Оценка структурных интеграционных преобразований над объектными системами по критерию минимума вовлечённых ресурсов Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 004

ОЦЕНКА СТРУКТУРНЫХ ИНТЕГРАЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ НАД ОБЪЕКТНЫМИ СИСТЕМАМИ ПО КРИТЕРИЮ МИНИМУМА ВОВЛЕЧЁННЫХ РЕСУРСОВ1

Чубухчиев Борис Христофорович, к.т.н., с.н.с., доцент, Магаданский филиал Российского государственного гуманитарного университета, Россия, Магадан, [email protected] Логун Кристина Александровна, к.п.н., доцент, Магаданский филиал Российского государственного гуманитарного университета, Россия, Магадан, [email protected]

В [1] сформулирован ряд теорем и следствий относительно свойств абстрактной информационной сети и показана необходимость выполнения для такой сети условия полной связности, когда каждый элемент (источник) М, c необходимостью соединен со всеми остальными (М-1) элементами, и все они образуют ресурсную сеть, обладающую аксиоматическим свойством баланса внутренних и, как следствие, внешних потоков. В целях выполнения этих условий к каждому из источников ресурса U, подключаются резервные источники ресурсов с потенциалами Uxm - гипотетическими частными автономными регуляторами, которые и реализуют (обеспечивают) на автономном уровне адекватность обмена для каждого конкретного источника интегрированного объектно-ориентированного комплекса (ИОК) в целом. Здесь, условно принято Ui > Uj >Uk.

Так как гипотетические регуляторы источников ресурса могут иметь как «положительные» (донор, инвестор ресурса), так и «отрицательные» потенциалы (потребители ресурса), то по определению суммарный потенциал ресурсов должен быть равным алгебраической сумме потенциалов частных автономных регуляторов (резервов), т. е.

M м

£UJ=£Uxj J j

(1)

При интеграции (объединении) частных автономных регуляторов (резервов) в единый объект управления с совокупным потенциалом Ux его необходимый суммарный потенциал Uxo) определяется равным алгебраической сумме потенциалов частных автономных регуляторов, а достаточный уровень потенциала U^ - равным среднему от суммы

потенциалов Uj ИОК, т. е.

M

Ux(n) -2 UXJ j (2)

- необходимый уровень, а

UX^) = 1 м — М 2Uj= UJ (3)

- достаточный уровень, реализующий [1, теорема 4] адекватность управления потоками ресурсов за счет введения управляемых (регулируемых) каналов связей между источниками ресурсов и общим гипотетическим регулятором Wxj, которые и осуществляют управление перераспределением потоков, реализующих адекватный обмен ресурсов ИОК со средой (см. рис. 2), т. е. выполнение заявок на обслуживание - выдачу или пополнение ресурса.

В разделе II [1, теорема 7] показано, что такое перераспределение потоков посредством мультипараметрического режима регулирования параметров каналов связей позволяет оптимизировать потоки ресурсов по критерию неразрывности и оптимизировать структуру абстрактной ресурсной сети (АРС) и ИОК как ее частный случай по минимаксным критериям эффективности производства, в том числе по необходимым и достаточным уровням запасов ресурсов и вовлеченных средств при заданной надежности реализации заявок и оптимальных уровнях резервирования и дублирования.

1 Статья рекомендована к опубликованию в журнале "Информационные технологии"

37

Эти положения были применены для анализа эффективности процесса интеграции и синтеза структурированных ресурсных комплексов с заданными свойствами, например с требуемой эффективностью по величине вовлеченного в функциональную систему ресурса, необходимого и достаточного для обеспечения механизма непрерывного обмена АРС и среды ее обитания с потоками ресурсов любого вида: энергии, вещества, информации и времени (далее просто - ресурса) при достаточных уровнях резервных величин вовлеченного ресурса.

Вовлеченные средства функциональных ресурсных структур - это финансовые, энергетические, информационные или иные материальные, в том числе интеллектуальные, ресурсы и средства, динамически (непосредственно) или статически (например, в качестве резерва) задействованные в технологические, производственные или исследовательские процессы или в процессы оказания услуг.

