Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

АГЕНТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД К СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНИМАЕМЫХ РЕШЕНИЙ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТРУКТУР

Специальность 05.13.01. "Системный анализ, управление и обработка информации",

Специальность 05.13.10. "Управление в социальных и экономических системах"

Кононов Иван Владимирович

Тверь - 2006

Работа выполнена в Тверском государственном техническом университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Тихомиров Валерий Александрович.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор, Палюх Борис Васильевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Буцев Сергей Васильевич,

доктор технических наук, профессор Григорьев Вадим Алексеевич.

Ведущая организация - ФГУП НИИ ИТ, г. Тверь.

Защита диссертации состоится 22 декабря 2006 года на заседании диссертационного совета Д 212.262.04 при Тверском государственном техническом университете по адресу: 170026, г. Тверь, ул. набережная Афанасия Никитина, 22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного технического университета.

Автореферат разослан "..." ……………………2006 года.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор В.Н. Михно.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Достижение требуемого для решения государственных задач качественного и количественного уровня развития объектов специального назначения (ОСН) непосредственно связано с эффективностью управления предприятиями - изготовителями ОСН. Решение практических вопросов управления предприятиями - изготовителями ОСН на различных стадиях этого процесса сопряжено с рядом проблем, обусловленных, как высокими темпами научно-технического прогресса, так и социально-экономическими процессами в стране. Ряд факторов, связанных с этими проблемами, оказывает негативное влияние на состояние технологической базы промышленности, что приводит к ускоренному сокращению производственного потенциала. Поэтому совершенствование управления на всех уровнях - огромный и еще мало востребованный резерв повышения эффективности хозяйственной деятельности в отраслях производства, а качество управления, в конечном счете, определяется принимаемыми плановыми, организационными и оперативными решениями. Именно решения являются "продуктом" труда руководителя. Этот "продукт" весьма специфичен. Во-первых, решения и их последствия затрагивают многих людей и могут сохранять силу воздействия часто на весьма продолжительные промежутки времени. Во-вторых, принятие решений является личной функцией руководителя, который обязан выполнять ее в процессе управленческого труда и нести ответственность за последствия (исход) решений. В-третьих, само содержание процесса управления таково, что принятие решений занимает в нем центральное место. При этом с ростом сложности задач (технических, экономических, организационных, социальных), возникающих при выборе и реализации инвестиционных проектов, повышает уровень требований к управленческим решениям (комплексность, соответствие современному техническому уровню, научная обоснованность, многоаспектность).

Проведенный в работе анализ работ, направленных на повышение эффективности планов развития технических систем и управления их реализацией показал, что существующий методический аппарат поддержки принимаемых управленческих решений - изготовителями этих систем имеет ряд ограничений, не позволяющих в полной мере учесть те основные факторы, которые характеризуют современные условия планирования развития сложной техники. На сегодняшний момент модели управления предприятиями, изготавливающими технические системы, в основном базируется на экспертных и интуитивных методах, а новые модели поддержки принятия управленческих решений только начинают создаваться. Следует отметить высокую динамику эволюции информационной технологии. Технологии постоянно развиваются в сторону увеличения эффективности работы, как пользователя, так и разработчика. При этом эффективность работы увеличивается за счет разработки более выразительных инструментов, вследствие этого на рабочем пространстве пользователя помещается больше информации, уменьшается количество рутинных действий. Наиболее радикальные исследования связаны с попытками повысить эффективность процесса мышления, представляя информацию в таком виде, который позволяет обнаруживать скрытые взаимосвязи или "наталкивает" на неочевидные идеи. Подводя итог можно сказать, что хотя результаты разработки программного продукта по-прежнему остаются неизвестными, появляется все больше возможностей их исправить, привести к желательным. Реализуемая в работе технология призвана сделать процесс разработки программного обеспечения более прозрачным за счет автоматизации процесса проектирования программного продукта, более четкой постановки задач перед программистами и изменений в пользовательском интерфейсе. Учит данных положений, а также обобщение и развитие концепции, основанной на понятии "агентно-ориентированный подход" обеспечивает "должную" степень удобства при общении с машиной в процессе подготовки управленческих решений. Однако агентно-ориентированный подход к построению системы ППР требует серьезной подготовки, поэтому система характеризуется наличием математического, программного, информационного, технического, эргономического и других видов обеспечения. При этом круг решаемых задач определяется совокупностью методов исследования. Поэтому в работе основное внимание должно быть уделено формированию математического обеспечения, которое включает в себя совокупность математических соотношений, описывающих поведение реального объекта; совокупность алгоритмов, обеспечивающих как подготовку, так и работу с моделью. Сюда отнесены алгоритмы: ввода исходных данных, имитации, вывода, обработки. Поэтому предлагаемая диссертационная работа, направленная на совершенствование методологии построения систем поддержки принятия управленческих обоснованных решений в современных условиях страны, является актуальной.

