CC BY
168ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИКИ
А. В. Бабкин1, Е. В. Шкарупета2, В. А. Плотников3
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ КИБЕРСОЦИАЛЬНАЯ ЭКОСИСТЕМА ИНДУСТРИИ 5.0: ПОНЯТИЕ, СУЩНОСТЬ, МОДЕЛЬ4
Представлена концептуальная модель интеллектуальной киберсоциальной экосистемы на основе мультимодального гиперпространства в условиях Индустрии 5.0. Методология исследования включает: системологию, метасистемный, экосистемный, ценностный, кибер-социо-тех-нокогнитивный подходы; концепции платформ, экономики созидания, Открытых инноваций 2.0, базирующуюся на инновационной модели четверной спирали. Рассмотрена эволюция становления и развития экосистемной парадигмы в экономической науке. Описан когнитивный переход от киберфизических систем Индустрии 4.0 к интеллектуальным киберсоциаль-ным экосистемам как объектам Индустрии 5.0. Разработана концептуальная модель, в которой киберсоциальная экосистема представлена как экосистема нового метауровня (метаэкосисте-ма), эволюционирующая в условиях перехода Индустрии 5.0 на основе киберсоциальных ценностей человекоцентричности, устойчивости и жизнестойкости, отличающаяся высоким уровнем гиперконвергенции кибернетической, социоэкосистемной, технологической и когнитивной модальностей ради достижения этических общественных целей, устойчивого благосостояния человечества и каждого индивидуума с учётом границ планетарной нагрузки. Ключевые слова: Индустрия 5.0, экосистема, киберфизическая экосистема, интеллектуальная экосистема, киберсоциальная экосистема. DOI: 10.37930/1990-9780-2021-4-70-39-62 УДК 330.352
1 Александр Васильевич Бабкин, профессор Высшей инженерно-экономической школы, заведующий НИЛ «Цифровая экономика промышленности» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (195251, РФ, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29), д-р экон. наук, профессор, e-mail: al-vas@mail.ru
2 Елена Витальевна Шкарупета, профессор Воронежского государственного технического университета (394000, РФ, Воронеж, Московский пр., 14), д-р экон. наук, доцент, e-mail: 9056591561@mail.ru
3 Владимир Александрович Плотников, профессор кафедры общей экономической теории и истории экономической мысли Санкт-Петербургского государственного экономического университета (191023, РФ, Санкт-Петербург, Садовая ул., 21), д-р экон. наук, профессор, e-mail: plotnikov_2000@mail.ru
4 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-010-00942 А).
Введение
В мире происходят глобальные метаморфозы, затрагивающие все отрасли и виды деятельности, что выражается в активизации сложных и волатильных процессов, связанных с трансформацией социально-экономических моделей на основе экономической реструктуризации с переходом к цифровому капитализму [1, 2].
Государственная политика Российской Федерации направлена на долгосрочное позиционирование страны в группе мировых лидеров, на решение отраслевых, национальных и глобальных проблем, прогнозирование происходящих в мире трансформаций, своевременное распознавание новых угроз, перспектив, «окон возможностей», парирование больших вызовов. В 2021 г., объявленном годом науки и технологий в РФ, сформирован большой задел: одобрены стратегии цифровой трансформации российской экономики по 13 направлениям в 84 субъектах РФ. Министерство науки и высшего образования РФ готовит новую версию госпрограммы научно-технологического развития5. До 2024 г. на создание цифровой экосистемы российских предприятий Минэкономразвития планирует направить 3,2 млрд рублей6.
Сосуществование двух промышленных эволюций - Индустрии 4.0 и Индустрии 5.0 - вызывает вопросы и, следовательно, требует дискуссий и разъяснений, особенно в следующих исследовательских областях: как формировалась и развивалась экоси-стемная парадигма в экономической науке? Что собой представляют цифровые экосистемы, интеллектуальные экосистемы, киберфизические и киберсоциальные экосистемы? Чем объекты Индустрии 5.0 (интеллектуальные киберсоциальные экосистемы) отличаются от объектов Индустрии 4.0 (киберфизических систем)?
Научная проблема, на решение которой направлено исследование, обусловлена отсутствием единого терминологического понимания сущности интеллектуальных ки-берсоциальных экосистем в условиях Индустрии 5.0; лакунами в применении ки-бер-социо-технокогнитивного подхода преимущественно к индифферентным экосистемам; необходимостью анализа коэволюционного потенциала экосистем в рамках гиперпространства (метаэкосистемы).
Объектом настоящего исследования являются гетерогенные, неоднородные кросс-отраслевые (многоагентные) интеллектуальные киберсоциальные экосистемы, основанные на эмерджентном поведении агентов, акторов и обеспечении ценностей человекоцентричности, устойчивости и жизнестойкости промышленности.
Предмет исследования - организационно-экономические отношения, возникающие в процессе развития интеллектуальных киберсоциальных экосистем в условиях Индустрии 5.0.
Цель статьи - представить концептуальную модель, проясняющую экосистем-ное взаимодействие в рамках интеллектуальной киберсоциальной системы на основе мультимодального гиперпространства в целях создания новой киберсоциальной цен-
5 Проект постановления Правительства РФ «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Научно-технологическое развитие Российской Федерации». https://regulatюn.gov.ru/projects?type=ListView#search=научно-технологическое%20развити-е&пра=119382 (дата обращения: 20.11.2021).
6 Минэкономразвития приступило к созданию цифровой экосистемы национального проекта «Производительность труда». https://www.economy.gov.ru/material/news/minekonomrazvitiya_ pristupilo_k_sozdaniyu_cifrovoy_ekosistemy_nacionalnogo_proekta_proizvoditelnost_truda.html (дата обращения: 09.09.2021).
ности и взаимосвязей индивидуальной, коллективной и социальной деятельности с грядущими технологическими и инженерными экосистемами Индустрии 5.0.
Становление и развитие экосистемной парадигмы в экономической науке
Под экосистемной парадигмой мы понимаем признанные научные достижения в области взаимодействия и развития сложных экономических систем, функционирующих по типу «экосистемы», на некоторое время обеспечивающие понимание и моделирование проблем и решений для сообщества практиков. Понятие парадигма подразумевает, что некоторые принятые примеры реальной научной практики - законы, закономерности, теории, принципы, инструментарий - являются моделями, на основе которых возникают определённые последовательные традиции научных исследований [3]. Несколько парадигм могут коэволюционировать [4], например, экосистемная парадигма сосуществует с ценологическим подходом [5], фрактальными представлениями в рамках моделей трёх-, четырёх- [4] и пятикратных спиралей инновационного развития.
Понятие экосистема вошло в научный оборот российских учёных-экономистов в 2015 г., чему на федеральном уровне способствовала Программа мер по формированию принципиально новых рынков и созданию условий для глобального технологического лидерства России к 2035 г. Национальная технологическая инициатива (НТИ)7, в которой появились термины «экосистемная деятельность» и «инновационная экосистема». В частности, под инновационной экосистемой в то время понималась «развивающаяся при участии РВК (Российской венчурной компании - авт.) сеть инфраструктурных организаций, университетов, стартапов, экспертного сообщества и т. д., ... [которая] станет фундаментом, на котором будут базироваться связанные с НТИ проекты и программы»8. Понятия экосистема венчурного рынка, инновационная экосистема использовались в Национальном докладе об инновациях в России в 2017 г.9 В современном понимании инновационная экосистема представляется как «система физической и сервисной инфраструктуры поддержки инноваций, финансирования инновационных технологических проектов, обеспечивающая результативное взаимодействие между организациями и людьми»10.
Отдельные попытки ввести в научный оборот отечественной экономической науки фундаментальный экологический термин «экосистема» предпринимались и ранее, в том числе и до 2010 г. Так, в 2005 г. доктор философских наук профессор О. Н. Яниц-кий [6] рассматривал Россию как экосистему, а точнее - социальную экосистему. В 2008 г. Л. Копейкина [7] исследовала экосистему для инновационного бизнеса. В 2009 г. Н. Дубова [8] рассматривала экосистему инноваций, А. Яковлева инновационную экосистему представляла как ключевой фактор успеха «выращивания» малой венчурной компании [9].
7 Национальная технологическая инициатива. Программа мер по формированию принципиально новых рынков и созданию условий для глобального технологического лидерства России к 2035 году. АСИ. https://old.asi.ru/nti/ (дата обращения: 16.11.2021).
8 Там же.
9 Национальный доклад об инновациях в России (2017). Министерство экономического развития Российской Федерации. Открытое правительство. РВК. https://www.rvc.ru/upload/ iblock/c64/RVK_innovation_2017.pdf (дата обращения: 16.11.2021).
10 План мероприятий («дорожная карта») «ТЕХНЕТ 4.0» (передовые производственные технологии) Национальной технологической инициативы (2020). Санкт-Петербург - Москва.
Ключевым моментом в становлении отечественной экономической экосистемной терминологии стал курс на формирование в стране цифровой экономики в конце 2016 г. В 2017 г. создание экосистемы цифровой экономики, в которой цифровые данные являются ключевым производственным фактором, вошло в перечень основных целей первой версии программы «Цифровая экономика в Российской Федерации»11. Первая версия программы предполагала «успешное функционирование не менее 10 компаний-лидеров (операторов экосистем), конкурентоспособных на глобальных рынках»12. Таким образом, в 2017 г. термин «экосистема» закрепился и на государственном уровне. Однако, ни в тексте программы, ни в сопроводительных и дополнительных материалах сущность и содержание термина не раскрывались.
