автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Информационная поддержка принятия решений при оперативном управлении оказанием услуг с применением технологий распределённого искусственного интеллекта

003448842 На правах рукописи

БОГДАНОВА Диана Радиковна

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДД ЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ОПЕРАТИВНОМ УПРАВЛЕНИИ ОКАЗАНИЕМ УСЛУГ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ РАСПРЕДЕЛЁННОГО ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

Автореферат диссертация па соискание ученой степени кандидата технических наук

7 6 ОКТ 2008

Уфа 2008

003448842

Работа выполнена в Уфимском государственном авиационном техническом университете на кафедре вычислительной математики и кибернетики

Научный руководитель д-р техн. наук, проф.

Юсупова Нафиса Исламовна

Официальные оппоненты Д"Р экон - наУк. проф.

Гайнанов Дамир Ахнафович

Защита диссертации состоится 31.^0.2008 г. ^асов на заседании диссертационного совета Д-212.288.03 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000,Уфа-центр, ул. К.Маркса,12

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке университета

канд. техн. паук, доцент Туктарова Лейла Робертовна

Ведущая организация Институт систем информатики

им. А.П. Ершова СО РАН

Автореферат разослан 2.7.0} .2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р техн. наук, проф.

В.В. Миронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность темы

В ходе становления постивдустриальной экономики резко возрастает актуальность проблематики сферы услуг как системообразующего сектора хозяйства, решающего важные социальные задачи. Областью исследования в работе является индустрия здоровья и красоты, определяющая качество здоровья нации. Ранее, когда на рынке услуг спрос превышал предложение и господствовал госзаказ, основным конкурентным преимуществом было расширение предложения. В условиях конкуренции и насыщения рынка на первый план выходит клиент-ориентированный маркетинг, направленный на такие стратегические цели, как приобретение новых и снижение оттока клиентов, повышение прибыли. Происходящие процессы обуславливают необходимость поиска и внедрения новых информационных технологий для эффективного управления процессом оказания услуг, направленным на учет и удовлетворение потребностей и предпочтений клиентов.

Социально-экономические аспекты управления услугами были рассмотрены в работах К. Хаксевера, Б Рендера, Р. Рассела, Р. Мердика, Т. Питерса, Р. Уотер-мена, Н.В. Егорпшна, В.А. Жамина, Н.Г. Истошина, В.Т. Кочмола, П.И. Калью, И.А. Тогуиова, А.И. Китова и др. Вопросу создания экспертных и автоматизированных систем управления в индустрии здоровья и красоты посвящены труды Б. Кёних-Риз, А. Хильберта, В.А. Виттиха, Д.Д. Бенедиктова, Л.Ф. Ведмедепко, О.Б. Скобелева, В.Б. Тарасова, P.M. Хвастунова, Б.Г. Ильясова, И.Л. Исмагиловой, Л.Я. Бухарбаевой и др. Однако, в силу сложности проблемы, многие вопросы остаются открытыми. В настоящий момент одним из таких вопросов является повышение эффективности оказания услуг за счет поддержки принятия решений при оперативном управлении этим процессом.

Объектом исследования является оперативное управление оказанием услуг на предприятиях индустрии здоровья и красоты.

Предметом исследоваиня является поддержка принятия решений при оперативном управлении оказанием услуг на предприятиях индустрии здоровья и красоты.

Цель диссертационной работы состоит в исследовании и разработке методов и алгоритмов решения задачи информационной поддержки принятия решений при оперативном управлении оказанием услуг, учитывающем индивидуальные предпочтения и особенности потребителей на предприятиях индустрии здоровья и красоты (ПрИЗК), на основе применения технологий распределённого искусственного интеллекта для повышения эффективности оказания услуг.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать концептуальный подход к оперативному управлению оказанием услуг на ПрИЗК, направленный на повышение эффективности этого процесса.

2. Разработать математическое обеспечение для назначения и планировали] оказания услуг.

3. Разработать метод интеллектуальной поддержки принятия управление ских решений при планировании оказания услуг, для реализации предложенной подхода.

4. Разработать информационное и алгоритмическое обеспечения для реали зации предложенного подхода.

5. Разработать программное обеспечение для поддержки принятия решеган при оперативном управлении оказанием услуг на ПрИЗК.

6. Исследовать эффективность разработанных методов и алгоритмов.

Методы исследований. В работе использовались методы общей теории систем и системного анализа, методы теории управления и методология системногс моделирования, методы теории игр и принятия решений, динамического и комби наторного программирования, технологии распределенного искусственного интеллекта, теории сложности решения задач.

На защиту выносятся:

1. Концептуальный подход к оперативному управлению оказанием услуг не ПрИЗК.

2. Математическое обеспечение для назначения и планирования оказали*

услуг.

3. Метод интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений при планировании оказания услуг.

4. Информационное и алгоритмическое обеспечение для реализации предложенного подхода.

5. Программное обеспечение для поддержки принятия решений при оперативном управлении оказания услуг на ПрИЗК.

6. Методика и результаты анализа эффективности разработанных методов в алгоритмов.

Научная новизна результатов диссертационного исследования:

1. Концептуальный подход к оперативному управлению оказанием услуг на ПрИЗК, основан, в отличие от известных, на комплексе моделей предметной области, а также на схеме адаптивного управления идентификационного типа, включающей блоки оценивания, назначения и планирования, выработки управленческих решений, с использованием онтологической базы знаний.

