Содержание к диссертации
Введение
1 Существующие методы синтеза информационно- аналитической деятельности и моделирования взаимодействия производственно-экономических систем 14
1.1 Проблемные вопросы синтеза информационно-аналитической деятельности производственно-экономических систем 14
1.2 Особенности построения моделей ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем 21
1.2.1 Многоцелевой характер ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем и многоальтернативность формируемых решений 22
1.2.2 Аспекты моделирования открытого ресурсного процесса 25
1.3 Методы моделирования ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем 26
1.3.1 Методы выбора и распределения ресурсов на этапе синтеза производственно-экономических систем 28
1.3.2 Методы моделирования ресурсного взаимодействия на этапе функционирования производственно-экономических систем 32
1.4 Задача принятия решений в составе модели ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем 34
1.5 Ресурсный конфликт производственно-экономических систем в рамках модели их взаимодействия 36
1.5.1 Системное исследование конфликта 37
1.5.2 Классификация конфликта 40
1.6 Выводы, цель и задачи исследования 43
2 Модели синтеза информационно-аналитической деятельности производственно-экономической системы в рыночных отношениях 46
2.1 Автоматизированная процедура выбора бесконфликтных операций производственно-экономической системы 46
2.2 Теоретико-множественное представление взаимодействия производственно-экономической системы в условиях ресурсного конфликта 53
2.3 Обоснование критерия и показателей эффективности при решении задач синтеза информационно-аналитической подсистемы 60
2.4 Общая постановка задачи принятия решений 73
2.5 Постановка и алгоритм декомпозиции задачи синтеза информационно-аналитической подсистемы производственно-экономической системы на стадии формирования задания на ее разработку 80
2.6 Выводы 85
3 Моделирование конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия производственно-экономической системы с внешней средой 87
3.1 Системная модель представления устойчивости функционирования производственно-экономической системы 87
3.2 Стационарные условия устойчивого ресурсного взаимодействия производственно-экономической системы с внешней средой 91
3.3 Математическая модель анализа устойчивого ресурсного взаимодействия производственно-экономической системы с внешней средой 100
3.4 Выводы 116
4 Моделирование методов функционального облика информационно-аналитической подсистемы для обеспечения действий производственно-экономической системы 118
4.1 Метод и алгоритм прогнозирования функционального облика конкурирующих производственно-экономических систем 118
4.2 Модели и алгоритмы оценки эффективности конфликтно-устойчивого функционирования производственно-экономических систем 128
4.3 Результаты моделирования облика информационно-аналитической подсистемы 136
4.3.1 Методы и средства применения информационно-аналитической подсистемы 136
4.3.2 Результаты обеспечения конфликтной устойчивости комплексов и технических систем 139
4.3.3 Результаты обеспечения конфликтной устойчивости организационно-технических систем 142
4.3.4 Результаты расчета показателя эффективности функционирования производственно-экономических систем 148
4.4 Выводы 150
Заключение 151
Список использованной литературы: 155
Приложение 173
- Особенности построения моделей ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем
- Теоретико-множественное представление взаимодействия производственно-экономической системы в условиях ресурсного конфликта
- Стационарные условия устойчивого ресурсного взаимодействия производственно-экономической системы с внешней средой
- Модели и алгоритмы оценки эффективности конфликтно-устойчивого функционирования производственно-экономических систем
Введение к работе
Появление всемирной компьютерной сети Интернет, широкое использование сетевых технологий привели к созданию глобальной информационной инфраструктуры. Это обстоятельство принципиально изменило роль информации в экономической деятельности.
В связи с этим, как показал анализ [14, 20, 60, 65, 70, 83, 92, 125, 132], в последнее время бурное развитие получило такое направление информационной деятельности, как конкурентная разведка. Ее появление - это реакция на резкое ускорение деловой активности, на возникновение новых информационных технологий (Интернета, баз данных, систем поиска информации). Эти технологии, а в первую очередь сетевые, стали причиной усиления роли конкурентной разведки, поскольку именно появление Интернета позволило обеспечить многим пользователям дешевый доступ к огромным информационным ресурсам. Сеть дала возможность пользователям эффективно решать свои задачи, стала эффективным уравнителем конкурентов, предоставив каждому одинаковые возможности доступа к информации. Практически вся необходимая информация о конкурентах присутствует в Интернете, что, в свою очередь, делает ненужным содержание огромного штата агентов и информаторов, отслеживающих каждый шаг конкурента.
