Software & Systems

Большинство крупных предприятий рассматривают информатизацию как инструмент для снижения издержек и повышения инвестиционной привлекательности в перспективе. Проведенный анализ позволяет выделить основные составляющие стратегии информатизации промышленных предприятий: стандартизацию и сертификацию применяемых решений, интеграцию компонентов корпоративных информационных систем на базе единого информационного пространства.

Решение этих стратегических задач в области информатизации направлено на обеспечение следующих возможностей:

-    предоставление всем пользователям быстрого доступа к необходимым информационным ресурсам (ИР);

-    повышение качества ИР;

-    управление информационными потоками внутри компании, их оптимизация;

-    стандартизация форматов данных, повышение их совместимости.

Как показывает практика, комплексное решение указанных задач невозможно без построения эффективной системы управления ИР. В то же время существующие методы управления ресурсами не в полной мере можно применить для такого вида ресурсов, как информационные, имеющие ряд специфических особенностей. Важнейшей из них, на взгляд авторов, является сложность измерения эффекта управленческих воздействий в отношении данного вида ресурсов. Поэтому управление ИР, как правило, осуществляется на основе опыта и интуиции лиц, ответственных за принятие решений.

В процессе исследований авторами разработан метод управления ИР, основанный на использовании взаимосвязанных математических моделей. Предлагаемая структура системы управления представлена на рисунке 1.

Рассмотрим алгоритм управления ИР в рамках предлагаемой системы.

Этап 1. Построение модели целей управления ИР.

Модель целей управления в виде дерева целей строится в соответствии со стратегическими и оперативными целями функционирования предприятия на основании ряда правил [1]. Пример структуры модели представлен на рисунке 2.

Описание узлов дерева, отмеченных на рисунке цифрами, дано в таблице 1.

Таблица 1

Этап 2. Определение значимости целей.

После построения дерева целей необходимо рассчитать коэффициенты значимости целей. Для этого предлагается использовать модель оценки значимости целей, основанную на методе анализа иерархий [2].

Этап 3. Описание лингвистических переменных для каждого узла дерева целей.

На данном этапе для каждой лингвистической переменной описывается базовое терм-множество и приводятся качественные определения нечетких переменных, составляющих его. Пример описания базового терм-множества для лингвистической переменной «Обеспечение требуемого уровня качества информации» приведен в таблице 2.

Таблица 2

Этап 4. Построение функций принадлежности для лингвистических переменных.

Проведенные исследования показали, что в рамках решаемой задачи для построения функций принадлежности целесообразно использовать метод статистических данных [3]. Пример таких функций представлен на рисунке 3.

Этап 5. Формирование систем нечеткого вывода.

На этом этапе происходит построение систем нечетких продукционных правил и основанных на них систем нечеткого вывода для последовательного расчета узлов дерева целей. Для модели целей управления был выбран следующий вид правил: если (zij есть A), то (zi-1g есть В), поскольку при таком представлении существует возможность учета коэффициентов влияния Rij(i-1)g как весовых коэффициентов правил системы нечеткого вывода для узла zi-1g.

Программная реализация модели целей управления осуществлялась в системе Matlab с помощью стандартных инструментов и инструментов пакета расширения FuzzyLogic Toolbox. Нечеткие продукционные правила легли в основу системы нечеткого вывода, реализующей  алгоритм Мамдани с центроидным методом приведения к четкости [4]. Система нечетких продукционных правил и проекция поверхности отклика для конечной цели представлены на рисунках 4 и 5.

Этап 6. Оценка достижимости целей при реализации управленческих воздействий.

Указанная оценка проводится с помощью построенной модели, на вход которой подаются конкретные значения входных переменных для узлов нижнего уровня, характеризующие прогнозируемые состояния информационной инфраструктуры. В результате на выходе получаем значение, соответствующее некоторой точке на поверхности отклика и служащее для оценки достижимости цели управления при реализации конкретной управленческой альтернативы.

Этап 7. Выбор характеристик ИР, которые следует учитывать при построении моделей для учета возмущающих воздействий в процессе управления ИР.

Выбор характеристик ИР находится в непосредственной зависимости от целей управления и планируемых управленческих воздействий. Для рассматриваемого примера можно составить следующий перечень характеристик ИР, которые следует учесть при построении моделей: доступность, устойчивость, защищенность, актуальность, полнота, стоимость владения, достоверность.

Этап 8. Построение модели оценки взаимного влияния характеристик ИР и целей управления.

На данном этапе авторы предлагают использовать когнитивную модель, концептами которой являются характеристики ИР. Связи между концептами характеризуются силой и направлением. В процессе моделирования каждая из характеристик последовательно рассматривается как целевой концепт и по известным формулам [5] рассчитываются системные показатели взаимного влияния концепта и системы в целом. Полученные результаты далее используются в модели учета возмущающих воздействий.

Этап 9. Оценка характеристик ИР в момент, предшествующий управлению.

Для расчета характеристик ИР целесообразно использовать модель в виде совокупности СF-де­ревьев, которые строятся и рассчитываются для каждой характеристики. Выбор данного математического аппарата связан со сложностью не- посредственной оценки данных характеристик, с одной стороны, и возможностями метода СF-де­ревьев – с другой.

Этап 10. Построение модели учета возмущающих воздействий.

По завершении этапов 7–9 имеются все необходимые данные для построения модели учета возмущающих воздействий.

Для учета возмущающих воздействий авто- рами предложено использовать модель в виде системы нечетких продукционных правил, позволяющих оценить возможность получения прогнозируемых исходов реализации альтернатив на основе имеющихся значений характеристик ИР и степеней их взаимосвязи с целями управления.

Этап 11. Определение оптимальной управленческой альтернативы.

Поиск оптимальной альтернативы основывается на результатах, полученных на предыдущих этапах. В качестве критерия оптимизации выступает максимизация степени достижимости главной цели управления ИР (результаты этапа 6), скорректированная с учетом возможности ее получения (результаты этапа 10).

Таким образом, предложенная система позволяет сделать обоснованный выбор одной из множества управленческих альтернатив в сфере управления ИР. В основе выбора лежит использование взаимосвязанных математических моделей, что обеспечивает формализацию основных этапов процесса принятия решений, снижение субъективности и в конечном счете – повышение его эффективности.

Литература

1.   Стоянова О.В., Зайцев О.В. Метод дерева целей для оценки эффективности использования информационных ресурсов // Программные продукты и системы. 2009. № 3.

2.   Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993.

3.   Борисов А.Н., Крумберг О.А., Федоров И.П. Принятие решения на основе нечетких моделей: примеры использования. Рига: Знания, 1990.

4.   Круглов В.В., Дли М.И. Интеллектуальные информационные системы. М.: Физматлит, 2002.

5.   Когнитивный анализ и управление развитием ситуаций // CASC’2001: матер. 2-й Междунар. конф.: в 2-х т. [сост. В.И. Максимов]. М.: ИПУ РАН, 2002.