Концептуальна модель кластеризації організаційних систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 65.014

К.т.н., доцент Маслянко П.П., магістрант Оріщенко А.О.

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Концептуальна модель кластеризації організаційних систем

Вступ

Організаційна система (Орг.С.) -- це об'єднання автономних підприємств, організацій або структурних підрозділів з економічної, соціальної чи державної сфери діяльності, які функціонують під централізованим керівництвом і вирішують спільні завдання [1].

Вирішення задачі виділення необхідної множини Орг.С. за встановленими ознаками з метою організації їх ефективної діяльності вимагає створення концептуальних, математичних, інформаційних та інших моделей систематизації.

У літературі розглядають окремі методи і інструменти [2-3], які лише частково вирішують це завдання. Крім того, велика кількість існуючих Орг.С. та їх ознак ускладнює процес виділення класів Орг.С. Через це виникає потреба автоматизації процесу кластеризації Орг.С.

Тому актуальною є задача дослідження і розробки підходів, методів і моделей кластеризації Орг.С. за виділеними ознаками.

Постановка задачі

Об'єкт дослідження - Орг.С., види і класи Орг.С., класифікація та критерії класифікації Орг.С., класифікація Орг.С. за видами економічної діяльності, концептуальні моделі Орг.С.

Предмет дослідження - концептуальна модель кластеризації Орг.С. на основі методів кластерного аналізу.

Мета роботи полягає у розробці уніфікованої концептуальної моделі для автоматизації виділення класів Орг.С. за встановленими ознаками та формалізації бізнес-процесів кластеризації.

Огляд існуючих класифікацій Орг.С.

Існують наступні класифікації Орг.С. за різними критеріями [4]:

- за «належністю до державних або недержавних»: урядові та неурядові;

- за «метою діяльності»: комерційні та некомерційні;

- за «видом фінансування»: бюджетні та небюджетні;

- за «призначенням»: громадські та господарські.

Нормативним документом, що описує класифікацію Орг.С. за критерієм «вид діяльності» в Україні, є «КВЕД (ДК 009:2010)» [5]. У ньому виділяють 21 економічну галузь, що поділяється на 615 класів.

У результаті дослідження існуючих рішень класифікації Орг.С., було встановлено, що:

1) існуючі види класифікації поділяють множину Орг.С. тільки за однією ознакою;

2) у літературі не достатньо досліджені моделі кластеризації Орг.С. за більш ніж однією ознакою.

Концептуальна модель кластеризації Орг.С.

Структурне представлення визначення поняття «Організаційна система» пропонується на рис. 1.

Рис. 1. Структурне представлення сутності «Організаційна система» і рівнів її моделей

Орг.С. представлені чотирма рівнями моделювання. Рівень мета-метамоделі є сутністю «Організаційна система», рівень метамоделі - вид сутності «Організаційна система», рівень уніфікованої моделі - клас виду сутності «Організаційна система», рівень моделі - об'єкт класу виду сутності «Організаційна система». Наприклад, для сутності «Навчальний заклад» одним з видів є «Вищий навчальний заклад», одним з класів - «ВНЗ Університет», а реальним об'єктом є «НТУУ КПІ».

Усі сутності системного визначення поняття «Організаційна система» поєднані відношенням конкретизації [6]. Така модель відображає вже існуючу класифікацію Орг.С. згідно [5].

Одним із способів виділення класів об'єктів та видів класів об'єктів є кластерний аналіз. Структурне представлення організаційних систем дозволяє виділити концептуальну модель кластеризації Орг.С. (рис. 2.).

Рис. 2. Концептуальна модель кластеризації Орг.С.

Концептуальна модель виділяє класи об'єктів на основі ознак Орг.С. та їх значень. Формалізація класів і їх ознак та застосування кластерного аналізу дозволяють отримати види класів.

Формалізація бізнес-процесів кластеризації

Використаємо аналітичне визначення поняття «система» , як множини сутностей та відношень між ними , які необхідні і достатні для існування системи [7]. Для системи та/або її елементів можна визначити множину ознак. Ознака - це те, що описує елемент, та складається з двох частин: визначення ознаки та значення ознаки для даного елементу, тобто . Множина визначає всі можливі назви ознак. Множина може об'єднувати в собі елементи різної природі: скаляр, вектор, формулу або деякий формальний вираз, та ін.

Об'єкт, як останній рівень представлення сутності «Організаційна система» визначається множиною ознак , які притаманні сутності. Проте також характеризується множиною своїх ознак , тобто.

Таке формальне представлення бізнес-процесів кластеризації дозволяє розробити компонентну модель кластерного аналізу Орг.С.

