Моделирование социально - экономических процессов с применением теории игр

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН    ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ                                                                КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: «Моделирование социально - экономических процессов с применением теории игр»

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент 5 курса.

Брагин Д. В.

Проверила:

Гадельшина Г.А.

 

 

                                                                Казань 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..3

Раздел 1. Понятие, основные этапы и цели моделирования социально – экономических процессов………………………………………………………...5

1. Понятие модели и моделирования………………………………………..5
2. Моделирование как метод научного познания…………………………..7
3. Понятие , виды социально – экономических процессов………………...9
4. Применение математических методов моделирования социально –

экономических процессов  и явлений в России………………………………...11

Раздел 2. Теория игр: определение, предмет, цели и задачи, …………….…..15

1. Предмет и задачи теории игр…………………………………………….15
2. Классификация игр……………………………………………………….17

Раздел 3. Практическое применение теории игр………………………………20

3.1. Практическое применение теории игр в моделировании экономических процессах………………………………………………………………………....20

3.2. Парные игры с нулевой суммой. Решение в чистых стратегиях………...23

3.3. Решение игр в смешанных  стратегиях…………………………………….29

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….34

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………...36

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время  особое значение приобретают научные  разработки в области прогнозирования  и управления в сфере материального  производства, в области финансового  обращения, в области общественного  развития. Разработка экономико-математических моделей и методов решения  конкретных задач производства на основе использования вычислительной техники (компьютеров) позволили создать  автоматизированные системы управления для получения оптимальных управленческих решений. Одним из современных экономико-математических методов является применение теории игр в экономических исследованиях  и выработке и принятия управленческих решений. В теории игр рассматриваются  процессы, в которых требуется  найти лучшее решение для поведения  участников при столкновении интересов  различных групп. Особое значение для  совершенствования образования  хозяйственных работников приобретают  деловые игры.  
       Использование теории игр в международных экономических отношениях позволяет оказать помощь в получении лучших стратегий поведения стран при решении конкретных вопросов торговли и размещения заказов. Применение деловых игр в учебном процессе и в практике хозяйственной деятельности дает возможность выработать навыки оптимального поведения человека в коллективе при выработке оптимальных решений в сложных условиях.  
     В самых различных сферах деятельности человека возникает много ситуаций, которые формализуются в виде игры и затем становятся возможными их исследования. Можно так же рассматривать и несколько упрощенные модели конфликтных ситуаций, учитывая лишь самые главные аспекты, и получить приемлемые решения.  
       Теория игр начала активно развиваться в первой половине ХХ века в трудах Оскара Моргенштерна – американского математика и экономиста и Джона Неймана – американского математика.

Цель данной курсовой работы  изучить моделирование социально – экономических процессов с применением теории игр.

Задачей курсовой работы является:

1. Рассмотреть цели моделирования  социально – экономических процессов;
2. Изучить применение теории игр

Структура курсовой работы: Введение, Раздел 1 – Понятие, основные этапы и цели моделирования социально – экономических процессов,

Раздел 2 –Теория игр: определение, предмет, цели и задачи, применение, Заключение, Перечень источников и литературы.

При написании курсовой работы был использован широкий круг источников и научной литературы.

 

 

Раздел 1. Понятие, основные этапы и цели моделирования  социально – экономических процессов.

1. Понятие модели и моделирования.

Модель в широком смысле – это любой образ, аналог мысленный или установленный изображение, описание, схема, чертеж, карта и т. П. какого либо объема, процесса или явления, используемый в качестве его заменителя или представителя. Сам объект, процесс или явление называется оригиналом данной модели.

Моделирование – это исследование какого либо объекта или системы объектов путем построения и изучения их моделей. Это использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов.

На идее моделирования  базируется любой метод научного исследования, при этом, в теоретических  методах используются различного рода знаковые, абстрактные модели, в  экспериментальных – предметные модели.

При исследовании сложное  реальное явление заменяется некоторой  упрощенной копией или схемой, иногда такая копия служит лишь только для  того чтобы запомнить и при  следующей встрече узнать нужное явление. Иногда построенная схема отражает какие – то существенные черты, позволяет разобраться в механизме явления, дает возможность предсказать его изменение. Одному и тому же явлению могут соответствовать разные модели.

Задача исследователя  – предсказывать характер явления и ход процесса.

Иногда, бывает, что объект доступен, но эксперименты с ним  дорогостоящи или привести к серьезным  экологическим последствиям. Знания о таких процессах получают с  помощью моделей.