Популяризации термина «экосистема» в России способствовали компании BCG [10], McKinsey [11], группа Всемирного банка13 и др., которые в своих аналитических докладах и отчётах для русскоязычной аудитории в период 2016-2017 гг. начали широко использовать термины «цифровая экосистема», «технологическая экосистема», «цифровая платформа».
За прошедшие с 2015 г. шесть лет термин «экосистема» не потерял актуальности, напротив, он приобрёл новую форму и содержание. Почти аксиоматическим стало утверждение, что экосистемная сущность присуща всем современным трансформационным процессам.
Под системой в общем смысле мы понимаем набор компонентов, которые взаимосвязаны для получения эмерджентного поведения. Экосистема описывает «микроэкономику интенсивной коэволюции, объединяющейся вокруг инновационных идей. Бизнес-экосистемы охватывают различные отрасли. Компании, входящие в них, коэво-люционируют возможности ... и работают совместно и конкурентно, чтобы поддерживать новые продукты, удовлетворять потребности клиентов и внедрять следующий раунд инноваций» [12]. Экосистема - это гетерогенный, разнородный «набор акторов с различной степенью многосторонней, негенетической взаимодополняемости, которые не полностью иерархически контролируются» [13]. Под акторами в данном контексте понимаются лица или организации, выполняющие одну или несколько ролей. В экосистеме могут быть выделены роли оператора, оркестратора и др. Другими словами, экосистема - это «экономическое сообщество, которое состоит из совокупности взаимосвязанных организаций и физических лиц. Экономическое сообщество производит товары и услуги, ценные для потребителя, которые также являются частью экосисте-мы»14. Авторское определение экосистемы гласит: «Экосистема - сложная эволюционирующая когерентная мультиакторная сеть субъектов, не управляемых иерархически, действующих одновременно в логике автономности и взаимосвязанности, отличающихся своими убеждениями и принципами принятия стратегических решений, целью которых является создание на основе ценностного подхода и самоорганизации совокупности продуктов и услуг».
11 Программа «Цифровая экономика Российской Федерации», утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 июня 2017 г. № 1632-р (первая версия).
12 Там же.
13 Цифровые дивиденды. Обзор. Доклад о мировом развитии (2016). Группа Всемирного
банка.
14 Дорожная карта развития «сквозной» цифровой технологии «Системы распределенного реестра» (2019). Москва.
Отличительными чертами экосистемы являются:
- отсутствие централизованной системы управления, замена вертикали власти одноранговыми отношениями между акторами;
- равенство возможностей для всех акторов; коллективное целеполагание; каждый актор проявляет инициативу и реагирует ради собственной выгоды или прибыли;
- стремление к устойчивости на основе гомеостаза (самоадаптация, самоограничение, самоорганизация и самововлечение, когерентность);
- непостоянный и меняющийся состав акторов, минимум барьеров для входа и выхода;
- эмерджентное поведение акторов как функций и целей, выполняемых и осуществляемых системой, которые не содержатся ни в одном из её компонентов;
- взаимодействие между акторами (агентами) на основе как конкуренции, так и новых форм предконкурентного и совместного партнёрства.
В своей предыдущей работе [14] мы подробно рассматривали различные организационные формы и типологии экосистем: промышленные, цифровые, инновационные, предпринимательские, технологические, бизнес-экосистемы и др., включающие предприятия различных отраслей, научные организации, университеты уровня 5.0, научно-образовательные центры мирового уровня, консорциумы и другие интегрированные структуры, научно-образовательные комплексы, отрасли, «умные города» и мегаполисы, регионы.
Классическое понимание промышленной экосистемы включает её описание как модели промышленной деятельности, представляющей собой локализованные социально-экономические формации, обеспечивающие устойчивое развитие посредством рециркуляции входных и выходных ресурсов на основе методов промышленного симбиоза [15]. Нами промышленная экосистема представляется как «сложная система экономических акторов, действующих на базе единой цифровой платформы, отличающихся видами деятельности и особенностями функционирования, целью которых является создание на основе принципа эмерджентности промышленной продукции и/или услуг» [14].
Четвёртая промышленная революция и Индустрия 4.0 способствовали возникновению и распространению цифровых экосистем. Цифровая экосистема - это «открытая, слабо связанная, кластеризованная по доменам, управляемая спросом, самоорганизующаяся и основанная на агентах среда, в которой каждый вид проактивен и реагирует ради собственной выгоды и прибыли» [16]. Цифровая экосистема определяется как «открытая, слабо связанная, управляемая спросом, кластеризованная, основанная на агентах, самоорганизованная среда, где виды/агенты формируют краткосрочные и долгосрочные коалиции для конкретных целей или задач, и каждый проявляет инициативу и реагирует ради собственной выгоды или прибыли. Цифровые экосистемы характеризуются сложностью, требующей радикально новых решений» [17]. Экосистема (цифровая экосистема) - «совокупность сервисов, в том числе платформенных решений, одной группы компаний или компании и партнеров, позволяющих пользователям получать широкий круг продуктов и услуг в рамках единого бесшовного интегрированного процесса. Экосистема может включать в себя закрытые и открытые платформы. Предлагаемая экосистемой линейка сервисов удовлетворяет большинство ежедневных потребностей клиента или выстроена вокруг одной или нескольких его базовых потребностей (экосистемы на начальном этапе своего формирования или ни-шевые экосистемы)»15. Цифровая экосистема - это «клиентоцентричная бизнес-мо-
15 Экосистемы: подходы к регулированию: доклад для общественных консультаций / Банк России. М., 2021. 46 с.
дель, объединяющая две и более группы продуктов, услуг, информации (собственного производства и/или других игроков) для удовлетворения конечных потребностей клиентов (безопасность, жилье, развлечения и т. д.)»16.
Нами проанализирован и систематизирован опыт существующей и планируемой организации внедрения цифровых экосистем в отечественной промышленности (см. таблицу).
Примеры существующей и ближайшей реализации цифровых экосистем в отечественной промышленности*
Цифровые экосистемы / платформы промышленности Разработчик, бенефициар Характеристика
Isource Газпромнефть Цифровая экосистема закупочных сервисов; «цифровой двойник» цепочки поставок
Zyfra Industrial Marketplace; Zyfira Industrial Internet of Things Platform (ZIIoT) ГК «Цифра», Газпромнефть, ЛАНИТ Экосистема рынка цифровой трансформации промышленности, реализуемая на базе единой цифровой платформы
Цифровая экосистема Plantvveb™ Digital Ecosystem EMERSON Портфель надёжных, масштабируемых технологий, ПО и сервисов, предоставляющих сотрудникам производственную информацию, которая помогает добиться производительности высочайшего уровня
Цифровая экосистема производительности труда Минэкономразвития, АНО «Цифровые технологии производительности» В разработке, запуск - до конца 2021 г. До 2024 г. на создание цифровой экосистемы направят 3,2 млрд рублей
Кросс-отраслевая цифровая экосистема управления качеством Холдинговые структуры Госкорпорации Ростех; АО «РТ-Техприемка» В разработке, проект дорожной карты представлен в августе 2021 г.
Цифровая платформа «N3. Человеческий капитал» ГК «Нетрика» Экосистемный проект
Экосистема liQKA KUKA, SCHMALZ GmbH, SICK AG, Roboception GmbH, SCHUNK GmbH Идеальная среда для перспективной промышленной автоматизации
Государственная информационная система промышленности (ГИСП) МинПромТорг Экосистема российской промышленности
*Составлено авторами.
В условиях Индустрии 5.0 цифровые экосистемы, в том числе представленные в таблице, приобретают ряд новых свойств:
- метасистемность как порождение экосистемы на основе правила замены, когда из некоторого набора систем в каждый момент выбирается одна или группа функционирующих систем [18];
16 Концепция общего регулирования деятельности групп компаний, развивающих различные цифровые сервисы на базе одной «экосистемы». 2021. 22 с.
- междисциплинарный и кросс-отраслевой (надотраслевой) характер;
- мультимодальность на основе модульности и мультисервисности;
- повышенная интеллектуальность, «умность» и когнитивность на основе сочетания естественного (природного, человеческого) и искусственного (неприродного) интеллектов;
- гиперконвергентность и гиперавтоматизация.
Интеллектуальная система Индустрии 5.0 - это «система, которая использует методы искусственного интеллекта для предоставления важных услуг (например, в качестве компонента более крупной системы), чтобы позволить интегрированным системам воспринимать, рассуждать, учиться и действовать разумно в реальном мире»17. Интеллектуальные системы осуществляют поиск и оптимизацию (наряду с возможностями обучения) [19]. Интеллектуальные системы соединяют пользователей с искусственным интеллектом (машинным обучением) для достижения значимых целей [20]. Интеллектуальная система - это «система, в которой интеллект развивается и улучшается с течением времени, особенно когда интеллект улучшается за счет наблюдения за тем, как пользователи взаимодействуют с системой» [21]. Интеллектуальная система основана на подходах, методах и техниках в области искусственного интеллекта для выполнения более точных и эффективных операций для решения соответствующих проблем [22].