Цель конкурента - получение конфиденциальных сведений, которые впоследствии могут быть использованы для нанесения ущерба их владельцу в различных жизненно важных областях деятельности. Цель системы защиты заключается в противодействии раскрытию этих сведений и дальнейшему их использованию, которое реализуется посредством выполнения комплекса мероприятий по разработке, внедрению, организации применения и эффективного использования этих мероприятий и технических средств защиты конфиденциальных сведений.
Согласно [14, 60, 83, 125, 132], конкурент может получать конфиденциальные сведения с помощью собственного подразделения, входящего в со 6 став службы безопасности, - конкурентной разведки. Создание данной службы — это веление времени и единственный способ выжить в острой конкурентной борьбе на любом рынке. Ее главная цель — систематическое отслеживание открытой информации о конкурентах, анализ полученных данных и принятие на их основе управленческих и организационных решений, что позволяет предвидеть изменения на рынках, прогнозировать действия конкурентов, выявлять новых или потенциальных конкурентов, проводить мониторинг появления новых «взрывных» технологий и рисков. Выводы конкурентной разведки могут использоваться как для принятия тактических решений, так и для выработки стратегических направлений развития фирмы или корпорации (в дальнейшем ПЭС — производственно-экономические системы) в целом. Кроме того, она является мощным инструментом для исследования рынка, который основывается на знаниях в таких областях, как экономика, юриспруденция и другие. В [14, 16, 63] подчеркивается, что конкурентная разведка работает только с открытыми источниками информации.
На основании анализа [14, 60, 65, 70, 83, 125, 132] можно выделить следующие основные этапы информационно-аналитической работы, выполняемой в реальном времени конкурентной разведкой: постановка задачи; сбор информации; ее анализ; представление аналитических материалов [161].
Кроме того, необходимо отметить тот факт, что сведения, которые предоставляются конкурентной разведкой в ходе информационно-аналитической работы, должны быть достоверными и оставаться актуальными к моменту их использования для принятия управленческих решений, т.е. система конкурентной разведки - это система реального времени.
Вся работа по сбору информации должна отвечать следующим основным требованиям [14, 60, 65, 70, 83, 92, 125, 132, 169, 171, 173]: актуальности; достоверности; полноте и непротиворечивости.
Важнейшее значение при сборе информации, согласно [14, 92, 95, 125, 182], имеет такая ее характеристика, как ее старение. Необходимо обязательно учитывать и указывать временной интервал, в течение которого действительны те или иные оценки.
Кроме того, при сборе информации нельзя забывать о таких понятиях, как ценность информации и ее полезность, т.е. важность ее для того, кто ее использует. В [14, 101, 125, 184] приведены потери ценности оперативно-тактической и стратегической информации в процентном соотношении.
Методы анализа открытой информации приведены в работах [14, 20, 60, 125, 182]. Однако общим для всех методов является сопоставление событий, фактов, намеков, мнений, версий, оценок, слухов, ссылок, т.е. самой разнородной информации по некоторым ключевым признакам в зависимости от поставленной задачи, получаемых из различных независимых источников.
Анализ [14, 60, 65, 70, 83, 92, 125, 132] позволяет представить последовательность действий конкурента и системы защиты в виде конфликта, результатом которого является получение конкурентом конфиденциальных сведений, способствующих в той или иной мере нанесению ущерба их владельцу. На основании анализа [43, 44, 61, 138, 144] были выделены характерные особенности такого конфликта:
- последствия получения конфиденциальных сведений конкурентом затрагивают отношения между ним и системой защиты на различных уровнях и этапах взаимодействия;
- при планировании конкурентом мероприятий по получению конфиденциальных сведений его цель до конца не формализуема и может изменяться случайным образом непосредственно в ходе их получения;
- процесс получения конкурентом конфиденциальных сведений и процесс противодействия ему со стороны системы защиты носят разветвляющийся характер и их исходы недетерминированы даже при определенности множества исходных факторов.
Там же отмечается, что конфликт между ПЭС обычно связан с распределением ресурсов на рынке товаров и услуг.
Для организации защиты и противодействия конкуренту при добывании им конфиденциальных сведений по различным аспектам функциональной деятельности организации. Работа средств защиты (СЗ) и особенно принятие ее руководством управленческих решений должны основываться на результатах всестороннего анализа и глубокой оценки, существующих и потенциальных угроз данным сведениям. Решение этих задач довольно затруднительно при имеющемся составе и структуре ПЭС органов (подразделений) безопасности, в связи, с чем целесообразна организация в структуре последних информационно-аналитической подсистемы.