2. Математическое обеспечение назначения и планирования оказания услуг, в отличие от известных, основано на:

• математической модели задачи назначения услуг клиентам, сформулированной в терминах динамического программирования, опирающейся на экономические аспекты оказания услуг;

• математической модели планирования оказания услуг, сформулированой в терминах теории игр с непротивоположными интересами, как игра с согласованным вектором интересов с запрещенными ситуациями, и позволяет учитывать

формализованные технологические особенности процесса оказания услуг, индивидуальные предпочтения клиентов, а также общие для всех участников процесса оказания услуг критерии эффективности.

3. Метод интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений, в отличие от известных, основан на:

• итерационном процессе адаптивного планирования и выработки возможных управленческих решений;

• правилах выработки управленческих решений, с применением сформулированных экономических критериев качества разработанного плана;

• методе многоагентного планирования, использующем агентнуго парадигму искусственного интеллекта и принципы самоорганизационного управления, который естественным образом учитывает специфику предложенной модели планирования оказания услуг, сформулированной в терминах теории игр, опираясь на свойства интеллектуального агента и возможности агенгной платформы,

что составляет теоретическую основу для реализации предлагаемого подхода.

4. Информационное и алгоритмическое обеспечение системы поддержки принятия решений, в отличие от известных, включает в себя:

• онтологическую базу знаний, содержащую формализованные особенности технологического процесса оказания услуг и представленную на языке веб-онтологий OWLDL;

• алгоритм выработки управленческих решений, основанный на предложенном методе интеллектуальной поддержки принятия решений, использующий правила принятия решений, хранящиеся в базе знаний системы;

• алгоритм взаимодействия интеллектуальных агентов, реализующий «человеческие эвристики», в котором вся специфика работы ПрИЗК вынесена в базу знаний; обеспечивает поддержку принятия управленческих решений на ПрИЗК, на основе предложенного подхода.

5. Программное обеспечение поддержки принятия решений при оперативном управлении оказания услуг на ПрИЗК в виде прототипа системы ППР, включающего:

• модули регистрации, учета и назначения комплексных услуг клиентам ПрИЗК, на примере санаторно-курортного учреждения (СКУ), реализованные в виде конфигурации 1С: Предприятие;

• интеллектуальный модуль оперативного планирования оказания комплексных услуг на базе агентной платформы JADE в среде JAVA и онтологической базы знаний на языке OWL DL,

новизна которого, в отличие от известных, состоит в использовании разработанных моделей и методов.

Практическую ценность имеют следующие полученные результаты:

1. Предложенный подход к оперативному управлению оказанием услуг, по зволяет в полной мере учесть специфику ПрИЗК, что приводит к повышению эф фективности оперативного управления.

2. Информационное обеспечения для реализации предложенного подхода, j виде базы знаний на языке OWL DL, позволяет в едином унифицированном вид( описывать технологические особенности процесса оказания услуг и индивидуаль ные предпочтения клиентов, что делает возможным вынесение семантики поведе ния агентов из вычислительного модуля системы.

3. Разработанное алгоритмическое обеспечение составляет основу для раз работки программного обеспечения системы поддержки принятия решений, кото рое, в свою очередь, реализует предложенный подход.

4. Разработанное программное обеспечение обладает естественным паралле лизмом, позволяет наиболее эффективно использовать доступные ресурсы ло кальной вычислительной сети организации, а также приводит к более полному за действовашпо производственных ресурсов организации, уменьшению просто} оборудования, что, в свою очередь, способствует увеличению объема оказывав мых услуг и приносит конкурентные преимущества предприятию.

5. Методика анализа эффективности разработанных методов и алгоритмо! позволяет оценивать эффективность агентной реализации задачи оперативной планирования на ПрИЗК и рационально использовать ресурсы вычислительно! среды при различных сетевых постановках. Результаты анализа подтверждают ра ботоспособность и эффективность предложенного подхода.

Внедрение результатов работы в виде математического, алгоритмического i программного обеспечения поддержки принятия управленческих решений npi оперативном управлении оказанием услуг осуществлено в ряде предприятий ин дустрии здоровья и красоты г. Уфы и Республики Башкортостан (санатории, ле чебно-профилактические учреждения, салоны красоты и фитнес-клубы), а так же i учебный процесс УГАТУ.

Связь с научными программами. Исследования проводились в рамка? грантов РФФИ №08-07-00495-а «Технологии распределённого искусственного интеллекта при поддержке принятия решений в задачах календарного планирования» (2008-2010гг.) и № 06-07-89228-а «Система поддержки коммуникативны? процессов при выполнении проектов фундаментальных исследований сложны? систем на основе интеллектуальных мультиагентов» (2006-2008 гг.), НИР № ИФ-ВК-01-08-03 по теме «Исследование и разработка интеллектуальных технологи? поддержки принятия решений и управления на основе инженерии знаний».а также НИР по договору № ИФ-ВК-18-07-ХГ между УГАТУ и ГУЛ Санаторий «Зелена! роща», г. Уфа.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях: 7-й -10-й Международных конференциях «Компьютерные науки и информационные

технологии» (CSIT) (Россия, Уфа-Ассы, 2005; Германия, Карлсруэ, 2006; Россия, Уфа-Красноусольск, 2007; Турция, Анталия, 2008 ); 11-й - 13-й Байкальских Всероссийских конференциях с международным участием «Информационные и математические технологии в научных исследованиях» (Иркутск - Аршан, 2006, Иркутск-Байкал, 2007,2008); Конференций-конкурсов «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Новосибирск, 2006, 2007); Казанской школе по компьютерной и когнитивной лингвистике TEL-2006 (Казань, 2006); XXXTV Международной конференции «Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2007); VIII Симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Сочи - Адлер, 2007).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 13 статьях, в том числе 4 - в рецензируемых журналах из списка ВАК, в двух депонированных рукописях и двух зарегистрированных программ для ЭВМ.