Сообразом интеллектуальной экосистемы в условиях Индустрии 5.0 выступает нейроцифровая экосистема [23, 24]. Группа учёных Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) совместно с Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого [25] разрабатывает методологию ней-роцифровых экосистем для реализации концепции Индустрия 5.0 [26, 27]. При этом под нейроцифровой экосистемой представители данного направления исследований понимают метакогнитивный компонент киберсоциальной системы, включающий операционный и технологический базовые уровни.
Гиперавтоматизация - это «бизнес-ориентированный, дисциплинарный подход, который организации используют для быстрого определения, проверки и автоматизации максимально возможного количества бизнес-процессов и ИТ»18. Гиперавтоматизация предполагает согласованное использование нескольких технологий, инструментов или платформ, включая искусственный интеллект; машинное обучение; событийно-ориентированную архитектуру программного обеспечения; роботизированную автоматизацию процессов (RPA); управление бизнес-процессами (BPM) и интеллектуальные комплексы управления бизнес-процессами (iBPMS); интеграционную платформу как услугу (iPaaS); инструменты с низким кодом/без кода; упакованное программное обеспечение и другие типы средств автоматизации решений, процессов и задач. Гиперавтоматизация - одна из главных тенденций в рейтинге Gartner на 202219.
Таким образом, экосистемная парадигма проходит этапы - от расширения границ использования термина «экосистема» до концептуализации различных типов экосистем в экономических науках (промышленных, инновационных, предпринимательских, тех-
17 ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology.
18 Глоссарий Gartner. https://www.gartner.com/en/information-technology/glossary/hyper-automation (дата обращения: 20.11.2021).
19 Gartner Top Strategic Technology Trends for 2022. (2021). 12 Trends Shaping the Future of Digital Business.
нологических, цифровых, бизнес-экосистем). В условиях Индустрии 5.0 экосистемная парадигма выходит на метауровень представления киберсоциальных экосистем.
Когнитивный переход от киберфизических систем Индустрии 4.0 к интеллектуальным киберсоциальным экосистемам как объектам Индустрии 5.0
Отличием Индустрии 5.0 от Индустрии 4.0 является использование природного, естественного интеллекта и творческого потенциала человека в коллаборации с эффективными и точными, «умными» кибернетическими системами (в нашей терминологии -интеллектуальными киберсоциальными экосистемами) на основе искусственного интеллекта для получения ресурсосберегающих и кастомизированных производственных решений [28] (рис. 1).
Индустрия 4.0
• массовое производство;
• киберфизические системы с переходом в киберфизические производственные экосистемы;
• фабрики будущего (цифровые, умные, виртуальные);
• технологическая революция;
• основные цели - экономический рост и научно-технологическое развитие, повышение конкурентоспособности, рост производительности труда_
Индустрия 5.0
• массовая кастомизация;
• интеллектуальные киберсоциальные экосистемы;
• синергетические социальные фабрики;
• ценностная инициатива;
• ключевые ценности - человекоцентрич-ность, устойчивость, жизнестойкость
Рис. 1. Сравнение Индустрии 4.0 и Индустрии 5.0 (составлено авторами)
Таким образом, Индустрию 4.0 можно представить как более технологическую, а будущую Индустрию 5.0 - более ценностную [29]. Ядром последней является не просто экономический рост и создание рабочих мест, но и достижение этических общественных целей, устойчивого благосостояния всего человечества и каждого отдельного индивидуума с учётом границ планетарной нагрузки [30].
Рассмотрим несколько определений Индустрии 5.0:
1. «Индустрия 5.0 возвращает человеческую рабочую силу на завод, где человек и машина работают в паре, чтобы повысить эффективность процесса за счет использования силы мозга [интеллекта - авт.] и творческого потенциала человека посредством интеграции рабочих процессов с интеллектуальными системами» [31].
2. Индустрия 5.0 «объединяет меняющиеся сильные стороны киберфизических производственных систем и человеческого интеллекта для создания синергетических фабрик» [32].
3. «Индустрия 5.0 - это век социальной умной фабрики, где коботы [коллабора-тивные роботы - авт.] общаются с людьми. Социальная умная фабрика использует корпоративные социальные сети для обеспечения бесперебойной связи между людьми и компонентами киберфизических производственных систем» [33].
4. Индустрия 5.0 «направлена на разработку ортогональных безопасных выходов путем разделения гиперсвязанных автоматизированных систем для производства и выпуска продукции» [34].
5. Индустрия 5.0 - это «решение, ориентированное на человека, в котором идеальный человек-компаньон и коботы сотрудничают с человеческими ресурсами, чтобы обеспечить персонализированное автономное производство с помощью корпоративных социальных сетей. Это, в свою очередь, позволяет человеку и машине работать рука об руку. Коботы не являются программируемыми машинами, но они могут чувствовать и понимать присутствие человека. В этом контексте коботы будут использоваться для выполнения повторяющихся задач и трудоемкой работы, в то время как человек будет заниматься кастомизацией и критическим мышлением (нестандартным мышлением)» [35].
6. Индустрия 5.0 - «киберсоциальная система, состоящая из совокупности взаимодействующих системно-целевых акторов-экосистем, функционирующих и самоорганизующихся в особой среде «нейросфере», формируемой коллективным интеллектом, позволяющая объединить человеческий и машинный интеллект для создания коллективного суперинтеллекта, являясь источником гармоничного, технологического развития человеческой цивилизации» [25].
В работе [35] выделены шесть ключевых технологий Индустрии 5.0, к которым относятся индивидуальные технологии взаимодействия человека и машины; биоин-спирированные технологии и умные материалы; цифровые двойники; технологии передачи, хранения и анализа данных; искусственный интеллект; технологии энергоэффективности.
В исследовании [30] выделены шесть уникальных характеристик Индустрии 5.0, среди которых социальная неоднородность с точки зрения ценностей и принятия; измерение экологической и социальной ценности; интеграция по всей цепочке создания стоимости; междисциплинарность; экосистемность; рост производительности наряду с ростом объёмов инвестирования.
Термин «киберфизическая система» впервые был использован в 2006 г. [36], ещё до появления Индустрии 4.0. Родственный термин «киберпространство» приписывают У Гибсону, который использовал его в романе «Нейромант» [37]. На наш взгляд, истоки термина «киберфизическая система» следует искать ещё глубже [38] - в кибернетике, основоположником которой является Н. Винер [39].
«Киберфизические системы - это умные системы, которые включают в себя интерактивные инженерные сети из физических и коммуникационных компонент»20 (рис. 2). Связь киберфизических систем и Интернета вещей (1оТ) является основой Индустрии 4.0.
Промышленная киберфизическая экосистема определяет трансформацию производственных отношений акторов промышленной экосистемы на основе гармоничного сосуществования традиционных и цифровых производственных моделей как звеньев интегрированной системы, взаимодействующих в режиме реального времени, обеспечивая оптимизацию реальных процессов и прогнозируемого состояния.
Умная киберфизическая система объединяет различные источники данных (как от физических объектов, так и от виртуальных компонентов) и применяет интеллектуальные методы для эффективного управления реальными процессами [41].
На стыке промышленных эволюций четвёртого и пятого этапов возникают новые объекты - интеллектуальные киберсоциальные экосистемы, использующие меняющиеся под воздействием сквозных цифровых технологий сильные стороны киберфизиче-
20 CPES PWG Draft Framework for Cyber-Physical Systems Release 0.8 September 2015.
s Контроль: • Система управления LQR • Система управления PID • Система управления MPC • Система управления пространством состояний • Фильтр Калмана • Цифровая система управления 1 Киберфизич Коммуникация: ^ • Интернет • IoT и RFID • Мобильные сети • Zigbee • WiFi • Передача данных по фазам • Гидравлическая передача еская система
Индус Динамика процессов: • Датчик • Привод • Процесс • Возмущения • Пневматический электрический преобразователь • Гидравлический электрический преобразователь • Шина CAN V рии 4.0 1 Компьютер: • РИСК АРМ • Cortex A - для ОС • Cortex R - для DSP • Cortex M - для встраиваемых систем • CISC X86, X64 • Intel • AMD _У
Рис. 2. Компоненты киберфизической системы Индустрии 4.0 (составлено по материалам [40])
ских экосистем в сочетании с человеческим и искусственным интеллектом (рис. 3). Киберсоциальная экосистема позволяет выявить влияние киберфизических систем на человека и наоборот.
Рис. 3. Взаимодействия в киберсоциальной экосистеме Индустрии 5.0 в контуре «человек - встраиваемая система - физическая система - киберсистема» (составлено по материалам [42, 43])
Формализованное представление эволюции развития киберсоциальных экосистем можно представить в виде
( Н + РС = PS,
\ H + ^ П PC] = CPES, (1)
^ [{^ П PC П SmC} П SC] + H = SmCSES,
SoS П PC; SoS П СРЕS; SoS П SmCSES, (2)
где H - человек; PC - физическая компонента; PS - физическая система Индустрий 1.0 - 3.0; CC - кибернетическая компонента; CPES - киберфизическая экосистема Индустрии 4.0; SmC - интеллектуальная компонента («умная»); SC - социальная компонента; SmCSES - интеллектуальная киберсоциальная экосистема Индустрии 5.0; SoS -система систем.
