Размещено на http://www.allbest.ru

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Калита Надія Іванівна

УДК 681.5:004.942

МОДЕЛІ ТА ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ ЗАСОБИ АВТОМАТИЗОВАНОГО УПРАВЛІННЯ ПОВЕДІНКОЮ СОЦІАЛЬНИХ ГРУП

05.13.06 автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні

технології

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Харківському національному університеті радіоелектроніки.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Петров Едуард Георгійович, Харківський національний університет радіоелектроніки, завідувач кафедри системотехніки.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Левикін Віктор Макарович, Харківський національний університет радіоелектроніки, завідувач кафедри інформаційних управляючих систем;

кандидат технічних наук, професор Соколова Надія Андріївна, Херсонський національний технічний університет, завідувач кафедри економічної кібернетики, декан факультету кібернетики.

Провідна установа: Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, м. Харків.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, просп. Леніна, 14.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради С.Ф. Чалий

Размещено на http://www.allbest.ru

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Характерною рисою сучасного періоду розвитку економіки та суспільства України є прискорені темпи змін у зовнішньому середовищі. За таких умов управління соціально-економічними та соціально-технічними об'єктами потребує розробки систем підтримки прийняття рішень для визначення керуючих впливів з урахуванням віддалених наслідків. При цьому ефективне управління такими об'єктами неможливе без урахування поведінки груп людей, що входять до їх структури, як активного елемента, що мають свої власні цілі та намагаються їх досягти. Наразі проблема управління поведінкою груп людей розглядається як мистецтво управління за допомогою психологічних та економічних методів. Але розвиток інформаційних технологій, теоретичний доробок у різних галузях знань із зазначеної проблеми відкривають перспективи розробки формальних підходів та автоматизації управління поведінкою соціальної групи. Оскільки управління людьми є міждисци-плінарною проблемою, підґрунтям для побудови таких моделей є фундаментальні результати в області теорії прийняття рішень, математичного та імітаційного моделювання, дослідження операцій, серед яких слід відзначити теорію корисності Дж. Неймана та О. Моргенштерна, психологію прийняття рішень Дж. Уотсона, Б.Ф. Скиннера, Дж. Миллера, а також більш сучасні теоретичні розробки як вітчизняних, так і зарубіжних вчених: Р. Акоффа, Е.Г. Петрова, О.І. Ларичева, О.Г. Івахненка, П. Фішберна, Р. Кіні, Г. Райфа та ін. інструментальний індивідуум соціальний груповий

Вищезазначене обумовлює актуальність досліджень, спрямованих на вирішення задачі автоматизації управління поведінкою соціальних груп з урахуванням стану зовнішнього середовища.

Зв'язок роботи з науковими програмами та планами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Харківського національного університету радіоелектроніки у рамках держбюджетної теми НДР №196 “Розробка методів та інструментальних засобів структурно-параметричної ідентифікації моделей багатофакторного оцінювання й багатокритеріальної оптимізації”, де автор була виконавцем.

Мета й задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності управління поведінкою соціальних груп на основі розробки моделей, методів та інструментальних засобів вибору стратегій ефективного розподілу обмежених ресурсів з урахуванням стану зовнішнього середовища. Досягнення зазначеної мети потребує вирішення таких задач:

- обґрунтувати та формалізувати правила вибору єдиної альтернативи на заданій множині на основі аналізу відомих стратегій прийняття рішень особою, що приймає рішення (ОПР);

- синтезувати моделі та інструментальні засоби ідентифікації групових переваг індивідуумів однорідної соціальної групи з використанням суб'єктивних та об'єктивних методів;

- розробити математичні моделі, методи та інструментальні засоби управління поведінкою соціальної групи з урахуванням різного ступеня визначеності в завданні параметрів моделей;

- розробити методи та інструментальні засоби формування сценаріїв стану зовнішнього середовища;

- розробити математичні моделі управління поведінкою соціальної групи в умовах нестаціонарного зовнішнього середовища;

- провести апробацію розроблених моделей та інструментальних засобів під час розв'язання прикладних задач.

Об'єкт дослідження процес управління поведінкою соціальних груп у соціально-технічних та соціально-економічних системах.

Предмет досліджень моделі та інструментальні засоби автоматизованого управління поведінкою соціальних груп.

Методи дослідження: теорії прийняття рішень та корисності, на яких ґрунтується модель поведінки індивідуума; методи експертних оцінок, компараторної ідентифікації, математичної статистики, теорії нечітких множин та лінійного програмування для ідентифікації переваг індивідуумів; інтервальних обчислень та динамічного програмування під час розв'язання оптимізаційних задач.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. Вперше розроблено математичну модель управління поведінкою індивідуумів в умовах стаціонарного зовнішнього середовища комбінованим способом, в якій використовуються обмежені ресурси одночасно як для змінення переваг індивідуумів, так і часткових характеристик заданої альтернативи, що дозволяє визначити напрямки інформування індивідуумів разом з покращанням заданої альтернативи.

