Основы организации метасистем

 

Суханов Андрей Вячеславович,

кандидат технических наук,

начальник управления специальных работ ЗАО «ЭВРИКА», г. Санкт – Петербург.

 

Организационно-технологическое управление КZ-свойством макросистемы связано с внешним окружением - макросистема видоизменяет среду с целью повышения эволюционной устойчивости, взаимодействуя с другими макросистемами в рамках глобальной системы (метасистемы). В свою очередь среда формирует новые более жесткие требования к качеству высокотехнологичного изделия, обладающего КZ-свойством.

Рис. 1 иллюстрирует связанные макросистемы  и , имеющих наблюдателей H₁ и Н₂, строящих модели систем с учетом наличия конкурента.

 

Рис. 1. Структурная схема связанных макросистем.

 

Профессиональные ножницы парикмахерские

мега-цены на: Ножницы

nozhnicy.pro

Модель макросистемы будет существенно зависеть от типа элемента. Если элемент – субъект, то модель, кото­рая описывает труд множества субъектов, будет экономической [10], если элемент – АРМ, то модель будет представлена в форме информационной автоматизированной системы управления (ИАСУ) [12]. Экономическая модель - преимущественно субъективная и создается субъектом Н, который обладает знаниями об устройстве и управлении макросистемой. Техническая Модель ИАСУ - преимущественно техническая, строится на основе документов, и ее истинность доказывается в границах существующих предметных теорий [14].

В бинарных моделях макросистем при построении модели ИАСУ макросистемы учитываются следующие виды управления: административно­е, экономическое, автоматическое, автоматизированное, менеджмента. ИАСУ создает для этих видов управления единую техническую базу и еди­ное информационное пространство.

Типовые задачи, решаемые ИАСУ.

1. Анализа. Для макросистем  и необходимо определить их составные части, отношения между частями и оценить их эффек­тивность.

2. Синтеза.

а) Макросистема  выпускает изделие . Необходимо синтезировать изделие , которое превосходит изделие .

б) Существует техпроцесс , порождающий изделие . Необ­ходимо синтезировать техпроцесс , превосходящий .

3. Оценки. Для изделий  и  необходимо определить, какое изделие кон­курентоспособно и может быть запущено в серийное производство.

4. Классификации. Для макросистем  и  с различной эффективностью необходимо определить, чем обусловлена неэквивалентность:

4.1) макросистемы относятся к разным классам;

4.2) в неэквива­лентной системе нарушены отношения.

Свойство бинарной модели макросистемы, предназначенной для описания различий сравниваемых макросистем. Бинарная модель () обладает фундаментальным свойством - для неэквивалентной системы задает конструктивный закон развития, позволяющий восстановить эквивалентность.

Не существует принципиальных трудностей для формирования би­нарных моделей сложных макросистем [11]. Наблюдатель Н получает через бинарную модель объективную ин­формацию, необходимую для эффективного управления макросисте­мой. Бинарная модель порождает гипотетическую модель-аналог, содержа­щую максимально эффективные элементы (гены) компонентов бинарной системы.

Аналогия. Сложные биосистемы устанавливают бинарные отношения и формируют интегральную модель, которая является эталонной моделью развития организма [5].

При переходе от модели изолированной макросистемы к бинарной, последняя приобретает новое свойство, которое отсутствует в изолированной макросистеме, - конкурирующие составные части становятся связанными и обретают мотивацию иметь показатели лучше, чем у конкурента. Критерии для сравнения моделей за­даются в рамках предметных теорий. Чтобы выявить причины различной эффективности макросистем, необходимо сравнить их модели, определить раз­личия и дать оценки различиям, которые должны быть сравнимыми.

Модель макросистемы должна быть «прозрачной» для декомпозиции. Для элементов модели должны быть заданы причинно-следственные связи. Языки описания моделей должны быть одинаковыми. В настоящее время существует неоднозначность в терминах (например, защищенность, конкуренто­способность), а, следовательно, затрудняется объективная оценка различий и исчисление показателей KZ-изделий.

Рассмотрим множество макросистем в рамках обобщенной символьной модели метасистемы. Каждая макросистема развивается в соот­ветствии национальными и территориальными особенностями, имеет показатели активности, которые зафиксированы статистикой. Чтобы от неупорядоченного набора макросис­тем перейти к метасистеме, необходимо задать элементы, отношения между элементами, общие цели и функции новой метасистемы.