Автор благодарит канд.техн.наук, доцента кафедры ВМиК УГАТУ Попова Дениса Владимировича за консультации по вопросам поддержки принятия решений и разработки распределенных интеллектуальных систем.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 160 с. машинописного текста, включая 50 рисунков, 11 таблиц и список литературы из 113 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении кратко обоснована актуальность выбора темы, сформулированы цели и задачи исследования, методологический аппарат диссертации, определены научная значимость и практическая ценность полученных результатов.

Первая глава «Анализ проблем предоставления услуг на ПрИЗК» посвящена комплексному исследованию проблем управления процессом оказания услуг на предприятиях указанного выше типа. Установлено что в настоящее время в процессе предоставления услуг в индустрии здоровья и красоты возникает ряд проблем, таких как: отсутствие комплексной информационной системы, интегрирующей предоставление услуг, высокая размерность данных исключает применение точных методов составления планов; существующие методы составления планов не учитывают специфику оказания услуг населению. Также проведен анализ существующих программных средств автоматизации в индустрии здоровья и красоты. К недостаткам рассмотренных систем, таких как ПК "РЕГИСТРАТУРА", ИС "СТАЦИОНАР", «Санаторно-курортный комплекс», ред. 3.0, ПК «RehaBase» и д.р., можно отнести следующее: отсутствие функции составления плана оказания услуг; относительно высокая стоимость; отсутствие интеграции с другими системами учета и анализа финансово-хозяйственной деятельности организации. В результате анализа моделей и методов поддержки принятия решений и составления планов, можно сделать вывод о том, что современный математический аппарат, используемый для выбора альтернативы, требует от ЛПР достаточно высокой ма-

тематической квалификации, которой, как правило, не отвечает персонал в индустрии здоровья и красоты. Также анализ показал, что методы принятия решений имеют определенную зависимость от предметной области, поэтому существует необходимость создания специализированной системы поддержки принятия решений (ППР), которая бы ориентировалась на ПрИЗК. Проведенный маркетинговый анализ поведения потребителей, на основе анкетирования, репрезентативной группы потенциальных клиентов ПрИЗК показал, что для большинства респондентов, по сравнению с традиционными критериями выбора на основе цены и места расположения, па первое место выходит учет индивидуальных предпочтений. Следовательно, для повышения эффективности оказания услуг необходимо разработать методы и алгоритмы информационной поддержки принятия решени£ при оперативном управлении оказания услуг на ПрИЗК с учетом индивидальны? предпочтений потребителей, а также специальный программный комплекс ППР с применением технологий искусственного интеллекта, обладающие достаточнс дружественным интерфейсом.

Во второй главе «Разработка подхода к ППР при оказании услуг Hi ПрИЗК» разработан концептуальный подход к оперативному управлению ж ПрИЗК при планировании процесса оказания услуг, состоящая из адаптивной системы управления и системы моделей предметной области ПрИЗК, которая позво ляет выявить факторы, влияющие на объект управления. Система разработанньс моделей предметной области позволила провести детальный анализ процесса ока зания услуг как сложной системы с выявлением основных элементов и связей между ними.

В работе детально рассмотрен процесс оказания услуг в индустрии здоровы и красоты. Основные действующие лица в процессе оказания услуг: потребитеш услуг и распорядитель. Потребитель обращается в организацию имея определен ные цели и индивидуальные предпочтения, характеризуясь физиологическим! особенностями, статусом и финансовыми возможностями. Находясь в диалоге ( распорядителем, который, в свою очередь, имеет знания о предоставляемых услу гах в организации, опыт и обладает компетенцией относительно удовлетворении целей и потребностей клиентов, перед которым стоит задача повышению эффек тивности оказания услуг, назначается из набора типовых услуг оказываемых орга низацией комплексная услуга, удовлетворяющая целям клиента. Другими слова ми, комплексная услуга - это отражение целей клиента на множестве типовых ус луг, оказываемых организацией.

Управляемыми переменными в процессе оказания услуг при оперативно!, управлении со стороны потребителя выступают переменные, описывающие же лаемое состояние клиента, а со стороны услуги - временные периоды доступностт услуги, информация о механизме оказания услуг. Неуправляемыми переменным! при оперативном управлении являться со стороны клиента - начало и окончашп времени возможного потребления услуг, исходное состояние и физиологически! особенности, финансовые возможности, статус клиента, со стороны услуги - ме

стоположение услуги, потребляемые ресурсы, природная среда, история оказания услуг, требования технологического процесса и факторы производственной среды. Параметрами эффективности являются: со стороны потребителя - субъективное восприятие услуг и предпочтения, со стороны услуги - критерии качества и субъективное восприятие услуги клиентом.

Схема С1ктсмь^опефэттапого_у^1м тарисЛ.

^ Подсистема адаптации

Блок выработки управленческих решений

^—Расчетные показатели—

Блок оценивания

Правила принятия решений Выработанные управленческие

-решении

Технологические' ограшгчения и параметры

Блок назначения и планирования

71-

Критерии эффективности

с 1

ш Варианты управленческих решений —I" и соответствующие им станы

-Рабочие плены

Регулятор ЛПР

Управляющее воздействие с -реализующим его-утеерждёнкым планом

Объект оперативного управления на ПрИЗК: процесс оказания услуг

-Фактическое исполнение плана—

•е

Рисунок 1. Схема системы оперативного управления на ПрИЗК

За основу схемы взята модель адаптивной системы управления идентификационного типа. Схема включает: подсистему адаптации, состоящий из блоков оценки и анализа, выработки управленческих решений, базы знаний и блока планирования, а также основного контура управления, включающего регулятор и объект управления. Объектом управления в системе является процесс оказания услуг на ПрИЗК. Первыми этапами работы системы является сбор информации о состоянии объекта управления, затем запускается подсистема адаптации. Составляется рабочий план, после чего в работу системы управления включается блок оценивания. План оценивается с точки зрения экономических критериев качества. Затем готовое расписание вместе с экономической оценкой попадает в блок выработки управленческих решений. На этом этапе на основе экономической оценки выдается возможное управленческое решение из базы знаний системы. Разработанное управленческое решение направляется в блок назначения и планирования, где на его основе разрабатывается новый рабочий план, наиболее отражающий экономическую ситуацию на ПрИЗК, после чего процесс работы подсистемы адаптации повторяется. После завершения работы подсистемы адаптации, лицу, принимающему решение (ЛПР), подаются варианты управленческих решений с