Важный момент – сам характер науки предполагает изучение не одного конкретного явления, а широкого класса родственных явлений. Предполагает необходимость формулировки каких – то общих категорических утверждений, которые называются законами. Естественно, что при такой формулировке многими подробностями пренебрегают. Чтобы более четко выявить закономерность сознательно идут на огрубление, идеализацию, схематичность, то есть изучают не само явление, а более или менее точную ее копию или модель. Все законы- это законы о моделях, а поэтому нет ничего удивительного в том, что с течением времени некоторые научные теории признаются непригодными. Это не приводит к краху науки, поскольку одна модель заменилась другой более современной.

Особую роль в науке  играют математические модели, строительный материал и инструменты этих моделей  – математические понятия. Они накапливались и совершенствовались в течении тысячелетий. Современная математика дает исключительно мощные и универсальные средства исследования. Практически каждое понятие в математике, каждый математический объект, начиная от понятия числа, является математической моделью. При построении математической модели, изучаемого объекта или явления выделяют те его особенности, черты и детали, которые с одной стороны содержат более или менее полную информацию об объекте, а с другой допускают математическую формализацию. Математическая формализация означает, что особенностям и деталям объекта можно поставить в соответствие подходящие адекватные математические понятия: числа, функции, матрицы и так далее. Тогда связи и отношения, обнаруженные и предполагаемые в изучаемом объекте между отдельными его деталями и составными частями можно записать с помощью математических отношений: равенств, неравенств, уравнений. В результате получается математическое описание изучаемого процесса или явление, то есть его математическая модель.

Изучение математической модели всегда связанно с некоторыми правилами действия над изучаемыми объектами. Эти правила отражают связи между причинами и следствиями.

Построение математической модели – это центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит весь последующий анализ объекта. Построение модели – это процедура не формальная. Сильно зависит от исследователя, его опыта и вкуса, всегда опирается на определенный опытный материал. Модель должна быть достаточно точной, адекватной и должна быть удобна для использования.

2. Моделирование как метод научного познания.

Под моделированием понимается процесс разработки, построения абстракций и умозаключений по аналогии и  конструирования научных гипотез  относительно природы исследуемого явления. Совокупность абстракций и  умозаключений о природе исследуемого объекта называется моделью. Модель представляет собой материальный объект, который в процессе исследования замещает объект-оригинал таким образом, что его непосредственное изучение дает новые знания об объекте-оригинале. Необходимость использования метода моделирования определяется тем  обстоятельством, что многие объекты (или проблемы, относящиеся к этим объектам) непосредственно исследовать  затруднительно или вовсе невозможно. Главная особенность моделирования  как метода исследования состоит  в том, что это метод опосредованного  познания посредством объектов-заместителей. Модель служит инструментом познания, который исследователь ставит между  собой и объектом и с помощью  которого изучает интересующий его  объект. Процесс моделирования включает: субъекта исследования –исследователя; объект исследования – интересующий объект-оригинал; предмет исследования – модель. Процессу моделирования присуще течение циклического характера. При этом на каждом последующем этапе знания об исследуемом объекте расширяются и уточняются, а исходная, модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные в результате первого цикла моделирования, исправляются в течение последующих циклов.

Первый этап построения модели заключается в установлении сходства и различия между объектом-моделью  и объектом – оригиналом. Этот этап предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели А обуславливаются тем, что она отражает какие-либо существенные черты объекта-оригинала В. Задача необходимости и достаточной меры сходства оригинала и модели решается на основе конкретного анализа. Очевидно, модель утрачивает свой смысл как в случае полного тождества с оригиналом (тогда он перестает быть оригиналом), так и в случае его отсутствия. Любая модель представляет, оригинал лишь в строго ограниченном смысле. Поэтому для одного объекта может быть построено несколько «специализированных» моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта или же характеризующих объект с разной степенью детализации.

На втором этапе модель выступает в качестве самостоятельного объекта исследования. Одной из форм такого исследования является проведение «модельных» экспериментов, при которых сознательно изменяются условия функционирования модели и проводится системный анализ ее «поведения». Так складываются знания о модели.

На третьем этапе осуществляется перенос по определенным правилам полученных данных о модели в отношении оригинала  – в знания об объекте. Данные о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта – оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели. На четвертом этапе осуществляются практическая проверка получаемых посредством моделирования знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им. При этом необходимо помнить, что моделирование – это лишь вид процесса познания и не может служить единственным источником знаний об объекте.

 

 

3. Понятие , виды социально – экономических процессов.