Информационно-аналитическая подсистема (ИАП) должна обеспечить упорядоченное накопление, научно обоснованное обобщение и анализ сведений по различным направлениям и их защиту с выделением определяющих как положительных, так и отрицательных факторов, влияющих на защиту конфиденциальных сведений ПЭС, и на этой основе - выработку предложений по дальнейшему развитию и разрешению возникших ситуаций.
В качестве одного из вариантов функционирования информационно-аналитической подсистемы в структуре СЗ можно рассмотреть концепцию известного американского специалиста в области обеспечения безопасности А. Паттокоса, получившую название метода «OPSEC» (Operation Security) [14, 132]. По утверждению автора метода, «OPSEC» является эффективным средством сокрытия намерений, планов, мероприятий, технологий, позволяет постоянно быть «на шаг впереди противника», что в военной сфере означает устойчивое поддержание военного паритета государств, а возможно, и превосходства над потенциальным (вероятным) противником. Суть метода в том, чтобы пресечь, предотвратить или ограничить утечку той части информации, которая может дать конкуренту возможность узнать интересующие его сведения или «вычислить» действия СЗ, что позволит ему принять соответствующие меры и в результате опередить, «обыграть» СЗ.
Применение этой методологии для синтеза нового класса объектов — ИАП уровня ПЭС наталкивается на ряд принципиальных трудностей:
1. ПЭС относятся к классу сложных систем, для которых присущи [32] гибкая организационно-функциональная структура и непрерывное взаимодействие на рынке товаров и услуг с конкурентами на основе адаптивного управления технологическими процессами (а не на основе детерминированных алгоритмов), что обусловливает структурную сложность предложений ИАП, связанную со слабой предсказуемостью действий конкурентов, неопределенностью характеристик и условий конфликта.
Возникают проблемные вопросы, связанные с разработкой аналитической итерационной процедуры обоснования основных требований, определяющих облик ИАП уровня ПЭС и ее элементов.
2. Решение задач обеспечения конфликтно-устойчивого взаимодействия ПЭС с внешней средой осуществляется в широком пространственно-временном диапазоне, и оно основывается на парировании расширяющегося множества, прежде всего, организационных, организационно-технических и других способов противодействия со стороны конкурентов.
3. Большинство решений в ПЭС принимается в условиях ранее не встречающихся, жестких ограничениях во времени и высокой степени неопределенности, связанной как со случайным характером и неоднозначностью целей, критериев, способов действий и результатов последствий со стороны конкурентов.
4. Содержание и структура взаимодействия ПЭС с внешней средой связано с разрешением «конечных» конфликтов. Поэтому конфликтная устойчивость является определяющим свойством любой ПЭС, обеспечивающей возможность противостоять преднамеренному воздействию конкурентов. Существующие методы синтеза сложных систем вопросы обеспечения конфликтно-устойчивых действий ПЭС методами и средствами ИАП, как правило, не рассматривают.
В этих условиях актуальной становиться задача обеспечения конфликтно-устойчивого взаимодействия ПЭС с внешней средой и поддержание его на требуемом уровне эффективности. При этом специфика конкурентного взаимодействия ПЭС с внешней средой (широкий пространственно временной диапазон ресурсного взаимодействия, принятие управленческих решений в условиях лимитирования времени и неопределенности) должны быть определяющими при обосновании требований к облику ИАП уровня ПЭС.
Обозначенным выше проблемным вопросам и посвящено настоящее диссертационное исследование, которое выполнено в Воронежском институте высоких технологий в рамках госбюджетной НИР по теме «Моделирование информационных технологий; разработка и совершенствование методов и моделей управления, планирования и проектирования технических, технологических, экономических и социальных процессов и производств» (№ государственной регистрации 01.2005.2305).
Цель работы: разработать модели и алгоритмы синтеза информационно-аналитической подсистемы обеспечения с заданной эффективностью конфликтно-устойчивых действий ПЭС в условиях ресурсного взаимодействия с внешней средой.
Достижение цели предполагает решение следующих научных задач:
1. Разработать аналитическую процедуру обоснования основных требований, обеспечивающих облик ИАП с учетом специфики конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия ПЭС с внешней средой.
2. Провести моделирование обеспечения конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия ПЭС с внешней средой.
3. Разработать модели и алгоритмы принятия решений и оценки эффективности обеспечения конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия ПЭС с внешней средой.
4. Провести апробацию результатов работы и экспериментальные исследования на реальных примерах конфликтно-устойчивого взаимодействия ПЭС с внешней средой.
