CC BY
54
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОИСКА ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ БИЗНЕС-ПАРТНЕРОВ В ВИРТУАЛЬНОЙ
СРЕДЕ
А.В. Маслобоев (Кольский филиал Петрозаводского государственного университета) Научный руководитель - д.т.н., профессор В.А. Путилов (Кольский филиал Петрозаводского государственного университета)
Сформулирована проблема информационной поддержки инновационной деятельности в регионе. Разработана формализованная концептуальная модель агентно-ориентированной виртуальной бизнес-среды развития инноваций. Представлены архитектура, логика функционирования и опыт программной реализации распределенной мультиагентной системы поиска потенциальных бизнес-партнеров в виртуальной среде, представляющей собой комплекс программных агентов, функционирующих в сети Интернет.
Введение
Актуальными проблемами на сегодняшний день являются формирование организационно-экономических механизмов поддержки и стимулирования инновационной деятельности, обеспечение интеграции науки, образования, промышленности и агропромышленного комплекса. В настоящее время важным фактором экономического развития становится активность инновационного бизнеса. В новом тысячелетии только страны, восприимчивые к инновациям, смогут выстоять в конкурентной борьбе на гло -бальном рынке товаров и услуг. Поэтому переход к инновационной экономике очень актуален для России, имеющей пока большой уклон в сырьевые отрасли.
Информационная поддержка инноваций является сложной и очень динамичной задачей со многими параметрами. В подобных условиях не приходится рассчитывать на полную автоматизацию процесса принятия управленческих решений, однако этот процесс может быть существенно поддержан наличием адекватных задаче информационных массивов, а также формализованными математическими моделями и компьютеризированными системами имитационного моделирования инновационных процессов, образующими в комплексе систему информационной поддержки инновационной деятельности, направленную на обеспечение автоматизированного поиска потенциальных бизнес-партнеров, формирование эффективных бизнес-коалиций, анализа и прогнозирования результатов от капиталовложений в инновации с учетом динамически изменяющейся конъюнктуры рынка инновационных услуг.
Все возрастающее количество и территориальная распределенность субъектов инновационной деятельности обусловливают тот факт, что лишь малая часть потенциально эффективных инновационных проектов воплощается на практике. Особенности инновационных рынков выдвигают новые требования к качеству и оперативности принятия управленческих решений, оказывающих влияние на процесс развития социально-экономических систем. Удовлетворение этим требованиям невозможно без адекватного информационного обеспечения инновационных процессов в этих системах.
В работе формулируется проблема информационной поддержки инновационной деятельности. Приводится описание практической реализации распределенной мультиагент-ной системы поиска потенциальных бизнес-партнеров в виртуальной среде, представляющей собой комплекс программных агентов, функционирующих в сети Интернет.
Специфика задачи информационного обеспечения инноваций
Региональные инновационные процессы специфичны в силу ряда причин [1]:
• большой объем разнородной информации, ассоциированной с инновационными процессами;
• большая территориальная распределенность компонентов инновационных структур;
• динамика структуры инновационного поля - появляются и исчезают новые участники региональных инновационных процессов;
• организационная неоднородность элементов инновационного поля, существенным образом ограничивающая применимость методов и технологий, апробированных и хорошо себя зарекомендовавших в корпоративных информационных системах;
• влияние факторов времени, неопределенности и риска (предполагаемые сроки решения с учетом возможных изменений внешней среды).
В инновационных процессах, кроме субъектов инноваций, задействованы три группы элементов: ресурсы инноваций - организационные, административные, финансовые, информационные; инфраструктура инноваций, обеспечивающая условия для успешной реализации инновационной деятельности; и инновационный менеджмент, реализующий инновационные проекты. В соответствии с этим задача информационного обеспечения инноваций имеет несколько аспектов [2]:
• создание собственно информационных ресурсов инноваций - баз данных и прочих ресурсов, имеющих отношение к инновационной деятельности;
• создание средств информационной поддержки инновационного менеджмента, прежде всего - средств поддержки принятия решений на базе моделирования инновационных процессов;
• создание информационной инфраструктуры инновационной деятельности, обеспечивающей формирование проблемно-ориентированных групп информационных ресурсов, предназначенных для поддержки отдельно взятой инновационной структуры в рамках реализации инновационного проекта.