Киберсоциальные экосистемы в разных источниках называются также челове-ко-киберфизическими, киберфизическими и человеческими, кибер-физико-социаль-ными, умными киберфизическими системами и др. Сопутствующими процессами и явлениями являются кибер-физико-социально-когнитивное мышление гиперпространственного уровня, киберфизическое социальное мышление и др.
Модели «человек в петле» и «человек в сетке» широко используются для описания человека как оператора и части киберсоциальной экосистемы [43, 44]. Петля образуется контуром «человек - встроенная система - физическое окружение» (см. рис. 3). Встроенная система дополняет взаимодействие человека с физическим миром, делая намерения, психологические состояния, эмоции и действия человека неотъемлемой частью любой вычислительной системы.
В работе [45] выполнена обширная систематизация определений и дефиниций киберсоциальных систем. Рассмотрим несколько определений, касающихся киберсо-циальных экосистем Индустрии 5.0:
1. Киберсоциальная система состоит из компьютерной системы, управляемого объекта и взаимодействующих социальных компонентов (например, людей). Это позволяет управлять физическим объектом с помощью вычислений и социальных данных для достижения моральных целей и облачного онлайн управления социальными процессами [46].
2. Киберсоциальная система состоит не только из киберпространства и физического пространства, но также из человеческих знаний, умственных способностей и социокультурных элементов. Информация из киберпространства взаимодействует с физическим и ментальным пространством реального мира, а также с искусственным пространством, отображающим различные грани реального мира [47].
3. Киберсоциальная система состоит из трёх взаимосвязанных подсистем [48], основанных:
1) на человеке - относится к социальной системе, содержащей человеческие субъекты и их взаимосвязанные устройства/агенты и/или социальные платформы, предоставляющие услуги на основе человека;
2) на программном обеспечении - относится к кибермиру, предоставляющему услуги на основе программного обеспечения, включая базовые инфраструктуры и платформы, локальные или облачные;
3) на вещах - относится к физическому миру, который включает датчики, исполнительные механизмы, шлюзы и базовые инфраструктуры. Кибер-физико-социальная система тесно интегрирует физический, кибернетический и социальный миры для предоставления проактивных и персонализированных услуг людям.
4. Киберсоциальная система является расширением киберфизических систем и Интернета вещей (IoT), сформированным путём внедрения социального поведения человека; способствует синергетическому взаимодействию между компьютером и человеческим опытом. Таким образом, интеграция сборщиков больших данных, организаторов сервисов и пользователей позволяет создать единую структуру вычислений, ориентированных на данные [49].
5. Киберсоциальная система - это парадигма, возникшая в результате развития технологий киберфизических и киберсоциальных систем для обеспечения интеллектуального взаимодействия между киберфизическими и киберсоциальными пространствами, где киберфизическая экосистема включает в себя коммуникаторы, мультимедийные развлекательные и бизнес-устройства и т. д., а киберсоциальная относится к социальным сетям (Facebook, Twitter, Youtube и т. д.) [50].
6. Кибер-физико-человеческая или человеко-киберфизическая система - это система взаимосвязанных систем (компьютеров, устройств и людей), взаимодействующих в реальном времени, работая вместе для достижения целей системы, которые в конечном итоге являются целями людей [51].
7. Социальная киберфизическая система тесно взаимодействует с человеческой областью и окружающей средой, работая в соответствии с ожиданиями людей, сообществ и общества при ограничениях и условиях, налагаемых окружающей средой [52].
8. Киберфизическая производственная система человека - это общая архитектура с контуром управления, адаптивными автоматизированными системами управления и человеко-машинным взаимодействием для поддержки взаимодействия людей, машин и программного обеспечения в виртуальном и физическом мирах с целью создания производственной системы, ориентированной на человека [53].
9. Киберфизические человеко-машинные системы - это киберфизические системы, включающие проблемы познания (планирование и принятие решений), навигации, действия, взаимодействия человека и робота (восприятие, зондирование среды и взаимодействие с конечным пользователем), разработки архитектуры и промежуточного программного обеспечения [54].
Методологию киберсоциальных систем также развивает группа учёных из Санкт-Петербургского государственного экономического университета [55-57]. Основной акцент в их работах сделан на организационном обеспечении цифровой трансформации на основе киберсоциальных систем без отсылок к Индустрии 5.0.
Учёные Пензенского государственного университета [58] занимаются проблематикой киберсоциальных экосистем на региональном уровне. С их точки зрения, кибер-социальная экосистема является одним из участников инновационной системы, по сути представляет собой адаптивную интеллектуальную информационную систему, реализованную в форме защищённого интернет-портала, к которому должны быть постепенно подключены все участники инновационной системы региона.
Общим для всех девяти определений является следующее: киберсоциальная экосистема Индустрии 5.0 - это среда, в которой сосуществуют люди и умные устройства, находящиеся в виртуальном и физическом взаимодействии.
В киберфизической экосистеме в Индустрии 4.0 люди рассматривались в качестве источников информации для киберфизических систем, т. е. датчиков (человек как сенсор). В киберсоциальной экосистеме Индустрии 5.0 человек становится со-творцом, неотъемлемой частью киберсоциальной экосистемы (человек как непосредственный компонент экосистемы).
Концептуальная модель интеллектуальной экосистемы на основе кибер-социо-технокогнитивного мультимодального гиперпространства (метаэкосистемы) в условиях Индустрии 5.0
Методология формирования концептуальной модели интеллектуальной киберсо-циальной экосистемы Индустрии 5.0 включает в себя:
- теорию систем [59], системологию Дж. Клира [60] и метасистемный подход А. В. Карпова [61];
- теорию супергравитации и суперструн Калуцы - Клейна [62] при проектировании гиперпространства метаэкосистемы;
- кибер-социо-технокогнитивный подход [63-65] при проектировании мультимодального базиса интеллектуальной киберсоциальной экосистемы;
- теорию деятельности А. Н. Леонтьева [66] при изучении интеллектуальных экосистем в контексте человеческой практики;
- концепцию экономики созидания Д. Костеня [67];
- концепцию платформизации [14, 68, 69];
- модель декомпозиции архитектуры общества [70] как системообразующую платформу для создания киберсоциальных систем Индустрии 5.0;
- концепцию Открытых инноваций 2.0, базирующуюся на инновационной модели четверной спирали [4] нелинейного взаимодействия гетерогенных киберсоциаль-ных экосистем Индустрии 5.0;
- ценностный подход на основе создания новой киберсоциальной ценности [29] человекоцентричности, устойчивости и жизнестойкости.
Мы предлагаем концептуальную модель интеллектуальной («умной») экосистемы на основе кибер-социо-технокогнитивного мультимодального гиперпространства (метаэкосистемы) в условиях Индустрии 5.0 (рис. 4).
В соответствии с рис. 4 киберсоциальная экосистема представляется нами как экосистема нового метауровня (метаэкосистема), эволюционирующая в условиях перехода от Индустрии 4.0 к Индустрии 5.0 на основе киберсоциальных ценностей чело-векоцентричности, устойчивости и жизнестойкости; отличающаяся высоким уровнем гиперконвергенции кибернетической, социоэкосистемной, технологической и когнитивной модальностей ради достижения этических общественных целей, устойчивого благосостояния человечества и каждого отдельного индивидуума с учётом границ планетарной нагрузки.
Метаэкосистема в предложенной концептуальной модели выступает как объяснительная подсистема; система, формирующая и развивающая другие экосистемы; структура, обеспечивающая координацию и интеграцию множества систем, объединённых для достижения всеобъемлющих задач и функций, выходящих за рамки задач и функций составляющих систем [71].
Развитие интерактивных цифровых технологий существенно изменило многие секторы экономики, создав их дополненные версии в Интернет-пространстве. Эти процессы возникли, когда технологии виртуальной, дополненной и смешанной реальностей вышли за рамки индустрии развлечений и интегрировались в ведущие вузы, корпорации, положив начало многочисленным форматам интерактивного образования и показав некоторые преимущества перед очным обучением. В ноябре 2021 г. М. Цукер-берг заявил о стремлении развивать метавселенные через свои продукты. В. В. Путин в выступлении на международной конференции по искусственному интеллекту и анализу данных Artificial Intelligence Journey 2021 высказал положение, что «нужно исполь-
ЯДРО (базис) интеллектуальной киберсоциальной экосистемы
Социальная
Кибер
Метавселенные модальное
Цифровые активы Кибербезопасность
Системология Метасистемность Экосистемность
Естественный интеллект Эмоциональный интеллект Когнитивные реакции Теория деятельности Когнитивный Интернет вещей
#4
Когнитивная модальность
Социальная гетерогенность Челов екоцентричность модальность • Устойчивость и жизнеспособность \ • Экономика созидания Социальные фабрики
Измерение экологической и социальной ценности Открытые инновации 2.0 Четырех- и пятикратная спираль развития
#3
ехнологическая
шшшттШйшшям модальность
Искусственный интеллект Цифровые платформы Биоинспирированные технологии Умные материалы Цифровые двойники Технологии передачи, хранения и анализа данных Технологии энергоэффективности Гиперавтоматизация
Рис. 4. Концептуальная модель интеллектуальной («умной») экосистемы на основе кибер-социо-технокогнитивного мультимодального гиперпространства (метаэкосистемы) в условиях Индустрии 5.0 (разработано авторами)
.21
зовать возможности метавселенных для творческих и деловых проектов»21. Метавселен-ная - это технологический прорыв нового времени, этакое сочетание Интернета, иммерсионной виртуальной реальности и многопользовательской сетевой ролевой игры; полное ощущение присутствия, возможность передачи цифровых товаров через виртуальные границы и функциональная совместимость, позволяющая перемещаться между виртуальными пространствами с одними и теми же цифровыми активами22.
