CC BY
46
Секция моделирующих и управляющих комплексов
УДК 658.155:53.072:51
О.Н. Пьявченко, С.И. Клевцов
СТРУКТУРНЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
МАКРОМОДЕЛИ ОПИСАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И РЕСУРСНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ
Задача разработки стратегии и тактики достижения цели с учетом влияния на нее различных внешних и внутренних факторов детерминированного и случайного характера, действующих в различные временные промежутки, и с возможностью их блокирования является одной из основных проблем, стоящих перед руководителем, осуществляющим управление сложной организационной структурой. Аналогичные задачи стоят и при разрешении кризисных ситуаций и планировании .
В качестве примеров таких задач можно привести задачи природоохранной инспекции, контроля состояния сложной техники, моделирования поведения подразделений МЧС и других государственных органов управления в зонах бедствий, кризисных ситуациях и др.
Для решения проблемы предложена схема и механизмы моделирования, базирующиеся на представлении организационной структуры и воздействующих на нее факторов в виде разнородных объектов и их совокупностей, наделенных характеризующими моделируемые структуры и факторы свойствами и функционирующих в условиях ресурсных и нормативных ограничений [1].
Перемещаясь в пространственно-временной системе координат, объекты непрерывно взаимодействуют между собой, изменяя при этом свои свойства и обме-.
можно представить в виде траектории движения в п-мерном пространстве свойств цели организационной структуры.
В процессе моделирования, оценивая и прогнозируя состояние цели на каждом дискретном интервале ее изменения вдоль оси развития, обычно временной оси в системе пространственно-временных координат, и по результатам оценки с помощью функций меняя свойства объектов, можно контролировать моделируемую ситуацию и формировать реальные планы реализации цели в условиях имею.
версий возможного развития ситуации и соответствующих планов достижения целей в определенных внешних условиях.
Основные требования к модели и ее элементам:
1) модель должна обеспечивать поэтапное определение поведения цели в зависимости от изменения параметра развития (времени). Пользователь должен иметь возможность анализировать величину и степень изменения цели на дискретных временных интервалах;
2) -ных объектов и учитывать их воздействие на результат моделирования через композицию влияния базовых объектов;
3) , ,
соответствовать требованиям объектно-ориентированного подхода к проектированию сложных систем [2];
4) модель должна обеспечивать возможность корректировки свойств базовых
, -ле времени, а также их номенклатуры, т.е. добавлять новые и исключать ненужные составные объекты из общей схемы расчета;
5)
должны учитываться ограничения на их корректировку, вытекающие из существующих законов их функционирования.
Целью данной работы является определение структурных и функциональных особенностей модели поведения организационной структуры для задач интерактивной разработки алгоритмов поэтапной реализации цели в поле действия факторов и ограничений различного характера, базирующейся на следующих основных принципах [2,3]:
♦ дифференциация элементов мо дели по функциональному признаку;
♦
процедур в одном элементе модели;
♦ возможность корректировки элементов модели, модельной ситуации и динамики движения к цели во время подготовки и проведения модели.
Макроструктура модели может быть представлена выражением:
<0, У, Б, и, Н, О, О, Р, Е, 1№, К, 1>,
элементами которого являются:
0 - множество функциональных объектов, имеющих ресурсы, изменяющиеся по заданным законам;
У - ,
;
Б - множество внешних влияний;
И - множество формируемых лицом, управляющим ситуацией (ЛУС), управляющих воздействий на объекты;
Н - множество функций влияния объектов, причем каждый объект имеет одну изменяющуюся в процессе моделирования функцию влияния;
0 - множество ограничений, накладываемых на характер изменения ресурсов объектов, связей между ними, управляющих воздействий и т.д.;
в - множество последствий нарушений ограничений О;
Р - ;
Е - ;
W - интегральная функция взаимодействия объектов;
К - критерий состояния интегральной функции W;
1 - текущая координата оси развития, обычно время моделирования.
Основой модели является множество объектов. На >м этапе на отрезке времени объект 0г е 0 описывается выражением
<) Г/Ь Q/j, О/j, H/j>, (1)
в котором обозначены:
г/ - ресурс объекта на отрезке времени Д^ ;
Б/ - внешнее влияние на объект на j-м этапе;
Q/j - ограничения, накладываемые на объект на j-м этапе;
- последствия при нарушении ограничения Q/j;
Н/ - функция влияния объекта на j-м этапе.
На каждом этапе функция влияния объекта 0/ формируется при реализации выражения
В/ : Р/ [% F/j, Q/j, О/),]^ Н) (2)
в котором учтены состояния ресурсов объекта г/р внешнее воздействие на объект Б) ограничения Q/j и последствия их нарушения в/р имеющие место на )-м этапе.
