В статье рассматривается актуальная научно-практическая задача развития аналитических инструментов для обоснования выбора и трансформации бизнес-модели экономической организации в условиях быстро изменяющейся деловой среды. Для ее решения предлагается использовать математический аппарат когнитивного моделирования, что позволяет на основе анализа причинно-следственных связей между наиболее значимыми условиями и факторами, влияющими на экономическую эффективность и конкурентоспособность ведения бизнеса, повысить обоснованность и снизить субъективность решений, принимаемых его владельцами и топ-менеджерами. Предложен алгоритм обоснования выбора бизнес-модели организации на основе построения и анализа нечетких когнитивных карт (НКК) бизнес-моделей. Определен общий перечень факторов бизнеса (концептов) и множество отношений причинности между каждой парой концептов, разработана базовая НКК бизнес-модели, являющая основой для конструирования НКК моделей конкретных бизнесов. Рассмотрен пример применения разработанного инструментария в ходе стратегического анализа условий и факторов деятельности организации, осуществляющей производство мебели, проводимого для обоснования изменения конкурентной стратегии и связанной с этим трансформации бизнес-модели. Анализ выполнен с использованием специализированного программного средства когнитивного моделирования, разработанного на кафедре информационных технологий в экономике и управлении филиала ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет „МЭИ“» в г. Смоленске. Предложенный инструментарий развивает методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки принятия решений в области управления экономическими и социальными объектами и может найти практическое применение в процессе стратегического управления коммерческими организациями различных сфер деятельности, а также использоваться профессиональными консультантами в ходе подготовки рекомендаций по изменению бизнес-модели.