2. Вперше синтезовано математичні моделі управління поведінкою індивідуумів в умовах нестабільного зовнішнього середовища шляхом змінення переваг індивідуумів, часткових характеристик заданої альтернативи та комбінованим способом, що дозволяє обґрунтовувати стратегії управління на майбутнє в конкурентному середовищі.

3. Вперше запропоновано модель сценаріїв стану зовнішнього середовища у вигляді кортежу параметрів, яка дає змогу генерувати більш адекватні та вірогідні його сценарії порівняно з формальним підходом.

4. Набули подальшого розвитку математичні моделі управління поведінкою соціальної групи шляхом зміни переваг індивідуумів та часткових характеристик заданої альтернативи, які відрізняються визначенням функціональної залежності керуючих змінних як виробничих функцій, що дає змогу враховувати різні види чутливості кожної керуючої змінної до кількості вкладених ресурсів.

5. Набули подальшого розвитку методи ідентифікації групових переваг індивідуумів на основі експертного оцінювання та компараторної моделі, які відрізняються формуванням оцінок точкових, інтервальних та інтервальних із зазначенням переваг усередині інтервалу, що збільшує інформативність та точність групових оцінок.

Практичне значення отриманих результатів полягає в доведенні автором теоретичних розробок до конкретних алгоритмів та інструментальних засобів, що входять до складу інформаційної технології автоматизованого управління і є внеском у розвиток теорії систем організаційного управління, систем підтримки прийняття рішень. Використання розроблених моделей, методів та інструментальних засобів дозволяє отримувати кількісні оцінки переваг груп індивідуумів у конкретній ситуації вибору, обґрунтовано обирати найкращу стратегію управління їх поведінкою з урахуванням конкуренції та обмеженості ресурсів.

Основні результати досліджень впроваджено під час проведення маркетингових досліджень та визначення напрямків розвитку на державному підприємстві "Харківський завод електроапаратури" (акт від 18.09.2006 р.), у ТОВ “Дослідне випробувально-виробниче підприємство “Променергоремонт” (акт від 05.09.2006 р.), ТОВ ТК "Вілком" (акт від 15.07.2006 р.), а також включено до дисциплін "Управління поведінкою соціальних груп та системи керування кадрами", "Основи автоматизованого проектування складних об'єктів та систем", які викладаються у Харківському національному університеті радіоелектроніки на кафедрі системотехніки (акт від 19.09.2006 р.).

Апробація результатів дослідження. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на 6-й, 8-й та 10-й Міжнародних конференціях "Теорія і техніка передачі, прийому й обробки інформації" (м. Туапсе, 2000, 2002-2004 рр.); на VII-й науково-практичній конференції "Інформаційні технології в освіті та управлінні" (м. Нова Каховка, 2005 р.), науково-практичній конференції "Системи підтримки прийняття рішень. Теорія і практика" (СППР'2006, м. Київ, 2006 р.), "Математичне та імітаційне моделювання" (МОДС'2006, м. Київ, 2006 р.).

Публікації. За результатами наукових досліджень опубліковано 11 друкованих робіт: 5 статей у збірниках наукових праць (2 без співавторів); 6 публікацій у збірниках праць конференцій.

Особистий внесок здобувача. У працях, які опубліковані у співавторстві, особисто здобувачу належить: [1] математична модель задачі комбінованого управління, розвиток моделі управління перевагами; [2] методи формування різноманітних видів оцінок групових переваг на основі експертної інформації; [3] математичні моделі задач розподілення ресурсів при управлінні поведінкою в умовах стаціонарності; в тезах [6] застосування активного та пасивного експериментів в експертному оцінюванні переваг групи індивідуумів; [7] аналіз сформульованих задач розподілення ресурсів та методи їх розв'язання; [8] апроксимація залежностей керуючих змінних виробничими функціями та метод розв'язання сформульованих задач нелінійного програмування; [9] двоетапна процедура прийняття рішень в задачах розподілення ресурсів та формування сценаріїв стану зовнішнього середовища за евристичним підходом; [10] постановка задачі управління поведінкою в умовах нестаціонарності.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, одного додатка; викладена на 177 сторінках, у тому числі 147 сторінок основного тексту, 16 рисунків, з них два - на окремих сторінках, 44 таблиці (8 сторінок), список із 125 використаних джерел на 11 сторінках, додаток на 9 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, показано її наукову та практичну значущість, сформульовано мету та задачі дослідження, які необхідно вирішити для її досягнення. Подано стислу характеристику результатів досліджень, наведено відомості про їх апробацію й публікації.

У першому розділі дисертації розглянуто особливості управління організаційними об'єктами, існуючі підходи до моделювання та прогнозування показників їх функціонування й використання в інформаційних управляючих системах. Здійснено аналіз особливостей групи людей як об'єкта управління, визначено основні характеристики індивідуума, важливі для процесу прийняття рішення, та подано феноменологічну модель поведінки.