Множество значений функций влияния Н)={Н/|} и внешнее воздействие Б0 определяют значение интегральной функции взаимодействия
Г : у[1), Н) Бо] ^ Wj, (3)
состояние которой оценивается с помощью комплексного критерия К, определяемого из выражения
П : К)] ^ Sj. (4)
Состояние Sj интегральной функции взаимодействия W, состояния объектов 0_), учет ограничений Qj и последствий О) , связанных с их нарушением, сформулированных в результате прогноза Р, позволяют получить оценку состояния про,
О : ю[ Sj, 0), Qj, О), р)] . (5)
По результатам оценки состояния процесса Е_) ЛУС вырабатывает множество управляющих воздействий И) на объекты:
X : х[Е), ^, О)] ^ И), (6)
учитывая ограничения Qj и последствия их нарушения О).
Макроструктура функциональной модели поведения организационной структуры приведена на рисунке.
В модели сформированные на выходах объектов 0/ (1) под влиянием управляющих воздействий И) (6) функции влияния Н/) (2) взаимодействуют в рамках интегральной функции Wj (3). Результат этого взаимодействия с учетом внешнего воздействия Б0 оценивается при помощи критерия К) и описывается состоянием Sj (4).
только значений Sj, но и состояния объектов, подвергающихся внешним воздействиям Б) а также прогнозов Р_) возможных трансформаций интегральной функции взаимодействия Wj при изменениях параметров объектов и связей между объектами. Полученная оценка Е_) (5) играет основную роль при выборе ЛУС управляющих воздействий на параметры объектов и межобъектные связи. Выбор производится с учетом ограничений Qj, которые могут быть нарушены ЛУС с последствиями О). Действия ЛУС на каждом этапе регистрируются, и после положительной оценки
их описание используется для формирования алгоритма поведения организационной структуры.
Предложенная схема моделирования и математическое описание концептуальных положений предложенной макромодели позволяет сформулировать ее функциональные и структурные особенности.
Функциональные особенности: многофакторная; графоаналитическая;
с ограничениями с учетом их нарушений, нелинейная, детерминирован;
;
;
реализующая индивидуальные решения;
- -
;
с обратной связью;
с воздействием ЛУС на распределенные ресурсы и межобъектные связи по результатам прогноза;
с наличием независимых внешних воздействий на распределенные ре.
:
;
;
;
перепрограммируемые объекты связи; изменяемые функции и категории;
.
Предложенная структура и сформулированные функциональные особенности макромодели является основой для построения принципиально новой интегральной инструментальной платформы для моделирования поведения организационных структур в условиях нестабильной обстановки и влияния внешних факторов,
развития и определения способов разрешения реальных кризисных ситуаций в различных областях и сферах жизни общества, практической и научной деятельности .
ЛИТЕРАТУРА
1. Клевцов С.И., Пьявченко О.Я.. Моделирование процесса управления результатами деятельности предприятия в нестабильных условиях // Материалы НТК «Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности». 4.1. Таганрог: ТРТУ, 1998. С.20-29.
2. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения. М.: Конкорд, 1992. 519 с.
3. Поспелов ДА. Ситуационное управление. Новый виток развития // Известия РАН. Теория и системы управления. 1995. №5.
УДК 658.155
В.Л. Каратаев
МЕТОД МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ МНОГОФАКТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ КЛЕТОЧНЫХ АВТОМАТОВ
Существуют сложные ситуации, которые описать с помощью какой-либо функциональной зависимости практически невозможно, так как объем учитываемых факторов, сложность получающихся зависимостей приводит к тому, что вре-, -, . ситуации вообще нельзя описать функциональной зависимостью (эта ситуация называется вычислительно неприводимой). Кроме того, они (си^ации) могут носить
.
Для решения вычислительно неприводимых ситуаций на сегодняшний день используют различные методы моделирования, среди которых особо выделяется теория клеточных автоматов.
Однако можно отметить, что этот метод моделирования применяется с рядом . , ,
« », . . -
щего состояния клетки; процессы «рождения» и «смерти» клетки либо отсутствуют, либо сильно упрощены; все клетки «живут» в едином поле времени: скорость течения времени у них также одинаковая.
Снятие этих ограничений приведет к тому, что изменится само понятие «клетки» - она станет подвижной (дви^щуюся клетку удобнее называть «мик»). , уже необходимо использовать объектно-ориентированный подход при реализации . ,
, -
.
, , -, .
