ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА МОДЕЛЬ ФОРМУВАННЯ ІННОВАЦІЙНО-ІНЖИНІРИНГОВИХ КЛАСТЕРІВ

Автор(и)

  • Антон Роговий Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Україна https://orcid.org/0000-0002-8178-4585
  • Олена Ахієзер Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Україна https://orcid.org/0000-0002-7087-9749
  • Світлана Решетнікова Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Україна http://orcid.org/0009-0009-1435-8656
  • Владислав Колбасін Нацiональний технiчний унiверситет "Харкiвський полiтехнiчний iнститут", Україна http://orcid.org/0009-0007-0835-2712
  • Юрій Пахомов Харківський національний університет міського господарства, Україна http://orcid.org/0000-0002-2267-8600

DOI:

https://doi.org/10.30837/0135-1710.2026.189.047

Ключові слова:

інноваційно-інжинірингові кластери, штучний інтелект, машинне навчання, графовий аналіз, графові нейронні мережі, агентно орієнтоване моделювання, цифровий двійник

Анотація

У сучасних умовах цифровізації та розвитку економіки знань інноваційно-інжинірингові кластери трансформуються в складні динамічні системи з високим рівнем невизначеності та багатофакторних взаємодій і значною залежністю від зовнішніх управлінських впливів. Традиційні економіко-математичні підходи не забезпечують достатньої гнучкості для моделювання таких систем, що зумовлює необхідність упровадження інтегрованих методів штучного інтелекту. Мета дослідження – розробити й апробувати гібридну модель формування інноваційно-інжинірингових кластерів, яка поєднує методи машинного навчання, графового аналізу, агентно орієнтованого моделювання й цифрових двійників, з подальшим оцінюванням синергетичного ефекту їх функціювання й аналізом впливу управлінських факторів на динаміку розвитку кластерів. У роботі використано багаторівневий підхід, що передбачає кластеризацію агентів (k-means, DBSCAN), побудову графової моделі взаємодій, застосування графових нейронних мереж для врахування топологічних залежностей, а також агентно орієнтованого моделювання для дослідження еволюції системи в часі. Додатково впроваджено функції сумісності агентів і ризику, що дають змогу формалізувати синергетичний ефект і стійкість кластера в межах оптимізаційної постановки. Усі компоненти інтегруються у вигляді цифрового двійника, що забезпечує можливість сценарного аналізу. Результати дослідження. Модель апробовано на змодельованому регіональному кластері, що охоплює підприємства, університети, інвесторів і державний орган. Результати симуляції продемонстрували, що державна підтримка суттєво підвищує інноваційну активність учасників кластера, збільшує щільність мережевих зв’язків і кількість коопераційних проєктів. Виявлено ключові вузли мережевої взаємодії, зокрема значення університетів як центрів трансферу знань та інвесторів, як фінансових хабів. Висновки. Результати дослідження підтверджують ефективність запропонованого підходу та його придатність для прогнозування розвитку інноваційних екосистем і підтримки прийняття стратегічних управлінських рішень. Розроблена модель забезпечує комплексне поєднання методів машинного навчання, графового аналізу, агентного моделювання й цифрових двійників, що дає змогу перейти від статичного аналізу кластерів до їх адаптивного й прогнозного управління. Практична цінність дослідження полягає в можливості використання запропонованого підходу для підтримки регіональної інноваційної політики, оцінювання ефективності управлінських рішень і формування стійких інноваційно-інжинірингових екосистем.

Біографії авторів

Антон Роговий, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

кандидат технічних наук, доцент кафедри стратегічного управління

Олена Ахієзер, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

кандидат технічних наук, доцент, завідувачка кафедри комп’ютерної математики і аналізу даних

Світлана Решетнікова, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

доцент кафедри комп’ютерної математики і аналізу даних

Владислав Колбасін, Нацiональний технiчний унiверситет "Харкiвський полiтехнiчний iнститут"

старший викладач кафедри комп’ютерної математики i аналiзу даних

Юрій Пахомов, Харківський національний університет міського господарства

кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри комп’ютерних наук та інформаційних технологій

Посилання

Delgado, M., Porter, M. E., Stern, S. (2016), "Defining clusters of related industries", Journal of Economic Geography, Vol. 16(1), pp. 1–38. DOI: https://doi.org/10.1093/jeg/lbv017