Моделювання організаційних систем та управління ними ускладнюється такими особливостями: наявність в їх структурі груп людей (соціальних й професіональних); нестаціонарність такого об'єкта управління, - об'єкт з часом еволюціонує, змінюються його характеристики і параметри.

Наразі в теорії управління соціально-економічними системами існують два конкуруючих підходи. Перший, механістичний, розглядає групу людей як один із видів пасивних матеріальних ресурсів без урахування динаміки зміни їх характеристик та, що особливо важливе, не враховується їх активна поведінка для досягнення особистих цілей і впливу на цілі організації. Другий підхід ґрунтується на ідеях біхевіоризму ? група людей є активною цілеспрямованою системою, у якої змінюються кількісні, якісні та соціальні характеристики.

Соціальна група складається з багатьох індивідуумів, які мають власні цілі. Загальна ціль обумовлює близькість поведінки членів соціальної групи в близьких умовах, тому така група характеризується як однорідна, а її кількісні показники розглядаються як усереднені оцінки на множині індивідуумів. Можливі два типи поведінки: пасивна та активна. Пасивна поведінка здійснюється, коли зміна навколишнього середовища безпосередньо впливає на поведінку індивідуума. При активній (свідомій) поведінці дійсність спочатку відображується у свідомості людини, а вже потім на цій основі нею приймаються рішення, що обумовлюють її поведінку.

При виборі конкретної альтернативи для досягнення поставленої мети визначними є переваги індивідуума, які мотивують вибір. Переваги обумовлені особистими рисами, які з часом можуть змінюватися: знання, вміння, досвід. Очевидно, що зміни пов'язані з отриманням та переробкою інформації, що поступає з оточення індивідуума (засобів масової інформації, літератури, спілкування в соціальній групі) та довгострокової пам'яті (знання та наслідки раніше прийнятих рішень).

Оскільки спроби прямого моделювання діяльності мозку в межах психофізіологічного підходу поки що не дали конструктивних результатів, активно розвивається альтернативний підхід непрямого імітування, орієнтованого на збіг кінцевого результату. У рамках цього напрямку введено поняття раціональної та нераціональної поведінки, на які спирається аксіоматична теорія корисності, згідно з якою кожне рішення для ОПР має деяку цінність (корисність), яка вимірюється кількісно.

Корисність рішення розуміється як скалярна оцінка, яка враховує його найсуттєвіші властивості та їх значущість, або важливість. Наразі на оцінку корисності рішень спираються під час формування методів управління поведінкою груп індивідуумів у конкретних проблемних ситуаціях, які в основному мають характер психологічних, економічних та маркетингових заходів. При цьому практично відсутні роботи щодо моделювання поведінки та формальних методів управління поведінкою.

У загальній постановці задачі синтезу управління складним об'єктом висувається вимога стійкості рішення до невизначеності та нестабільності зовнішнього середовища. Один із сучасних підходів базується на методі сценаріїв.

Отже, незважаючи на існуючий інтерес до проблеми управління поведінкою індивідуумів у різних галузях знань та досягнуті результати, сьогодні немає фор-мальних моделей та методів її розв'язання. На основі проведеного аналізу сформульовано мету і завдання дослідження.

У другому розділі розглянуто формальну модель поведінки індивідуума, проведено її структурну та параметричну ідентифікацію, розроблено процедури формування оцінок ? точкових, інтервальних та інтервальних із зазначенням переваг усередині інтервалу, коли індивідуальні оцінки подано як точкові, інтервальні та лінгвіс-тичні змінні, визначено способи управління поведінкою, сформульовано загальну постановку задачі, розроблено математичні моделі задач управління в умовах обмежених ресурсів.

Поведінка індивідуума - це вільний, свідомий вибір та реалізація найбільш привабливої альтернативи із множини можливих у конкретній ситуації вибору:, де - привабливість (корисність) альтернативи. Отже, управління полягає в тому, щоб зробити більш привабливою задану альтернативу.

Кожна альтернатива, характеризується набором об'єктивних часткових характеристик, що обумовлюють її привабливість. Значення цих характеристик однозначно кількісно визначено, а для кожного індивідуума існує певна шкала їх важливості, або переваг. Зважаючи на те, що в загальному випадку характеристики різнорідні, доцільно функцію корисності подати у вигляді, , де - оператор, що визначає вид залежності; - відносні безрозмірні коефіцієнти важливості характеристик у конкретній ситуації вибору, функції корисності часткових характеристик. У дисертації застосовано нормувальну формулу:

Тоді моделлю поведінки соціальної групи є, а управління полягає в тому, щоб забезпечити, - кількість альтернатив у ситуації вибору. Отже, управління поведінкою можна здійснювати, змінюючи: а) переваги та на користь заданої альтернативи при незмінних значеннях її об'єктивних характеристик; б) при заданих значеннях переваг і ; в) комбінуючи перші два способи.