Общие цели формирует социальный сектор метасистемы (достойный уровень жизни, свобода, защищенность и т.д.). Элементами являются национальные макросистемы. Отношение между элементами строятся на принципах: учета потребностей каждого элемента и возможности их покрытия путем эквивалентного ресурсного обмена, конкуренции, обмена информацией и устранения диспропорций, возникающих в процессе развития отдельных макросистем, невмешательства во внутренние дела макросистем и принятия ре­шений о совместных действиях на основе консенсуса.

Общие функции: законодательство, построение моделей развития, раз­работка метабюджета, разрешение конфликтов. Их обеспечивают организа­ционные метазвенья метасистемы. Главное условие устойчивого развития макросистемы в составе метасистемы - продукция, производимая макросистемой должна быть конкурентоспособной в условиях мировой метасистемы.

Символьная модель метасистемы - упорядоченное множество показателей производственной эф­фективности (ВВП на душу населения):

                                                       (1)

Множество (1) задает макросистему, имеющую наивыс­шую эффективность , для сравнения с каждой из макросистем  

                                                                                  (2)

По отношению к лидеру  все макросистемы делятся на эквивалент­ные и неэквивалентные. На множестве (1) могут быть определены бинарные отношения меж­ду любыми двумя системами ():

                                                                                          (3)

В зависимости от значения показателя (3) системы  могут быть эквивалентными (~), неэквивалентными, обладать превосходством (>>).

На упорядоченном множестве заданы подмножества макросистем: развитые, неразвитые, ресурсоориентированные. Каждое подмножество имеет базовую модель.

Матричная модель метасистемы «микросистема-потребление» задает на множестве макросистем  не только абсолютные значения производства изделий микросистемой, но и величину взаимного обмена (экспорта/импорта) для каждой ячейки матрицы .

Информация о KZ-изделиях, представленных в метасистеме, отображаемая выражением (1) и матрицей «микросистема-потребление» , является обобщенной (экономической) и не содержит данных о морфологии изделий и технологи­ях производства. Конструктивная информация содер­жится в материальной части матрицы , в которой дается описание изде­лий U_ij, (морфология, технологии, качество, стоимость) экспортируемых и импортируемых макросистемой. Матрица , содержащая экономическую и материальные части, дает полное описание (модель) метасистемы и позволяет любому производите­лю иметь достоверную информацию о том, какие изделия (технологии), в ка­ком количестве, какого качества и стоимости являются конкурентоспособ­ными на мировом рынке (метарынке).

Математический аппарат для матрицы «микросистема-потребление» и технические средства для формирования матриц большой размерности, содержащих нечеткие данные, предоставляют теория реляционных БД и нечетких множеств [1, 4, 8, 9].

Рассмотрим упорядоченную метасистему (1), на которой определены бинарные отношения . Анализ и формализация от­ношений позволяет получить информацию, необходимую для повышения ее эффективности.

Характеристика . Конкурирующие макросистемы являются сложными и имеют звено субъективного отражения процессов -взаимодействия макросистемы и среды. Субъективные модели используются для эффективно­го управления макросистемой (рис. 2).

Аналогии. Проблема эффективного управления сложными системами в условиях конкуренции является фундаментальной и имеет решение в биосистемах. Социально-биологическая система (субъект) обладает свойствами «сознание» и «самосознание».

Сущность сознания заключается в обеспечении единства множества информационных процессов (психических) и единства физических процессов (психомоторика). Действия субъекта осознаны - имеется цель, которую он стремится достигнуть, и имеется направленность дейст­вий.

 

Рис. 2. Бинарная модель макросистемы.

 

Сущность самосознания состоит в том, что субъект способен отделить себя от конкурентов, объективно оценить свое место в иерархии себе подобных (1) и предпринять действия, изменяющие сложившийся порядок.

Общественное сознание и самосознание макросистемы. В националь­ных макросистемах наблюдается свойство сознания, сущность которого про­является в единстве целей, формируемых властью, моделей, направленных на достижение целей, действий и соответствия целей и результа­тов действий. В отличие от человека, имеющего сознание как естественное свойство, в макросистеме свойство сознания форми­руют организационные звенья (власть).

Свойство самосознания макросистемы проявляется в том, что она вос­принимает иерархию метасистемы (1) и способна обосновать свое место в этой иерархии и предпринять действия, направленные на изменение сло­жившихся отношений. Для формирования и поддержания свойства самосознания необходимы организа­ционные звенья.

Принципы бинарного управления макросистемами (рис. 1).

1. Существуют: метасистема , упорядоченное множество (1), бинарные отношения , n-арные отношения .