s

соответствующими планами. После утверждения управленческого решения, соответствующий ему план передаются на выполнение в объект управления. Так Ж£ сформулированы требования к задаче оперативного планирования оказания ycnyï на ПрИЗК, показывающие необходимость ее формализации в терминах теории игр. Разработан подход к решению задачи составления плана оказания услуг клиентам, основанный на агентных технологиях, который естественным образом учитывает специфику задачи оперативного планирования, сформулированной в тер минах теории игр, обладает естественным параллелизмом, позволяет наиболеб эффективно использовать доступные ресурсы локальной вычислительной сети ор гагшзапии.

В третьей главе «Разработка моделей и методов решения задачи оператив ного управления процессом оказания услуг на ПрИЗК», предложен метод назна чения типовых услуг, опирающийся на математическую модель этого процесса, i алгоритм решения, учитывающий экономические аспекты оказания услуг, позво ляющий улучшить экономическую обоснованность цен, что дает конкурентны! преимущества предприятию на рынке.

Разработана математическая модель задачи составления плана оказания ус луг клиентам, которая учитывает формализованные технологические ограничения накладываемые на этот процесс, индивидуальные критерии эффективности клиен тов, а также общие для всех участников процесса оказания услуг критерии эффех тивности.

Обозначим: А - множество клиентов, \А\ =п, С - множество оказываемых н: предприятии типовых услуг, \С\=т Каждое событие «Оказание типовой услуги: характеризуется индексами: i — номер клиента; j — номер назначенной услуги; d -конкретная дата. J® - множество услут упорядоченное по времени оказания, на значенных клиенту / на день d; Ij -множество клиентов, которым назначена ус луга у в день d\ dtl - дата обращения клиента i, da - дата окончания работы с кли ентом i, к- номер единицы оборудования. Пусть, tljt - момент начала оказания ус луги j клиенту i на оборудовании к, - время оказания клиенту i услуги j, t'ir вре мя отдыха до оказания клиенту i услуги j, t"f- время отдыха после оказания клиен ту i услуги j. Требуется составить план оказания услуг на ПрИЗК удовлетворяю щий индивидуальным предпочтениям клиентов и технологическому процессу, . также критериям экономической эффективности, оценка которых производитьс группой экспертов.

Введем ограничения. Услугу j одновременно может получать только ода клиент:

-w -m -W -(d) -ш -w -m -Ы)

t^t-ti^k > если t>,jk > tujk, или t,jk - tijk 2.t,j если tVk S (1

где 'i, 'z такие, что , е А,

, (2)и(3)

[4; +/, ¿г;,"1

где >' и '' - начало и конец рабочего дня с1 для оказания услуги _/, соответственно.

Согласно ограничению (2), услуги должны выполняться последовательно с учетом времени отдыха. Согласно ограничению (3), услуги отпускаются в соответствии с графиком работы специалистов оказывающих услуги.

Сформулируем ограничения, накладываемые технологическим процессом оказания услуг. Пусть Р - множество услуг, которые могут быть назначены клиенту и где р е Р - услуга; <р: ~ существует отображение множества услуг Р в упорядоченное множество ^(ф. Ограничения, накладываемые на услуги клиента /', представим как отношения на множестве услуг Р:

1) Отношение непосредственного следования - услуга р' должна назначаться сразу за услугой р:

С1={(р,р')\]*1Л<1), (/+1)е/,(</), <р-'и) = Р, +

Например, для салона красоты после оказания услуги «покраска волос» должна следовать услуга «мытье головы».

2) Отношение следования - услуга р' должна назначаться после услуги р\

С1={(р,р')|;е/,(</), Уе/,(</), <р-\Я = р, <р'\У)^р\)<Г}

Например, в санаторно-курортном учреждении после «водной растяжки» должна идти услуга «одеть корсет», а спустя какое-то время «снять корсет».

3) Отношение несовместимости - услуги р' и р не должны назначаться в течение какого-то времени т:

С3 ={(Р,Р',т)\}е/,(<0. 9>"'0') = Р. 3 /е/,(О, Р"(Л = Р',Л'+г><0.

Например, после оказания услуги «паровая ваша» нельзя принимать никакие «водные процедуры» в течение 4 часов.

4) Если прием услугир никак не связан с приемом услугир', то никаких ограничений на них не накладывается, и они считаются независимыми.

Приведем примеры формализованных индивидуальных предпочтений (стратегий поведения) клиентов при составлении планов оказания услуг клиентов:

1. Время окончания/начала оказания услуги. Все услуги должны быть завершены не позднее момента времени м> («+») или должны начинаться после него (« - »):

_ Г1, если ± (Г '¡Р + /,у ) < ±и>, где г? - момент времени [0, иначе,

2. Интенсивность оказания услуг. Сумма интервалов ожидания услуг за отчетный период не должна превышать заданного интервала времени 5:

р

гарк! _гесс1р1

1 ,если -'»У«,

0,иначе

3. Порядок оказания услуг. Какое-то множество услуг может быть назначено раньше остальных. Пусть В - множество услуг, которые клиент желает пройти до

1,если < , где е В, )г <£ В V/,, О, иначе.