Перший спосіб пов'язаний в основному зі змінами в інформаційному середовищі, другий - зі змінами матеріального середовища: впровадження нових технологій, конструкторських рішень, використання сучасних матеріалів. Очевидно, що будь-які цілеспрямовані зміни інформаційного або матеріального середовища потребують витрат ресурсів. Для реалізації управління доступною є обмежена кількість моноресурсів, які направляються на змінення переваг та часткових характеристик.. З цього випливають відповідні оптимізаційні задачі розподілу ресурсів, які описуються математичними моделями:

1. Математична модель задачі управління перевагами соціальної групи для досягнення найбільшої привабливості заданої альтернативи порівняно з іншими альтернативами множини як задача визначення мінімальної кількості ресурсу та стратегії його розподілу:

2. Математична модель задачі управління частковими характеристиками заданої альтернативи як задача максимізації привабливості альтернативи і визначення стратегії використання обмеженої кількості ресурсу:

3. Математична модель задачі управління поведінкою соціальної групи комбінованим способом (загальна задача):

Задача (2)-(4) є оберненою задачею розподілу ресурсів до задачі (5)-(6).

При ідентифікації виду оператора з'ясовано, що в теорії корисності та прийняття рішень обґрунтовано використання: 1) адитивної функції; 2) більш складних, синтезованих за допомогою методів самоорганізації або генетичних алгоритмів на основі поліному Колмогорова-Габора, який не накладає обмежень на адитивність або мультиплікативність. У дисертації обрано адитивну функцію корисності при припущенні незалежності переваг та часткових характеристик між собою. У цьому разі модель поведінки матиме вигляд:

Реалізація управління поведінкою потребує розв'язання задачі оцінювання значень, що відображують суб'єктивні переваги індивідуума та міру його інформованості про ситуацію вибору. Упорядкована множина, що відповідає множині, є кортежем переваг. Питання ідентифікації параметра у дисертації не розглядається, прийнято =1.

Набули подальшого розвитку методи ідентифікації групових переваг індивідуумів на основі експертного оцінювання та компараторної моделі шляхом формування оцінок точкових, інтервальних та інтервальних із зазначенням переваг усередині інтервалу, коли індивідуальні оцінки подано як точкові, інтервальні та лінгвістичні змінні. Оцінки можна отримати суб'єктивними або об'єктивними методами в активних або пасивних експериментах. В суб'єктивних методах для формування оцінок використовуються міркування експертів про переваги індивідуумів досліджуваної соціальної групи. Запропоновано розглядати два типи експертних груп: 1) зовнішні експерти - професіонали у відповідній галузі; 2) безпосередньо дослід-жувана група індивідуумів.

Відомі недоліки експертного підходу - суб'єктивізм оцінок, трудомісткість, можливість перекручування інформації, корелювання результатів з методом та процедурою опитування і т. ін. - відсутні в об'єктивних методах, що використовують математичні моделі об'єктів та явищ. У задачі оцінювання кортежу переваг індивідуума використано компараторну модель ідентифікації, яка ґрунтується на реєстрації факту вибору єдиної альтернативи у процесі активного або пасивного експерименту. Індивідуальні точкові оцінки формуються за мінімаксним критерієм (знаходження Чебишевської точки). Інтервальна оцінка переваг індивідуума визначається за результатами розв'язку оптимізаційних задач з критеріями.

Групові переваги визначаються шляхом усереднення інформації про прийняті рішення множиною різних індивідуумів з цієї соціальної групи в однаковій ситуації вибору, тобто при незмінній структурі та розмірності характеристик альтернатив, що забезпечує достовірність результатів ідентифікації кортежу переваг. У дисертації запропоновано процедури та інструментальні засоби формування узагальненої оцінки групового кортежу переваг - точкової та інтервальної для різних видів індивідуальних оцінок (таблиця 1):

Таблиця 1

Види оцінок кортежу переваг

Оцінки індивідуальних кортежів переваг	Оцінки групового кортежу переваг
1. Точкова	1.1 Точкова 1.2 Інтервальна
2.Інтервальна без зазначення переваг усередині інтервалів	2.1 Інтервальна 2.2 Інтервальна із зазначенням переваг усередині інтервалів
3. Лінгвістична змінна	3.1 Точкова 3.2 Інтервальна

Точкова оцінка групового кортежу переваг визначається з урахуванням показ-ників компетентності експертів, які можуть бути розраховані за результатами ідентифікації як міра достовірності індивідуальної оцінки, і вона тим вище, чим менше її відстань до “центра ваги” множини оцінок в експертних методах чи величина області її можливих значень у компараторному методі.

Для формування інтервальної групової оцінки без зазначення переваг усередині інтервалу на отриманій множині індивідуальних кортежів переваг обираються, і сформувати можна більш вузькі або більш широкі інтервали в залежності від подальшого їх використання та конкретної ситуації вибору.

Для інтервальних оцінок із зазначенням переваг усередині інтервалу обчислюються параметри статистичного розподілу - математичне сподівання та дисперсія з урахуванням способу добування інформації про переваги. А саме, при пасивному експерименті, коли кількість експертів велика, обсяг статистичного матеріалу гарантує адекватні статистичні висновки щодо закону розподілу та його параметрів. Інакше застосовуються будь-які процедури статистичної обробки малих вибірок та підбору закону розподілу.