Под информационной поддержкой инноваций понимается последний из перечисленных аспектов, т.е. создание средств проблемно-ориентированной интеграции информационных ресурсов инноваций. В этой связи возникают два вопроса: «что интегрировать» и «как интегрировать». Собирать в единое информационное хранилище всевозможные существующие информационные ресурсы, связанные с инновационной деятельностью, неэффективно из-за их большого объема и внутренней динамики. Поэтому необходимы два вида средств:
1) для «вычленения» из общей информационной массы лишь тех ресурсов, которые действительно необходимы для обеспечения работы данной инновационной структуры;
2) для интеграции этих ресурсов в логически единую взаимосвязанную группу.
Эти средства призваны обеспечить специализированные системы информационной поддержки инноваций. Эти системы должны также обеспечивать автоматизированный поиск потенциальных бизнес-партнеров, формирование бизнес-структур, автоматизированное построение бизнес-планов инновационных проектов, прогнозирование капиталовложений в инновации, совместное использование информационных баз по инновационной тематике. Сегодня существует достаточно большое количество подобных систем. Большинство из них реализовано в виде Интернет-порталов, представляющих собой образец информационных систем с централизованной архитектурой. Ее недостатки в контексте информационного обеспечения инноваций обусловлены, с одной стороны, технологическими принципами реализации централизованных архитектур, а с другой - особенностями инновационных процессов, описанные выше.
Таким образом, в условиях централизованной архитектуры возможности фактической интеграции информационных ресурсов ограничены из-за их большого количества и, соответственно, большого объема образующих информационные ресурсы данных. Также к недостаткам централизованной архитектуры, описанным в [3], в данном случае следует отнести инерционность информационной системы в реакции на изменения со-
става и контента информационных ресурсов. Изменения, появившиеся в ресурсе, отражаются в его образе на портале, как минимум, с задержкой, а могут и вообще не отразиться; в централизованном хранилище возможно появление данных, утративших актуальность, и т. д.
Технологии создания систем информационной поддержки инновационного бизнеса
Разнородность и территориальная распределенность участвующих в инновационном процессе субъектов, вкупе с динамикой их состава и параметров, создает предпосылки для того, чтобы информационная среда развития инноваций была открытой и децентрализованной. В такой ситуации, в общем случае, уже не всегда применимы архитектуры и технологии корпоративных информационных систем, ориентированные на централизованное администрирование, хранение и обработку данных. Альтернативой им являются одноранговые или пиринговые (от англ. peer-to-peer - «равный к равному») архитектуры, для которых характерны свойства открытости и расширяемости, а также потенциал самоорганизации [3].
Для повышения эффективности функционирования в децентрализованной информационной среде поддержки инноваций необходимо, с одной стороны, обеспечить качественные высокоскоростные коммуникации, а с другой - организовать адресный информационный обмен, т.е. обеспечить получение той или иной информации только заинтересованными в ней субъектами. Это позволит снизить общий объем циркулирующей в распределенной среде информации и, следовательно, уменьшить нагрузку на реализующие ее программно-технические элементы.
Поиск потенциальных бизнес-партнеров для реализации инновационного проекта, по существу, заключается в переборе имеющихся инновационных предложений и выборе среди них подходящих по заданным критериям. Эффективной технологией автоматизации поиска в распределенной информационной среде развития инноваций является технология мобильных программных агентов [4]. Технология мультиагентных систем -это новая парадигма информационной технологии, ориентированной на совместное использование научных и технических достижений и преимуществ, которые дают идеи и методы искусственного интеллекта, современные локальные и глобальные компьютерные сети, распределенные базы данных и распределенные вычисления, аппаратные и программные средства поддержки теории распределенности и открытости [5].