В экономике как общественной сфере трудовой и хозяйственной  деятельности постоянно происходят два типа процессов, которые по своему характеру делятся на естественные и общественные. Естественные процессы осуществляются человеком при его  взаимодействии или соприкосновении  с природой с помощью средств  труда для создания материальных (вещественных) или интеллектуальных продуктов. Общественные процессы характеризуют  взаимоотношения между людьми, связанные  с производством и/или распределением указанных продуктов и их потреблением. Оба процесса протекают в теснейшем  взаимодействии. 
         Социально-экономические процессы классифицируются по типам и видам в зависимости от критерия, лежащего в основе классификации: 
• по степени управляемости – стихийные и управляемые; 
•    по направленности распространения – внешне– и внутриэкономические, в рамках которых могут развиваться процессы международной интеграции, кооперации; 
• по масштабу влияния на жизнедеятельность социума – макроэкономические, региональные, локальные, микроэкономические; 
• по структуре функционального проявления – производственные, трудовые, организационные, технологические, информационные процессы. 
         С точки зрения устойчивости взаимосвязей экономических и других социальных структур можно говорить о стабильных и нестабильных социально-экономических процессах.  
         Процесс – последовательность действий, осуществляемых во времени или пространстве, обеспечивающая достижение поставленных целей. Системный подход для любой системы выделяет 2а вида процессов: функционирования и развития. Процесс функционирования – процесс выполнения функций системы, обеспечивающий достижение ее цели.           Процесс развития – улучшение процесса функционирования за счет приращения структуры, либо улучшения ее параметров. Основным для системы является процесс функционирования, состоящий в обмене ресурсами и обеспечивающий достижение цели системы. Административно-территориальные социальные эколого-экономические системы. В данном понятии ключевым является слово «административно-территориальные»,      т. Е. мезосистемы в иерархии экономических систем (макросистемы – системы на уровне государства, мезосистемы – территория субъектов, микросистемы – предприятия и учреждения). Территориальные системы, значит системы, располагающиеся на определенной территории. Объектами территориального компонента являются – земельные участки, речь идет о твердой поверхности земли, на которой располагаются природные ресурсы. Совокупность этих природных ресурсов представляет экологический компонент системы. Социальный компонент – это население и объекты муниципальной деятельности, к-е оно (население) образует: домашние хозяйства – совокупность семьи и имущества. Экономические системы, значит включающие имущественный комплекс хозяйственного назначения (систему жизнеобеспечения населения). Объекты экономической составляющей – предприятия (выпускают продукцию), учреждения (оказывают услуги), организации (выполняют работы). Системный подход предполагает, что вся внешняя среда и выделенная в ней рассматриваемая система – есть бесконечная иерархия сложных систем, вложенных друг в друга.  
        Особенностью социально-экономических процессов является их тесная привязка к деятельности предприятий (хозяйствующих субъектов), крупных национально-государственных систем, регионов, которая определяет масштабы, уровень, темпы и цели происходящих в русле этих объектов изменений. В основе социально-экономических процессов лежит цикл «инновации-инвестиции», предопределяющий логику развертывания волн экономической конъюнктуры на каждом из рассматриваемых уровней. Достигая максимума, тенденция роста производства сменяется его снижением. Вместе с тем снижается объем инвестиций, что, в конечном счете, неизбежно приводит к сдерживанию инновационных процессов. Снижение инновационной активности, вызывая сокращение эффективности производства, способствует возникновению масштабных войн за передел ресурсов. Непременным атрибутом политических процессов является изменение целеполагающего вектора социальных преобразований, заключающееся во внедрении в общественную жизнь мероприятий, составляющих программную установку одной из влиятельных и организованных сил общества, какой является политическая партия или общественное движение. Если основу социально-экономических процессов составляет цикл «инновации-инвестиции», то политических — оппозиция «вызов-реакция».

4. Применение математических методов моделирования социально –

экономических процессов  и явлений в России.