Понятие «гиперпространство» в концептуальной модели применяется нами для описания высших измерений [72] (гипер - научная приставка для геометрических объектов, относящихся к миру высших измерений).
Заключение
Чтобы быть квалифицированной как интеллектуальная («умная») киберсоциаль-ная экосистема уровня наступающей Индустрии 5.0, физические, информационные и цифровые потоки между акторами экосистемы должны быть модернизированы на кибер-физико-социально-когнитивном уровне гиперпространства (метаэкосистемы),
21 Путин поделился мнением, как должна развиваться метавселенная. РИА Новости. https://ria.ru/20211112/metavselennaya-1758839502.html (дата обращения: 12.11.2021).
22 Материалы форума Nobel Vision. Open Innovations 2.0. (2021).
адаптируя свои долгосрочные стратегии к макрополитической, экономической, экологической, социальной, технологической среде в режиме реального времени, используя закрытые и открытые цифровые платформы для взаимодействия и обмена ценностями на основе сетевого эффекта и эффекта масштаба. Гиперпространство (метаэкосистема) позволяет соединить множество акторов, агентов, взаимосвязанных в кибернетической, социальной, технологической и когнитивной модальностях.
В результате исследования предложено авторское видение развития интеллектуальных киберсоциальных экосистем с выходом на уровень мультимодальных гиперпространственных метасистем в контексте Индустрии 5.0. Наше видение будущности интеллектуальных киберсоциальных экосистем заключается в том, что они станут значительной частью динамичной глобальной экосистемы, в которой огромные объёмы данных могут перемещаться между акторами сложных цепочек поставок информации и создания стоимости. В будущих исследованиях авторы планируют разработать формализованную архитектуру метамодели киберсоциальной экосистемы, а также рассмотреть роль метаэкосистемы в формировании системы систем.
Список литературы
1. Степнов, И. М. Платформенный капитализм как источник формирования сверхприбыли цифровыми рантье / И. М. Степнов, Ю. А. Ковальчук // Вестник МГИМО Университета. -2018. - № 4 (61). - С. 107-124.
2. Сафронов, Э. Е. Перспективы развития цифрового капитализма: социально-философский анализ / Э. Е. Сафронов // Знание. Понимание. Умение. - 2020. - № 4. - С. 72-83.
3. Kuhn, T. S. (1970). The structure of scientific revolutions // International Encyclopedia of Unified Science. T. 2. №2.
4. Carayannis, E. G., Campbell, D. F. J. (2009). 'Mode 3' and 'Quadruple Helix': Toward a 21st century fractal innovation ecosystem // International Journal of Technology Management, 46(3/4), P. 201. - 234. https://doi.org/10.1504/IJTM.2009.023374)
5. Яковлева, А. Ю. Факторы и модели формирования и развития инновационных экосистем: дисс. ... канд. экон. наук / А. Ю. Яковлева. - М.: ВШЭ, 2018.
6. Яницкий, О. Н. Россия как экосистема / О. Н. Яницкий // Социологические исследования. - 2005. - № 7. - С. 84-93.
7. Копейкина, Л. Экосистема для инновационного бизнеса / Л. Копейкина // The Angel Investor. - 2008. - № 1. - С. 10.
8. Дубова, Н. Экосистема инноваций / Н. Дубова // Открытые системы. СУБД. - 2009. -№1. - С. 50-55.
9. Яковлева, А. Инновационная экосистема как ключевой фактор успеха «выращивания» малой венчурной компании / А. Яковлева // Креативная экономика. - 2009. - № 2.
10. Россия онлайн? Догнать нельзя отстать / Б. Банке, В. Бутенко, И. Котов [и др.] // The Boston Consulting Group. - 2016.
11. Цифровая Россия: новая реальность / А. Аптекман, В. Калабин, В. Клинцов [и др.] // McKinsey. - 2017.
12. Moore, J. F. (2016). The death of competition: leadership and strategy in the age of business ecosystems. HarperCollins.
13. Jacobides, M. G., Cennamo, C., Gawer, A. (2018). Towards a theory of ecosystems // Strategic Management Journal. 39(8), 2255-2276. https://doi.org/10.1002/smj.2904
14. Глухов, В. В. Стратегическое управление промышленными экосистемами на основе платформенной концепции / В. В. Глухов, А. В. Бабкин, Е. В. Шкарупета, В. А. Плотников // Экономика и управление. - 2021. - Т. 27, № 10. - С. 751-765. http://doi.org/10.35854/1998-1627-2021-10-752-766.
15. Korhonen, J. (2000). Industrial ecosystem: using the material and energy flow model of an ecosystem in an industrial system (No. 5). University of Jyvaskyla.
16. Dong, H., Hussain, F. K. (2007, June). Digital ecosystem ontology // 2007 IEEE International Symposium on Industrial Electronics (pp. 2944-2947). IEEE.
17. Guetl, C., Ismail, L., Lexar, C. (2013, July). Track A: foundations of digital ecosystems and complex environment engineering // 7th IEEE International Conference on Digital Ecosystems and Technologies (DEST) (pp. 1-10). IEEE.
18. Пищухин, А. М. Общая теория систем. Метасистемы: учеб. пособие / А. М. Пищухин, Г. Ф. Ахмедьянова. - Оренбург. - Изд-во ОГУ. - 2019. - C. 163.
19. Mankad, K. B. (2017). An intelligent process development using fusion of genetic algorithm with fuzzy logic // Artificial Intelligence: Concepts, Methodologies, Tools, and Applications (pp. 245-281). IGI Global.
20. Curry, E. (2020). Real-time linked dataspaces: Enabling data ecosystems for intelligent systems (p. 325). Springer Nature.
21. Hulten, G. (2019). Building Intelligent Systems. Apress.
22. Kose, U., Arslan, A. (2014). Chaotic systems and their recent implementations on improving intelligent systems. In Handbook of Research on Novel Soft Computing Intelligent Algorithms: Theory and Practical Applications (pp. 69-101). IGI Global.
23. Федоров, А. А. Индустрия 5.0: Основы создания нейроцифровых экосистем / А. А. Федоров, С. И. Корягин, И. В. Либерман, П. М. Клачек // Цифровая экономика, умные инновации и технологии. - 2021. - № 14(3). - С. 106-108.
24. Федоров, А. А. Разработка и внедрение системы элитного инженерно-технического образования на основе нейроцифровой экосистемы для прорывного развития региональных экономик РФ на примере БФУ им. Канта / А. А. Федоров, А. Ю. Тышецкая, И. В. Либерман, С. И. Корягин, П. М. Клачек // Технико-технологические проблемы сервиса. - 2020. - № 4 (54). -С. 91-103.
25. Бабкин, А. В. Индустрия 5.0: понятие, формирование и развитие / А. В. Бабкин, А. А. Федоров, И. В. Либерман, П. М. Клачек // Экономика промышленности. - 2021.
26. Федоров, А. А. Технология проектирования нейроцифровых экосистем для реализации концепции Индустрия 5.0 / А. А. Федоров, И. В. Либерман, С. И. Корягин, П. М. Клачек // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Экономические науки. - 2021. - №14(3). - С. 19-39.
27. Федоров, А. А. Основы создания нейроцифровых экосистем. Гибридный вычислительный интеллект / А. А. Федоров, И. В. Либерман, С. И. Корягин, П. М. Клачек, К. Л. Полу-пан. - Калининград, 2021. - С. 241.
28. ElFar, O. A., Chang, C. K., Leong, H. Y., Peter, A. P., Chew, K. W., Show, P. L. (2021). Prospects of Industry 5.0 in algae: Customization of production and new advance technology for clean bioenergy generation. Energy Conversion and Management: X, 10, 100048.
29. Austin, G., Withers, G. Creating social cyber value as the broader goal // Cyber Security Education Routledge, 2020. P. 99-118.
30. Breque, M., De Nul, L., Petridis, A. (2021). Industry 5.0: towards a sustainable, human-centric and resilient European industry. Luxembourg, LU: European Commission, Directorate-General for Research and Innovation.
31. Nahavandi, S. (2019). Industry 5.0-A human-centric solution. Sustainability, 11(16), 4371.
32. Longo, F., Padovano, A., Umbrello, S. (2020). Value-oriented and ethical technology engineering in industry 5.0: a human-centric perspective for the design of the factory of the future // Applied Sciences, 10(12), 4182.
33. Koch, P. J., van Amstel, M. K., Dçbska, P., Thormann, M. A., Tetzlaff, A. J., B0gh, S., Chrysostomou, D. (2017). A skill-based robot co-worker for industrial maintenance tasks. Procedia Manufacturing, 11, 83-90.
34. Leong, Y. K., Tan, J. H., Chew, K. W., Show, P. L. (2021). Significance of Industry 5.0. In The Prospect of Industry 5.0 in Biomanufacturing (pp. 95-114). CRC Press.
