Развитие современной экономики ведет к большому разнообразию промышленных организаций и сфер их деятельности. Эти сообщества организаций изменяются в динамике, отражая существующие условия функционирования и тенденции развития экономики регионов. Существующее в стране бизнес-разнообразие подчиняется определенным законам самоорганизации, внутренним механизмам развития. Современная экономика характеризуется ростом сложности отдельных объектов по отношению к их числу. Процессы самоорганизации экономики отражаются в законах самоорганизации, внутренних механизмах развития. Самоорганизация экономики отражается в характеристиках структуры и промышленной базы. Отсюда возникает возможность применения к макроэкономическим процессам понятия ценоза и теории ценозов. Тенденция развития систем организационного управления – это поиск методов преодоления сложности принятия решений. Если в традиционных системах решения принимаются сверху вниз, то современный подход предполагает гетерархию автономных холонов, ведущих переговоры равных элементов для поиска решения. Ценозы представляют собой множество взаимодействующих особей (элементов), имеющих определенные характеристики. Вид – это группа особей с определенными характеристиками, отражающими их сущность. Особи могут быть упорядочены по их номеру в последовательности или рангу. Ценология даёт ключ к пониманию принципов построения сложных систем на качественно ином уровне: иначе можно подходить к проектированию сложных экономических и технических объектов, к принципам развития СЭС. В процессах эволюции и адаптации основным механизмом является самоорганизация. Под самоорганизацией понимается свойство сложных систем самопроизвольно упорядочивать свою внутреннюю структуру и структуру своих реакций на внешние воздействия, увеличивая их определенность во времени. Самоорганизация возникает в неравновесных системах, часто на границе хаотических состояний. Оценку самоорганизации можно получить на основе анализа процесса функционирования системы; S. Если имеется множество ситуаций
Sc = {Sci, Sc2 ,..., Scк}, (1)
и в них принимаются решения R(Sск), дающие эффект Е [R(Sк)], то улучшение в среднем эффекта
(2)
будет характеризоваться повышением организации в цикле управления. Система S может самосовершенствоваться в 2 случаях:
1) на основе предопределенного конструкцией поведения;
2) на основе самопроизвольного изменения поведения.
Во втором случае с ростом определенности реакций в среднем имеет место самоорганизация. Самоорганизацию можно оценить энтропийными оценками:
(j(Q)dQ, (3)
где DНQ – уменьшение энтропии по сравнению с максимальной, Q – закон распределения воздействий на систему, j(Q) – плотность вероятности. Уменьшение энтропии Н определяет рост организации Q системы S, Н уменьшается с ростом информированности J:
H = (1 – J)aН , (4)
где a – коэффициент управляемости.
Социально-экономические системы (CЭC), в которых основным элементом является человек, а критериями эффективности – экономические показатели, изменяются по воле людей и имеют новое свойство автопоэзиса (создаются и регенерируются сами, сохраняя свою организацию гомеостатичной, неизменной за счет изменений собственной структуры). Автопоэзис может создавать новые состояния и структуры самопроизвольно на основе мутаций и рекомбинации факторов и ресурсов. Свойство автопоэзиса системы ведет к ее самосохранению, когда циклично связанные самоорганизующиеся подсистемы сохраняют друг друга в пределах цикла (например, взаимная поддержка людей в группах, взаимные договоры). Предприятия, основу которых составляют люди, обладают еще одним важным свойством – самореферентностью. Самореферентные системы – это такие системы, которые, осознавая себя, организуют нужные состояния подсистем, что и обеспечивает их самоорганизацию и самосохранение. Еще одним важным свойством самоорганизующихся систем является их операциональная замкнутость, когда система порождает выходы без наличия внешних входов, т.е. на основе своих внутренних состояний, что характерно для современных предприятий. Это свойство и ведет к автономии системы, когда она может самостоятельно генерировать выходы при изменении внутренних состояний; автономия является следствием автопоэтичности системы. Самоорганизация системы ведет к росту ее управляемости. Управляемость можно оценить критериями:
1) a = ln Н/ln(l – J) при известной величине
; (5)
2) величиной энтропии распределений экономических показателей;
3) чувствительностью mij = D уi/Dхi, получаемой из эконометрической модели;
4) относительной достижимостью целевых показателей
; (6)
5) изменением потерь
Cn1 = Сnо [1 – (l – J2) / (1 – J1]s. (7)
Структура экономики РФ недостаточно инновационна, ее нужно менять. По данным Росстата, доля инновационно активных предприятий (занимающихся разработкой и внедрением наукоемких технологий) в стране составляет около 15 %. Для сравнения: в Германии их 66 %, во Франции – 46 %, в Греции – 27 %. Цель исследования – определение закономерностей структурных изменений промышленности региона на примере Ростовской области, структуры инноваций в странах, проблем развития высоких технологий и обоснование рекомендаций по повышению эффективности структурных реформ.