Объект исследования: инструментальная и методологическая составляющие информационно - аналитической системы поддержки принятия решений (ИАСППР).

Предмет исследования: агентно-ориентированный подход к созданию перспективных моделей и методов, определяющих архитектуру системы поддержки принимаемых решений.

Целью работы является: повышение эффективности создания научно-методического и информационно-аналитического обеспечения, определяющего архитектуру системы поддержки принимаемых решений, основанную на агентно-ориентированном подходе.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- адаптация автоматизированной системы поддержки принимаемых решений к множеству проблемных вопросов оценки управления развитием сложных технических объектов;

- проанализированы концептуальных положений агентно-ориентированного подхода, обеспечивающего методологию создания архитектуры системы поддержки принимаемых решений;

- сформирована концепция построения информационного обеспечения систем комплексной оценки состояния промышленной и технологической безопасности РФ;

- разработана методика структурирования информации в ходе создания сценарий концепции "Разработка системы единого информационного пространства" на основе модели "классная доска";

- создан комплекс методик по оценке эффективности систем поддержки принимаемых решений.

Методы исследования базируются на использовании: на основных положениях теории управления, теории информации и искусственного интеллекта, математического аппарата теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна работы состоит:

- впервые разработана формализованная процедура построения логико-лингвистической модели для создания системы структурирования информации, основанная на агентно-ориентированном подходе;

- в создании и определении места в информационной системе методики структурирования информации в задачах стратегического планирования;

- в построении модели "классная доска", позволяющей реализовать технологию проведения вычислительного эксперимента по управлению производством с системных позиций.

Теоретическая значимость исследований состоит: во-первых, во внесении вклада в развитие системного подхода, позволяющего осуществить структурирование информации для решения задач поддержки принимаемых решений; во-вторых, в развитии методического обеспечения для построения архитектуры системы ППР на основе концепции агентно-ориентированного подхода.

Практическое значение работы:

- полученные в диссертации результаты позволяют существенно расширить область применения методов искусственного интеллекта при построении как архитектуры информационно - аналитической системы поддержки принятия решений, так и инструментальной и методологической составляющих подобных систем;

- созданы компоненты алгоритмического, программного и методического обеспечения для построения информационной системы структурирования информации с применением доступного аппаратного обеспечения;

- разработаны алгоритмы и программы моделей (входящих в состав информационной системы), обеспечивающие формирование прогнозных решений необходимые для оценки безопасности промышленных структур.

Обоснованность научных результатов и положений, сформулированных в диссертации, базируется на широко апробированных в науке теоретических положениях и применяемых в ходе исследований научных методах.

Достоверность информации определяется заданной точность значения отображаемых финансово-экономических параметров - погрешность не выходит за пределы допустимого значения и достигается в каждом конкретном случае на базе статистических исследований с привлечением экспертных оценок.

Реализация и внедрение результатов:

1. Результаты разработки компонентов математического и программного обеспечения системы поддержки принимаемых решений внедрены в учебный процесс Тверского государственного технического университета, Тверского филиала Балтийского ГТУ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова, а также ВА ВКО имени Г.К. Жукова. Использование полученных результатов способствует повышению эффективности учебного процесса.

2. Разработанное программное обеспечение, входящее в состав блока стратегический прогноз, внедрено в научном отделе НИИ ИТ (г. Тверь). Использование разработанного программного обеспечения повышает эффективность оперативного и стратегического мониторинга качества продукции.

Апробация результатов исследования. Результаты исследования докладывались на научно-технических конференциях Тверского государственного технического университета, МГТУ им. Баумана, Балтийского ГТУ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербургского Северо-Западного Заочного Института, научных семинарах МГТУ им. Баумана, ВА ВКО, Тверского филиала Балтийского ГТУ им. Д.Ф. Устинова.

На защиту выносятся:

1. Концептуальные положения адаптации агентно-ориентированной технологий к решению задач построения структуры системы ППР.

2. Методика построения модели "классная доска", позволяющая реализовать технологию проведения вычислительного эксперимента по управлению производством с системных позиций.

3. Алгоритмы и программы моделей, обеспечивающие формирование прогнозных решений необходимые для оценки безопасности промышленных структур.

4. Комплекс методик по оценке эффективности систем поддержки принимаемых решений.

Публикации. По результатам исследований, проведенных в процессе работы над диссертацией, опубликовано 21 работа.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы. Работа изложена на 125 страницах основного текста, иллюстрируется рисунками и таблицами на 20 страницах. Список литературы содержит 83 источника.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи исследования, новизна и практическая ценность результатов исследования, а также положения, выносимые на защиту. При этом во введении на основе анализа существующих автоматизированных систем поддержки принимаемых решений (АСППР) изложены основополагающие положения новой информационной технологии в управлении предприятием. Сделан вывод, об актуальности разработки системы поддержи принятия управленческих решений на основе новых информационных технологий. Сложность фундаментальных, научно-технологических и технических вопросов, решаемых в исследованиях, определяется функциональными блоками АСППР:

1. Блок стратегического прогноза и оценки качества сложных систем;

2. Блок поддержки решений методами, основанными на опыте и интуиции специалистов;

3. Блок поддержки решений адаптивными вероятностно-статистическими методами;

4. Блок автоматизированного построения имитационных моделей;

5. Блок экономического анализа;

6. Блок прогнозирования уровня безопасности;

7. Блок оценки влияние современной правовой базы на реализуемость программ и планов развития производственных структур.