2. Каждая макросистема , входящая в (1), имеет звено внутренне­го управления СУ-Р, имеющее функцию сознания.

3. Чтобы отобразить положение в иерархии (1) каждая макросистема  должна иметь звено внешнего управления СУ-М, обла­дающее функцией самосознания.

4. Макросистема  устойчива на множестве Е, если она выпускает конкурентоспособную продукцию.

5. Макросистема  описывается бинарной моделью:
где ДS_i, ДS_j – информационные модели конкурирующих макро­систем, соответственно, ДS_ij – вектор различий конкурирующих макросистем.

6. Бинарная модель  описывается на 2 уровнях:

·                    1-й уровень соответствует конкурентоспособности изделий

·                    2-й уровень соответствует конкурентоспособности организа­ционной системы, обеспечивающей интегральные показатели эффективности производства .

7. Если одна из макросистем , выпускает конкурентоспособные из­делия , а вторая  – неконкурентоспособные изделия , то есть , то сравнение показателей эффективности этих систем  лишено смыс­ла, т.к. это макросистемы, принадлежащие к различным видам.

Задача поддержания защищенности и конкурентоспособности  является конструкторско-технологической. Задача поддержания эквивалентности  является организационно-экономической.

8. Бинарная модель  – это разностная модель (в отклонениях) двух макросистем. В соответствии с оценками метода едва заметных различий две системы можно отнести к одному виду, если  [7].

9. Для описания метасистемы используются модели [6, 7]:

·                    на базе метода ранжирования множества,

·                    на базе метода парных сравнений, малых различий (бинарная).

Макросистема отображается в экономическом простран­стве метасистемы показателем эффективности , а в материальном (технико-технологическом) – в виде упорядоченных множеств конкурентоспособных (U-K) и неконкурентоспособных (U-HK) из­делий.

Аксиомы макросистемы.

1. Синтез полной технологической модели изделия (U-K, U-HK) осуществляет субъект-конструктор [2].

2. Производство и поддержку этапов жизненного цикла изделий осуществляет субъект-производитель (микросистема) [3].

3. Формирование упорядоченной среды, в которой микросистема выпускает КZ-изделия, осуществляет организационная система – субъект (макросистема).

4. Внешнюю оценку эффективности власти макросистемы дает внешний субъект – наблюдатель (метасистема). Бинарные отношения на уровне ме­тасистемы устанавливает и поддерживает власть макросистемы через звенья метауправления.

5. Задача метауправления – техническая и описывается логическим правилом:

проекты новых изделий AND производство и технологии AND внутренняя среда макросистемы должны быть не хуже, чем у конкурента.

Макросистема имеет топологическое пространство, на котором представлены гетерогенные множества большой размерности. Для упорядо­чивания макропространства используется метод декомпозиции, согласно которому макросистема отображается в виде иерархии компонентов, имеющих локальную систему управления и систему критериев, по которым осуществляется управление компонентами в интересах целого.

Перечень основных составных частей макросистемы представлен в табл. 1, а схема их пространственного взаиморасположения – на рис. 3. Производство KZ-изделий осуществляет микро-производитель (Т-0, СУ-0), а внешнюю среду, благоприятную для эффективного производства формирует множество внешних субъектов (Т-1 – Т-6, СУ-1 – СУ-9).

 

Таблица 1.

Основные составные части макросистемы.

№ п/п	Пространство (топология) Т	Обо­значе­ние	Организацион­ная структура (управление) – СУ	Уровень иерархии	Обо­значе­ние
1.	Предприятие-производитель	Т-0	организацион­ное	микро-	СУ-0
2.	Район	Т-1	администрация	вырожд.	СУ-1
3.	Город	Т-2	администрация	вырожд.	СУ-2
4.	Область – отраслевой союз	–	руководство	вырожд.	СУ-3
5.	Область – субъект РФ	Т-3	администрация	макро-(1)	СУ-4
6.	Федеральный округ	Т-4	администрация	макро-(2)	СУ-5
7.	РФ	Т-5	Правительство	макро-(3)	СУ-6
			Президент РФ		СУ-7
8.	Мировое сообщество	Т-6	международные организации	мета-	СУ-8
9.	Бинарные отношения на уровне мирового сообщества	–	Совет Безопас­ности РФ	мета-макро-	СУ-9

 

Интегральный показатель эффективности макросистемы Ф будет зави­сеть от того, насколько согласованы функции в иерархии со­ставных частей и уровней управления.