Для формалізації лінгвістичних змінних використовується теорія розмитих множин, далі за допомогою лінійної апроксимації функцій приналежності здійснюється перехід до точкових та інтервальних чисельних оцінок.

У третьому розділі набули подальшого розвитку розроблені математичні моделі управління поведінкою соціальної групи (2)-(4), (5)-(6), (7)-(8), в яких функціональні залежності керуючих змінних визначено як виробничі функції, розроблено інструментальні засоби автоматизованого управління поведінкою соціальної групи для умов стаціонарності зовнішнього середовища, тобто коли множина допустимих альтернатив, їх часткові характеристики та переваги індивідуумів є стабільними на часовому проміжку планування функціонування соціально-економічного об'єкта.

Запропоновано описувати функціональні залежності переваг індивідуумів та часткових характеристик заданої альтернативи від вкладених ресурсів логістичними функціями.

Математична модель задачі управління поведінкою соціальної групи шляхом зміни переваг індивідуумів набуває вигляду:

А1. Мінімізувати ресурси

Розглянуто також ситуацію, коли відомий деякий бажаний рівень привабливості заданої альтернативи:

Б1. Мінімізувати ресурси

та (12), (13).

1. Максимізувати привабливість заданої альтернативи

за обмежень та (12), (13).

При цьому враховуємо те, що в ситуації вибору індивідуум має певну думку про важливість суттєвих для нього часткових характеристик альтернатив, тобто в задачах управління поведінкою значення/ Залежність від може бути опуклою або увігнутою, що регулюється параметром (рис. 1, 2). Параметр можна інтерпретувати як сприйнятливість індивідуума інформування. Оскільки індивідууми мають різну ступінь чутливості та вразливості, то їх сприйнятливість - ймовірність відгуку на те ж саме інформування, також різна: в індивідуумів-інноваторів, у індивідуумів-консерваторів.

У разі неоднакової сприйнятливості індивідуумів однорідної соціальної групи розіб'ємо її на груп за наявними типами з ваговими коефіцієнтами, й обчислимо її переваги як усереднені значення. Інший спосіб врахувати всі можливі типи сприйнятливості - сформувати інтервальні оцінки шуканої кількості ресурсів, розв'язавши відповідну оптимізаційну задачу з (10)-(13), (14)-(15), (16)-(17) для пари значень.

У задачі управління частковими характеристиками заданої альтернативи наявна кількість моноресурсу використовується на покращання значень часткових характеристик, тобто

Значення переваг не змінюються і задано у вигляді детермінованих кількісних значень. Позначивши константи, отримаємо математичні моделі управління поведінкою соціальної групи шляхом зміни часткових характеристик заданої альтернативи:

А2. Максимізувати привабливість заданої альтернативи

Б2. Мінімізувати витрати ресурсів

за обмежень

В2. Мінімізувати витрати ресурсів

за обмежень

У загальній задачі управління поведінкою наявний моноресурс використовується одночасно на змінення переваг та покращання часткових характеристик заданої альтернативи. Враховуючи (16), (19) отримуємо математичні моделі задачі управління поведінкою соціальної групи комбінованим способом:

А3. Максимізувати привабливість заданої альтернативи

та (12), (13).

Б3. Мінімізувати витрати ресурсів

та (12), (13).

В3. Мінімізувати витрати ресурсів

та (12), (13).

Для розв'язання задач нелінійної умовної оптимізації (10)-(13), (14)-(15), (16)-(17), (19)-(20), (21)-(22), (23)-(24), (25)-(26), (27)-(28), (29)-(30) обґрунтовано вибір методу динамічного програмування. Розглянуто ситуації, коли кортеж переваг задається не тільки точковими оцінками, а й інтервальними. Нехай переваги всередині інтервалів невідомі, тобто точне значення і можна стверджувати, що й точне розв'язання задач розподілення ресурсів, де, - відповідно нижня та верхня межа наближення. Цільові функції (16), (19), (25) та обмеження (12), (13), (15) перетворяться на інтервально-значні, і їх застосування дає можливість знайти координати точок: нижню та верхню оцінки значення в області допустимої множини розв'язків. Вибір єдиного розв'язку на сформованій множині точок здійснюється за мінімаксним критерієм. Розглянуто також випадок, коли переваги задано інтервалами з відомими параметрами закону розподілу.

Для прямих задач розподілу ресурсів розроблено рекурентні алгоритми прямої та зворотної прогонки, в яких критерії оптимальності визначені як добута корисність. Для зворотних задач розподілу ресурсів рекурентне рівняння алгоритму прямої прогонки визначає мінімальну кількість ресурсів, достатню для реалізації управління.