Во введении обоснованы положения актуальной необходимости создания информационных, инструментальных и программно-методических средств построения СППР на основе агентно-ориентированного подхода.

В первой главе анализируется современная система взглядов на место теории принятия решений в управлении предприятием. Показано, что совершенствование управления на всех уровнях - огромный и еще мало востребованный резерв повышения эффективности хозяйственной деятельности в отраслях производства, а качество управления, в конечном счете, определяется принимаемыми плановыми, организационными и оперативными решениями. Именно решения являются "продуктом" труда руководителя. Этот "продукт" весьма специфичен. Во-первых, решения и их последствия затрагивают многих людей и могут сохранять силу воздействия часто на весьма продолжительные промежутки времени. Во-вторых, принятие решений является личной функцией руководителя, который обязан выполнять ее в процессе управленческого труда и нести ответственность за последствия (исход) решений. В-третьих, само содержание процесса управления таково, что принятие решений занимает в нем центральное место. При этом с ростом сложности задач (технических, экономических, организационных, социальных), возникающих при выборе и реализации инвестиционных проектов, повышает уровень требований к управленческим решениям (комплексность, соответствие современному техническому уровню, научная обоснованность, многоаспектность). Управление есть своеобразный отклик на всю сумму информационных взаимодействий системы, направленный на придание ей такого поведения и состояния, такой системной организации и тенденции развития, которые соответствовали бы всей накопленной этой системой информации и учитывали бы ее объективные и субъективные человеческие потребности.

Организация вне зависимости от ее формы существования и назначения может быть описана с помощью свойств, раскрывающих ее целевое назначение, форму организации общественного труда, средства и предметы труда и возможное их применение, технологический процесс, ресурсы, внешнюю среду, внутренние социально-экономические связи и отношения, а также правовую и нормативную основу. Поэтому, раскрывая содержание или исследуя сущность предприятия как организации, необходим системный подход. В системном исследовании анализируемый объект рассматривается как определенное множество элементов, взаимосвязь которых обусловливает целостные свойства этого множества. В главе на основе использования последних достижений теории и практики создания ИАС, современных взглядов динамической теории информации, теории систем решение важной научно-практической задачи обоснования обще методических принципов построения систем ППР. Для этого предполагается выявление основополагающих идей, связанных с конструированием такого математического объекта, каким является абстрактная математическая модель принятия управленческих решений. Осуществлена постановка научной задачи, проведена ее формализация и осуществлена декомпозиция научной задачи на частные задачи исследования.

Вторая глава посвящена обобщению и развитию концепции, основанной на понятии "агентно-ориентированный подход", которое привело к обоснованному применению понятия "модель классная доска". Термин корректный с точки зрения здравого смысла и удобен для обозначения того объекта, который возникает, если отобразить математическую модель СППР на совокупность программ, обеспечивающих "должную" степень удобства при общении с машиной в процессе подготовки управленческих решений. Агентно-ориентированный подход к построению системы ППР требует серьезной подготовки, поэтому система характеризуется наличием математического, программного, информационного, технического, эргономического и других видов обеспечения. При этом круг решаемых задач определяется совокупностью методов исследования. Поэтому в работе основное внимание уделено формированию математического обеспечения. При этом математическое обеспечение системы ППР включает в себя разработанную (или адаптированную к конкретным задачам) совокупность математических соотношений, описывающих поведение реального объекта; совокупность алгоритмов, обеспечивающих как подготовку, так и работу с моделью. Сюда отнесены алгоритмы: ввода исходных данных, имитации, вывода, обработки.

Упрощенный вариант примера агента и его реализацию в среде C++ позволил конструктивно выделить цель агента - наглядное графическое представление данных в виде гистограммы. При этом главное внимание уделялось возможности чтобы агент работал автоматически, т.е. после инсталляции на компьютере о нем можно было не беспокоиться. Когда агент определит, что требуется построение гистограммы, необходимо: 1) выделить в данных существенную информацию; 2) знать все типы представления данных и сделать правильный выбор; 3) разработать подробные и четкие инструкции для технического персонала с учетом имеющихся средств.

Центральное место в разделе заняли исследования, посвященные усовершенствованию универсального инструментального средства, каким является метод, полученный на основе построенной информационно-вероятностной модели оценки эффективности принимаемых решений. Усовершенствование связано: во-первых, с детальной разработкой конструктивистского метода; во-вторых, с построением логического основания формализованной схемы принятия решений. Усовершенствование реализуется за счет того, что в систему стратегического прогноза включены система коррекции по цели прогноза и цели обратной связи; система формирования свойств контролируемого объекта на основе новых признаков; блок оценки развития свойств объектов; блок - модель актуализации свойств о контролируемом объекте, при этом вход блока данных по контролируемому объекту соединен с первым выходом блока - модели актуализации свойств о контролируемом объекте.