К сожалению, метод математического  моделирования социально-экономических  процессов до сих пор применялся в нашей стране преимущественно  в научных разработках, а рекомендации экономической науки зачастую попросту игнорировались (и игнорируются) на всех уровнях управления. Это в  большой степени связано с  тем, что до недавнего времени  применение количественных методов  в управлении изучалось в вузах  России достаточно формально, а методы высшей математики в экономических  дисциплинах вообще практически  не использовались, поскольку экономическое  образование было сведено, по существу, к догматическому толкованию классиков  марксизма, а опыт анализа социально-экономических  процессов на основе других подходов практически не рассматривался. 
           Например, вплоть до конца 80-х годов длинные волны в экономике были в нашей стране запретной темой, т.к. это не вписывалось в концепцию «неуклонного роста народного хозяйства» (показательно, что первая монография на русском языке С.М. Меньшиков и Л.А. Клименко, посвященная этому вопросу, вышла в свет лишь в 1989 г.). При этом попытки (весьма редкие) публикации результатов, полученных западными учеными на основе использования математических методов, обязательно предварялись идеологическими клише такого рода: «…стараясь затушевать эксплуататорскую природу капиталистического способа производства», «…теория равновесия, враждебная марксизму-ленинизму…», «…на эконометрику была возложена задача поднять престиж буржуазной политической экономии» и т.п. 
           Причины пренебрежительного отношения к научному анализу последствий управленческих решений имеют глубокие корни, а сопротивление, которое встречает метод математического моделирования при анализе социально-экономических проблем, – более чем вековую историю. Например, против намерения Л. Вальраса в 1890-х годах ввести в курс политической экономии математические методы выступало подавляющее большинство его коллег по Лозаннскому университету.  
Одним из основных доводов, который служит препятствием для использования метода математического моделирования при анализе конкретных социально-экономических процессов, является сложность объекта моделирования, поскольку применяемая теоретическая модель может оказаться слишком упрощенной по сравнению с объектом-оригиналом. Однако рекомендации и выводы, полученные на основе анализа адекватной имитационной модели, также могут оказаться невостребованными, поскольку управленец может предпочесть опереться на интуицию и даже иметь нерешенную проблему, чем использовать модели, в которых он ничего не понимает, и стать, таким образом, заложником разработчика-математика.  
           Недооценке метода моделирования при принятии решений служит также и «пренебрежение академической экономической наукой упорным, систематическим, эмпирическим анализом и увлечение изящными, но пустыми, формальными, главным образом математическими, теоретическими «упражнениями» (В. Леонтьев, 1972 г.).  
Полностью принимая как необходимость развития аксиоматической теоретической математической экономики, так и большое значение прикладных социально-экономических исследований, отметим, что в основе этих полярных направлений математического моделирования должно лежать глубокое понимание базовых теоретических моделей и, прежде всего, допущений, используемых при построении этих моделей, которые и определяют пределы их применимости.  
           Как видим, наряду с субъективными трудностями существуют и вполне объективные проблемы, ограничивающие эффективность применения метода математического моделирования при анализе социально-экономических процессов. К ним, прежде всего, следует отнести исключительное разнообразие и разнородность объектов моделирования, поскольку в этой области имеют место элементы управляемости и стихийности, детерминированности и существенной неоднозначности, сочетание процессов технического и социального характера.  
           Однако основные преграды, стоящие на пути развития формализованных методов в социально-экономических науках, носят, по-видимому, субъективный характер. О главной из них сказал П.Л. Капица на Международном симпозиуме по планированию науки еще в 1959 г. Размышляя о развитии общественных наук, он использовал аналогию с положением естественных наук в средние века, когда «…церковь брала на себя монополию схоластически-догматического толкования всех явлений природы, решительно отметая все, что хоть в малейшей мере противоречило каноническим писаниям. …Сейчас существует большое разнообразие государственных структур, которые признают за истину только то в общественных науках, что доказывает целесообразность этих структур. Естественно, что при таких условиях развитие общественных наук сильно стеснено» П.Л. Капица. К сожалению, за сорок без малого лет эти слова не утратили своей актуальности.  
          Слабое представление о существе метода моделирования и его возможностях приводит к тому, что зачастую реакцией на несоответствие ожиданий и конкретных результатов социально-экономической политики, основанной на использовании неадекватных моделей, служат эмоциональные выводы о том, что «экономические законы в России не действуют», что «умом Россию не понять», что «моделирование в наших условиях бессмысленно» и т.д. Но ведь это все равно, что рассчитывать траекторию движения той же баллистической ракеты по формуле из известной школьной задачи о движении тела, брошенного под углом к горизонту, а потом возмущаться расхождением теории и практики. 
          Однако математические методы являются важнейшим инструментом анализа экономических явлений и процессов, построения теоретических моделей, позволяющих отобразить существующие связи в экономической жизни, прогнозировать поведение экономических субъектов и экономическую динамику. Математическое моделирование становится языком современной экономической теории, одинаково понятным для учёных всех стран мира. 
          Одним из самых перспективным направлений в математических методах в экономике на данный момент является экономико-математическое моделирование с использованием комплексных переменных, направление, разрабатываемое в Санкт-Петербургском государственном университете экономики и финансов.