Математическое моделирование и инструментарий конкурентного анализа высокотехнологичного бизнеса

Е.А. Бабенко,

аспир., dewdroping@gmail.com,

Е.А. Клёнов,
аспир., eaklenov@gmail.com,
МАИ, г. Москва

В работе излагается методика конкурентного анализа высокотехнологичного бизнеса, а также предлагается средство решения данной задачи – программно-вычислительный комплекс (ПВК) «Competition», в основе которого лежит принцип математического моделирования анализируемого сегмента рынка и прогнозирования основных этапов его развития. В рамках построения модели используется модификация классической модели М. Портера. Для определения взаимодействий между участниками рынка используется аппарат теории игр.

The paper presents a technique of competitive analysis of high-tech businesses, and proposes a means of solving this problem - a software-computer complex (SCC) «Competition», which is based on the principle of mathematical modeling of the analyzed segment of the market and predict the main stages of its development. In the framework of model building used modification of the classical model of Michael Porter. To determine the interactions between market participants used the apparatus of game theory.

1. Модель глобальной конкуренции

Сегодня понятие конкуренции занимает одну из центральных позиций, являясь важнейшей составляющей научного прогресса, передовая граница которого представлена компаниями высокотехнологичного бизнеса. Конкуренция определяется как процесс, в ходе которого фирмы соперничают; это состязание между производителями товаров и/или услуг, а в общем случае – между любыми рыночными субъектами; борьба за рынки сбыта товаров с целью получения более высоких доходов, прибыли, других выгод.

Для сегмента высокотехнологичного бизнеса построена модифицированная модель конкуренции (рис. 1) [1] на основе модели М. Портера [2]:

- основные игроки;

- поставщики товаров и услуг, взаимодействующие с основными игроками;

- покупатели;

- новые участники рынка;

- производители продуктов-заменителей (субститутов);

- комплементоры [3] (участники рынка, потенциально увеличивающие конкурентоспособность товаров услуг представителя конкретного бизнеса).

рис. 1 Основные подсистемы сложной системы конкуренции

Соперничество среди основных игроков часто сводится к стремлению всеми средствами добиваться выгодного положения, используя различные тактики, в частности агрессивное ценообразование и продвижение продуктов, сражения за потребителей или за каналы дистрибуции, повышение качества обслуживания. Новые игроки привносят на рынок новые производственные мощности, а также другие значительные ресурсы. Новые товары или услуги ограничивают потенциал отрасли, устанавливая верхнюю границу цен. Поставщики могут оказывать давление при заключении сделки на участников в отрасли, увеличивая цены или снижая качество предлагаемых торов или услуг. При отсутствии субститутов рыночная власть поставщиков возрастает: у покупателей просто мало возможностей для выбора. Покупатели могут оказывать давление на цены, требуя высшего качества товаров или услуг и большего сервиса, заставляя производителей конкурировать друг с другом.

Добавление шестой силы – комплементоров было произведено на основании наблюдений динамики развития информационного общества, а именно СМИ (в том числе интернет-изданий), блогосферы, социальных сетей и пр. Иногда даже упоминание известного бренда или продукта в информационном поле (на просторах интернета или в СМИ) оказывает значительное влияние на его рыночное положение. Таким образом, комплементоры приобретают особый вес и поэтому включены в модель конкуренции.

Перейдем к описанию математической модели конкуренции (рис. 2). Задаются общие параметры игры. Вначале определяются функции спроса и предложения на рынке. Доходы основных участников рынка зависят от стоимости услуг, объема производства, дополнительных затрат. Затем исследуется состояние равновесия данной модели – максимум целевой функции при учете действий других игроков. Находим оптимальные значения параметров модели для формирования рекомендаций по выбору конкурентной стратегии фирмы.

рис. 2 Математическая модель конкуренции

В разрабатываемой модели учитывается, что среди поставщиков (а также покупателей, новых участников рынка и субститутов) тоже может иметь место конкуренция, что говорит о самоподобии элементов рынка и дает возможность перейти к модели глобальной конкуренции [1].