35. Maddikunta, P. K. R., Pham, Q. V., Prabadevi, B., Deepa, N., Dev, K., Gadekallu, T. R., ... Liyanage, M. (2021). Industry 5.0: a survey on enabling technologies and potential applications // Journal of Industrial Information Integration. Р. 100257.
36. McMillin, B., Gill, C., Crow, M. L., Liu, F., Niehaus, D., Potthast, A., Tauritz, D. (2006). Cyber-physical systems engineering: The advanced power grid // Workshop on CyberPhysical Systems.
37. Gibson, W. (1984). Neuromancer, ed. New York, NY: Acebooks.
38. Lee, E. A. (2015). The past, present and future of cyber-physical systems: A focus on models // Sensors, 15(3), 4837-4869.
39. Винер, Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине / Н. Винер. -М.: Сов. Радио, 1958.
40. Thakur, P., Sehgal, V. K. (2021). Emerging Architecture for Heterogeneous Smart Cyber-Physical Systems for Industry 5.0 // Computers Industrial Engineering, 107750.
41. Delicato, F. C., Al-Anbuky, A., Kevin, I., Wang, K. (2020). Smart Cyber-Physical Systems: Toward Pervasive Intelligence Systems // Future Generation Computer Systems. 2020. T. 107. Pp. 1134-1139.
42. Poursoltan, M., Pinède, N., Traore, M. K., Vallespir, B. (2021). A new descriptive, theoretical framework for Cyber-physical and human systems based on Activity Theory // IFAC-PapersOnLine, 54(1), 918-923.
43. Schirner, G., Erdogmus, D., Chowdhury, K., Padir, T. (2013). The future of human-in-the-loop cyber-physical systems. Computer, 46(1), 36-45.
44. Sowe, S. K., Simmon, E., Zettsu, K., de Vaulx, F., Bojanova, I. (2016). Cyber-physical-hu-man systems: Putting people in the loop. IT professional, 18(1), 10-13.
45. Yilma, B. A., Panetto, H., Naudet, Y. (2021). Systemic formalisation of Cyber-Physical-So-cial System (CPSS): A systematic literature review // Computers in Industry, 129, 103458.
46. Zhong, F., Wang, G., Chen, Z., Xia, F., Min, G. (2020). Cross-modal retrieval for CPSS data. IEEE Access, 8, 16689-16701.
47. Yilma, B. A., Panetto, H., Naudet, Y. (2019, September). A meta-model of cyber-physi-cal-social system: The cpss paradigm to support human-machine collaboration in industry 4.0 // Working Conference on Virtual Enterprises (pp. 11-20). Springer, Cham.
48. Smirnov, A., Levashova, T., Shilov, N., Sandkuhl, K. (2014, October). Ontology for cy-ber-physical-social systems self-organisation. In Proceedings of 16th Conference of Open Innovations Association FRUCT (pp. 101-107). IEEE.
49. Shen, F., Xu, C., Zhang, J. (2020). Statistical Behavior Guided Block Allocation in Hybrid Cache-Based Edge Computing for Cyber-Physical-Social Systems // IEEE Access, 8, 29055-29063.
50. Mendhurwar, S., Mishra, R. (2021). Integration of social and IoT technologies: architectural framework for digital transformation and cyber security challenges // Enterprise Information Systems, 15(4), 565-584.
51. Liu, Z., Wang, J. (2020). Human-cyber-physical systems: concepts, challenges, and research opportunities // Frontiers of Information Technology Electronic Engineering, 21(11), 1535-1553.
52. Xu, Q., Su, Z., Yu, S. (2018, May). Green social CPS based e-healthcare systems to control the spread of infectious diseases // 2018 IEEE International Conference on Communications (ICC) (pp. 1-5). IEEE.
53. Zolotova, I., Papcun, P., Kajati, E., Miskuf, M., Mocnej, J. (2020). Smart and cognitive solutions for Operator 4.0: Laboratory H-CPPS case studies // Computers Industrial Engineering, 139, 105471.
54. Quintas, J., Menezes, P., Dias, J. (2016). Information model and architecture specification for context awareness interaction decision support in cyber-physical human-machine systems // IEEE Transactions on Human-Machine Systems, 47(3), 323-331.
55. Карлик, А. Е. Организационное обеспечение цифровой трансформации кооперационных сетей и внедрения киберсоциальных систем / А. Е. Карлик, В. В. Платонов, С. А. Кречко // Научно-технические ведомости СПб гос. политехнического ун-та. Экономические науки. -2019. - № 12(5). - 2019.
56. Карлик, А. Е. Информационный подход в создании производственных киберсоциаль-ных систем / А. Е. Карлик, В. В. Платонов, Е. А. Яковлева, С. А. Кречко // Технологическая перспектива в рамках Евразийского пространства: новые рынки и точки экономического роста. -СПб., 2019. - С. 464-467.
57. Karlik, A. E., Platonov, V. V., Krechko, S. A. (2019). Organizational support for the digital transformation of cooperation networks and the implementation of cyber+ social systems. St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Economics, 12(5), 9.
58. Гамидуллаева, Л. А. Разработка методологии управления взаимодействием субъектов в региональной инновационной системе на основе интеллектуального анализа больших данных / Л. А. Гамидуллаева, А. Г. Финогеев, С. М. Васин // Инновации. - 2020. - №1(255).
59. Цветков, В. Я. (2018). Теория систем / В. Я. Цветков. - М.: МАКС Пресс.
60. Синельникова, Т. И. Модификация метода структурированных систем Дж. Клира / Т. И. Синельникова, Н. А. Швецова // Современные наукоемкие технологии. - 2016. - № (10-2). -С. 298-303.
61. Леньков, С. Л. Метасистемный подход в психологии и его развитие в научной школе А. В. Карпова / С. Л. Леньков, Н. Е. Рубцова // Ярославский психологический вестник. - 2016. -№ 34. - С. 34-42.
62. Трунев, А. П. Фундаментальные взаимодействия в теории Калуцы - Клейна / А. П. Тру-нев // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского гос. аграрного унта. - 2011. - № 71.
63. Cordova, F. (2021, March). Cyber-social-technological-cognitive (CSTC) approach in ecosystems: trends and challenges // IEEE International Conference on Automation/XXIV Congress of the Chilean Association of Automatic Control (ICA-ACCA) (pp. xxxii-xxxii).
64. Duran, C. A., Cordova, F. M., Palominos, F. (2019). A conceptual model for a cyber-social-technological-cognitive smart medium-size port. Procedia computer science, 162, 94-101.
65. Ning, H., Liu, H., Ma, J., Yang, L. T., Huang, R. (2016). Cybermatics: Cyber-physical-social-thinking hyperspace based science and technology. Future generation computer systems, 56, 504-522.
66. Леонтьев, А. Н. Деятельность. Сознание. Личность / А. Н. Леонтьев. - М.: Политиздат, 1977.
67. Костень, Д. Г. Экосистема созидания как новая экономическая парадигма / Д. Г. Ко-стень // Финансово-экономическая безопасность Российской Федерации и ее регионов. -2020. - С. 247-249.
68. Бабкин, А. В. Особенности и виды цифровых платформ в экономике / А. В. Бабкин, В. В. Анисимова // Цифровая экономика, умные инновации и технологии. - 2021. - С. 322-325.
69. Шкарупета, Е. В. Управление развитием промышленных комплексов в условиях ре-индустриализации / Е. В. Шкарупета. - Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2018. - 272 с.
70. Бабкин, А. В. Формирование цифровой экономики в России: сущность, особенности, техническая нормализация, проблемы развития / А. В. Бабкин, Д. Д. Буркальцева, Д. Г. Костень, Ю. Н. Воробьев // Научно-технические ведомости СПб гос. политехн. ун-та. Экономические науки. - 2017. - № 10(3).
71. Katina, P. F., Keating, C. B., Bradley, J. M. The Role of 'Metasystem'in Engineering a System of Systems.
72. Каку, М. Гиперпространство: Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение / М. Каку. - М.: Альпина Паблишер, 2017.
References
1. Stepnov I. M., Kovalchuk J. A. (2018) Platformennyi kapitalizm kak istochnikformirovaniia sverkhpribyli tsifrovymi rant'e [Platform Capitalism as the Source of Digital Rentier's Superprofit]. MGIMO Review of International Relations, № 4(61), pp. 107-124.
2. Safronov E. E. (2020) Perspektivy razvitiia tsifrovogo kapitalizma: sotsialno-filosofskii analiz [Prospects for Digital Capitalism: A Social and Philosophical Analysis]. Znanie. Ponimanie. Umenie [Knowledge. Understanding. Skill], № 4, pp. 72-83.
3. Kuhn, T. S. (1970). The structure of scientific revolutions // International Encyclopedia of Unified Science. T. 2. №2.
4. Carayannis, E. G., Campbell, D. F. J. (2009). 'Mode 3' and 'Quadruple Helix': Toward a 21st century fractal innovation ecosystem. International Journal of Technology Management, 46(3/4), 201. https://doi.org/10.1504/IJTM.2009.023374)
5. Yakovleva A. (2012) Faktory i modeli formirovaniya i razvitiya innovatsionnykh ekosistem [Factors and models of the formation and development of innovative ecosystems]. Moscow: HSE.
6. Yanitsky, O. N. (2005) Rossiia kak ekosistema [Russia as an Ecosystem]. Sociological Studies, № 7, pp. 84-93.
7. Kopeykina, L. (2008). Ekosistemadlia innovatsionnogo biznesa [Ecosystem of innovations]. The Angel Investor, № 1 (10).