Однажды инициированные мобильные агенты обеспечивают для их владельца поиск интересующих его предложений, перемещаясь в распределенной среде от узла к узлу. При большом количестве предложений их полный перебор сопряжен с необходимостью рассмотрения слишком большого количества альтернатив, поэтому также актуальной в данном контексте является задача сужения области поиска. Одним из вариантов ее решения является организация программных агентов и информационных ресурсов в «группы по интересам» с помощью технологий самоорганизующихся пиринговых систем [6].
Концептуальная модель агентно-ориентированной виртуальной бизнес-среды
Разработанная концептуальная модель виртуальной бизнес-среды (КМ ВБС), детально описанная в [7], имеет иерархическую структуру и включает в себя следующие множества элементов: объекты (субъекты инновационной деятельности) S; агенты субъектов A, из которых формируются проблемно-ориентированные инновационные структуры BS (множества взаимосвязанных объектов, задействованных в реализации конкретного бизнес-плана); бизнес-процессы P, R = {BI, BPL} - ресурсы инноваций, к которым относятся бизнес-идеи (инновационные предложения) BI и бизнес-планы (инве-
стиционные предложения) БРЬ. Инновационные предложения, фигурирующие в системе, разделены на два класса - генерализованные бизнес-идеи и детализированные бизнес-идеи. Такое деление обеспечивает возможность формирования в ВБС виртуальных бизнес-площадок, объединяющих субъектов инноваций с близкими интересами и целями, вероятность взаимодействия между которыми высока. Это, в свою очередь, ведет к повышению эффективности взаимодействия между агентами и снижению нагрузки на сеть. Объекты КМ ВБС, представляющие субъектов инноваций, образуют иерархию, что позволяет учитывать при поиске бизнес-партнеров и формировании инновационных структур организационную подчиненность субъектов инновационной деятельности.
Схема концептуальной модели виртуальной бизнес-среды имеет вид
Евбс = К, Р, I, А, Я, Л*}.
Агенты Л = , Б1, ОЯКЛ, СЛ } представляют в ВБС интересы участников бизнес-процессов и характеризуются множеством инновационных предложений Б1, которые они представляют в ВБС, множеством базовых организационных структур ОЯКЛ, соответствующих конкретным функциям (ролям) агентов, и внутренней структурой СЛ, описывающей функциональное устройство агента.
В терминах КМ бизнес-структуры Б8 = {Л, Б1КЕК, БРЬСОМ } представляют собой связные фрагменты, удовлетворяющие определенным условиям. Коалиции агентов объединяются одной общей целью или целями для реализации соответствующих бизнес-идей. Для бизнес-структуры задаются множество входящих в нее агентов Л, множество
генеральных идей б1кЕк , объединяющих фрагменты в бизнес-структуры, и множество
бизнес-планов БРЬСОМ, на основании которых реализуются бизнес-идеи. Бизнес-структуры формируются на основе анализа отношений между компонентами КМ, выполняющей функцию онтологии инновационной деятельности.
Бизнес-идеи Б1 = {КО, ЛБ} описываются множествами ключевых КБ и второстепенных ЛБ параметров и используются при автоматическом формировании коалиций агентов. Это делается для того, чтобы сократить информационный обмен между агентами, интересы которых существенно разнятся и, напротив, упростить и активизировать интеракции между агентами внутри группы. В число параметров входят как жестко типизированные, описываемые в терминах общесистемного тезауруса, так и параметры, описываемые на естественном языке. Формирование коалиций производится на основании семантического сопоставления соответствующих параметров бизнес-идей.
Бизнес план (БП) БРЬ = {КР, 1Р, ЯР} представляет собой набор количественных параметров (КР - множество параметров, описывающих информационную составляющую БП, 1Р - множество параметров, описывающих инвестиционную составляющую БП, ЯР - множество параметров, описывающих ресурсную составляющую БП), детализирующих инновационное предложение: временные рамки реализации, планируемый объем производства, объем требуемых инвестиций, прогнозируемый срок окупаемости и др.