Bouet, A., Klimenko, M. (2019), "Graph clastering in industrial networks", IMA Journal of Applied Mathematics, Vol. 84(6), pp. 1177–1202. DOI: https://doi.org/10.1093/imamat/hxz028

Kireyev, A., et al. (2022), "Community detection in international production networks", PLOS ONE, Vol. 17(3), e0264623. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0264623

De Paolis, L. T., et al. (2022), "Identifying key sectors in global trade networks", Applied Network Science, Vol. 7, p. 19. DOI: https://doi.org/10.1007/s41109-022-00519-2

Peel, L., Delvenne, J. C., Lambiotte, R. (2020), "Community detection without edges", Science Advances, Vol. 6(19), eaav1478. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.aav1478

Zhang, J., Li, X. (2003), "Agent-based modeling of high-tech industrial clusters", Journal of Evolutionary Economics, Vol. 13(5), pp. 529–548. DOI: https://doi.org/10.1007/s00191-003-0178-4

Wang, J., et al. (2014), "Diffusion of technological innovations in Chinese regions: An agent-based model", Papers in Regional Science, Vol. 93(1), pp. 131–151. DOI: https://doi.org/10.1111/pirs.12069

Albino, V., Fraccascia, L., Giannoccaro, I. (2016), "Exploring the role of contracts in industrial symbiosis", Journal of Cleaner Production, Vol. 112, pp. 4353–4364. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.06.070

Zheng, L., et al. (2017), "Agent-based modeling of industrial symbiosis", Sustainability, Vol. 9(5), p. 765. DOI: https://doi.org/10.3390/su9050765

Yazan, D. M., et al. (2020), "Hybrid agent-based model of industrial symbiosis", International Journal of Production Research, Vol. 58(20), pp. 6188–6206. DOI: https://doi.org/10.1080/00207543.2019.1590660

Lange, S., Korevaar, G., Ohnishi, S. (2021), "Behavioral aspects in industrial symbiosis", Journal of Artificial Societies and Social Simulation, Vol. 24(3), p. 6.

García, F., Bregón, A., Martínez-Prieto, M. A. (2024), "A Digital Twin Learning Ecosystem for traditional manufacturing", Internet of Things, Vol. 23, p. 101094. DOI: https://doi.org/10.1016/j.iot.2024.101094

Siatras, V., et al. (2024), "Multi-agent digital twin for decentralized manufacturing scheduling", Information, Vol. 15(6), pp. 337. DOI: https://doi.org/10.3390/info15060337

Wang, J., et al. (2024), "Digital twin-based energy management in industrial parks", Energies, Vol. 17(23), p. 5972. DOI: https://doi.org/10.3390/en17235972

Akroyd, J., et al. (2021), "Dynamic knowledge graphs for universal digital twins", Data-Centric Engineering, Vol. 2, e6. DOI: https://doi.org/10.1017/dce.2021.7

Sellami, M., et al. (2024), "Graph neural networks for international trade prediction", Big Data and Cognitive Computing, Vol. 8(6), p. 65. DOI: https://doi.org/10.3390/bdcc8060065

Kosasih, F. D., et al. (2024), "Knowledge graphs and neurosymbolic AI for supply chain risk detection", International Journal of Production Research, Vol.62(1), pp. 1–19. DOI: https://doi.org/10.1080/00207543.2022.2100841

Zhou, Z., et al. (2023), "Hierarchical graph neural networks for supply chain risk assessment", arXiv preprint arXiv:2305.11291. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.04244

Yanholenko, O, Grinchenko, M., Rohovyi, M., Yakovleva, O., Rogovyi, A. (2025), "Intelligent team work planning: a model for increasing sprint value", Proceedings of the PhD Workshop on Artificial Intelligence in Computer Science at 9th International Conference on Computational Linguistics and Intelligent Systems (CoLInS-2025), pp.134–149.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-05-29

Як цитувати

Роговий, А. ., Ахієзер, О., Решетнікова, С., Колбасін, В., & Пахомов, Ю. (2026). ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА МОДЕЛЬ ФОРМУВАННЯ ІННОВАЦІЙНО-ІНЖИНІРИНГОВИХ КЛАСТЕРІВ. Автоматизовані системи управління та прилади автоматики, (189), 47–56. https://doi.org/10.30837/0135-1710.2026.189.047

Номер

Розділ

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