У четвертому розділі синтезовано математичні моделі та розроблено інструментальні засоби автоматизованого управління поведінкою соціальних груп в умовах нестабільного зовнішнього середовища. Зовнішнє середовище характеризується множиною параметрів, обумовлюються особливостями предметної галузі та вирішуваних задач. У задачах, розглянутих у третьому розділі, зміни зовнішнього середовища проявляються в тому, що переваги, часткові характеристики альтернатив та їх нормовані значення є випадковими функціями параметрів і можуть змінюватися у часі. Моделі управління поведінкою соціальної групи у нестабільному зовнішньому середовищі матимуть вигляд:

1. Математична модель управління поведінкою соціальної групи шляхом змінення переваг:

2. Математична модель управління поведінкою соціальної групи шляхом змінення часткових характеристик заданої альтернативи/

3. Математична модель управління поведінкою соціальної групи комбінованим способом (загальна задача):

У дисертаційній роботі використано метод сценаріїв для розробки ефективних рішень в майбутньому. Для генерації сценаріїв стану зовнішнього середовища розглянуто підходи: евристичний та формальний. Запропоновано модель формування сценаріїв стану зовнішнього середовища у вигляді кортежу параметрів на основі евристичного підходу, яка охоплює такі сценарії: 1) змінюються переваги індивідуумів соціальної групи; 2) покращуються значення часткових характеристик однієї або групи альтернатив; 3) одночасно змінюються та; 4) з'являється нова характеристика альтернатив; 5) з'являється нова альтернатива, і відповідно змінюються та. Зазначені ситуації формально мають однакові наслідки: до розв'язання задач оптимізації необхідно заново оцінити переваги індивідуумів та привабливість альтернатив. Наведені сценарії можуть бути застосовані також і в інших задачах прийняття рішень.

Формальний підхід дозволяє сформувати будь-який сценарій, що може статися під дією одного з наведених факторів або їх комбінації, та змоделювати кожну з евристичних ситуацій. Параметри сценарію формуються за методом Монте-Карло.

Для вибору найкращої стратегії розподілення ресурсів розроблено двоетапну процедуру: 1) визначається множина опорних рішень для всіх можливих сценаріїв та оцінюється їх стійкість до змін параметрів зовнішнього середовища; 2) вибір найкращого рішення в умовах ризику, коли можливе визначення ймовірностей реалізації різних сценаріїв зовнішнього середовища, або в умовах невизначеності з урахуванням ступеня консерватизму ОПР.

З метою апробації розроблених моделей, методів та інструментальних засобів у дисертації наведено приклади розв'язання задач, які вирішуються в межах інформаційно-аналітичної маркетингової системи: ідентифікація переваг соціальної групи; визначення напрямків інформування під час планування рекламної кампанії, визначення властивостей продукту, покращання яких забезпечить найбільшу привабливість серед конкурентів, та потрібна кількість моноресурсу.

У додатку наведено акти впровадження розроблених у роботі моделей, методів та інструментальних засобів на підприємствах України.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено результати, які, відповідно до мети дослідження, у сукупності є вирішенням науково-практичного завдання: автоматизація управління поведінкою соціальних груп, як складової частини соціально-економічних об'єктів, на основі розвитку існуючих та розробки нових формальних моделей, а також методів та інструментальних засобів вибору ефективних стратегій розподілу обмежених ресурсів, необхідних для реалізації управління з урахуванням стану зовнішнього середовища. Основні результати дослідження:

1. Аналіз сучасного стану проблеми управління поведінкою індивідуумів, у тому числі в інформаційно-аналітичних маркетингових системах щодо формування цілеспрямованих впливів на споживачів, дозволив зробити висновок про відсутність формальних підходів її вирішення, а існуючі математичні моделі та інструментальні засоби спрямовані на розв'язання окремих підлеглих задач в конкретних предметних галузях.

2. Набули подальшого розвитку методи ідентифікації переваг ОПР в умовах багатофакторного вибору: на основі експертного та компараторного методів синтезовано моделі та розроблено методи та інструментальні засоби формування оцінок ? точкових, інтервальних та інтервальних із зазначенням переваг усередині інтервалу, коли індивідуальні оцінки подано як точкові, інтервальні та лінгвістичні змінні, що дозволяє збільшити інформативність та точність оцінок.

3. Вперше розроблено математичну модель управління поведінкою індивідуумів в умовах стаціонарного зовнішнього середовища комбінованим способом, в якій використовуються обмежені ресурси одночасно як для змінення переваг індивідуумів, так і часткових характеристик заданої альтернативи, що дозволяє визначити напрямки інформування індивідуумів разом з покращанням заданої альтернативи.

4. Набули подальшого розвитку математичні моделі управління поведінкою індивідуумів шляхом зміни переваг індивідуумів та часткових критеріїв заданої альтернативи, які відрізняються визначенням функціональної залежності керуючих змінних як виробничих функцій, що дає змогу враховувати різні види чутливості окремих керуючих змінних до кількості вкладених ресурсів.

5. Запропоновано моделі управління поведінкою та розроблено методи розв'язання задач з використанням інтервальних обчислень для ситуації невизначеності в завданні параметрів моделей, коли переваги задано як інтервали.