Модель атрибутов объектов в КМ ВБС образуется кортежем:
Лгт = К, КМ т},
где т = {К, Тл , Тр , Тб1 , Тбрь , Тя , Тбъ }, КМ = {НМ5, КМ л , КМр , КМВ1, КМбрь , NМк, НМб8 } - множества типов и имен объектов, агентов, процессов, ресурсов, бизнес-идей, бизнес-планов и бизнес-структур КМ ВБС соответственно; Т^ - множество типов отношений иерархии объектов.
Логика работы системы и ее функциональная структура описываются с помощью КМ ВБС, представляющей собой формализованное описание объектов системы, их связей и атрибутов в виде теоретико-множественных отношений. Формализация представления инновационной деятельности в концептуальной модели обеспечивает возможность автоматизированного анализа структуры и свойств предметной области, а также формирования в терминах КМ алгоритмов поиска и оценки надежности потенциальных бизнес-партнеров; алгоритмов формирования бизнес-структур; унифицированного описания алгоритмов функционирования агентов; спецификаций исполнительной среды для реализации моделирования имитации инновационной деятельности.
Архитектура и логика функционирования системы
В отличие от существующих систем информационной поддержки инноваций, разработанная система [8] имеет открытую децентрализованную архитектуру, показанную на рис. 1 и рис. 2, которая обеспечивает асинхронный характер взаимодействия и коммуникации агентов, что дает возможность их работы в условиях разнородных и ненадежных коммуникаций, что весьма актуально для систем регионального масштаба. Децентрализованный тип архитектуры системы повышает ее отказоустойчивость, делает ее легко масштабируемой и интероперабельной, а также позволяет организовать наиболее эффективный поиск потенциальных партнеров и информации об их бизнес-предложениях.
Рис. 1. Развернутая архитектура системы
Компоненты разработанной мультиагентной системы образуют логически единую виртуальную бизнес-среду. Каждый программный агент представляет в виртуальной среде некоторое бизнес-предложение, зарегистрированное на одном из порталов. Основная задача агента - поиск для своего владельца потенциальных партнеров по реализации инновационного или инвестиционного предложения (решается путем переговоров между агентами). Для уменьшения объемов данных, передаваемых по сети в ходе коммуникации агентов, в системе используются два типа агентов - мобильные агенты,
способные перемещаться между узлами для реализации локального поиска в пределах того или иного портала, и статичные агенты, представляющие интересы своего владельца на стороне портала, в котором зарегистрировано соответствующее бизнес-предложение. Статичные агенты не проявляют инициативу в межузловом поиске бизнес-партнеров и обеспечивают коммуникации с другими статичными или мобильными агентами.
Рис. 2. Основные компоненты архитектуры
Систему образуют следующие основные функциональные модули (рис. 1).
• Агентное представительство, загружаемое на стороне серверной платформы инновационного портала. Данное представительство, в свою очередь, состоит из частей, реализующих локальное (home) и гостевое (guest) представительства. Первое выполняет функции порождения агентов и обеспечивает выполнение программного кода статичных локальных агентов, а второе обеспечивает среду выполнения для агентов-гостей, переместившихся с других узлов системы.
• Перемещаемый программный код, представляющий мобильных агентов. Представление мобильных агентов в виде перемещаемого кода позволяет обеспечить функциональную гибкость системы - произвольно изменять реализации алгоритмов расчета параметров инновационных структур и логики поведения агента при условии сохранения интерфейса вызовов.
• Сервер онтологий предметной области, обеспечивающий единую терминологическую базу для общесистемных и локальных запросов на поиск объектов и инновационных предложений.
• Транслятор запросов, обеспечивающий формирование поисковых запросов к локальным информационным базам портала на основе поступившего запроса в общесистемных терминах. В ходе трансляции используются онтологии предметных областей, хранящиеся на выделенном сервере онтологий.
• Программные компоненты, реализующие внутреннюю логику функционирования агентов и протоколы межагентных коммуникаций.