4. Последовательность оказания услуг. Две услуги у'; и ]'2 могут быть назначены последовательно друг за другом. Пусть N - множество пар услуг, идущих

(1, если 0*1 .Л) б//,

всех остальных, тогда РЬф„ =

друг за другом, тогда

[ О, иначе

5. Пересечения в плане оказания услуг. Пара клиентов /у и ¿2 может получить план, имеющий пересечения. Пусть Рг - множество пар клиентов, желающих иметь пересечения в плане, тогда:

и,если 0',,;,) е , +шах(г' ,/") - г,,Лк, + Г,. Л

Ffrls¡llb=i 12 '"-м 71 ' "и' 1' " ■"<д, где Д — интервал

[ 0,иначе,

времени.

Введем общие для всех участников процесса стратегии составления планов оказания услуг:

а) средневзвешенные потери времени при прохождении услуг клиентами за отчетный период (ВиВт)

б) средневзвешенное отклонение времени начала оказания услуг от их «привычного» для клиента значения (ритмичность плана):

^ ^ «-1 ¡-(¿+1) -(<1)1 11 2-, 11'«* 2 м ¡¡Щ^У' * 1 1 № =-—-, где

1М

1М

- мощность множества назначенных услуг.

Поставленная задача относится к классу задач теории игр с непротивоположными интересами, а именно к играм с согласованным вектором интересов с запрещенными ситуациями. Наличие невыпуклой области допустимых решений свидетельствует о невозможности решения данной задачи методами линейпого программирования. Для решения поставленной задачи предлагается использовать разработанный подход, основанный на коммуникации между участниками процесса при формировании плана оказания услуг, позволяющий реализовать принципы самоорганизационного управления.

Введем критерии качества плана оказания услуг на ПрИЗК. Пусть

7, - - множество не попавших в план услуг для 2-го клиента, где

/Л

множество попавших в план к клиенту г услуг. Тогда критерии качества плана представлены в табл. 1.

Таблица 1. Критерии качества плана

При ори-тет Описание критерия качества Критерий качества Единица измерения Управленческое решение Минимально допустимое значение

1 Средневзвешенный простой оборудования по конкретной услуге А ТУ. Час /день Сократить продолжительность работы кабинета по оказанию услуги на ¡тОЕ'/^) и

(Ц-Ц+1)

2 Невозможность оказания услуг (по конкретным потребителям) 7=У " / ^Г ^ план Количество не попавших в план услуг дяя потребителя ¡, |./, | - мощность множества Переназначение услуг J¡ =яс/Л 0

3 Невозможность оказания услуг (по конкретным услугам) £11е,К1> "-А * (0,-А+О ЧасУдень (дополнительно необходимых) Увеличение продолжительность работы кабинета по оказанию услуги на Ш(£2 //„) ч

Предлагаемый метод оперативного планирования предполагает такой вариант решения, при котором будет задействована вся локальная сеть организации, а также будут удовлетворены требования принципов самоорганизации и учтен вектор критериев эффективности участников процесса оказания услуг и особенности технологического процесса. В результате анализа методов реализации были выделены три наиболее распространенных: последовательный, параллельный и много-агешный.

Для реализации подхода выбрана агентная парадигма распределенного искусственного интеллекта, наиболее полно учитывающая особенности оказания услуг, проявляющиеся в естественном параллелизме шагов, относящихся к действиям отдельных участников процесса. В нём роли клиентов и типовых услуг моделируются с помощью специального интеллектуального агента, который взаимодействует с такими же агентами на основе заложенных правил поведения. Данный способ реализации поддерживает на уровне стратегий «человеческие» эвристики. Реализуется алгоритм, моделирующий поведение людей в данной «жизненной» ситуации. Данный алгоритм представляет собой последовательность блоков дей-

ствий, осуществляемых каждым агентом, начиная от применения эвристик «первый подходящий», «утряска», с последующей коммуникацией и совместным составлением плана между двумя, тремя и т.д. агентами. Таким образом, планирование не представляет собой последовательный перебор вариантов - поиск идет «со всех сторон». На рис. 2 представлен пример взаимодействия агентов при составлении плана оказания услуг в случае, когда двум клиентам назначены две одина-

Четвертая глава «Разработка прототипа информационной системы» посвящена воплощению в жизнь предложенного подхода и анализа его работоспособности.

Проведен анализ возможных средств реализации, обосновывающий выбор 1С:Предприятие для разработки информационной системы, агентной платформы JADE в среде Java для разработки модуля составления плана оказания услуг и языка описания веб-онтологий OWL DL для представления базы знаний системы. Реализован алгоритм составления плана оказания услуг клиентам на основе агент-ного подхода, который обладает естественным параллелизмом. Разработан прототип автоматизированной системы «Санаторно-курортное лечение», который показывает работоспособность предложенного подхода и позволяет сформулировать рекомендации по изменению графика работы процедурных кабинетов и их аппа-ратно-техническому оснащению.

В пятой главе «Исследование эффективности разработанных методов и алгоритмов» в целях определения экономической эффективности внедрения информационной системы произведен сравнительный анализ временных характеристик процесса оказания лечебно-оздоровительных услуг на примере санаторно-курортного учреждения (СКУ) с использованием разработанной системы и других

информационных систем поддержки принятия решений. Результаты сравнительного анализа представлены на рис. 3.

1- Внесение данных пациента при первичном обследовании; 2- Поиск пациента и внесение изменений в историю болезни; 3 - Создание выходной формы; 4 - Создание простого отчета; 5 - Определение и выдача назначений; 6 - Составление плана.