Степень разработанности проблемы
В последние годы развивались работы по системному анализу макроэкономики (Р. Акофф [1], С. Глазьев [2], В. Некрасов, Д. Полтерович, М. Фридман), определены основные концепции теории ценозов (Б. Кудрин [3], Г. Ципф [4], В. Фуфаев [5], В. Гнатюк [6]), решен ряд задач применения теории ценозов к диагностике структуры региональной экономики и отраслевой структуры (А.Н. Кузьминов [7], Чефранов [8]), рассмотрены механизмы развития экономики на основе системного подхода (В.Н. Волкова [9], Г.Н. Горелова [10], Б. Кучин, Е. Якушева [11]). Показано, что управленческие решения приводят к изменению ценозов не всегда в нужном направлении [12–14], поэтому к исследованию сложных систем рационально применение ценологии.
Материалы и методы исследования
На основании исследований ряда авторов, реальной статистики характеристик 100 предприятий Ростовской области [15] и таблиц инновационных показателей 50 стран Блумберга [16] исследована устойчивость промышленной структуры Ростовской области и инновационная устойчивость ценоза 50 стран, определен диагноз состояния структур и обоснованы рекомендации по повышению структурной устойчивости экономик.
Экономику регионов и стран, состоящую из множества предприятий, можно считать ценозами. Экономическая база состоит из ряда отраслей (видов деятельности) и имеет ряд показателей, значения которых для особей можно ранжировать. Мировая экономика также состоит из множества экономик с ограниченными связями. Законы эволюции и адаптация отражается в структуре этих ценозов и значениях их ведущих параметров. Под влиянием внешних воздействий процессы самоорганизации определяют характеристики их структур. Важны соотношения видов и распределение особей по их характеристикам. Ценоз – это целостный комплекс взаимосвязанных элементов (особей), функционирующих в определенной среде и отличающихся значениями своих характеристик. Переход к VI технологическому укладу, глобализация вызывают изменения структурного состава экономики, при этом необходимо обеспечить устойчивость. На любые внешние воздействия ценоз реагирует самопроизвольным изменением распределения элементов и их характеристик, что отражает адаптацию и эволюцию ценоза. Ценоз должен быть в гармонии с окружающей средой, что отражается приближением его характеристик либо к идеальному закону распределения, либо к золотому сечению (рис. 1).
Сложные системы на основе самоорганизации управляют своей структурой, внутренними связями, чтобы сохранить устойчивость и эффективность функционирования. В процессе изменений среды ценоз адаптируется к изменениям; одни особи размножаются, другие исчезают, работает механизм естественного отбора, изменяется структура ценоза, пока станет равновесной с новыми условиями. Эти процессы характеризуют самоорганизацию ценоза. Каждый элемент ценоза характеризуется парой (х, у), х – особь, вид или значение ведущего параметра, у – ранг или порядок U в последовательности U(x). Распределение видов описывается как
U(r) = A/rα , (8)
где А – коэффициент аппроксимации,
α – параметр закона распределения.