Для банковской системы вовлеченные средства включают стоимость основных средств, в том числе оборудования, оплату услуг сторонних организаций, денежные средства, находящиеся в обороте, в резерве и на депозитах и др., финансовый менеджмент.

Для системы здравоохранения - это стоимость основных средств, научноорганизационные, профилактические и лечебные потенциалы, медицинский менеджмент и др., в том числе в денежном выражении.

Для жилищно-коммунального хозяйства - это управленческий менеджмент, организационные, финансовые, материальные и производственные составляющие и др.

Значительное повышение эффективности обучения можно ожидать и от интеграции образовательных структур. Наши соображения по этому вопросу изложены в [2].

При этом решения функционально ориентированных задач в любой отрасли хозяйства реализуются в основном за счет динамических (работающих) составляющих ресурса, в то время как статические составляющие, даже предназначенные для целей резервирования и дублирования, порождают издержки, и поэтому там, где это допустимо, их функции и затрачиваемые на них средства должны быть сведены к минимуму.

Рассмотрим абстрактный комплекс из М неинтегрированных комплексов (НИК) источников любого однородного ресурса и тот же самый комплекс, аналогичный предыдущему по потоку заявок с тем же суммарным потенциалом и источниками однородного ресурса Uj, но интегрированный по резерву UR (рис. 2).

Для выполнения всех заявок А; к НИК (рис. 1) его суммарный исходный ресурс

M N

£ U j должен быть не менее требуемого суммарного потенциала заявок X А;, т. е.

M N

XUj >1 Ai (4)

Рис. 2 Потока заявок интегрированный по резерву Ui

38

При этом величина (4) является необходимой, но недостаточной, так как возможен вариант, когда все заявки одновременно поступают на один вход, а положение такого входа случайно относительно потока заявок, тогда каждый из М входов ресурсного ИОК должен иметь запас требуемого необходимого ресурса, в М раз превышающий достаточный, т. е. увеличивается потребность в вовлеченных средствах, величина которых составит

N

Vemr = M2Ai . (5)

1 i

N M

Исходя из формулы (5), заменяем 2 A на 2 Uj (необходимое условие) и, изменяя знак

неравенства в формуле (5) на равенство, получаем

^НИК = M MUj= M2Uj (6)

- необходимое и достаточное условие.

Количество вовлеченных средств для аналогичного интегрированного комплекса (ИНК) источников ресурса равно

M

^ИНК = 2 Uj + UR (7)

j

- необходимое и достаточное условие.

Исходя из основной аксиомы АИС, согласно которой сумма потоков в любом узле равна

M

нулю, и рассматривая потоки как разность потенциалов в узлах, имеем 2 (U j — UR ) = 0,

M __ _

откуда следует 2 Uj = MUj , UR = Uj

и, подставляя их в формулу (8), имеем

m — —

Уинк = 2 Uj + Uj = Uj(M+1) (8)

Введем понятие коэффициента эффективности интеграции у как отношение количества средств, вовлеченных в НИК, - VH^ к количеству средств, вовлеченных в ИНК - ^нк, т. е.

€

V

НИК

V

(9)

ИНК

Подставляя в выражение (9) формулы (6) и (8) для вычисления эффективностей группы из М интегрируемых источников, вовлеченных ресурсных средств и сокращая средние U ,, получаем

M2

€ =

(10)

M +1

Как следует из уравнения (10), коэффициент эффективности интеграции по вовлеченным средствам при одинаковом числе заявок зависит только от числа интегрируемых объектов М.

Таким образом, коэффициент эффективности интеграции комплексов однородных источников по вовлеченным ресурсам (средствам) определен нами как отношение количества необходимого вовлеченного ресурса к достаточному, обеспечивающему неразрывность входных и выходных потоков заявок к неинтегрированному и структурно преобразованному из него интегрированному комплексу группы однородных ресурсов той же размерности.