Формализация данной концепции осуществлена в рамках конструирования такого математического объекта, каким является абстрактная математическая модель осуществления долгосрочного прогноза. В основу формирования входных данных положена морфологическая матрица. Матрица в формализованном виде представляет исходную информацию о совокупности свойств рассматриваемых экономических систем. Информационное отображение экономической ситуации при этом укладывается в следующую схему: имеется n сравниваемых между собой альтернатив; каждой альтернативе поставлена в соответствие совокупность характеристик, определяющих экономический потенциал (таких характеристик - признаков m). В этом случае ситуация принятия решений в развернутой форме характеризуется матрицей состояний, у которой один вход образован множеством альтернатив (сравниваемые варианты экономических ситуаций), а другой - множеством признаков {} (характеристики этих ситуаций). При этом "характеристики" образуют выборочное пространство, а альтернативы образуют систему подмножеств выборочного пространства, элементам которого соответствуют свойства (состояния), имеющие "практическую ценность". "Вес" параметров в формировании оценочного потенциала характеризуется количественной мерой степени уверенности в ситуации объективно существующей неопределенности и отождествляется с распределением вероятностей . При этом "вероятность", как категория диалектики, совмещает в себе и меру объективной возможности события, и степень субъективной уверенности в появлении событий. С целью формализации задачи выбора решения множество альтернатив идентифицируем с пространством событий {A}, а множество признаков с событиями {х}. Тогда связь между всеми компонентами, формирующими оценочный потенциал экономической системы, осуществляется через определенную на этих компонентах нормированную меру, которая отождествляется с вероятностью . Распределение вероятностей обеспечивает оценку нулевой гипотезы при заданном уровне значимости и эффективности (мощности критерия ) принимаемого решения.

Построение модели было связано с исследованием законов преобразования информации поля декартового произведения двух множеств (альтернатив и признаков) в количественные составляющие информации. С этой целью в логическую схему введены такие понятия как априорные, апостериорные и условные вероятности, и применена теорема Байеса и формула полной вероятности, а также введены понятие условной вероятности проявления j-й экономической характеристики (признака) в формировании оценочного потенциала при условии, что события, формирующие оценочный потенциал, произошли. При этом уровень значимости количественно оценим через функцию неопределенности следующего вида:

При этом в принятой системе договоренностей не опровергается гипотеза, которой соответствует меньшее значение величины:

где - значение энтропии гипотетического варианта, обладающего оптимальными характеристиками для данной информационной ситуации;

- уровень значимости, характеризующий i-ую экономическую ситуацию;

- значение энтропии для i-го варианта экономического предложения.

При этом разность между энтропией объективно существующей в оценке влияния каждой конкретной характеристики на формирование оценочного потенциала и максимальной энтропией в рассмотренной информационной ситуации - это и есть количество информации , накопленной в i-ой экономической ситуации:

Из работ, связанных с информационным подходом известно, что для того, чтобы любая система в процессе своей "эволюции" не достигла предела "приспособленности" (в результате которого системы способны существовать только в определенных жестко детерминированных условиях), она должна сохранять в себе непредсказуемость, характеризуемую определенной порцией энтропии. Удельный вес этой порции, связанной с i-ой ситуацией, определяется по зависимости:

В работе показано, что существует достаточное количество фактов, свидетельствующих в пользу выдвижения гипотезы о существовании оптимального значения величины G_H^опт =0.2718, а интервал - это интервал наилучшего соотношения непредсказуемости и детерминированности. Следовательно, чем больше расчетная величина отличается от оптимального значения, тем выше вероятность принятия гипотезы , когда она неверна. Поэтому ошибка второго рода, определяемая мощностью критерия (удельный вес порции энтропии), представляется зависимостью в форме:

Величины и количественно характеризуют систему договоренностей, необходимую для осуществления в проводимых исследованиях стратегического экономического прогноза.

В рамках усовершенствования системы ППР в разделе разработана концептуальная модель "классной доски" - как технология совместного решения задач. "Классная доска" используется для регистрации и координации действий, а также организации взаимодействия между двумя или больше программными решателями задач. Таким образом, в модели "классной доски" существует два основных типа компонентов: "классная доска" и решатели задач. При этом основное предназначение компонента "классная доска" обусловлено необходимостью реализации единого информационного пространства системы ППР.