Рис. 1. Задачи, решаемые ценологией
Рис. 2. Виды ценозов
Рис. 3. Адаптация ценоза к изменениям среды на основе самоорганизации
Выделив особи х, определив их параметры и построив таблицу эмпирических данных, строим эмпирический график распределения особей и рассчитываем методом наименьших квадратов функцию идеального распределения. При сравнении эмпирической и идеальной кривых выявляется характер отклонений распределений:
– если отклонения вверх от идеального закона распределения – недостаточно особей данного ранга структуры, вниз – избыточное их количество.
Отсюда вытекают рекомендации по повышению устойчивости и эффективности структуры ценоза. Устойчивость полученного ценоза определяется разнообразием числа особей, соотношением числа часто встречающихся особей к редко встречающимся. Энтропия элементов ценоза и энтропия среды находятся в определенных соотношениях. Если в ценозе n особей, то максимальная энтропия равна:
Hmax = lg n хартли. (8.1)
Для эмпирического закона распределения ценоза энтропия равна:
Hф = – Σpj.lg pj. (9)
В этих условиях относительная организация системы по формуле фон Фёрстера
R = 1 – Hф/ Hmax. (10)
Если рассчитать энтропии эмпирического и теоретического распределения, то их рассогласование показывает степень приближения реальности к желаемому состоянию.
Результаты исследования и их обсуждение
Полученная информация о реальном состоянии ценоза и его отклонениях от идеального распределения является основой для принятия решений (рис. 2).
Отклонение ΔН показывает уровень адаптации ценоза к условиям среды и уровень знаний (негэнтропии) об изменениях среды. Ценоз меняется при накоплении физической информации в ходе контактов со средой и осмысления этой информации. Состояние социальной системы и ее эволюция, с одной стороны, могут быть охарактеризованы несколькими доминирующими параметрами или релевантными макропеременными, а с другой стороны, являются результатом большого количества микродействий со стороны индивидов.
Однако индивиды не являются абсолютно свободными в своих решениях и действиях, а частично контролируются и регулируются системой. Они генерируют состояние системы, но одновременно вовлечены в нее. Это циклическое отношение поддерживает некоторое состояние, которое может рассматриваться как доминирующая структура в социальной системе. Гиперболическая форма распределения определяется борьбой особей за существование. Это борьба за ограниченный ресурс всей системы. Инвестиции в новые производства ограниченны, системы вступают в конкурентную борьбу, поэтому наиболее эффективные производства будут расти при наличии ресурсов и изменять структуру ценоза. Разработка высоких технологий привела к структурным сдвигам в обрабатывающих отраслях.
1. Анализ промышленного ценоза Ростовской области показал, что 100 анализируемых предприятий распределены по 16 отраслям в соответствии с гиперболическим законом (рис. 4), имеющим форму:
W(i) = 53ri 2,13. (11)
Распределение на рис. 4 близко к устойчивому, но отрасли обрабатывающих производств (ранги 2, 3) развиты недостаточно, требуется рост их доли в структуре промышленности. Рассматривая 100 предприятий 16 отраслей (1 – торговля, 2 – машиностроение, 3 – производство или распределение электроэнергии, газа, 4 – легкая, 5 – пищевая промышленность, 6 – химическая промышленность, 7 – склады, 8 – сельское хозяйство, 9 – развлечения, 10 – химическая промышленность, 11 – строительство, 12 – производство неметаллической продукции, 13 – добывающая промышленность, 14 – транспорт, 15 – ценные бумаги, 16 – нефтехимия), проведем энтропийный анализ. Максимальная энтропия распределения Hmax = lg 100 = 2 хартли, энтропия эмпирического распределения H = – ∑pj..lgpj = 0,75 хартли, т.е. знание распределения снижает неопределенность на:
ΔН = Hmax – H = 2 – 0,75 = 1,25 хартли. (12)
Относительная организация
R = 1 – H/Hmax = 0,675, (13)
т.е. система организована на 67,5 %.
