Объектно-ориентированная нтеллектуальная система управления фирмой Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

2006. Web: http://store.oberoncore.ru/lib/paper/rvbin.pdf

14. Szyperski, C. Component Software. Beyond Object-Oriented Programming. — Addison Wesley Longman. — 1998.

15. Szyperski, C. Insight EthOS — On Object Orientation In Operating Systems. — ETH Diss. No

9884. — Zurich, Switzerland. — 1992. — ISBN 3-7281-1948-2. Web:

http://research.microsoft.com/en-us/um/people/cszypers/books/insight-ethos.htm

16. Гамма, Э. Приёмы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. / Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Дж. Влиссидес. — СПб.: Питер. — 2001. — 368 с.

17. Пфистер, К. Компонентное ПО. — Пер. с англ. И.Е. Ермакова. // OberonCore — 2005. — Web: http://oberoncore.ru/blackbox/articles

18. Губанов, С.Ю. Секреты модульных систем. // OberonCore. — 2006. Web:

http://oberoncore.ru/programming/articles

19. Ермаков, И.Е. Оберон-технологии: что это такое? // OberonCore. — 2006. Web: http://oberoncore.ru/programming/oberon-technology

20. Ермаков, И.Е. Некоторые идеи архитектуры Оберон-систем. // OberonCore. — 2007. Web: http://oberoncore.ru/programming/oberon-technology

21. Ермаков, И.Е. Встраиваемый язык обработки текстов Рефал-0 и разработка его транслятора на

Компонентном Паскале. // ООО «Метасистемы». — 2008. Web:

http://metasystems.ru/download/science/Cot-r-001-refal0-2008-eie.pdf

УДК 007:159.995

ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ НТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА

УПРАВЛЕНИЯ ФИРМОЙ

Долятовский Валерий Анастасиевич, д.э.н., проф., Заведующий кафедрой менеджмента и прикладной информатики, Ростовский государственный экономический университет, Россия, Ростов-

на-Дону, [email protected]

Долятовский Леонид Валерьевич, к.э.н., доц., Кафедра менеджмента и прикладной информатики, Ростовский государственный экономический университет, Россия, Ростов-на-Дону,

[email protected]

Сергеенко Григорий Сергеевич, к.э.н.,доц., Консалтинговая компания "Meridian Consulting",

Чешская Республика, Прага, [email protected]

1. Структура и функции интеллектуальной активной системы управления (ИНТЕЛАС)

В результате проведенных исследований разработана структура активной системы управления фирмой (рис. 1).

Опишем содержание основных структурных элементов и функций активной системы, которые логически связаны между собой.

• объектно-ориентированная база данных (ООБД). Данный элемент содержит основные объекты, описывающие функционирование фирмы. ООБД отслеживает временную логику изменения объектов и их атрибутов. На основании этого можно выделить первую функцию:

ИНТЕЛАС рассматривает на временном лаге все конкретные оперативные значения объектов, тем самым отслеживая любое отклонение в функционировании фирмы от желаемой траектории.

• база знаний первого типа (БЗ 1). Предназначена для текущего анализа и распознавания ситуаций. Знания представлены в виде логических триггеров. С ней связана вторая функция:

ИНТЕЛАС производит идентификацию и распознавание проблемы, которая сложилась в процессе функционирования фирмы.

• база знаний второго типа (БЗ 2). Содержит активные структурированные знания о всех состояниях функционирования операционной системы предприятия. С ней связана третья функция системы:

135

ИНТЕЛАС производит диагностику сложившейся ситуации, генерирует возможные альтернативные действия, производит их оценку и вырабатывает конкретные решения и рекомендации менеджеру.

Рис. 1. Структура интеллектуальной системы управления предприятием

• база знаний третьего типа (БЗ 3). Производит запись реакции фирмы на введенное менеджером действие, которое он в свою очередь осуществил по рекомендациям выхода базы знаний второго типа. Новые знания (записанная реакция с записанными входными и выходными параметрами) поступают во все элементы системы. Следовательно, четвертая функция системы выглядит так:

ИНТЕЛАС записывает новые знания, тем самым адаптируясь к различным ситуациям, в результате чего она самостоятельно обучается и накапливает опыт.

• менеджерское окно. Основной элемент интерфейса менеджера с ИНТЕЛАС. Посредством этого окна происходит выборка и отображение необходимых менеджеру знаний. Причем специфика менеджерских знаний диктует гибкое построение этого окна с повышенной толерантностью представления знаний и возможностью отображения графических, текстовых и мультимедийных элементов знаний. С конструированием менеджерского окна связана пятая функция:

система производит отображение и фильтрацию необходимых менеджеру знаний.

Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод, что первая и вторая функции характеризуют систему как активную; третья и четвертая - как саморазвивающуюся; а все пять функций позволяют говорить об интеллектуальности системы.