В табл. 1 представлены значения коэффициентов эффективности интеграции по вовлеченным средствам (см. рис. 1 и 2) при одинаковой размерности (количество объектов НИК и ИНК), вычисленных по формуле (10).

39

Таблица 1. Значения коэффициентов эффективности интеграции по вовлеченным редствам

М 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 100 200

Y 1,33 2,25 3,2 4,2 5,14 6,1 7,1 8,1 9,1 19 99 199

Как следует из табл. 1, значения коэффициента эффективности у стремятся к М - числу таких интегрированных источников.

Из этого следует, что интегрирование источников однородного ресурса, например денег, аналогично увеличению оборачиваемости динамической составляющей ресурсных потоков, в том числе финансовых средств и инвестиций, при том же физическом количестве денег и других ресурсов, находящихся в обороте, или с ростом количества интегрируемых источников, что может способствовать прогрессу экономики в целом.

Возьмем более общую и сложную возможную схему интеграции однородного ресурса, структура которого учитывает сложившийся многоуровневый принцип территориального управления, и будем рассматривать региональный, областной, окружной, государственный или любые другие функционально обусловленные уровни управления, например, уровни однопрофильных предприятий, уровень министерств, агентств, страны в целом и, в принципе, межгосударственный уровень управления или прочие вероятные уровни.

Рис. 3 Гипотетическая схема интегрированной ресурсной

На рис. 3 представлена гипотетическая схема интегрированной ресурсной (например, банковской) системы при многоуровневой координации средствами информационных технологий любых ресурсных потоков (например, финансовых), обеспечивающая неразрывность циркуляции выходных (исполнение заявок) и входных потоков (пополнение резервного ресурса или возврат в случае банковского кредита), и, как следует из формулы (10), при значительно меньших вовлеченных ресурсах (средствах), чем при функционировании неинтегрированных комплексов ресурсных объектов такой же размерности (см. рис. 1 и 2). Здесь всегда при М > 2 у > 1 (см. формулу (10) и табл. 1).

Представленная абстрактная схема интеграции (рис. 3) не накладывает иных, кроме требований к однородности ресурса, ограничений на сущность объектов интеграции, и полученные для нее соотношения могут быть использованы при интеграции любого однородного ресурса вещества, энергии, информации и времени.

Под ресурсом времени подразумевается его величина, планируемая для выполнения любой работы или услуги, а значит, им можно манипулировать - сжимать или раздвигать,

40

распараллеливая техпроцесс как внутри одного производственного комплекса, так и между несколькими производственными комплексами идентичного профиля, т. е. посредством кооперации, и в этом смысле временной ресурс ничем не отличается от вещественного и информационного ресурсов, что и позволяет ставить задачу оптимизации по времени, как, впрочем, и по качеству продукции, через кооперацию с высокотехнологичным производством соответствующего профиля.

Хотя это и очевидно, но тем не менее и производственный, и научный менеджмент не часто идет на такое, ограничивая себя рамками собственных возможностей, редко использует ведомственные (профильные) и чрезвычайно редко - межгосударственные технологические возможности и технический потенциал.

Итак, рассматривая гипотетическую схему на рис. 3, мы видим, что общий (суммарный) уровень вовлеченных средств УиНК, последовательно интегрированных по М, L, P, ..., К функционально ориентирванных групп источников ресурса с потенциалами Uj и потоком заявок А; с потенциалами Ua;, может быть представлен суммой вовлеченных средств (потенциалов) на каждом из уровней интеграции, т. е.

M L P K

Уинк = 2 Uj+2 Uj +2 Uj +2 Uj (11)

Определим общую среднюю уровня вовлеченных средств ИНК - У инк, через известное соотношение по групповым средним для каждого из уровней интеграции - U м, U l, U р, U к, как

у _ UM •M + UL •L + UP •P + UK •K (12)

инк M + L + P + K V ’

и, заменяя числитель в уравнении (12) соответствующим ему равенством (11), после несложного преобразования получим

Уинк = У_инк (M + L + P + K) (13)

В соответствии с формулой (13) и, учитывая, что Уинк = M2 U j, получим

€ =

_ М2Цм

Уинк (M + L + P + K) ’

(14)

а учитывая, что U M = У инк, так как это средние одной и той же группы из М источников ресурса, но вычисленные разными способами, имеем

€

М2

(15)

M + L + P + K

Рассмотрим уравнение (15) более подробно. Так, при М = М*, L = 1, P = K = 0 структура инк соответствует интеграции М региональных источников по областям L, получаем

€

(L) _ M

М *2 М *+1

(16)

(Здесь и далее «*» означает признак реального действительного числа интегрируемых объектов.)