Методы исследования. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования базируются на использовании следующих методов и теорий: систем, множеств, выбора и распределения ресурсов, графов, векторной оптимизации, исследования операций, игр, конфликта, выбора и принятия решений, математического моделирования и программирования. Общей методологической основой являлся системный подход.
Научная новизна работы заключается в разработанных методах, моделях и алгоритмах обеспечения конфликтно-устойчивого взаимодействия ПЭС с внешней средой.
В работе получены следующие теоретические результаты, отличающиеся научной новизной:
1. Модели и алгоритмы формирования основных требований, определяющих облик информационно-аналитической подсистемы, которые, в отличие от известных, учитывают такие специфические особенности конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия ПЭС с внешней средой как пространственно-временной диапазон взаимодействия, принятие решения в условиях временного лимитирования и конфликтной неопределенности.
2. Модели и алгоритмы оценки устойчивости взаимодействия двух конкурирующих ПЭС за обладание ресурсом, позволяющее, в отличие от известных, определить значения особых точек на фазовой плоскости и область притяжения устойчивого положения равновесия, а также условия, при которых в допустимых пределах системы сохраняют устойчивое состояние.
3. Метод оценки эффективности обеспечения информационно-аналитической подсистемы, согласно которому, в отличие от известных, оценка проводится с учетом многофункционального характера ресурсного взаимодействия ПЭС с внешней средой по интегральному показателю «среднее количество выполненных задач в операции».
4. Модели и алгоритмы оценки эффективности обеспечения ИАП действий ПЭС, представленных, в отличие от известных, иерархической системой согласованных частных моделей, содержание которых определяется уровнем конфликта с учетом приоритетности его разрешения.
Достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертацию, обоснованы вычислительными экспериментами и математическими доказательствами. Они подтверждены расчетами и производственными экспериментами, многократной их проверкой и результатами внедрения в практику управления ИАП обеспечения конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия ПЭС с внешней средой.
Практическая значимость работы заключается в построенных инструментальных средствах в виде методов, предметных моделей и алгоритмов, ориентированных на построение человеко-машинных процедур принятия решений в задачах оценки ИАП обеспечения конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия ПЭС с внешней средой.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы внедрены на ООО «Компания Воронежский Технопарк» путем включения разработанных инструментальных средств в комплексные программы различного иерархического уровня управления ИАП обеспечения ресурсного взаимодействием ПЭС с внешней средой, а также в учебный процесс Воронежского института высоких технологий. Эффект от внедрения — социальный.
На защиту выносятся:
1. Модели и алгоритмы формирования основных требований, определяющих облик ИАП обеспечения конфликтно-устойчивых действий ПЭС.
2. Модели и алгоритмы оценки устойчивости взаимодействия двух конкурирующих ПЭС за обладание ресурсом.
3. Метод, модели и алгоритмы оценки эффективности ИАП обеспечения конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия ПЭС с внешней средой.
4. Результаты вычислительных экспериментов, их апробации в деятельности ПЭС.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2006); «Теория конфликта и ее приложения» (Воронеж, 2006); «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2007, 2008); «Сложные системы управления и менеджмент качества» (Старый Ос-кол, 2007); «Правосудие: история, теория, практика» (Воронеж, 2006); «Актуальные проблемы профессионального образования: подходы и перспективы» (Воронеж, 2007); «Социально-экономическое развитие России в условиях усиления глобализации» (Воронеж, 2008); «Охрана, безопасность и связь» (Воронеж, 2008); Отчетных научных конференциях ВИВТ (Воронеж, 2006, 2007).
Особенности построения моделей ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем
Моделирование взаимодействия ПЭС, при реализации каждой ресурсной задачи (РЗ) должна основываться на системном подходе, который требует иерархичности познания [113]: изучение ресурсных проблем для ПЭС вне связи этой системы с другими объектами; изучение данных вопросов с учетом того, что ПЭС является элементом более широкой системы и исследование указанных проблем, рассматривая ПЭС в совокупности с составляющими ее компонентами. Учитывая это, модель, описывающая процесс решения РЗ, следуя [193], должна отвечать следующим системным требованиям.
1. Процесс моделирования взаимодействия ПЭС не является изолированным. Он, как правило, включается в другие процессы (называемые его средой), инициируется и управляется процессами более высокого уровня.
2. В большинстве случаев моделирование взаимодействия ПЭС решается итеративным образом. На ранней стадии разработки относительно конкретных характеристик будущей модели принимаются решения, основанные на некоторых эвристических соображениях. На последней стадии полученные результаты ресурсного взаимодействия необходимо анализировать и оценивать. Если поставленные цели не достигаются, то эти решения должны быть соответствующим образом скорректированы.