8. Dubova, N. (2009). Ekosistema innovatsii [Ecosystem of Innovations]. Open Systems. DBMS, № 1, pp. 50-55.
9. Yakovleva A. (2009) Innovatsionnaia ekosistema kak kliuchevoi faktor uspekha vyrashchivaniia maloi venchurnoi kompanii [An Innovative Ecosystem as a Key Factor in the Success of "Growing" a Small Venture Capital Company]. Creative Economy, № 2.
10. Banke B., Butenko V., Kotov I., et al. (2016) Rossiya onlayn? Dognat'nel'zya otstat' [Russia online? Catch up cannot be left behind]. The Boston Consulting Group.
11. Aptekman A., Kalabin V., Klintsov V., et al. (2017) Tsifrovaya Rossiya: novaya real'nost' [Digital Russia: A New Reality]. McKinsey.
12. Moore, J. F. (2016). The death of competition: leadership and strategy in the age of business ecosystems. HarperCollins.
13. Jacobides, M. G., Cennamo, C., Gawer, A. (2018). Towards a theory of ecosystems // Strategic Management Journal, 39(8), 2255-2276. https://doi.org/10.1002/smj.2904
14. Glukhov V. V., Babkin A. V., Shkarupeta E. V., Plotnikov V. A. (2021) Strategicheskoe upravleniepromyshlennymi ekosistemami na osnoveplatformennoi kontseptsii [Strategic Management of Industrial Ecosystems Based on the Platform Concept]. Economics and Management, Vol. 27, № 10, pp. 752-766. http://doi.org/10.35854/1998-1627-2021-10-752-766.
15. Korhonen, J. (2000). Industrial ecosystem: using the material and energy flow model of an ecosystem in an industrial system (No. 5). University of Jyvaskyla.
16. Dong, H., Hussain, F. K. (2007, June). Digital ecosystem ontology. In 2007 IEEE International Symposium on Industrial Electronics (pp. 2944-2947). IEEE.
17. Guetl, C., Ismail, L., Lexar, C. (2013, July). Track A: foundations of digital ecosystems and complex environment engineering. In 2013 7th IEEE International Conference on Digital Ecosystems and Technologies (DEST) (pp. 1-1). IEEE.
18. Pishchukhin, A. M., Akhmedyanova, G. F. (2019) Obshchaya teoriya sistem. Metasistemy: uchebnoye posobiye dlya obuchayushchikhsya po obrazovatel'nym programmam vysshego obrazovaniyapo napravleniyampodgotovki, vkhodyashchim v sostav napravleniypodgotovki 27.04. 03-Sistemnyy analiz i upravleniye i 27.04. 04-Upravleniye v tekhnicheskikh sistemakh. [General Systems Theory. Metasystems: a Textbook for Students on Educational Programs of Higher Education in the Areas of Training Included in the Areas of Training 27.04. 03-system Analysis and Management and 27.04. 04-management in Technical Systems].
19. Mankad, K. B. (2017). An intelligent process development using fusion of genetic algorithm with fuzzy logic. In Artificial Intelligence: Concepts, Methodologies, Tools, and Applications (pp. 245-281). IGI Global.
20. Curry, E. (2020). Real-time linked dataspaces: Enabling data ecosystems for intelligent systems (p. 325). Springer Nature.
21. Hulten, G. (2019). Building Intelligent Systems. Apress.
22. Kose, U., Arslan, A. (2014). Chaotic systems and their recent implementations on improving intelligent systems. In Handbook of Research on Novel Soft Computing Intelligent Algorithms: Theory and Practical Applications (pp. 69-101). IGI Global.
23. A. A. Fedorov, I. V. Liberman, S. I. Koryagin, P. M. Klachek, (2021) Tekhnologiia proektirovaniia neiro-tsifrovykh ekosistem dlia realizatsii kontseptsii Industriia 5.0 [Neuro-digital Ecosystem Design Technology for the Implementation of the Industry 5.0 Concept]. St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Economics, № 14 (3), pp. 106-108.
24. Fedorov A. A., Tyshetskaya A. Y., Liberman I. V., Koryagin S. I., Klachek P. M. (2020) Razrabotka i vnedrenie sistemy elitnogo inzhenerno-tekhnicheskogo obrazovaniia na osnove neiro-tsifrovoi ekosistemy dlia proryvnogo razvitiia regionalnykh ekonomik RF na primere BFU im. Kanta [Development and Implementation of Prestigious Engineering and Technical Education Based on Neuro-Digital Ecosystem for Breakthrough Development of Regional Economies of the Russian
Federation on the Example of IKBFU]. Technico-tehnologicheskie problemy servisa [Technic-technological problems of service], № 4 (54), pp. 91-103.
25. Babkin A.V., Fedorov A.A., Lieberman I.V., Klachek P.M. (2021) Industriya 5.0: ponyatiye, formirovaniye i razvitiye [Industry 5.0: Concept, Formation and Development] // Ekonomika promyshlennosti [Industrial economics].
26. Fedorov, A. A., Lieberman, I. V., Koryagin, S. I., Klachek, P. M. (2021). Tekhnologiya proyektirovaniya neyro-tsifrovykh ekosistem dlya realizatsii kontseptsii Industriya 5.0. [Neuro-digital Ecosystem Design Technology for the Implementation of the Industry 5.0 Concept]. St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Economics, № 14(3), pp. 19-39.
27. Fedorov, A. A., Lieberman, I. V., Koryagin, S. I., Klachek, P. M., Polupan, K. L. (2021). Osnovy sozdaniya neyro-tsifrovykh ekosistem. Gibridnyy vychislitel'nyy intellekt. [The Basics of Creating Neuro-digital Ecosystems. Hybrid Computing Intelligence].
28. ElFar, O. A., Chang, C. K., Leong, H. Y., Peter, A. P., Chew, K. W., Show, P. L. (2021). Prospects of Industry 5.0 in algae: Customization of production and new advance technology for clean bioenergy generation. Energy Conversion and Management: X, 10, 100048.
29. Austin, G., Withers, G. (2020). Creating social cyber value as the broader goal // Cyber Security Education Routledge, 2020. P. 99-118.
30. Breque, M., De Nul, L., Petridis, A. (2021). Industry 5.0: towards a sustainable, human-centric and resilient European industry. Luxembourg, LU: European Commission, Directorate-General for Research and Innovation.
31. Nahavandi, S. (2019). Industry 5.0-A human-centric solution. Sustainability, 11(16), 4371.
32. Longo, F., Padovano, A., Umbrello, S. (2020). Value-oriented and ethical technology engineering in industry 5.0: a human-centric perspective for the design of the factory of the future // Applied Sciences, 10(12), 4182.
33. Koch, P. J., van Amstel, M. K., Dçbska, P., Thormann, M. A., Tetzlaff, A. J., B0gh, S., Chrysostomou, D. (2017). A skill-based robot co-worker for industrial maintenance tasks. Procedia Manufacturing, 11, 83-90.
34. Leong, Y. K., Tan, J. H., Chew, K. W., Show, P. L. (2021). Significance of Industry 5.0. // The Prospect of Industry 5.0 in Biomanufacturing (pp. 95-114). CRC Press.
35. Maddikunta, P. K. R., Pham, Q. V., Prabadevi, B., Deepa, N., Dev, K., Gadekallu, T. R., ... Liyanage, M. (2021). Industry 5.0: a survey on enabling technologies and potential applications // Journal of Industrial Information Integration. P. 100257.
36. McMillin, B., Gill, C., Crow, M. L., Liu, F., Niehaus, D., Potthast, A., Tauritz, D. (2006). Cyber-physical systems engineering: The advanced power grid. In NSF Workshop on CyberPhysical Systems.
37. Gibson, W. (1984). Neuromancer, ed. New York, NY: Acebooks.
38. Lee, E. A. (2015). The past, present and future of cyber-physical systems: A focus on models // Sensors, 15(3), 4837-4869.
39. Wiener, N. (1958) Cybernetics or management and communication in the animal and vehicle. Moscow: Soviet Radio.
40. Thakur, P., Sehgal, V. K. (2021). Emerging Architecture for Heterogeneous Smart CyberPhysical Systems for Industry 5.0 // Computers Industrial Engineering. P. 107750.
41. Delicato, F. C., Al-Anbuky, A., Kevin, I., Wang, K. (2020). Smart Cyber-Physical Systems: Toward Pervasive Intelligence Systems // Future generation computer systems // Future Generation Computer Systems. 2020. T. 107. Pp. 1134-1139.
42. Poursoltan, M., Pinède, N., Traore, M. K., Vallespir, B. (2021). A new descriptive, theoretical framework for Cyber-physical and human systems based on Activity Theory // IFAC-PapersOnLine, 54(1), 918-923.
43. Schirner, G., Erdogmus, D., Chowdhury, K., Padir, T. (2013). The future of human-in-the-loop cyber-physical systems. Computer, 46(1), 36-45.
44. Sowe, S. K., Simmon, E., Zettsu, K., de Vaulx, F., Bojanova, I. (2016). Cyber-physical-human systems: Putting people in the loop. IT professional, 18(1), 10-13.