как видно, формула (16) соответствует ранее выведенной формуле (11) и при М = М*, L = L*, P= 1, K = 0 имеем

€

(P)

M,L

М

*2

(17)

М + L +1

что соответствует интеграции региональных и областных источников ресурсов по каждому из округов с сохранением структур интеграции внутри округов по областям и внутри областей по регионам.

При М = М*, L = L*, P = Р*, K = 1 имеем

€(K)

/ M,L,P

М

*2

(18)

М *+ L* + P *+1

41

что соответствует государственному уровню интеграции с сохранением на всех других уровнях соответствующих структур интеграции по регионам и областям.

Как следует из формул (16) - (18), наибольшее значение эффективности от интеграции достигается при интеграции источников вещества, энергии, информации и времени на едином государственном уровне (например, М = М*, L = 1, Р = К = 0), т. е. по схеме «звезда» (рис. 2).

В общем виде формулу (18) можно представить как

€ =

n

*2

W

W

X n

W

1

(19)

где n*w = M*, L*, K* - количество интегрированных на данном W-м уровне структур.

Как видно, формула (19) не накладывает никаких существенных ограничений на ее использование при оценке эффективности структурных преобразований на любом уровне и для любых источников однородного ресурса.

Однако надо учитывать, что при полной интеграции источников однородного ресурса, например, по схеме «звезда» (рис. 2), исчезает региональный компонент управления, которое уже может осуществляться полностью из центра, что снизит принятый для регионов уровень автономии, используемый при оптимизации по региональным критериям эффективности производства, и необходимость и достаточность такого управления будет сведена к нулю.

Надо также учитывать стоимость системы управления, в том числе системы передачи данных, которая при структуре «звезда» будет гораздо дороже, однако, учитывая тенденцию к снижению стоимости информационных технологий, в том числе стоимость телекоммуникационных систем передачи данных, такое преимущество иных структур коммутации потоков можно считать незначительным, и при этом главная проблема состоит в том, поймет ли региональный менеджмент наличие необходимости уступить центру свои права для оперативного и эффективного управления все убывающими от истощения ресурсами и не пора ли всерьез на основе научно обоснованных данных посмотреть на проблему глобализации, хотя бы в масштабах РФ, частным случаем которой является проблема интеграции.

Литература

1. Чубухчиев Б.Х. Информационное моделирование функциональных систем. - Магадан: Кордис, 2007. - 197с.

2. Чубухчиев Б.Х., Салимов М.Ш. О некоторых инновационных технологиях образовательного процесса // Кадры для региона : Материалы науч.-практ. конф. - Магадан : Кордис, 2006. -183 с. -С. 180 - 184.

УДК 004.4

ПРИНЦИП ОРГАНИЗАЦИИ И РЕАЛИЗАЦИИ БАЗ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ PRODOC НА ПРИМЕРЕ ЦЕМЕНТНОЙ ИНЖИНИРИНГОВОЙ КОМПАНИИ1

Дивнич Петр Николаевич, аспирант, Южно-Уральский государственный университет, Россия,

Челябинск, [email protected]

Бурцев Дмитрий Сергеевич, руководитель группы АСУ ТП, ООО «Цементная Инжиниринговая Компания», Россия, Магнитогорск, [email protected] Балобанов Павел, руководитель отдела внедрения, разработчик системы PRODOC, ООО «Петростройсистема», Россия, Санкт-Петербург, [email protected]

1 Статья рекомендована к опубликованию в журнале "Автоматизация в промышленности"

42