В третьей главе представлена реализация концептуальной модели системе поддержки принимаемых решений на основе технологии "классной доски". В соответствии со структурой "классной доски" и источников знаний модель "классной доски" предполагает существование компонента управления, но не определяет, как он должен быть структурирован. В работе компонент управления реализуется модулями, которые являются внешними по отношению к "классной доске". При этом источники знаний совместно ищут решение задачи. Следует отметить, что некоторые задачи, имеющие несколько решений при этом некоторые из них могут находиться глубже в пространстве поиска, чем другие; поиск одних решений может быть более затратным по сравнению с поиском других, а некоторые решения могут быть недостаточно хорошо продуманы. Поэтому компонент управления не только руководит коллективными стратегиями поиска, выполняемого источниками знаний, но и контролирует частные или предварительные решения, чтобы убедиться, что источники знаний не реализуют какую-нибудь непрактичную стратегию поиска.

"Классная доска" реализует услуги программно-ориентированного инструментария для поддержки разработки специализированных информационных систем, основанных на логико-лингвистических моделях фреймового типа. Данное положение объясняется тем, что: во-первых, во фреймовых моделях объединены все основные особенности моделей остальных типов, при этом в концепции фрейм-представления знаний удачно объединены декларативные и процедурные способы представления информации; во-вторых, фреймовые модели удовлетворяют всем четырем основным признакам знаний - активности, связанности, структурированности и интерпретируемости; в-третьих, что особо важно, фреймовые модели, наряду со строгим формированием понятийного аппарата, дают возможность комплексирования обычных математических моделей и программных модулей с фреймовскими формализмами.

С отдельным фреймом ассоциируется определенный "сгусток" информации, характеризующий способ применения фрейма. Разработка расчетно-логической системы связана с использованием понятия многоуровневого фрейма. Верхний иерархический уровень модели образован слотами, которые сами содержат следующие фреймы: фрейм "Ресурсы", фрейм "Технические возможности", фрейм "Сценарий", фрейм "Финансово-экономический анализ", фрейм "Планирование", фрейм "Модели" и фрейм "Стратегическое планирование". Фрейм "Ресурсы" представлен следующими подсистемами: фреймом "Маркетинг", фреймом "Производство", фреймом "Персонал", и фреймом "Менеджмент ", названия фреймов в полной мере раскрывают их содержание.

Слоты фрейма "Технические возможности" в свою очередь образованы тремя фреймами: фрейм "Характеристики системы" (в котором сосредоточены данные о возможностях самой расчетно-логической системы и приведено "Руководство пользователя"); фрейм "Нормативно-справочные данные" (содержит справочную данную информацию, используемую при управлении); фрейм "Ввод-отчет" (обеспечивает возможность ввода, хранения и редактирования данных, а также подготовку отчета).

Фрейм "Сценарий" предназначен для построения сценария, являющегося узловым элементом системы поддержки принимаемых решений. Сценарием называется формализованное описание стандартной последовательности взаимосвязанных фактов, определяющих типичную ситуацию предметной области.

Фрейм "Модели" предназначен для решения задач принятия решений методами, связанными с построением моделей. Модель значительно облегчает понимание задачи, дает возможность прогнозировать поведения системы в заданных условиях. В работе фрейм "Модели" достаточно подробно представлен вероятностными моделями, которые выделяются из множества математических моделей тем, что описывают зависимости между случайными величинами или событиями. В работе формализацию процесса разработки имитационной модели на языке С++ детально рассмотрим на примере построения интерфейса и функционального ядра модели. Для создания интерфейса, как правило, используются уже имеющиеся решения - базовые структуры программ, шаблоны объектов данных, проблемно-ориентированные архитектуры.

Фрейм "Анализ" в свой состав включает совокупность методик, взаимосвязанных между собой и обеспечивающих оценку технико-экономических показателей предприятий - изготовителей ОСН. Данная совокупность образована методиками:

1) "Оценка степени доверия оборонному предприятию", под степенью доверия автором понимается условная вероятность, характеризующая способность предприятия выполнить порученные ему проекты в заданные сроки и с заданным качеством;

2) "Оценка минимально допустимого уровня заказа";

3) "Оценка роста цены образцов ОСН в зависимости от изменения объемов производства";

4) "Определение рейтинга предприятий в системе предпочтений заказчика", разработана для упорядочения анализируемых предприятий - изготовителей ОСН по значению агрегированного показателя.

При этом собственно модель расчетно-логической системы представляет собой совокупность расчетных зависимостей, которые обеспечивают необходимое основание для разработки численного алгоритма. При этом бесспорная эффективность, распространенность и популярность объектно-ориентированного языка программирования каким является С++ послужили причиной того, что он был выбран за основу программной реализации информационной модели принятия управленческих решений.