Отдельные компании-производители моделируются агентами, соответствующими каждой из рассматриваемых подсистем конкуренции. Таким образом, структура сложной системы конкуренции представляет собой многоуровневый фрактальный нагруженный граф, вершинами которого являются элементы системы, а ребрами – взаимосвязи между ними (рис. 3). Ресурсами, перемещаемыми во времени по ребрам, являются финансовые средства, комплектующие при производстве продуктов и т.д.

рис. 3 Модель глобальной конкуренции

Именно такое представление рынка высокотехнологичного бизнеса позволяет компаниям анализировать ситуацию на рынке во всей полноте и с учетом максимального количества взаимосвязей, что в свою очередь обеспечивает выработку оптимальной стратегии развития производителя объектов авиационной техники.

2. Концептуальная схема конкурентного анализа высокотехнологичного бизнеса

Рассмотрим процесс конкурентного анализа на каждом этапе жизненного цикла ЛА в виде концептуальной схемы (рис. 4):

- научно-технический: определение характеристик, подбор комплектующих, выбор поставщиков;

- технологический: достижение договоренности с поставщиками, получение прототипа продукта;

- экономический: выбор наилучшей стратегии, выбор агентов для сотрудничества (компромиссная игра), влияние на комплементоров, продвижение продукта, улучшение и модификация продукта

рис. 4 Концептуальная схема конкурентного анализа высокотехнологичного бизнеса

3. Использование аппарата теории игр для исследования конкуренции

Чаще всего методы теории игр находят применение в экономике, реже в общественных науках — социологии, политологии. Особое значение они приобретают при развитии кибернетики и искусственного интеллекта, особенно с проявлением интереса к новому типу моделей – т.н. «интеллектуальных» агентов, которые описывают поведение игроков. В данном исследовании используется модель олигополии А. Курно [4]: когда на рынке действует фиксированное число N>1 компаний, выпускающих продукт одного наименования; вход на рынок новых компаний и выход из него отсутствует; в этом случае компании-олигополисты обладают рыночной властью. Согласно гипотезе А. Курно, игрок, максимизирующий свою прибыль, не предполагает реакции конкурента. В этом случае процесс перехода в состояние равновесия по модели дуополии Курно можно рассматривать как бесконечную многошаговую динамическую игру. Как показано в работах [5, 6], вне зависимости от начальных условий, выпуск продукции конкурентами будет стремиться к равновесию.

Анализ тенденций развития мировой авиационной индустрии показывает, что основные производители всё чаще стремятся к созданию альянсов. В этом случае целесообразно применить теорию компромиссных игр, дающую возможность построить теоретическую модель рынка, в рамках которой игроки могут координировать свои действия (договариваться об условиях конкуренции). В таком случае для каждого агента на рынке строятся две функции:

- функция преимуществ (ФП) – описывает достижение фундаментальной цели, в частности, завоевание лидерства на рынке и/или увеличение прибыли без учета цены её достижения и не учитывающая риски;

- функция риска (ФР) – минимизирует издержки при достижении фундаментальной цели.

На каждом шаге при принятии решений агентом вычисляется, будет ли выгоднее стремиться к достижению намеченной цели без сотрудничества с другими агентами, или вступить с кем-то из них в содружество. Каждый агент обладает упорядоченным по приоритету списком возможных действий. Возможное действие зависит от действий, которые предпринимают другие участники рыночной игры.

4. Программно-вычислительный комплекс «Competition»

Программно-аппаратный комплекс (ПВК) «Competition» [7] в виде «облачного» приложения разрабатывается по модели SaaS (Software as a Service). В его основе лежит шаблон проектирования MVC, разделяющий ПО на следующие компоненты: база данных (на основе СУБД MySQL) и набор функций, обеспечивающих связь с ней, формы ввода-вывода данных (HTML5, CSS3, JavaScript, jQuery, AJAX), а также вычислительный модуль (PHP, Python). Используемые технологии обеспечивают кроссбраузерность приложения, а построение форм пользовательского интерфейса (GUI) поддерживают возможность глобальной и гибкой настройки выводимых информационных блоков.

