ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА МОДЕЛЬ ФОРМУВАННЯ ІННОВАЦІЙНО-ІНЖИНІРИНГОВИХ КЛАСТЕРІВ
DOI:
https://doi.org/10.30837/0135-1710.2026.189.047Ключові слова:
інноваційно-інжинірингові кластери, штучний інтелект, машинне навчання, графовий аналіз, графові нейронні мережі, агентно орієнтоване моделювання, цифровий двійникАнотація
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.
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.
UA
EN 