Рисунок 3. Результаты анализа временных затрат на примере СКУ

Произведен расчет экономической эффективности внедрения информационной системы и доказано, что затраты на приобретение и использование информационной системы являются экономически целесообразными: срок окупаемости 7 месяцев, чистый дисконтированный доход - 163,4 тыс. руб., а коэффициент экономической эффективности составляет 1,72.

Проведенный анализ вычислительной сложности показал, что агентный подход к реализации позволяет естественное распараллеливание алгоритма. При большой размерности задачи многопроцессорный способ выполнения значительно сокращает время вычислений. Как наглядно показано на рис. 4а при увеличении числа процессоров время расчета существенно уменьшается, при этом всю боль-

0 10 20 30 40 ВО 60

в) Ускорение расчетов для случая работы в сети Интернет для 100 клиентов

Рисунок 4. Анализ эффективности агентного подхода

Влияние этих затрат наиболее велико при работе системы в среде Интернет, например, как показано на рис. 4в, в начале они даже приводят к снижению эффективности параллельного выполнения, которая при работе в высоко скоростных сетях может быть на порядок больше. На рис. 46 приведен пример экономического обоснования числа процессоров задействованных агентной системой в зависимости от количества клиентов, которым в определенный момент необходимо составить план. Показано, что при этом плотность агентов варьируется от двух до трех на один процессор.

Проведенный анализ эффективности предложенного подхода на основе вычислительного эксперимента и анализа использования прототипа автоматизированной системы «Санаторно-курортное лечение», показал следующие особенности разрабатываемой системы: комплексность - проявляющаяся в интегрированном предоставлении услуг в ПрИЗК, распределенность - позволяет учитывать все доступные ресурсы локальной вычислительной сети организации, что приводит к построению более рационального графика оказания услуг клиентам, платформо-независимость - упрощает распространение системы в разнородно сконфигурированных сетях организаций, интеллектуальность - выражается в поддержке «человеческих» эвристик, отделении логики от реализации, возможности изменять бизнес-логику программы без необходимости перекомпиляции системы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложен концептуальный подход к поддержке принятия управленческих решений на ПрИЗК, основанный на комплексе моделей предметной области, а также на схеме адаптивного управления идентификационного типа, включающей блоки оценивания, назначения и планирования, выработки управленческих решений, с использованием онтологической базы знаний, позволяющий в полной мере учесть специфику ПрИЗК, что приводит к повышению эффективности оперативного управления.

2. Разработана математическая модель планирования оказания услуг, сформулированная в терминах теории игр с непротивоположными интересами, как игра с согласованным вектором интересов с запрещенными ситуациями, позволяющая учитывать формализованные технологические особенности процесса оказания услуг, индивидуальные предпочтения эффективности клиентов, а также общие для всех участников процесса оказания услуг критерии эффективности.

3. Предложен метод интеллектуальной поддержки принятая управленческих решений, основанный на итерационном процессе адаптивного планирования, правилах выработки управленческих решений, с применением сформулированных экономических критериев качества разработанного плана, формализации задачи назначения услуг клиентам в терминах динамического про1раммирования, опирающейся на экономические аспекты оказания услуг, агентной парадигме искусственного интеллекта, базирующейся на принципах самоорганизационного управления, которая естественным образом учитывает специфику предложенной моде-

ли планирования оказания услуг, сформулированной в терминах теории игр, что составляет теоретическую основу для реализации предлагаемого подхода.

4. Разработано информационное обеспечение системы поддержки принятия решений, основанное па онтологической базе знаний, содержащей формализованные особенности технологического процесса оказания услуг и представленной на языке веб-онтологиий OWL DL. Разработано алгоритмическое обеспечение задачи управления и поддержки принятия решений в процессе оказания услуг, основанное на взаимодействии агентов при формировании графика оказания услуг, позволяющие реализовать принципы самоорганизации.

5. Разработан прототип информационной системы поддержки принятия решений в процессе оказания услуг, который представляет собой программную реализацию предложенного подхода. Проведен сравнительный анализ временных затрат при работе без информационных средств автоматизации, с помощью информационных систем используемых в санаториях и с использованием разработанной системы. Расчет показателей экономической эффективности внедрения прототипа показал, что срок его окупаемости составляет 7 месяцев, чистый дисконтированный доход - 163,4 тыс. руб., а коэффициент экономической эффективности составляет 1,72.

6. Анализ вычислительной сложности показал, что агентный подход к реализации позволяет естественное распараллеливание алгоритма. При большой размерности задачи многопроцессорный способ выполнения значительно сокращает время вычислений. При увеличении числа процессоров время расчета существенно уменьшается, при этом всю большую роль играют затраты на коммуникацию между агентами. Показано, что экономически обоснованное число агентов при расчете варьируется от двух до трех на один процессор.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ В рецензируемых журналах из списка БАК

1. Модели и методы поддержки выполнения проектов в распределенном информационном пространстве / Н. И. Юсупова, Д.В. Попов, Д.А. Ризванов, Д.Р. Богданова, М.А Тихов, А.Р. Габдулхакова // Вестник ИрГТУ. 2006. Т.З, № 2 (26), С. 16-22.

2. Математическое и программное обеспечение для поддержки принятия решений в санаторно-курортном комплексе / Д.Р. Богданова, Д.В. Попов // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. Сер. «Технические науки». 2007. Т. 2, №4(10). С. 214-222.

3. Поддержка принятия решений при календарном планировании в санаторно-курортном комплексе / Д.Р. Богданова // Вестник УГАТУ. Серия «Управление, вычислительная техника и информатика». 2007. Т. 9, № 5 (23). С. 47-53.