Создан научно-методический аппарат поддержки принятия управленческих решений - изготовителем сложных систем специального назначения с использованием современных информационных технологий, позволяющий выработать рекомендации по рациональному управлению предприятиями - изготовителями ОСН и определить совокупность экономически устойчивых и технически оснащенных предприятий. Выдача рекомендаций для заказывающего органа на первоочередное финансирование таких предприятий позволит сохранить системообразующие и уникальные предприятия. Именно этим в современных условиях планирования может быть достигнута возможность дальнейшего развития ОСН. Возможности разработанного научно-методического аппарата оценивались при решении стратегической задачи сохранения и развития основной части научно-технического и производственного потенциала изготовителей ОСН в ходе реализации сценария формирования оптимальных заказов предприятиям - изготовителям специальных РЛС на основе оценки их технико-экономических характеристик в условиях недостаточного и неритмичного финансирования государственного заказа. Сценарий формирования рационального управления представлен в виде иерархической структуры, верхний уровень которой образован подзадачами:

1) выбор группы предприятий, специализация которых позволяет выполнить данный заказ на производство (разработку) ОСН;

2) оценка надежности предприятия - изготовителя ОСН на основе анализа финансово-хозяйственного состояния при различных уровнях заказа;

3) построение рейтинга предприятий в системе предпочтений государственного заказчика;

4) оценка обобщенного экономического показателя ОСН; 5) поиск альтернативных направлений повышения финансово-экономической устойчивости предприятий - изготовителей ОСН;

6) выработка рекомендаций по размещению заказа на производство (разработку) ОСН.

При подготовке решения, для всех анализируемых предприятий, приведены результаты расчетов частных критериев, на базе которых сформированы результирующие рейтинговые оценки и энтропийно-информационные показатели, характеризующие влияние принимаемых решений на долгосрочную перспективу развития предприятий - изготовителей ОСН. В работе приведен пример такого расчета, предполагающий наличие исходных данных о калькуляции цены. При мощности 1000 условных единиц изделий заказ 450 единиц, составляющий 45 % мощности, приводит к 10 %-му дефициту прочности (коэффициент запаса). Минимально допустимый заказ предприятию равен [499.8] =500 изделий на сумму 15797847 т.р., что составляет 50 % мощности. Следовательно, рассмотренный вариант производства продукции для предприятия убыточен. Построение множества вариантов плана по размещению заказов на РЛС производилось отбором трех лучших альтернатив по критерию наибольшего суммарного обобщенного технико-экономического показателя РЛС при ограничении на выделяемые ассигнования. Исходные данные для расчета средних энтропийно-информационных показателей для трех вариантов размещения заказа на РЛС представлены в таблице 2.

Таблица 2. Исходные данные

№	Наименование показателя	Вариант размещения заказа
		1	2	3
1	Реализуемый обобщенный ТЭП РЛС	7,81	12,96	4,69
2	Общее состояние СП РЛС	11	16	7
3	Суммарный рейтинг производителей	25	22	23
4	Общее состояние ОКР по РЛС	45	15	42
5	Суммарный рейтинг разработчиков	45	12	33
6	Потребный объем ассигнований в тыс. руб.	297	296	280

Проведенные расчеты (таблица 3) в обобщенном виде представляют собой средние энтропийно-информационные оценки, позволяющие определить: во-первых, ошибки первого и второго рода, т. е. оценить риски, связанные с принятием нулевой гипотезы; во-вторых, значение, характеризующее преемственность вариантов управления; в-третьих, величину, которая характеризует перспективность реализации планов производства РЛС в рассмотренной в работе информационной ситуации.

Таблица 3. Средние энтропийные оценки вариантов распределения заказа на РЛС

Наименование	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
Ошибка первого рода	0,843	0,876	0,689
Ошибка второго рода	0,173	0,180	0,164
Уровень преемственности	6,385	6,364	6,073
Уровень перспективности	0,077	0,071	0,114

Третий вариант предложения по управлению предприятиями - изготовителями ВВТ, сформированный при использовании разработанного в работе подхода, характеризуется лучшими значениями информационных показателей.

В заключительной части главы разработана методика расчета социально-экономической эффективности от внедрения в практику управления предприятиями изготовителями ОСН системы ППР. При этом общий эффект от использования автоматизированных систем, улучшающих качество научного обоснования решений и результатов производственной деятельности предприятия, определяется значительным числом показателей. Одни из них характеризуют собственно систему (как один из видов новой техники), другие отражают изменение в деятельности предприятия в результате использования нововведения, третьи показывают качество научно-методического обеспечения, характеризующего функционирование автоматизированной системы по назначению. Поэтому важным методологическим вопросом является выбор системы показателей для оценки эффективности автоматизированных систем поддержки принимаемых управленческих решений. Обобщенная схема, отражающая организацию последовательной оценки эффективности автоматизированной системы поддержки принимаемых управленческих решений, в свой состав включает следующие аспекты: 1) социально-экономический; 2) функциональный; 3) организационный; 4) научно-методический.