Следует отметить, что ИНТЕЛАС рассматривает функционирование операционной системы фирмы на следующем множестве состояний:

S = SH

So

(1)

где Sh - подмножество нормальных состояний, Sot - подмножество состояний отклонений от желаемой траектории, когда необходима выработка управляющих воздействий. Подмножество Sot первоначально идентифицируется на основании знаний БЗ 1, которые, оперируя значениями атрибутов объектов, позволяют выделить ситуации,

136

характеризующие отклонение функционирования фирмы от желаемой траектории. Подмножество SOT можно представить в виде следующей формулы:

>1 & >2 & >3 ™skMT

SOT ~ <

A> & A> ™SMt

(2)

A, 1

у r

MT

™Q1(t +1)™ SM

где >1 ,V1 e R - 1-ый объект предметной области менеджмента; Atn‘ ,{(V1 e R) & (v, e N )}

- t-ый атрибут 1-го объекта, где N1 - количество атрибутов у 1-го объекта; S'mT - i-ое

подмножество множества отклонений от желаемой траектории.

Анализ формулы (4) позволяет сделать вывод о том, что в процессе выделения и распознавания множеств состояний работы фирмы осуществляется их многоуровневая декомпозиция на функциональные подмножества, сконструированные на основе взаимодействия знаний об объектах и о состояниях фирмы. Самый нижний уровень подмножеств представляет собой некоторые состояния, классифицированные в БЗ 2 и содержащие в себе структурированные знания о состояниях отклонения от желаемой траектории.

После описания концепции построения, структуры и функций системы перейдем к иллюстрации ее возможности на решении конкретных задач управления. Программирование ИНТЕЛАС осуществлялось на языке программирования Visual Basic for Application с использованием пакета MS Office 95 для операционной среды MS Windows'95 OSR 2.

2. Пример 1. Управление предприятием по прибыли

При осуществлении общего управления предприятием одним из основных вопросов уделяется управлению по результатам анализа изменения прибыли во времени. Рассмотрим процесс этого анализа. В таблице 1 представлен фрагмент ООБД.

Таб. 1. Пример расчетов для управления прибылью_________________________

Время t 1.10 2.10 3.10 4.10 5.10 6.10

Прибыль (тыс.руб.) -5000 34000 39000 40000 34000 12000

Объем реализации (шт) 0 30 40 50 30 20

Цена продажи (тыс.руб.) 2000 1400 1200 1000 1400 1800

Постоянные издержки CF (тыс. руб.) 5000

Переменные удельные издержки ACV (тыс.руб/шт.) 100

База знаний первого типа производит анализ. Содержание этого анализа представим ниже в виде фрагмента кода программы на VB:

If (((Прибыль(I) - Прибыль(I - 1)) < 0) And

((Прибыль(I + 1) - Прибыль(I)) < 0))

Then

MsgBox "Анализ данных - УМЕНЬШЕНИЕ ПРИБЫЛИ” & "на ” & Время(I), vbOKOnly + vbExclamation, "Grigor Software Analise"

Плохое_время = ВремяЦ)

Плохое_количество = I Переход_в_БЗ2 (E001)

End If

137

В результате работы этого фрагмента БЗ 1 генерирует сообщение об уменьшении прибыли

После этого система переходит в базу знаний второго типа, содержание которой приводится ниже.

Модуль Е001. АНАЛИЗ УМЕНЬШЕНИЯ ПРИБЫЛИ.

Е001_1. Определение коэффициентов линейной зависимости методом наименьших квадратов для функции p(Q)=a-b*Q, где p - цена продажи (ден.ед.), Q - объем продаж (шт.).

ОБРАЩЕНИЕ (МНК(Количество, Цена))

В результате получены следующие коэффициенты ( рис. 2).

Рис. 2. Окно вывода результатов расчетов

E001_2. Выявление функциональных зависимостей:

E001_2.1. Построение функции совокупного дохода (RT): RT=f(p,Q)=p*Q=(a-b*Q)*Q=a*Q-b*Sqr(Q), где Sqr(Q) - функция возведения в квадрат.

E001_2.2. Построение функции прибыли (B): B=f(RT,CT)=RT-CT=a*Q-b*Sqr(Q)-CF-ACV*Q,

где CT=f(CF,CV)=CF+ACV*Q - функция совокупных издержек (ден.ед.)

Е001_2.3. Определение объема продаж, необходимого для выполнения условия максимизации прибыли. dB/dQ=0 => Q_ = (a - ACV) / (-2 * b)

E001_2.4. Определение точек безубыточности из условия равенства совокупных издержек и совокупного дохода:

RT=CT => a*Q-b*Sqr(Q)=CF+ACV*Q =>

Q(1) = (- (a-ACV)+Sqrt(Sqr(a-ACV) -4*b*CF))/(2*b)

Q(2) = (- (a-ACV) -Sqrt(Sqr(a-ACV) -4*b*CF))/(2*b)

E001_2.5. Генерация рекомендаций для менеджера в виде графиков представленных функций и информировании менеджера о необходимости изменения объема реализации, соответствующего максимальной прибыли (рис. 3).