4. Задача поддержки принятия решений при формировании расписания прохождения процедур отдыхающими в санаторно-курортном комплексе / Д.Р. Бо-

гданова, Д.В. Попов, Д.А. Ризвапов // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2008. Т. 15, вып.2. С. 261-263.

В других изданиях:

5. Математическое и информационное обеспечение мультиагентной системы моделирования сетевой структуры организации: деп. рук. / Н.И. Юсупова, Д.В. Попов, Д.А. Ризванов, Д.Р. Богданова, А.Р. Габдулхакова //: Уфа УГАТУ, 2005. 112 е., ил. Деп. в ВИНИТИ 15.07.2005, № 1040- В2005.

6. Формализация задачи составления графика прохождения процедур отдыхающими в лечебных заведениях / Д.Р. Богданова // Интеллектуальные системы обработки информации и управления: сб. стат. РЗША. Уфа. Технология, 2006. Т.1, С. 18-22.

7. Мультиагентная система составления расписания прохождения процедур отдыхающими в санаторно-курортном комплексе / Д.А. Ризванов, Д.Р. Богданова, Г.В. Сенысина, Д.В. Попов // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT'2006): мат. 8-й Межд.конф, Карлсруэ, Германия, 2006. Т.1. С. 22-30.

8. Автоматизированная система «Санаторно-курортное лечение»: программа для ЭВМ. Версия 1.0. Per. № 50200601236 / А.Ю. Крайпов, Б.Н. Федоров, Д.В. Попов, Д.А. Ризванов, Д.Р. Богданова, A.B. Кривошеев, А.Р. Габдулхакова // ФГУП ВНТИЦ. 2006. С. 254-256.

9. Мультиагентная система составления расписания в санаторно-курортном комплексе: деп. рук. / Г.В. Сенысина, Д.Р. Богданова, Д.В. Попов, Д.А. Ризванов, А.Р. Габдулхакова // УГАТУ, Уфа, 2007.233 е., ил. деп. в ВИНИТИ 29.08.2007, № 850-В2007.

10. Подход к разработке системы календарного планирования с применением онтологической базы знаний / Д.В. Попов, Д.А. Ризванов, Д.Р. Богданова, H.H. Мухачева, А.Г. Абайтуллин, В.А. Симонов, А.Ф. Галямов // Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе : мат. XXXTV межд. конф. Прил. к журналу «Отрытое образование». 2007. С. 82-84.

11. О повышении контроля в сфере оказания санаторно-курортных услуг с помощью автоматизированной системы календарного планирования / Д.Р. Богданова, Д.В. Попов // Ростехнадзор: науч.-техн. журнал». 2007. №11. С. 28-31.

12. Информационные технологии и санаторно-курортное лечение / Д.Р. Богданова // Табигат: науч.-техн. журнал. 2007. №11(70). С. 21-22.

13. Свид. об офиц. per. программы для ЭВМ № 2008613990 (Многоагентная система составления графика оказания услуг на основе онтологической базы знаний) /Д.В. Попов, Д.Р. Богданова, Д.А. Ризванов //Роспатент, 21 августа 2008.

Диссертант

Д.Р. Богданова

БОГДАНОВА Диана Радаковна

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ОПЕРАТИВНОМ УПРАВЛЕНИИ ОКАЗАНИЕМ УСЛУГ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ РАСПРЕДЕЛЁННОГО ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Специальность 05.13.10 -Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 26.09.2008. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman Cyr. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.- отт. 1,0. Уч.- изд. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № 413

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ В ИНДУСТРИИ ЗДОРОВЬЯ И КРАСОТЫ.

1.1. Анализ сферы услуг.

1.2. Существующие программные продукты автоматизации предоставления услуг населению.

1.3. Характеристики систем поддержки принятия решений.

1.4. Анализ моделей и методов поддержки принятия решений.

1.5. Анализ моделей и методов составления плана оказания услуг населению.3 О

1.6. Постановка задачи исследования.

Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПОДХОДА К ОПЕРАТИВНОМУ УПРАВЛЕНИЮ ПРОЦЕССОМ ОКАЗАНИЯ УСЛУГ НА ПРИЗК.

2.1. Подход к управлению процессом оказания услуг в индустрии здоровья и красоты.

2.2. Функциональная модель процесса оказания услуг.

2.3. Информационная модель процесса оказания услуг.

2.4. Сетевая постановка задачи исследования.

2.5. Метод решения задачи составления плана оказания услуг на ПрИЗК.

2.6. Трёхуровневая схема реализации метода решения задачи оперативного планирования на ПрИЗК.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ РЕШЕНИЯ

ЗАДАЧИ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ НА ПРИЗК.

3.1. Математическое обеспечение процесса назначения типовых услуг потребителям.

3.2. Математическая постановка задачи оперативного планирования оказания услуг потребителям на ПрИЗК.

3.3. Модели взаимодействия агентов при формировании графика прохождения процедур.

3.4. Алгоритмизация методов решения.

Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОТОТИПА СИСТЕМЫ САНАТОРНО-КУРОРТНОГО ЛЕЧЕНИЯ.

4.1. Выбор языка программирования и инструментальных средств.

4.2. Связи основных модулей программного продукта.

4.3. Описание структуры данных.

4.4. Инструментальные средства разработки многоагентных систем

4.5. Интерфейсы основных модулей.

Выводы по 4 главе.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ.

5.1. Анализ вычислительной сложности при применении предложенного подхода к реализации алгоритма поддержки принятия решений.

5.2. Анализ временных затрат на вычисления при применении предложенного подхода к реализации алгоритма поддержки принятия решений.

5.3. Анализ экономической эффективности разработанной информационной системы.