Но вместе с тем такой подход является еще слишком общим, так как не учитывает важных особенностей процесса моделирования, наличие которых определяет специфику решения ресурсных задач.
При таком подходе к описанию процесса моделирования ПЭС категории (цели) характеризуют множество желаемых JJULJLF состояний системы, категория (ресурсы) - область допустимых решений, а категория (стратегии) 22 совокупность тех мероприятий, реализация которых обеспечит достижение поставленных перед системой целей при имеющихся ограничениях на ее ресурсы.
Учитывая, что решение рассматриваемой задачи заключается в формировании таких стратегий, реализация которых позволяет достичь всех поставленных перед системой целей при имеющихся ограничениях на ее ресурсы, исследуемые особенности должны отражать специфику преследуемых при этом целей и используемых для достижения этих целей ресурсов.
Исходя из вышесказанного, выделим четыре основные особенности, характерные для моделей взаимодействия ПЭС. Это - многоцелевой характер РЗ; многоальтернативность решений; открытость процесса моделирования; необходимость решения в рамках реализации общей ресурсной модели на двух уровнях, обеспечивающих жизненный цикл ПЭС: синтеза и функционирования.
При моделировании взаимодействия ПЭС, как правило, преследуется множество разных целей. Такие многоцелевые задачи достаточно сложны в реализации [155]. Однако трудности, возникающие при этом, определяются не столько количеством данных целей, сколько особенностями формулирования каждой из них. Проблема здесь заключается в том, что в математике не существует строгой формализации понятия «целей», поэтому в многоцелевых задачах ЛПР может формулировать их в достаточно произвольном виде. Это не позволяет ЛПР в «чистом виде» решать проблемы многоцелевой оптимизации, так как в этом случае ему бывает трудно формировать множество конфликтующих вариантов из-за невозможности соизмерения различных целей. Поэтому подобные задачи сводятся к задачам векторной оптимизации. При этом нередко для описания одной цели используется несколько критериев оптимизации и между данной целью и ними наблюдается сложное взаимодействие.
Процесс решения многокритериальной РЗ, также как и любой другой задачи векторной оптимизации, условно можно разбить на два этапа [28, 64]: формирование парето-оптимального множества и выбор из этого множества наиболее предпочтительного варианта.
Теоретико-множественное представление взаимодействия производственно-экономической системы в условиях ресурсного конфликта
При исследовании взаимодействия ПЭС (далее — системы) в условиях рынка может возникнуть ситуация, когда некоторые системы S, и S , в процессе достижения своих локальных целей соответственно W, и Wj, взаимодействуя в некотором окружении S (S - система) с общей целью W, вступают между собой в конфликт из-за одного вида ресурса, обладающего некоторой совокупностью свойств (признаков) Z = {z;}, і єр, где р - число признаков ресурса, которыми он обладает [165, 166, 176]. Такие вопросы возникают в результате установления связей между элементами множества системы S = {Sj}, j є k, где k — число систем, вступающих в конфликт; выявление того, какие из них нужно, а какие нельзя рассматривать связанными отношениями относительно свойств ресурса, из-за которых возник конфликт. Пусть S - конечное множество систем, вступающих в конфликт, и Z 54 множество всех возможных свойств (признаков) ресурса, из-за которого возник конфликт. Установим теперь соответствие: a,: S — Z, сопоставляющее каждой системе из S все те признаки ресурса из Z, которыми он обладает. Наоборот, любое соответствие а2: S — Z можно содержательно интерпретировать как присвоение некоторым системам (элементам множества S) некоторых признаков ресурса (элементов из множества Z).
Строгое понятие «соответствие» позволяет придать смысл выражению «иметь признаки». В [149] показано, что всякое всюду определенное на S соответствие 0Cj задает на множестве S отношение толерантности, определяемое как совпадение хотя бы одного признака. Обобщая вышесказанное на случай ресурсного конфликта систем, отметим, что системы в соответствии со своими локальными целями вступают в конфликт между собой, если их интересы совпадают хотя бы из-за одного признака ресурса.
В общем случае элементы множества Z свойств ресурса могут рассматриваться как названия «имени» свойств, а подмножество А как «модели» этих свойств. Семейство подмножеств множества S., удовлетворяющее (2.1), называется покрытием множества объектов [117]. Обратно, если дано покрытие (2.1) множества S, то А, можно рассматривать как свойство «система, вступающая в ресурсный конфликт с другими системами, принадлежит множеству А, с именем і». В этом смысле существует взаимнооднозначное соответствие между семействами свойств и покрытий.