Компоненты архитектуры, представленные на рис. 2, можно охарактеризовать следующим образом:
• Innovator - компьютер участника инновационного процесса, который использует программного интеллектуального агента для поиска потенциальных партнеров и формирования инновационных цепочек.
• Internet - группа устройств, предоставляющих доступ к глобальной сети Интернет или ЛВС.
• InnovationPortal - специализированный Web-ресурс, информационный Интернет-портал, содержащий инновационные и инвестиционные бизнес-предложения
субъектов инновационной деятельности и хранящий информацию по инновационной тематике.
• LockalNetwork - устройства локальной сети, обеспечивающие связь серверов.
• DataBase Server - сервер информационных баз данных (например, MS SQL Server 2000, Oracle9i, DB/2 Sybase), который содержит информацию об инновационных проектах, их участниках и т.п.
• File Server - файловый сервер, хранит дополнительные инновационно-ориентированные бизнес-данные и материалы.
Система реализует следующие основные функции:
1) поиск потенциальных бизнес-партнеров по значениям атрибутов, зарегистрированных на инновационных порталах объектов и предложений;
2) формирование инновационных структур в ходе межагентных коммуникаций в рамках виртуальной бизнес-среды;
3) трансляция запросов на поиск объектов, сформулированных в общесистемных терминах, в локальные термины портала, являющегося текущим объектом поиска;
4) расчет количественных параметров сформированных вариантов инновационных структур и автоматизированный выбор из их числа потенциально наиболее эффективных;
5) настройка параметров инновационных предложений и соответствующих им программных агентов в ходе диалога с пользователем.
Логика работы системы во многом воспроизводит идеи, заложенные в концепцию Semantic Web [9]. Но, в отличие от последней, где изначально полагается, что процесс поиска, регистрации, обновления и обработки информации инициируется пользователем-человеком, в разработанной системе инициаторами процессов, аналогичных тем, что имеют место в Semantic Web, будут сами агенты, непосредственно являющиеся представителями своих владельцев. Таким образом, от инновационного субъекта будет требоваться лишь завести себе узел в распределенной виртуальной бизнес-среде, подключиться к одному из инновационно-ориентированных Интернет-порталов, на котором установлена разработанная система, зарегистрировать себя и свои бизнес-предложения, настроить требуемые опции у своего агента и ожидать результатов его деятельности. Всю работу по поиску партнеров в ВБС, предварительному анализу, оценке потенциальной эффективности и формированию инновационных структур выполняет агент. Агент, взаимодействуя с другими агентами в ВБС, собирает для своего владельца информацию, осуществляет поиск партнеров и формирование инновационных структур из территориально-распределенных компонентов, зарегистрированных на разных инновационно-ориентированных порталах в ВБС. При этом субъекту инноваций достаточно зарегистрироваться на одном из самых крупных инновационных порталов, так как агент самостоятельно продвигает и обеспечивает поддержку бизнес-предложений текущего субъекта и на всех остальных порталах, входящих в систему. Именно на основании вышеописанной функциональной возможности разработанная система названа интегрирующей. В процессе работы системы агент взаимодействует с конечным пользователем, предоставляя на рассмотрение результаты собственной работы или запрашивая уточняющую информацию о заявленных пользователем инновационных предложениях в случае изменения структуры или атрибутов инновационного поля (сцены функционирования агентов) или недостаточности информации о предложении. При этом пользователь может выбрать, как это будет происходить: интерактивно в стиле «вопрос-ответ» или в автоматическом режиме.
Разработанная система создает ряд новых возможностей для участников инновационной деятельности:
• единое информационное пространство для всех участников инновационной деятельности;
• возможность установления контактов с потенциальными партнерами;
• возможности получать информацию по всем аспектам инновационной деятельности;
• возможность получать информацию об исследованиях и разработках;
• возможности учета информационных потребностей различных участников инновационной деятельности.