45. Yilma, B. A., Panetto, H., Naudet, Y. (2021). Systemic formalisation of Cyber-Physical-Social System (CPSS): A systematic literature review. Computers in Industry, 129, 103458.
46. Zhong, F., Wang, G., Chen, Z., Xia, F., Min, G. (2020). Cross-modal retrieval for CPSS data. IEEE Access, 8, 16689-16701.
47. Yilma, B. A., Panetto, H., Naudet, Y. (2019, September). A meta-model of cyber-physical-social system: The cpss paradigm to support human-machine collaboration in industry 4.0. In Working Conference on Virtual Enterprises (pp. 11-20). Springer, Cham.
48. Smirnov, A., Levashova, T., Shilov, N., Sandkuhl, K. (2014, October). Ontology for cyber-physical-social systems self-organisation. In Proceedings of 16th Conference of Open Innovations Association FRUCT (pp. 101-107). IEEE.
49. Shen, F., Xu, C., Zhang, J. (2020). Statistical Behavior Guided Block Allocation in Hybrid Cache-Based Edge Computing for Cyber-Physical-Social Systems. IEEE Access, 8, 29055-29063.
50. Mendhurwar, S., Mishra, R. (2021). Integration of social and IoT technologies: architectural framework for digital transformation and cyber security challenges. Enterprise Information Systems, 15(4), 565-584.
51. Liu, Z., Wang, J. (2020). Human-cyber-physical systems: concepts, challenges, and research opportunities. Frontiers of Information Technology Electronic Engineering, 21(11), 1535-1553.
52. Xu, Q., Su, Z., Yu, S. (2018, May). Green social CPS based e-healthcare systems to control the spread of infectious diseases. In 2018 IEEE International Conference on Communications (ICC) (pp. 1-5). IEEE.
53. Zolotovâ, I., Papcun, P., Kajâti, E., Miskuf, M., Mocnej, J. (2020). Smart and cognitive solutions for Operator 4.0: Laboratory H-CPPS case studies. Computers Industrial Engineering, 139, 105471.
54. Quintas, J., Menezes, P., Dias, J. (2016). Information model and architecture specification for context awareness interaction decision support in cyber-physical human-machine systems. IEEE Transactions on Human-Machine Systems, 47(3), 323-331.
55. Karlik, A. E., Platonov, V. V., Krechko, S. A. (2019) Organizatsionnoye obespecheniye tsifrovoy transformatsii kooperatsionnykh setey i vnedreniya kibersotsial'nykh sistem. [Organizational Support for the Digital Transformation of Cooperation Networks and the Implementation of Cyber-social Systems]. St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Economics, № 12(5).
56. Karlik, A. E., Platonov, V. V., Krechko, S. A. (2019) Informatsionnyy podkhod v sozdanii proizvodstvennykh kibersotsial'nykh sistem [Informational Approach in the Creation of Industrial Cyber-social Systems]. Technological perspective within the framework of the eurasian space: new markets and points of economic growth, pp. 464-467.
57. Karlik, A. E., Platonov, V. V., Krechko, S. A. (2019). Organizational support for the digital transformation of cooperation networks and the implementation of cyber+ social systems. St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Economics, 12(5), 9.
58. Gamidullaeva, L. A., Finogeev, A. G., Vasin, S. M. (2020) Razrabotka metodologii upravleniya vzaimodeystviyem sub'yektov v regional'noy innovatsionnoy sisteme na osnove intellektual'nogo analiza bol'shikh dannykh [Development of a Methodology for Managing the Interaction of Subjects in a Regional Innovation System Based on Intelligent Analysis of Big Data].
59. Tsvetkov, V. Ya. (2018) Theory of Systems.
60. Sinelnikova, T. I., Shvetsova, N. A. (2016). Modifikatsiya metoda strukturirovannykh sistem Dzh. Klira [Modification of the method of structured systems by G. Klir]. Modern high technologies, №10-2, pp. 298-303.
61. Len'kov S. L., Rubtsova N. E. (2016)Metasistemnyipodkhod v psikhologii i ego razvitie v nauchnoishkoleA.V. Karpova [The Metasystem Approach in Psychology and Its Development in the Scientific School of A.V. Karpova] // Yaroslavskiipsikhologicheskii vestnik, № 34. pp. 34-42.
62. Trunev A. P. (2011). Fundamental'nyye vzaimodeystviya v teorii Kalutsy-Kleyna [Fundamental Interactions in Kaluza-Klein Theory] Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University, № 71.
63. Cordova, F. (2021, March). Cyber-social-technological-cognitive (CSTC) approach in ecosystems: trends and challenges. International Conference on Automation/XXIV Congress of the Chilean Association of Automatic Control (ICA-ACCA) (pp. xxxii-xxxii).
64. Duran, C. A., Cordova, F. M., Palominos, F. (2019). A conceptual model for a cyber-so-cial-technological-cognitive smart medium-size port. Procedia computer science, 162, 94-101.
65. Ning, H., Liu, H., Ma, J., Yang, L. T., Huang, R. (2016). Cybermatics: Cyber-physical-so-cial-thinking hyperspace based science and technology. Future generation computer systems, 56, 504-522.
66. Leontiev A. N. (1977) Deyatel'nost'. Soznanie. Lichnost'[Activity. Consciousness. Personality]. Moscow: Politizdat.
67. Kosten', D. G. (2020) Ekosistema sozidaniya - kak novaya ekonomicheskaya paradigma [The Ecosystem of Creation as a New Economic Paradigm]. Financial and economic security of the Russian Federation and its regions, pp. 247-249.
68. Babkin, A. V., Anisimova, V. V. (2021) Osobennosti i vidy tsifrovykhplatform v ekonomike [Features and Types of Digital Platforms in the Economy]. Digital economy, smart innovation and technology, pp. 322-325.
69. Shkarupeta, E. V. (2018) Upravleniye razvitiyempromyshlennykh kompleksov v usloviyakh reindustrializatsii [Management of the Development of Industrial Complexes in the Context of Rein-dustrialization.].
70. Babkin, A. V., Burkal'tseva, D. D., Kosten', D. G., Vorob'yev, Y. N. (2017) Formirovaniye tsifrovoy ekonomiki v Rossii: sushchnost', osobennosti, tekhnicheskaya normalizatsiya, problemy razvitiya [Establishment of the Digital Economy in Russia: Essence, Features, Technical Normalization, Development Problems]. St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Economics, № 10(3).
71. Katina, P. F., Keating, C. B., Bradley, J. M. The Role of 'Metasystem'in Engineering a System of Systems.
72. Kaku, M. (2017) Hyperspace: A Scientific Odyssey Through Parallel Universes, Time Warps, and the 10th Dimension. M.: Alpina Publisher.
A. V. Babkin23, E. V. Shkarupeta24, V. A. Plotnikov25. Intelligent cyber-social ecosystem of Industry 5.0: definition, essence, model. Ten years after the first introduction of Industry 4.0 at Hannover trade fair as a concept of German industry efficiency improvement, the European Commission announced a new industrial evolution - Industry 5.0 and revealed an updated representation of Industry 5.0 as a result of attaining of triad forming stability, human-centricity and industry viability. At the nexus of the fourth and fifth phases of industry evolutions, new objects arise - intelligent cyber-social ecosystems that use the strengths of cyber-physical ecosystems, changing under the influence of digital end-to-end technologies, combined with human and artificial intelligence. The purpose of this research is to present a conceptual model of an intelligent ("smart") cyber-social ecosystem based on multimodal hyperspace within the conditions of Industry 5.0. The research methodology includes systems science, metasystemic, ecosystemic, value-based, cyber-socio-techno-cognitive approaches; concepts of platforms, creator economy, Open innovations 2.0 based on an innovative model of a quadruple helix. As a result of this research, the evolution of the establishment and development of an ecosystemic paradigm in economic science is shown. The study describes a cognitive transition from cyber-physical systems of Industry 4.0 to intelligent cyber-social ecosystems as objects of Industry 5.0. A conceptual model has been originated, in which a cyber-social ecosystem is introduced as an ecosystem of new metalevel ("metasystem"), evolving under the conditions of the transition from Industry 4.0 to Industry 5.0 based on cyber-social values of human-centricity, stability and viability. The model is notable for its high level of cybernetic hyperconvergence, socioecosystemic, technological and cognitive modality to achieve ethical social goals, sustainable welfare for all humanity and each individual person, taking into account the scope of planetary capacity.
Keywords: Industry 5.0, ecosystem, cyber-physical ecosystem, intelligent ecosystem, cyber-social ecosystem.
23 Aleksandr V. Babkin, Professor of Higher School of Engineering and Economics, Head of Scientific Research Laboratory "Digital Industrial Economy", Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (29 Politekhnicheskaya Street, Saint-Petersburg, 195251, Russia), Doctor of Economics, Professor, e-mail: al-vas@mail.ru
24 Elena V. Shkarupeta, Professor, Voronezh State Technical University (14 Moskovsky Avenue, Voronezh, 394000, Russia), Doctor of Economics, Associate Professor, e-mail: 9056591561@mail.ru
25 Vladimir A. Plotnikov, Professor in the Department of General Economic Theory and History of Economic Thought, St. Petersburg State University of Economics (21 Sadovaya Street, Saint-Petersburg, 191023, Russia), Doctor of Economics, Professor, e-mail: plotnikov_2000@mail.ru