Результат работы вычислительного модуля дает прогноз положения фирм-конкурентов в исследуемой области, сравнение основных параметров производства конкурирующих компаний, а также рекомендации для лиц принимающих решения (ЛПР) при выборе конкурентной стратегии компании высокотехнологичного бизнеса.

Архитектура базы данных ПВК «Competition» схемой БД на рис. 5.

рис. 5 Схема базы данных системы

4.1. Структура ПВК «Competition»

Разрабатываемое приложение позволяет использовать его в трех основных режимах: 1) моделирование, 2) анализ, 3) прогнозирование. На этапе моделирования строится модель взаимодействия агентов, задаются параметры и пр. На этапе анализа происходит первичная обработка данных, полученных на первом этапе. На этапе прогнозирования формируются предложения для ЛПР по формированию конкурентной стратегии компании.

Форма ввода данных (рис. 6) подразделяется на основной блок, блок конструирования модели, блок редактирования характеристик и связей агента. В состав основного блока входит работа с моделью, настройки рынка, работа с агентами, формат вывода. При клике на агента в блоке конструирования модели, вызывается блок редактирования характеристик и связей для данного агента.

рис. 6 Представление пользовательского интерфейса на этапе построения модели глобальной конкуренции

На этапе анализа построенной модели происходит обработка данных и представление результатов в удобном для пользователя формате: страницы с графиками, диаграммами и схемами, набор и расположение которых определяется самим пользователем в режиме реального времени (примеры изображений показаны на рис. 7 а) и б)). Таким образом, аналитик организует свою работу наиболее удобным образом. Набор графиков, диаграмм и схем представлен гистограммами, круговыми, линейными, точечными, пузырьковыми диаграммами и др. Предусмотрено табличное представление данных, а также существует вариант представления продукта заказчика конкурентного анализа в виде тепловой карты (рис. 7а), выделяющей сильные (отмечено зеленым) и слабые (отмечено красным) его стороны в сравнении с продуктами основных конкурентов, товаров-заменителей и/или новых участников рынка.

рис. 7 а) Представление данных в виде тепловой карты. б) Представление данных в виде графических диаграмм

Форма вывода результатов разбита на две большие части: конкурентный анализ ситуации в сегменте рынка и рекомендации по формированию конкурентной стратегии. Рекомендации (рис. 8) содержат в себе предложения по: выбору стратегии, выбору поставщиков, выбору заказчиков, изменению назначаемой цены, изменению объема производства.

Конкурентный анализ ситуации в сегменте рынка дает общую оценку состояния рынка с учетом товарного накопления от всех игроков, а также в виде графика дохода игроков или распределение долей рынка с учетом каждого игрока. Таким образом, ЛПР, в интересах которого проводится конкурентный анализ, получает полную и подробную информацию о ситуации в сегменте рынка, сравнительную таблицу характеристик конкурентов, рекомендации по выбору конкурентной стратегии.

рис. 8 Форма представления результатов конкурентного анализа

Литература

1. Бабенко Е.А. Разработка SaaS-приложения конкурентного анализа в секторе объектов авиационной техники. Журнал «Вестник МАИ» - 2013. - № 1, т. 20 – с. 242-253.

2. Портер М. Конкуренция. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. – 608 с.

3. Brandenburger A.M., Nalebuff B.J. Co-opetition: A revolutionary mindset that combines competition and cooperation. - NY: Currency Doubleday, 1998. - 288p

4. Cournot A. Recherches sur les principles mathematique de la theorie des richesses. Paris, 1938. Ch. VII

5. Петросян Л.А., Зенкевич Н.А., Семина Е.А. Теория игр: Учеб. Пособие для ун-тов – М.: Высшая школа, Книжный дом «Университет», 1998. – 304с.

6. Мулен Э. Теория игр с примерами из математической экономики / Пер. с франц.—М.: Мир, 1985.—200 с, ил.

7. Бабенко Е.А., Клёнов Е.А., Ершов Д.М., Скородумов В.С. Свидетельство № 12-416 о регистрации объекта интеллектуальной собственности «Программно-аппаратный комплекс Competition конкурентного анализа сегмента рынка» / Зарегистрирован в Государственном реестре Госстандарта России 25 дек 2012. Москва 2012.