Рис. 3. Графический вывод результатов расчетов

138

После этого система переходит в базу знаний третьего типа для подключения системы адаптации и накоплении опыта. Содержание базы знаний третьего типа представляет собой отображение реакции предприятия на введенное действие в табличном виде (таб. 2).

Таб. 2. Содержание базы знаний третьего типа

Отслеживание реакции

Время

АПрибыль

I неделя

< 0

II неделя

< 0

III неделя

> 0

Запись нового знания

В результате увеличения объема реализации предприятие добивается увеличения значения прибыли с временем задержки т=2 недели.

После этого новое знание записывается во все функциональные блоки ИНТЕЛАС и используется в дальнейшем процессе работы системы.

3. Пример 2. Стохастическое управление на основе знаний

Завод намерен выпускать 2 типа деталей. В ООБД храниться информация о том, что цены на эти детали подвержены стохастическим возмущениям и распределены по закону нормального распределения:

С е

с 2 е

[50,120]; f (с ) = [80,180]; f (с2 ) =

с1 - 50 ; 70 ;

. С2 - 80 ' 100 '

Годовые поставки двух материалов и заготовок являются независимыми нормально распределенными случайными величинами с параметрами:

Для материала 1: b1 е N(m1 = 600; ,2 = 400);

Для материала 2: b2 е N(m2 = 1100; ,22 = 625).

Матрица нормативов затрат материалов является известной детерминированной матрицей:

(25 403 A = .

^60 30J

Гарантии обеспечения поставок материалов выражены для 1 - 80%, для 2 - 90%.

База знаний первого типа выявляет событие СИТУАЦИЯ Е457 - Необходимость нахождения оптимального плана выпуска деталей. ПЕРЕХОД_В_БЗ2(Е457).

Содержание базы знаний второго типа:

КЛАССИФИЦИРОВАТЬ (Е457).

Открыть модуль Е457. Представим содержание этого модуля.

МОДУЛЬ Е457. СТОХАСТИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.

Е457_01. Математическая постановка проблемы. Идентификация

переменных: х1 - оптимальное количество деталей 1-го типа; х2 -

оптимальное количество деталей 2-го типа. Необходимо решить

следующую систему стохастического программирования:

max M (с1 х1 + с 2 х 2)

при следующих ограничениях:

1. р{(25х1 + 40х2 )< b1 }> 0,8;

2. p{(60х1 + 30х2 )< b2 }> 0,9;

3. х1, х2 > 0.

139

E457_02. Решение системы уравнений с преобразованием ее в детерминированную систему, которую можно будет решить обычным симплекс-методом.

Вычисления математических ожиданий:

1 120 1 180 Mc, =— £cdc, = 85;Mc2 =--- £c2dc2 = 130.

1 70 J 2 100 J 2 2

50 80

Далее производятся следующие вычисления, которые по мере необходимости отображаются в менеджерском окне.

b1 = + т{; b2 = ^2 b2 + m2;

где b = ф-1 "1 - p1); ^ = ф-1 (1 - p 2).

Следовательно b1 = 582; b2 = 1068.

E457_03. Решение детерминированного аналога исходной системы. Полученная система должна решаться методами целочисленного программирования, в связи с содержательным ограничением на целочисленность: max (86x1 + 130x2)

25x1 + 40x2 < 582;

60x1 + 30x2 < 1068.

x1, x 2 > 0

Далее система выполняет следующую операцию: РЕШИТЬ(СИМПЛЕКС(СИСТЕМА)) и выводит решение в менеджерское окно:

Для максимизации прибыли необходимо производить 15 деталей первого вида и 5 деталей второго вида. Причем maxM(прибыли) = 1925 .

Далее полученное знание записывается в базу знаний третьего типа. В дальнейшем при возникновении такой ситуации на рынке, когда возникает действие случайных факторов, активная система уже будет использовать накопленный опыт, а не будет заново производить все вычисления.

Выводы

Разработанная активная система по сравнению с информационной имеет повышенные значения адекватности, релевантности, толерантности, скорости реакции, интеллектуального уровня, качества решений и уровня безотказной работы.

ИНТЕЛАС отличается от известных систем управления архитектурой построения, логикой функционирования, декомпозицией предметной области менеджмента, использованием управленческих триггеров, применением менеджерской грамматики, баз знаний и системы накопления опыта.

В перспективе возможно расширить функциональные возможности ИНТЕЛАС для работы в локальных и глобальных компьютерных сетях Internet. Кроме этого планируется более полное насыщение баз знаний ИНТЕЛАС математическими и стохастическими закономерностями, а также улучшением мультимедийных свойств ИНТЕЛАС.

Литература

1. Долятовский В.А., Сергеенко Г.С. Введение в активные интеллектуальные системы для менеджеров-Ростов-на-Дону:МИРТ, 2003, 120 с.

140