Выручка и прибыль предприятий распределены также по гиперболическим законам (рис. 5, 6), расчетные формулы имеют вид:
выручка
W(i) = 84,3/r0,34, (14)
прибыль
В (r) = 24,55/r1,87. (15)
Рис. 4. Распределение видов предприятий
Рис. 5. Распределение выручки 10 предприятий одного вида
Рис. 6. Распределение выручки по 2 кастам
Рис. 7. Распределение научных ресурсов по структуре
При этом если взять распределение научных организаций по сферам исследований (1 – дистанционное зондирование, 2 – биотехнологии, 3 – экологический мониторинг, 4 – культура тканей, 5 – сегнетоэлектрика, 6 – новые технологии, 7 – строительные технологии, 8 – робототехника, 9 – ядерная энергетика, 10 – программное обеспечение, 11 – инновационные проекты, 12 – лазерные технологии, 13 – авиационная техника, 14 – нанотехнологии, 15 – морские исследования), то получим распределение вида рис. 7.
Эволюция как процесс естественного развития предприятия применима к рассматриваемым нами процессам. Эволюционные процессы протекают на основе передачи новых эффективных свойств новым поколениям. При анализе эволюционных процессов возникают три вопроса: 1) что является генетическим материалом эволюции, 2) как этот материал передает изменения, 3) как переходят эффективные признаки новым поколениям. Организационным геном являются идеи, они материализуют новые конструкции, технологии, структуры. Идеи воплощаются в инновации, внедрение которых повышает конкурентоспособность и эффективность работы предприятия. Меняются идеи – изменяются организации, более эффективные формы тиражируются, изменения воплощаются во многих предприятиях, это обеспечивает общий прогресс экономики и общества.
2. Распределения основных показателей лидирующих стран.
На основе последних таблиц агентства Bloomberg [15] о показателях инноваций (ИИ) 50 стран мира и показателей индекса человеческого развития (ИЧР) построены законы распределения ИИ (рис. 8) и ИЧР (рис. 9).
Рис. 8. Распределение индекса инноваций
Рис. 9. Распределение ИЧР 20 ведущих стран мира
Аппроксимация этих данных дает функцию w(i) = 1,99/r0,015 и график рис. 8.
Сравнение графиков рис. 8 показывает, что в группе развитых стран индекс инноваций убывает медленно, имеет место большая энтропия индекса, после Норвегии выделяется группа с уменьшением индекса инноваций; Израиль и Швейцария в 2019 г. имеют индексы ниже идеального, что говорит о необходимости интенсивного внедрения инноваций.
Распределение стран по ИЧР носит также гиперболический характер (рис. 9):
W(i) = 0,892/i0,102 (16)
и показывает, что выделенные группы стран имеют ИЧР, соответствующий уровню их экономического развития. Для его повышения необходим рост экономики.
Адаптация ценоза изменением структуры зависит от знаний об изменениях среды. Чем больше объем запомненных знаний (чем больше негэнтропия системы), тем меньше информации о среде нужно системе для адаптации. Прирост структурной системы dE будет зависеть от запаса накопленных знаний ne и полученной новой информации об изменениях dI:
dE = dI/ne. (17)
Полученные в процессе контакта со средой знания фиксируются в сложной системе в виде структурных изменений, появляются новые структуры si, возникающие с определенными вероятностями pi.
Заключение
1. Ценологический подход рассматривает СЭС как множество взаимодействующих объектов, характеризующееся определенной структурой.
2. Основой структурных изменений является механизм самоорганизации и адаптации к изменениям среды при ограничении ресурсов.
3. Введены критерии самоорганизации ценозов.
4. Анализ 100 предприятий Ростовской области показал устойчивость структуры, но недостаточное развитие обрабатывающих производств с новыми технологиями.
5. Распределение инновационного индекса 50 стран носит близкий к гиперболе характер, выявляет инновационные кластеры и показывает высокую неопределенность структуры инноваций.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 18-010-00663/19).