Расчет представляет собой сложное аналитическое исследование, которое проводилось в следующей последовательности: составление программы проведения комплексного расчета; отбор показателей оценки; определение состава данных, необходимых для расчета; расчет показателей оценки на основе исходных данных; подготовка общего заключения о результатах расчета технико-социально-экономической эффективности от внедрения автоматизированных систем в практику управления. Основу расчетов составили известные положения нормативных методики определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. Особенностями нормативной методики являются ее универсальность и общий характер выполнения расчетов показателей эффективности, что не позволяет учесть специфику автоматизированных систем, кроме того, методика не содержит указаний по определению частных показателей эффективности новой техники. С целью устранения этих недостатков, был проведен анализ разработок, посвященный данной тематике, который обеспечил выбор расчетных зависимостей. По результатам исследований в работе была разработана методика комплексного расчета технико-социально-экономической эффективности от внедрения автоматизированных систем в практику принятия управленческих решений. Основные результаты расчета представлены в таблице 4.

Таблица 4. Функциональная и социально-экономическая оценка

Наименование оценки	Результаты расчета
Весомость принимаемого решения	Возросла в 16 раз
Уровень автоматизации расчетов	Увеличился на 15,6 %
Численность условно высвобождаемых специалистов	Составила 22 чел.
Коэффициент роста производительности труда	Увеличился 1,9 раза
Общее изменение трудозатрат	Составило 52 чел. -лет, (уменьшилось на 20 %)

В заключении обобщены основные результаты теоретических и практических исследований, а также показано направление дальнейших исследований.

В приложениях приводятся вспомогательный теоретический материал, листинги разработанных программ и акты внедрения результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В работе, на основе использования последних достижений теории и практики создания ИАС, современных положений динамической теории информации и системного подхода, решена важная практическая задача по обоснованию общеметодических принципов эффективной композиции компонентов автоматизированной системы поддержки принимаемых решений. При этом новые концептуальные положения, связанные с моделированием процессов управления, рассматривались как процесс становления, что позволило ликвидировать узкие места в современном подходе к алгоритмической теории управления.

В результате выполненных в работе исследований разработана новая система поддержки принимаемых решений, составляющая теоретический фундамент для обоснования целостной системы инструментальных средств (методик, моделей, алгоритмов, программ, баз данных и т.п.). При этом основной задачей исследования является создание информационных, инструментальных и программно-методических средств построения СППР на основе агентно-ориентированного подхода.

2. Агентно-ориентированный подход к построению системы ППР требует серьезной подготовки, поэтому система характеризуется наличием математического, программного, информационного, технического, эргономического и других видов обеспечения. При этом математическое обеспечение системы ППР включает в себя разработанную (или адаптированную к конкретным задачам) совокупность математических соотношений, описывающих поведение реального объекта; совокупность алгоритмов, обеспечивающих как подготовку, так и работу с моделью. Сюда отнесены алгоритмы: ввода исходных данных, имитации, вывода, обработки.

Упрощенный вариант примера агента и его реализацию в среде C++ позволил конструктивно выделить цель агента - наглядное графическое представление данных в виде гистограммы. При этом главное внимание уделялось возможности чтобы агент работал автоматически, т.е. после инсталляции на компьютере о нем можно было не беспокоиться. Когда агент определит, что требуется построение гистограммы, необходимо: 1) выделить в данных существенную информацию; 2) знать все типы представления данных и сделать правильный выбор; 3) разработать подробные и четкие инструкции для технического персонала с учетом имеющихся средств.

3. Центральное место в разделе заняли исследования, посвященные усовершенствованию универсального инструментального средства, каким является метод, полученный на основе построенной информационно-вероятностной модели оценки эффективности принимаемых решений. Усовершенствование связано: во-первых, с детальной разработкой конструктивистского метода; во-вторых, с построением логического основания формализованной схемы принятия решений. Усовершенствование реализуется за счет того, что в систему стратегического прогноза включены система коррекции по цели прогноза и цели обратной связи; система формирования свойств контролируемого объекта на основе новых признаков; блок оценки развития свойств объектов; блок - модель актуализации свойств о контролируемом объекте, при этом вход блока данных по контролируемому объекту соединен с первым выходом блока - модели актуализации свойств о контролируемом объекте.

4. В рамках усовершенствования системы ППР в разделе разработана концептуальная модель "классной доски" - как технология совместного решения задач. "Классная доска" используется для регистрации и координации действий, а также организации взаимодействия между двумя или больше программными решателями задач. Таким образом, в модели "классной доски" существует два основных типа компонентов: "классная доска" и решатели задач. При этом основное предназначение компонента "классная доска" обусловлено необходимостью реализации единого информационного пространства системы ППР.