6. Вперше розроблено математичні моделі управління перевагами індивідуумів, частковими характеристиками альтернатив та комбінована в умовах нестаціонарного зовнішнього середовища, розроблено двоетапну процедуру вибору найкращої стратегії розподілення ресурсів з урахуванням стійкості рішення та міри інформованості ОПР про ситуацію прийняття рішення.

7. Вперше запропоновано модель формування сценаріїв стану зовнішнього середовища у вигляді кортежу параметрів на основі евристичного підходу, що дає змогу генерувати більш адекватні та вірогідні сценарії в реальних практичних ситуаціях порівняно з формальним підходом.

8. Результати дисертаційної роботи впроваджено та довели свою ефективність під час розробки маркетингових стратегій та напрямків розвитку на державному підприємстві "Харківський завод електроапаратури" (акт від 18.09.2006 р.), у ТОВ “Дослідне випробувально-виробниче підприємство “Променергоремонт” (акт від 05.09.2006 р.), ТОВ ТК "Вілком" (акт від 15.07.2006 р.). Результати дисертаційної роботи використовуються у навчальному процесі під час викладання дисциплін "Управління поведінкою соціальних груп та системи керування кадрами", "Основи автоматизованого проектування складних об'єктів та систем" у Харківському національному університеті радіоелектроніки на кафедрі системотехніки (акт від 19.09.2006 р.).

СПИСОК РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Петров Э.Г., Калита Н.И. Формализация проблемы управления поведением социальной группы // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. -1999. -№4. - С. 45 - 49.

Петров Э.Г., Калита Н.И. Методы оценивания вектора предпочтений индивидуумов // Проблемы бионики: Всеукр. межвед.науч.-техн. сб. 2003. Вып.58. C. 27 - 35.

Петров Э.Г., Калита Н.И. Модели управления поведением индивидуумов однородной социальной группы в стационарных условиях // Вестник Херсонского национального технического университета. - 2005. - №1 (21). - С. 73 - 77.

Калита Н.И. Оценка эффективности решений в задачах распределения ресурсов в нестационарных условиях // Системи обробки інформації. Харків: Харківський університет Повітряних Сил ім. І. Кожедуба. 2006. Вип.6 (55). С. 98 -105.

Калита Н.И. Решение задач распределения ресурсов при интервальных параметрах моделей // Системи обробки інформації. Харків: Харківський університет Повітряних Сил ім. І. Кожедуба. 2006. Вип. 8 (57). С. 18 - 23.

Петров Э.Г., Калита Н.И. Использование экспертных оценок для идентификации предпочтений социальной группы // Тр. 6-й Междунар. конф. “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”. - Харьков: Изд.-полигр. центр ХТУРЭ, 2000. - С. 226 - 227.

Петров Э.Г., Калита Н.И. Задачи распределения ресурсов в управлении поведением социальных групп // Тр. 8-й Междунар. конф. “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”. - Харьков: Изд.-полигр. центр ХНУРЭ, 2002. - С. 462 - 463.

Петров Э.Г., Калита Н.И., Хозеева И.К. Модели и методы распределения ресурсов в задачах управления поведением индивидуумов // Тр. Междунар. науч. конф. “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”. - Харьков: ХНУРЭ, 2003. - С. 373 - 374.

Петров Э.Г., Калита Н.И. Задачи распределения ресурсов в нестационарных условиях // Тр. 10-й Междунар. конф. “Теория и техника передачи, приема и обработки информации”. - Харьков: Изд.-полигр. центр ХНУРЭ, 2004. - Ч.2 . - С. 82 - 83.

Петров Э.Г., Калита Н.И. Задачи управления поведением индивидуумов в системах поддержки принятия решений // Зб. доповідей науково-практичної конференції з міжнародною участю “Системи підтримки прийняття рішень. Теорія і практика” (СППР 2006). - Київ: ІПММС НАНУ, 2006. - С. 57- 60.

Калита Н.И. Модели управления поведением индивидуумов в условиях нестационарной внешней среды // Зб. доповідей науково-практичної конференції з міжнародною участю “Математичне та імітаційне моделювання” (МОДС 2006). - Київ: ІПММС НАНУ, 2006. - С. 118 -121.

АНОТАЦІЯ

Калита Н.І. Моделі та інструментальні засоби автоматизованого управління поведінкою соціальних груп. Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2006.

Вперше розроблено та набули подальшого розвитку на основі застосування логістичних функцій математичні моделі управління поведінкою індивідуумів однорідної соціальної групи шляхом управління перевагами, частковими характеристиками заданої альтернативи та комбінованим способом як у стаціонарному так і нестаціонарному зовнішньому середовищі з урахуванням обмеженості ресурсів. Розглянуто можливі варіанти завдання вихідних значень параметрів моделей у точковому та інтервальному вигляді. Набули подальшого розвитку методи ідентифікації групових переваг на основі експертного оцінювання та компараторної моделі. Вперше запропоновано модель формування сценаріїв стану зовнішнього середовища у вигляді кортежу параметрів на основі евристичного підходу.