Все это порождает очень важный механизм процедуры ресурсного конфликта между системами. Именно будем говорить, что две системы из S, вступающих в конфликт, имеют сходные цели, если их достижение направлено на обладание общего свойства ресурса, из-за которого возникает конфликт. Формально это понятие сходства целей систем, вступающих в конфликт, относительно свойств ресурса из Z, из-за которого возник конфликт, можно описать следующим образом.
Отношение R — рефлексивное и симметричное, то есть толерантное. Такие отношения называются отношениями сходства [117]. Там же показано, что определенное согласно (2.2) отношение сходства не обязательно должно быть транзитивным и в том случае отношения сходства дают описание похожести, эквивалентное описанию с использованием понятия покрытия. А именно, для любого данного отношения сходства существует покрытие, которое по условию (2.2) порождает это отношение.
Обобщая, можно сделать вывод, что решение проблемы выделения ядра (класса) ресурсного конфликта между системами можно считать эквивалентным идентификации функции, которая отображает структуру подобия свойств ресурса, из-за которых возник конфликт, определенную на конечном множестве систем, вступающих в конфликт, в разбиении этого конечного множества систем на ядра конфликта. Понятие ядра конфликта между системами, вступающими в ресурсный конфликт, опирается на структуру подобия целей систем относительно свойств ресурса, из-за которого возник конфликт и не зависит ни от каких соображений относительно природы множества систем.
Дадим теперь формальную характеристику ядра конфликта между системами из-за одного вида ресурса [160]. Пусть S - конечное множество систем, вступающих в ресурсный конфликт, а А - подмножество систем из S, имеющих подобные цели относительно свойств ресурса, из-за которого возник конфликт. Пусть R бинарное отношение на S, называемое отношением подобия. Если (Sj,S2)eR, то будем говорить, что системаЗ,, вступающая в ресурсный конфликт с системой S2, имеет с системой S2 подобные цели относительно свойств ресурса, из-за которого возник конфликт. В остальных случаях будем говорить, что система S, не подобна S2 или отлична от S2.
Определение 2.1. Множество AcS называются ядром (классом) конфликта в (S,R), если любые две его системы S, и S2 имеют подобные цели относительно свойств ресурса, из-за которого возник конфликт, т.е. для них выполняется соотношение S, R S2. Теорема 2.1. Для того чтобы, S, и S2, вступающие в конфликт, имели подобные цели относительно свойств ресурса, из-за которого возник конфликт, т.е. для них выполнялось соотношение S, R S2, необходимо и достаточно, чтобы существовало ядро конфликта А, содержащее обе эти системы. Доказательство. Если системы S, и S2 лежат в ядре конфликта А, то по определению А выполнено соотношение Sj RS2. Если S, RS2, то множество {S,,S2} само образует ядро конфликта, так как, кроме исходного соотношения, выполнено также соотношение S, R S,, S2 R S2, S2 R S,. Определение 2.2. Множество А є S называется ядром (классом) конфликта в (S,R), если А есть максимальный класс конфликта. Это значит, что любое А є А, уже не является ядром конфликта. Или, иначе, для всякой системы S, є S3, не входящей в А, существует система А є S,, не толерантная к S3, т.е. не связанная соотношением S, R S3.
Стационарные условия устойчивого ресурсного взаимодействия производственно-экономической системы с внешней средой
Условие 1) показывает, что в отсутствие ресурса на входе S. функционировать не будет. Условие 2) соответствует функционированию S. при неограниченности объемов ресурсов. Условие 3) показывает, что в условиях ограниченности ресурсов возможен оптимальный выбор и распределение ресурсов между Sj, при котором они будут устойчиво функционировать.
Тогда, необходимым условием существования ресурсного равновесия между Sj, при котором они могут устойчиво функционировать, является условие, когда все виды ресурсов, поступающие на вход S., отличны от нуля. Достаточные условия определяются конкретным видом функции f (D). Тогда для каждой Sj, зная их ресурсные потребности Ki = D /Dj5 Kj є [0,l], при которых они могут устойчиво функционировать, можно определить пространство лимитирования. Пересечение областей лимитирования S. по каждому виду ресурса D; дает подобласть и определит их ресурсные взаимодействия, классификация типов которых приведена в [10]. Зависимость J(D) можно представить в виде:
Такое представление механизма распределения ресурсов является следствием рассмотрения S. с позиции систем с лимитирующими факторами (Л-систем), т.е. в условиях ограниченности ресурсов.
