической линии на другую вручную. А во время беременности у женщин менялся биохимический состав пота, и это влияло на качество продукции. Ввели технологические перчатки — проблема брака исчезла.

Еще одна интересная закономерность, выявленная нашим центром: практически нигде не существует корреляции между социальными затратами и эффективностью работы предприятия, как будто это две разные жизни.

— Насколько реально с помощью вашего метода рассчитать уровень конкурентоспособности конкретного предприятия в случае вступления России в ВТО?

— Если в качестве выходного показателя конкурентоспособности взять фактическую долю рынка, занятого данным видом продукции, то можно выявить все существенные входные показатели, влияющие на изменение доли рынка, сделать прогноз на несколько лет вперед, определить, что надо в первую очередь менять на предприятии.

— Где еще может применяться нейросетевая система?

— Практически везде, где объект исследования не поддается аналитическому описанию. Как правило, это системы, в которых задействованы люди. Описать одного человека моделью практически невозможно, поскольку необходимо учитывать великое множество индивидуальных данных. Но когда собираются десятки, сотни, тысячи людей, их частные характеристики нивелируются и они выступают в модели как общность, которую можно описать с необходимой точностью ограниченным числом параметров.

— Можно ли таким образом получить математическую модель развития общества?

— Для этого нужно иметь описание социальных параметров, а это тысячи самых разных данных. Причем нужно, чтобы они были получены достаточно объективно. Потому что всякие рейтинги, методики экспертного опроса и прочее часто делаются с ориентиром на заранее определенный результат. Допустим, если мне нужно поднять рейтинг потребления паленой водки, я подберу для опроса такую аудиторию и такую методику, что этот напиток окажется лучшим в мире. Исследования ведь кто-то финансирует, и не обязательно из желания приблизиться к истине.

Сегодня в России сложно найти полные и достоверные базы данных предприятий, товаров, услуг. У нас отсутствуют механизмы наблюдения за рынком, мы не знаем точно, что и где выпускается, какого уровня и качества. На Западе информационная инфраструктура экономики сложилась 50 лет назад, мы же, уничтожив планирование, учет и контроль, сократив госсектор до 3%, опять начинаем изобретать велосипед. Хотя Нобелевскую премию 2001 года по экономике получили три американца за обоснование необходимости государственного регулирования рынка.

Уроки арабского

— Недавно вы побывали на Ближнем Востоке. Насколько успешно там идет продвижение продукции предприятий Свердловской области?

— На мой взгляд, сейчас для наших предприятий очень удачное время. Большинство арабских стран отшатнулись от США и Западной Европы. Там практически не видно американцев, немцев, англичан. Много арабов в свое время училось в Советском Союзе, они знают русский язык и занимают высокие должности. Они хотели бы работать с Россией. В арабских странах идет процесс индустриализации под руководством государства. Проводится очень грамотная экономическая политика. В Сирии активно работает Уральская трубная компания, но другие крупные производители нашего региона пока не слишком заметны в арабских странах. Объединенные Арабские Эмираты предложили ежемесячно поставлять им 2,5 тыс. кубов леса, но у нас нет ни одного лесхоза, который бы справился с такими большими объемами. Аналогичная ситуация по металлопродукции, удобрениям.

— В Иордании вы посещали особую экономическую зону Акаба. Как она организована?

— В отличие от российских, эта зона находится не в центре страны, а на берегу Красного моря. Под нее выделено 475 кв. км, она функционирует уже третий год, ее существование не ограничено во времени. Там запрещено строить промышленные объекты, будут развивать только туристический бизнес и высокие технологии. В Акабе даже иностранцам можно на льготных условиях свободно купить или взять в долгосрочную аренду (до 50 лет) землю и начать строиться, этим активно пользуются соседние богатые арабские страны. Государство предоставляет льготы по налогообложению, содержит администрацию зоны, развивает инфраструктуру — строит дороги, электросети, другие коммуникации.

— Как еще в арабских странах способствуют внедрению инноватики?

— В арабском мире существует интересный финансовый институт, способствующий развитию инновационных технологий — «исламский банк». На Ближнем Востоке он получил широкое распространение. Коран запрещает ростовщичество, в мусульманском мире нельзя давать деньги под проценты. Поэтому исламские банки (как государственные, так и частные) кредиты выдают на беспроцентной основе. Но проект вы реализуете вместе с банком и делите с ним прибыль, исламский банк выступает равноправным партнером в реализации проекта.

В каждой стране, в каждой национальной культуре есть своя специфика, влияющая на развитие экономики. У России это большое количество умных голов. Нужно использовать этот потенциал, и тогда все у нас получится. К сожалению, о промышленной политике, опережающем развитии производств с высоким уровнем добавленного труда разговоры идут второй десяток лет, между тем реальные инвестиции направляются в сырьевой сектор и первичную переработку. Пока товаропроизводителю это экономически выгодно. Истинная роль государства — повесить «морковку» там, где обозначены национальные стратегические интересы, и «кнут» там, где присутствуют тактические выгоды. Я думаю, что процесс пошел.