Принцип согласования составных частей в составе целого - координация, что означает повторное упорядочивание [13]. В примере имеет иерархическое 9-кратное упорядочивание целого и составных частей, обеспечивающее высокие значения показателя эффективности целого .

При выполнении процедуры координации макросистемы применяют подходы командный (субъективный), в котором главным звеном является ЛПР, которое «знает», каким образом необходимо осуществлять координа­цию целого и компонентов, конкурентный (объективный), в котором ставится условие на всех уровнях иерархии управления макросистемой иметь пока­затели «не хуже, чем у конкурента», имеющего аналогичную структуру.

 

Рис. 3. Топологические пространства макросистемы.

 

Конкурентные отношения метасистемы. Пусть макропотребителю , необходимо приобрести крупную партию изделий, которые готовы ему поставить конкурирующие макропроизводи­тели  и  (рис. 4).

В результате ресурсного обмена между потребителем , и производителем  их интегральные показатели , и  должны возрасти. Переговоры об условиях ресурсного обмена ведут менеджеры H₁, Н₂ и Н₃, представляющие корпорации .

Информационная модель конкурентных отношений. Организация переговоров может иметь следующие сценарии:

1. Стихийный. Корпорации, участвующие в переговорах, предостав­ляют своим менеджерам широкую свободу действий. Главное - конечный результат. Информационная модель сделки является субъективной и не влияет на процессы дальнейшего развития кор­порации.

2. Микроупорядоченный. Менеджеры должны разработать информа­ционную модель (документ) конкурентных отношений с учетом интересов потребителя и возможных действий конкурента. Задача менеджера - доказать конкурентное превосходства продук­ции и условий ее продаж, предлагаемых его корпорацией. Результаты сделки анализируются, выявляются имевшие место различия в сравнении с моделью продаж, предлагаемых конкурентом (вектор различий). Полученные результаты учитываются при формировании рыночной страте­гии корпорации и при заключении последующих сделок. В этом случае имеет место накопление информации и развитие корпорации.

 

Рис. 4. Конкурентные отношения макропроизводителей.

 

3. Макроупорядоченный. Субъектом, представляющим изделие на метарынке, выступает макросистема, которая через звено метауправления (СУ-9) контролирует бинарную модель сделки и дает оценку ее результатам. Это звено по результатам сделки генерирует управ­ляющие воздействия, которые направлены на создание для микросистемы условия продаж не хуже, чем у конкурента. Модель метаси­стемы в этом случае является конструктивной, т.к. в ней в явном виде от­сутствуют субъективные звенья.

 

Литература.

 

1. Асаи К., Ватада Д., Иваи С. И др. Прикладные нечеткие системы / Под ред. Т. Тэрано, К. Асаи, М. Сугэно. – М.: Мир, 1993.

2. Блохин В. П., Грибов М. М. Актуальные вопросы конструирования наземной мобильной РЭА.

3. Войст И., Ревенглоу П. Экономика фирмы: Учебник /Пер. с датского А.Н. Чеканского, О.В. Рождественского. – М.: Высш. шк., 1994. – 272 с.

4. Гаврилова Г. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем./ СПб: Питер. 2001. – 384 с.

5. Дружинин И. В. Информационно-технологические основы конку­рентоспособности производственных систем. – Ростов-н/Д: Изд.центр ДГТУ, 2001.

6. Ивахненко А. Г. Принятие решений на основе самоорганизации. – М.: Сов. радио, 1976. 280 с.

7. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1990 – 544 с.

8. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. – М.: Радио и связь, 1982.

9. Круглов В. В., Борисов В. В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика.- 2-е изд., стереотип. – М.: Горячая линия - Телеком, 2002.

10. Макконел К. Р., Брю С. Л. Экономикс: Принципы, проблемы и политика: Пер. с англ. 2-го изд.: в 2 т. – М.: Республика, 1992. – Т1 – 399 с.

11. Попов Э.П., Кисель И.Б., Шапот М.Д. Статические и динамические экспертные системы.// Учебн. пособие – М.: Фин. и стат., 1996. – 320 с.

12. Пузырев В. А. Проектирование радиоэлектронных систем управления. – М.: Изд-во МАИ, 1992. – 160 с.

13. Советский энциклопедический словарь/ Гл. ред. А.М. Прохоров. 4-е изд. – М.: Сов. энциклопедия. 1986. 1600 с.

14. РД IDEF-2000 Методология функционального моделирования. М.: ИПК Издательство стандартов, 2000 г.

 

Поступила в редакцию 03.09.2008 г.