В соответствии со структурой "классной доски" и источников знаний модель "классной доски" предполагает существование компонента управления, но не определяет, как он должен быть структурирован. В работе компонент управления реализуется модулями, которые являются внешними по отношению к "классной доске". При этом источники знаний совместно ищут решение задачи. Следует отметить, что некоторые задачи, имеющие несколько решений при этом некоторые из них могут находиться глубже в пространстве поиска, чем другие; поиск одних решений может быть более затратным по сравнению с поиском других, а некоторые решения могут быть недостаточно хорошо продуманы. Поэтому компонент управления не только руководит коллективными стратегиями поиска, выполняемого источниками знаний, но и контролирует частные или предварительные решения, чтобы убедиться, что источники знаний не реализуют какую-нибудь непрактичную стратегию поиска. ориентированный принимаемое решение информационное

5. Создан научно-методический аппарат поддержки принятия управленческих решений - изготовителем объектов специального назначения с использованием современных информационных технологий, позволяющий выработать рекомендации по рациональному управлению предприятиями - изготовителями ОСН и определить совокупность экономически устойчивых предприятий. При этом на базе разработанного научно-методического аппарата обоснована и программно реализована расчетно-логическая система управления предприятием - изготовителем ОСН в современных условиях, обеспечивающая повышение оперативности решения поставленной задачи. Оценка эффективности вариантов распределения заказов на РЛС с помощью системы принятых показателей позволила сделать вывод о предпочтительности варианта предложения, сформированного разработанным методом.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Кононов И.В. Реализация блока стратегического прогноза системы поддержки принимаемых решений на основе агентно-ориентированной модели/ Тихомиров В.А., Кононов И.В. //Статья. Сборник НММ адъюнктов и соискателей №29 Тверь: ВА ВКО, 2006. - 1.1 п.л./0.4 п.л.

2. Кононов И.В. Методологические аспекты создания агентно-ориентированной архитектуры системы поддержки принимаемых решений/ Палюх Б.В., Тихомиров В.А., Кононов И.В. //Статья. Сборник НММ адъюнктов и соискателей №29 Тверь: ВА ВКО, 2006. - 1.7 п.л./0.4 п.л.

3. Кононов И.В. Модель "классная доска" - методология создания архитектуры системы поддержки принимаемых решений/ Тихомиров В.А., Кононов И.В. //Статья. Сборник НММ адъюнктов и соискателей №29 Тверь: ВА ВКО, 2006. - 1.2 п.л./0.4 п.л.

4. Кононов И.В. Формирование "Единого информационного пространства" на основе телекоммуникационных и радио локационных систем. // Статья. Сборник НММ адъюнктов и соискателей №28 Тверь: ВА ВКО, 2005.

5. Кононов И.В. Информационно-вероятностная модель осуществления долгосрочного прогноза //Сборник тезисов докладов Третьей Всероссийской конференции "Необратимые процессы в природе и технике", - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - 161-163 с.

6. Кононов И.В. Методика адаптации агентно-ориентированное подхода к созданию системы поддержки принимаемых решений // Статья. Сборник НММ адъюнктов и соискателей №28 Тверь: ВА ВКО, 2005. - 0.8 п.л.

7. Кононов И.В. Концептуальная модель системе поддержки принимаемых решений основанная на технологии "классной доски"/ Палюх Б.В., Кононов И.В. //Статья. Сборник НММ адъюнктов и соискателей №28 Тверь: ВА ВКО, 2005. - 0.9 п.л./0.4 п.л.

8. Кононов И.В. Разработка методов и алгоритмов стратегического прогнозирования развития сложных интегрированных структур. //Тихомиров А.В., Кононов И.В. Монография. - Тверь: НПО "Российские Инновационные технологии", 2005. - 120 с.

9. Кононов И.В. Агентно-ориентированная модель формирования элементов системы поддержки принимаемых решений// Статья. Сборник НММ адъюнктов и соискателей №27 Тверь: ВА ВКО, 2004. - 0.7 п.л.

10. Кононов И.В. Проблемные вопросы исследования сложных систем. /Тихомиров В.А., Кононов И.В. //Сборник статей международной конференции "Надежность и качество", - Пенза: ПГУ, 2004. - 23-27 с.

11. Кононов И.В. Формулирование обобщающей цели в сложных системах. /Тихомиров В.А., Кононов И.В. //Сборник статей международной конференции "Надежность и качество", - Пенза: ПГУ, 2004. - 163-164 с.

12. Кононов И.В. Построение информационно-вероятностной модели оценки качества промышленной продукции /Тихомиров В.А., Кононов И.В. //Сборник статей международной конференции "Надежность и качество", - Пенза: ПГУ, 2003. - 145-147 с.

13. Кононов И.В. Формализация информационно-вероятностного метода стратегической оценки принимаемых решений. //Статья. Труды докладов международного симпозиума "Надежность и качество 2003" - Пенза: ПГУ, 2003. - 0.7 п.л.

14. Кононов И.В. Совершенствование информационного подхода к оценке принимаемых решений. // Статья. Сборник докладов XXVII НТК в/ч 33157, 2002-0.2 п.л.

15. Кононов И.В. Общие вопросы внедрения новых информационных технологий в практику исследований. //Статья. Серия А выпуск 3(47). - М: ЦВНИ МО РФ, 2001. - 3 п.л.

16. Кононов И.В. Разработка инструментальных средств базы знаний экспертной системы сопровождения испытаний /Тихомиров В.А., Громов В.А., Кононов И.В. //Статья. Оборонная техника, 2000 №7-8. - 0,4 п.л. п.л.

Размещено на Allbest.ru

...