Из этого следует, что для устойчивого функционирования систем на рынке в условиях ограниченности ресурсов необходимо соблюдение COOT 94 ветствия между коэффициентами Кір которое не может превышать условия нормировки, определяемые механизмом распределения ресурсов 0(D) .
Условия (3.15) облегчают анализ стационарных режимов функционирования систем на рынке, так как в окрестности стационарной точки устойчивого ресурсного взаимодействия Sj можно пользоваться линейной зависимостью функции (3.13). Будем называть S. ресурсно-совместимыми, если их ресурсные характеристики допускают положительное нетривиальное положение равновесия, определяемое из (3.15), и это стационарное состояние устойчиво, т.е. существует некоторая область множества ресурсов (DJ,...,D), при которой системы устойчиво функционируют.
Условие (3.20) можно определить свойствами матрицы В [1]: для ресурсной совместимости Sj необходимо и достаточно, чтобы при ограничениях (3.18) максимальные элементы квадратичной (2x2) — матрицы В лежали в разных строках. Сделанное предположение для (2x2) - матрице В легко может быть обобщено для многомерного случая.
Легко доказывается, что для существования нетривиального равновесия достаточно, чтобы как максимальные, так и минимальные элементы каждого столбца матрицы В лежали в разных строках. Последнее требование в реальных системах недостаточно, хотя во многих случаях необходимо. В общем случае для произвольного числа систем и видов ресурса можно указать только достаточные условия положительности решения системы (3.21). Для этого воспользуемся следующими достаточными условиями положительности определителей. 1. Критерий Брауэра [2, 120].
В имеет положительный определитель, если ее диагональные элементы положительны и произведение двух любых диагональных элементов превосходит произведение двух сумм недиагональных элементов соответствующих столбцов (строк). Если j-ый столбец совпадает с единичным столбцом, то (3.23) примет вид [2].
Изложенные выше условия положительности решения системы линейных уравнений могут быть применены для определения стационарного состояния систем, причем условия существования нетривиального их равновесия определяется только квадратичной матрицей В =
Для реальных условий интерес вызывает ситуация, когда m n, причем обычно m n. В этом случае имеет место прямоугольная (mxn) — мат рица В, из которой можно получить несколько действительных квадратичных (пхп) - матриц В. Это означает, что возможно несколько исходов ресурсного взаимодействия Si в зависимости от количественного соотношения множества ресурсов на рынке. Наличие п лимитирующих факторов допускает ресурсную совместимость m систем. Тогда критерий минимизации суммы коэффициентов использования ресурсов Sj5 т.е.
В общем случае при известных потоках ресурсов на рынке могут быть отобраны п возможных групп S., определяя тем самым условия исхода ресурсного взаимодействия. Среди каждой из групп п ресурсно-совместимых систем найдутся такие, у которых сумма коэффициентов использования ресурсов меньше, чем у любой другой группы, и такие, сумма данных коэффициентов которых больше, чем у любой другой группы. Тогда, для каждой группы существует в пространстве ресурсов {Dp...,Dn} их ресурсная область, присущая данной группе. Ограничений (3.18) было бы достаточно для ресурсной совместимости і-й и j-й групп систем, если бы одни они участвовали в использовании ресурсов. Присутствие же оставшихся (k = m-n) систем усложняет устойчивое функционирование данной n-й группы.
Модели и алгоритмы оценки эффективности конфликтно-устойчивого функционирования производственно-экономических систем
При синтезе ИАП актуальной является задача обеспечения заданной эффективности функционирования ПЭС {А} (далее — А) на всех стадиях жизненного цикла. Для исследования этого требуется разработка математической модели функционирования ПЭС в условиях использования эффективных действий ИАП, эффект применения который состоит в информационном воздействии но источники добывания информации управляющей, информационной и исполнительных подсистем ПЭС {в} (далее - В) на различных периодах конфликта для неустановившегося, периодического и стохастического процесса конфликта противодействующих сторон. Система В для обеспечения своих действий симметрично использует ИАП, состоящую из: подсистемы управления (ПУ); подсистемы конкурентной разведки (ПСР), использующей совокупность различного типа средств разведки (СР) для добывания информации о конкуренте; исполнительной подсистемы (ИПС), использующей элементы для применения средств воздействия (АСВ) на элементы системы А.