Потенциальными пользователями разрабатываемой системы могут быть не только отдельные субъекты инновационной деятельности, но и целые научные, промышленные и коммерческие организации. Система с описанным набором функциональных возможностей может успешно применяться и такими специальными видами организаций, как: специализированные инжиниринговые фирмы, центры трансфера технологий, инновационно-технологические центры, инновационные инкубаторы, технопарки и т.п.
Заключение
Предложенный в работе анализ проблематики информационной поддержки инноваций позволяет говорить о том, что задача эффективного информационного обеспечения региональных инновационных процессов является весьма актуальной, но еще не полностью решена. В качестве одного из путей решения этой сложной задачи предлагается создание полностью децентрализованных одноранговых систем информационной поддержки инноваций, позволяющих гибко интегрировать в логически единое целое существующие и вновь появляющиеся информационные ресурсы инновационной тематики, обеспечивать поиск подходящих бизнес-партнеров и формирование эффективных бизнес-структур. Такие системы должны обеспечивать не только распределенный доступ к информации, но и децентрализованные хранение и обработку данных, решать проблемы технологической и семантической разнородности информационных ресурсов.
Современные технологии и прикладные программные системы российских и зарубежных разработчиков, относящиеся к сфере моделирования и автоматизации инновационных процессов, позволяют достаточно эффективно решать подобные задачи. В качестве одного из подобных решений можно рассматривать разработанный на базе Института информатики и математического моделирования Кольского НЦ РАН прототип системы информационной поддержки инновационной деятельности в регионе -мультиагентную систему интеграции распределенных информационных ресурсов инноваций [8].
Представленная в статье система позволяет повысить эффективность информационной поддержки инновационных процессов за счет возможности гибкого совместного использования разнородных территориально-распределенных информационных ресурсов инноваций и автоматизации рутинных операций по поиску подходящих бизнес-партнеров по реализации инновационных проектов.
Настоящая работа поддержана грантами РФФИ № 05-07-90050 «Информационные технологии региональных макросистем» и № 05-07-97508 «Создание инструментальной среды для интегрированного распределенного доступа к разнородным семантически связанным источникам данных».
Литература
1. Маслобоев А.В. Информационное обеспечение развития современных экономических систем: Учеб. пособие. - Апатиты: Изд. ПетрГУ, 2008. - 121 с.
2. Маслобоев А.В., Путилов В.А. Проблематика информационной поддержки региональных инновационных структур // Инновации. - 2007.- №6(104). - С. 73-76.
3. Шишаев M.r. Архитектура и технологии региональной распределенной системы информационной поддержки инноваций // Прикладные проблемы управления макросистемами. Тр. ИСА РАН. Т. 2B. Под ред. Ю.С. Попкова, В. А. Путилова. - M.: Изд-во «КомКнига УРСС», 2GG6. - С. 25G-263.
4. Mаслобоев А.В., Путилов В.А., Шишаев M.r. Обзор современного состояния технологии мультиагентных систем и перспективы ее развития // Информационные технологии в региональном развитии: Сб. науч. тр. HHMM КНЦ РАН, вып. VI. Под ред. В.А. Путилова - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2GG6. - C. б-12.
5. Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: философия, психология, информатика. - M.: УРСС, 2GG2. - 34B с.
6. Сухорослов О.В. Принципы самоорганизации в пиринговых системах // Прикладные проблемы управления макросистемами. Сб. докл. - Том B. - M.: Едиториал УРСС, 2GG4. - С. 141-174.
7. Mаслобоев А.В., Путилов В.А., Шишаев M.r. Концептуальная модель агентно-ориентированной виртуальной бизнес-среды развития инноваций // Информационные технологии в региональном развитии. Сб. науч. тр. HHMM КНЦ РАН, вып. VII-Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2GG7. - С.15-27.
B. Mаслобоев А.В., Шишаев M.r. Mультиагентная система интеграции распределенных информационных ресурсов инноваций // Программные продукты и системы.- 2GG7. - Т. 92. - №4. - С. 3G-32.
9. Hendler J. Agents and the Semantic Web / J. Hendler // IEEE Intelligent Systems, Vol. 1б, No. 2, March/April 2GG1. P. 13G-151.