Проведено експериментальну перевірку запропонованих моделей і методів у межах інформаційно-аналітичної маркетингової системи, показано їх адекватність та ефективність під час вирішення задач управління поведінкою соціальних груп.

Ключові слова: математична модель управління поведінкою індивідуумів, однорідна соціальна група, переваги індивідуума, компараторна ідентифікація переваг, експертні методи оцінювання, сценарії стану зовнішнього середовища, інтервальні параметри моделі.

АННОТАЦИЯ

Калита Н.И. Модели и инструментальные средства автоматизированного управления поведением социальных групп. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, 2006.

Диссертация посвящена разработке математических моделей, методов и инструментальных средств автоматизированного управления поведением однородных социальных групп в условиях стационарной и нестационарной внешней среды с учетом ограниченности ресурсов. Эффективное управление социально-экономическими объектами, в структуру которых входят различные группы индивидуумов, невозможно без учета их активного поведения в стремлении достичь собственных целей, что обусловливает актуальность решения данной задачи.

Процесс формирования активного (целенаправленного) поведения индивидуума рассматривается как последовательность этапов: восприятие изменения параметров внешней среды, формирование ее информационного портрета, принятие решения и его реализация. Поведение индивидуума понимается как свободный осознанный выбор и реализация наиболее привлекательной альтернативы из множества возможных в ситуации выбора, а управление поведением состоит в том, чтобы мотивировать выбор заданной альтернативы. При решении задачи структурной идентификации модели поведения использовалась теория полезности с учетом того, что определяющую роль в выборе конкретной альтернативы играют количественные значения ее частных характеристик и субъективные предпочтения индивидуума, как их весовые коэффициенты. В работе получили дальнейшее развитие методы идентификации групповых предпочтений на основе экспертного оценивания и компараторной модели в ходе активных или пассивных экспериментов. Предложено рассматривать два типа экспертных групп: 1) внешние эксперты - профессионалы в соответствующей области; 2) непосредственно исследуемая группа индивидуумов.

По результатам экспертизы или компараторной идентификации сформированы групповые оценки кортежей предпочтений в виде точечной, интервальной и интервальной с указанием предпочтений. Для формализации лингвистических переменных используется теория размытых множеств и линейная аппроксимация функций принадлежности.

Из математической модели поведения следует, что управление поведением можно осуществлять путем изменения предпочтений социальной группы, частных характеристик заданной альтернативы или комбинируя эти способы. Поскольку реализация управления требует материальных затрат или на информационное воздействие, или на материальное производство, то соответствующие оптимизационные задачи сформулированы как задачи распределения ресурсов.

Впервые для условий стационарной и нестационарной внешней среды разработана математическая модель задачи управления поведением социальной группы комбинированным способом, получили дальнейшее развитие модели управления предпочтениями и частными характеристиками заданной альтернативы путем определения функциональных зависимостей предпочтений и частных характеристик альтернатив от ресурсов в виде логистических функций. Рассмотрены возможные варианты задания исходных значений параметров моделей в точечном и интервальном виде.

В диссертации использован метод сценариев для разработки эффективных решений в будущем. Для генерации сценариев состояния внешней среды рассмотрены эвристический и формальный подходы. Впервые предложена модель формирования сценариев состояния внешней среды в виде кортежа параметров на основе эвристического похода, которая может быть использована также и в других задачах принятия решений. Формальный подход использует идеи метода Монте-Карло.

Разработанные модели, методы и инструментальные средства использованы в информационно-аналитической маркетинговой системе при решении задач идентификации предпочтений потребителей, планирования товарного портфеля и продвижения товара.

Ключевые слова: математическая модель управления поведением индивидуумов, однородная социальная группа, предпочтения индивидуума, компараторная идентификация предпочтений, экспертные методы оценивания, сценарии состояний внешней среды, интервальные параметры модели.

ABSTRACT

Kalita N.I. "Models and instrumental means of automation control of social groups behaviour". Manuscript.

The dissertation is manuscript presented for the scientific degree of the Candidate of Technical Science on the speciality 05.13.06 Automation Control Systems and progressive information technology Kharkov National University of Radio Electronics, Kharkov, 2006.

Mathematical models of behaviour control uniform social groups of individuals by modification of preferences, particular characteristics of alternatives and the combined both way in stationary and a non-stationary environment are developed and have received the further development by application of logistical functions. Possible variants of the task of models parameters input values as points and intervals are considered. Identification methods of group preferences have received the further development on the basis of expert's estimations and comparator-oriented models. Model of formation scenarios of an environment based on heuristic is offered for the first time.

Experimental check of the offered models and methods carried out within the information analytical marketing system. The adequacy and efficiency for decision of problems behaviour control uniform social groups are shown.

Key words: mathematical model of behaviour control of individuals, uniform social group, preferences of an individual, comparator-oriented identification, expert methods of estimation, scenario of an environment, interval parameters of model.

Размещено на Allbest.ru

...