Компонентна модель кластерного аналізу Орг.С.

Розроблена компонентна модель кластерного аналізу Орг.С. складається з наступних компонентів (рис. 3): інтерфейс користувача, база даних, система управління, розрахунок вагових коефіцієнтів ознак, розрахунок міри подібності об'єктів, виділення кластерів на основі правила зв'язку, аналіз результатів.

Рис. 3. Компонентна модель кластерного аналізу Орг.С.

Специфікація компонентної моделі:

- компонент «Інтерфейс користувача» - призначений для взаємодії з користувачем. Забезпечує введення вхідних параметрів задачі і виведення результатів;

- компонент «База даних» - призначений для зберігання даних про Орг.С., а також результатів роботи програми;

- компонент «Система управління» - призначений для організації взаємодії між модулями, зокрема для передачі даних між ними;

- компонент «Розрахунок вагових коефіцієнтів ознак» - призначений для обчислення вагових коефіцієнтів ознак, наприклад, за алгоритмом Сааті [8];

- компонент «Розрахунок міри подібності об'єктів» - призначений для нормалізації значень ознак та обчислення «відстані» між об'єктами за обраною метрикою. У результаті формується матриця відстаней ;

- компонент «Виділення кластерів на основі правила зв'язку» - формує кластери на основі одного з правил зв'язку, таких як одинарний зв'язок, повний зв'язок, метод Варда, центроїдний метод та ін. Вибір правила виконується в залежності від задачі, яка вирішується. Загальний алгоритм кластеризації виглядає наступним чином:

1) пошук у матриці відстаней найближчих елементів (кластерів) та за обраним правилом;

2) заміна елементів (кластерів) та об'єднаним кластером ;

3) перехід від до у результаті об'єднання рядка та стовпця та у рядок та стовпець ;

4) повторення алгоритму доти, доки не виконається умова .

- компонент «Аналіз результатів»» - призначений для вибору необхідного рівня кластеризації, аналізу та корегування отриманих результатів.

Висновки

1) У результаті роботи досліджено: існуючі моделі класифікації та кластеризації Орг.С., критерії класифікації Орг.С., нормативні документи, що затверджують існуючі класифікації Орг.С., ознаки Орг.С.

У результаті дослідження встановлено:

- Існуючі види класифікації, поділяють Орг.С. на групи, згідно однієї ознаки.

- Класифікація Орг.С. в Україні описується нормативним документом [5]. У ньому виділяють 21 економічну галузь, та 615 класів. Класифікація проводиться згідно ознаки «вид економічної діяльності»

- У літературі не достатньо досліджені моделі кластеризації Орг.С.

2) Розроблена концептуальна модель кластеризації Орг.С., яка дозволяє вирішити задачу кластеризації Орг.С., використовуючи при цьому декілька ознак на відміну від існуючих класифікацій Орг.С.

3) Практична цінність моделі полягає у тому, що вона дозволяє автоматизувати процес виділення класів та видів Орг.С., а це, в свою чергу, зменшує час на вирішення задач виділення класів та видів Орг.С.

4) Перспективою подальших досліджень є порівняння роботи методів, що обчислюють ваговий коефіцієнт ознак систем, а також ієрархічних алгоритмів кластеризації.

кластеризація організаційний аналіз

Література

1. Маслянко П.П. Бiзнес iнжинирiнг органiзацiйних систем / П.П. Маслянко, О.С. Майстренко // Науковi вiстi НТУУ “КПI”. - 2011. - №1. - С. 69-78.

2. Дюран Б. Кластерный анализ. - М.: «Статистика», 1977. - 129 с.

3. Мандель И.Д. Кластерный анализ. - М.: «Финансы и статистика», 1988. - 176 с.

4. Дроздов Н.Д. Введенние в теорию организационных систем: Учеб. пособие; Твер. гос. ун-т. Тверь, 2001. - 172 с.

5. Національний класифікатор України. Класифікатор видів економічної діяльності. - ДК 009:2010. - [Чинний від 2012-01-01]. -- К. : Держспоживстандарт України, 2010. - 46 c.

6. Маслянко П.П. Система сущностей бизнес моделей организационных систем / П.П. Маслянко, А.С. Майстренко // Кибернетика и системный анализ.- 2012. - №1. - 128 с.

7. Маслянко П.П., Майстренко А.С. Интеграция разнородных моделей организационных систем. / П.П. Маслянко, А.С. Майстренко // Проблемы управления и информатики. -2012. - №21. - с. 143-156.

8. Саати Т.Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий. -- М.: Радио и связь, 1989. -- 316 с.

Размещено на Allbest.ru