Постановка задачи. Состав и структуру рассматриваемой системы А представим в виде совокупности N элементов различного целевого назначения: Nj - исполнительных (ИЭ), N2 - обеспечивающих (ОЭ) и N3 - управ j ляющих(УЭ), N = ] ]N., j = l,J (например, J = 3).
Система А функционирует в конфликте в течение времени Т, состоящего из К этапов. Каждый период включает этапы получения информации и принятия решения на применение ИЭ и ОЭ (функционируют УЭ), обеспечения применения ИЭ (функционируют ОЭ), реализации действий по снижению эффективности применения средств ПСР и ИПС ПЭС{в} (функционируют ИЭ и ИАП) и смену при необходимости месторасположения (участвуют УЭ, ОЭ и ИЭ) ПЭС.
На всех этих этапах эффективному функционированию системы А противодействует система В, состоящая из двух последовательно функционирующих подсистем. Первая подсистема - ПСР производит с помощью Z средств разведки вскрытие (обнаружение и распознавание) элементов системы А с вероятностями p,j у = 1, Jj и передает эти данные на ИПС, которая, в свою очередь, осуществляет распределение АСВ по вскрытым элементам системы А согласно их места и роли (функциональному назначению) в структуре системы. На основе использования информации от средств ПСР ИПС производит применение АСВ по вскрытым элементам системы А, которое приводит к нарушению их работоспособности с вероятностью p2j (j = 1, J J и снижению эффективности системы А. ИПС, обладая ограниченным количеством Y АСВ, стремится так их распределить по К периодам (k = l,Kj, функционирования Yk и на ykj элементы j-ro типа, чтобы свести к минимуму эффективность выполнения задач системой А за все время Т.
Используемый показатель эффективности фактически отражает все основные особенности функционирования системы А в условиях конфликта, являясь функцией периодов функционирования, начального состояния и распределения по периодам Y ИЭ, переводящих ее в каждом периоде из состояния As(k) в любое Am(k) состояние, что приводит к ветвящемуся затухающему стохастическому процессу функционирования системы А.
Нахождение оптимального распределения АСВ системы В для каждого і-го варианта ИАП осуществляется методом стохастического динамического программирования [15].
Модель (4.13) - (4.14) предназначена для определения значения показателя эффективности функционирования системы А как функции параметров состава (N = N, + N2 + N3), производительности f (Am(k)) на каждом периоде, времени Т работы, количества периодов функционирования К, а также вариантов ИАП (ресурсов информационного противодействия различного назначения) для снижения значений основных параметров системы В — вероятности вскрытия рг (і) ПСР и вероятности нарушения работоспособности p2j(i) АСВ ИПС. Поэтому для упрощения дальнейших исследований, при формировании вариантов ИАП и выбора из них лучшего, решение рекуррентных уравнений (4.13) при ограничениях (4.10) и (4.14) целесообразно осуществить в виде, удобном для анализа полученных результатов.
Исходя из этого определим алгоритм расчета показателя эффективности функционирования системы А в условиях применения і-го варианта ИАП.
Таким образом, применительно к сформулированной цели разработана модель динамического конфликта противоборствующих ПЭС при применении для обеспечения конфликтно-устойчивых действий ИАП. Модель разработана на основе методов оптимального распределения ресурсов и стохастического динамического программирования применительно к широкому классу задач для различных значений периодов конфликтного взаимодействия, параметров начального состояния и вариантов противодействия.
Цель применения ИАП основываются на снижении возможностей информационных средств (ИС) получения информации и управления элементами ПЭС {в}, которые определяют систему взаимосвязанных по целям и способам их реализации задач информационного воздействия (ИВ). Их обоснование осуществляется на основе: - важности ИС - объектов ИВ, определяемой возможностями по ин 137 формационной защите объектов (элементов) ПЭС и управлению средствами пэс{в} при решении задач ИВ ресурсами обеспечивающих и исполнительных элементов (ОЭ, ИЭ), их количеством и распределением по этапам диапазона условий применения (ДУЛ); - возможности реализации задач ИВ на основе существующих и перспективных средств и методов длительного (активного) и (или) кратковременного (дискретного) ИВ, связанных с эффективностью и пространственно-временными ограничениями на их применение; - возможностей по использованию комплексов (классов) длительного и кратковременного ИВ на ИС и по структурно-функциональному взаимодействию с элементами ПЭС.
Состав комплексов информационного воздействия (КИВ) и их количество, необходимый для выполнения задач ИАП, учитывает качественно-количественные характеристики условий обеспечения выполнения ПЭС поставленных задач.
Похожие диссертации на Модели конфликтно-устойчивого ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем с внешней средой