Выводы по 5 главе.

В ходе становления постиндустриальной экономики резко возрастает актуальность проблематики сферы услуг как системообразующего сектора хозяйства, решающего важные социальные задачи. Областью исследования в работе является индустрия здоровья и красоты, определяющая качество здоровья нации. Ранее, когда на рынке услуг спрос превышал пред* ложение и господствовал госзаказ, основным конкурентным преимуществом было расширение предложения. В условиях конкуренции и насыщения рынка на первый план выходит клиент-ориентированный маркетинг, направленный на такие стратегические цели, как приобретение новых и снижение оттока клиентов, повышение прибыли. Происходящие процессы обуславливают необходимость поиска и внедрения новых информационных технологий для эффективного управления процессом оказания услуг, направленным на учёт и удовлетворение потребностей и предпочтений клиентов.

Социально-экономические аспекты управления услугами были рассмотрены в работах К. Хаксевера, Б Рендера, Р. Рассела, Р. Мердика, Т. Питерса, Р. Уотермена, Н.В. Егоршина, В.А. Жамина, Н.Г. Истошина, В.Т. Кочмола, П.И. Калью, И.А. Тогунова, А.И. Китова и др. Вопросу создания экспертных и автоматизированных систем управления в индустрии здоровья и красоты посвящены труды Б. Кёних-Риз, А. Хильберта, В.А. Виттиха, Д.Д. Бенедиктова, Л.Ф. Ведмеденко, О.Б. Скобелева, В.Б. Тарасова, P.M. Хвастунова, Б.Г. Ильясова, И.Л. Исмагиловой, Л.Я. Бухарбаевой и др. Однако, в силу сложности проблемы, многие вопросы остаются открытыми. В настоящий момент одним из таких вопросов является повышение эффективности оказания услуг за счет поддержки принятия решений при оперативном управлении этим процессом.

Объектом исследования является оперативное управление оказанием услуг на предприятиях индустрии здоровья и красоты.

Предметом исследования является поддержка принятия решений при оперативном управлении оказанием услуг на предприятиях индустрии здоровья и красоты.

Цель диссертационной работы состоит в исследовании и разработке методов и алгоритмов решения задачи информационной поддержки принятия решений при оперативном управлении оказанием услуг, учитывающем индивидуальные предпочтения и особенности потребителей на предприятиях индустрии здоровья и красоты (ПрИЗК), на основе применения технологий распределённого искусственного интеллекта для повышения эффективности оказания услуг.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: ----

1. Разработать концептуальный подход к оперативному управлению оказанием услуг на ПрИЗК, направленный на повышение эффективности этого процесса.

2. Разработать математическое обеспечение для назначения и планирования оказания услуг.

3. Разработать метод интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений при планировании оказания услуг, для реализации предложенного подхода.

4. Разработать информационное и алгоритмическое обеспечения для реализации предложенного подхода.

5. Разработать программное обеспечение для поддержки принятия решений при оперативном управлении оказанием услуг на ПрИЗК.

6. Исследовать эффективность разработанных методов и алгоритмов.

Методы исследований. В работе использовались методы общей теории систем и системного анализа, методы теории управления и методология системного моделирования, методы теории игр и принятия решений, динамического и комбинаторного программирования, технологии распределённого искусственного интеллекта, теории сложности решения задач.

На защиту выносятся:

1. Концептуальный подход к оперативному управлению оказанием услуг на ПрИЗК.

2. Математическое обеспечение для назначения и планирования оказания услуг.

3. Метод интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений при планировании оказания услуг.

4. Информационное и алгоритмическое обеспечение для реализации предложенного подхода.

5. Программное обеспечение для поддержки принятия решений при-оперативном управлении оказания услуг на ПрИЗК.

6. Методика и результаты анализа эффективности разработанных методов и алгоритмов.

Научная новизна результатов диссертационного исследования:

1. Концептуальный подход к оперативному управлению оказанием услуг на ПрИЗК, основан, в отличие от известных, на комплексе моделей предметной области, а также на схеме адаптивного управления идентификационного типа, включающей блоки оценивания, назначения и планирования, выработки управленческих решений, с использованием онтологической базы знаний.

2. Математическое обеспечение назначения и планирования оказания услуг, в отличие от известных, основано на:

• математической модели задачи назначения услуг клиентам, сформулированной в терминах динамического программирования, опирающейся на экономические аспекты оказания услуг;

• математической модели планирования оказания услуг, сформулирова-ной в терминах теории игр с непротивоположными интересами, как игра с согласованным вектором интересов с запрещенными ситуациями, и позволяет учитывать формализованные технологические особенности процесса оказания услуг, индивидуальные предпочтения клиентов, а также общие для всех участников процесса оказания услуг критерии эффективности.

3. Метод интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений, в отличие от известных, основан на:

• итерационном процессе адаптивного планирования и выработки возможных управленческих решений;

• правилах выработки управленческих решений, с применением сформулированных экономических критериев качества разработанного плана;

• методе многоагентного планирования, использующем агентную парадигму искусственного интеллекта и принципы самоорганизационного управления, который естественным образом учитывает специфику предложенной модели планирования оказания услуг, сформулированной в терминах теории игр, опираясь на свойства интеллектуального агента и возможности агентной платформы, что составляет теоретическую основу для реализации предлагаемого подхода.

4. Информационное и алгоритмическое обеспечение системы поддержки принятия решений, в отличие от известных, включает в себя:

• онтологическую базу знаний, содержащую формализованные особенности технологического процесса оказания услуг и представленную на языке веб-онтологий OWL DL;

• алгоритм выработки управленческих решений, основанный на предложенном методе интеллектуальной поддержки принятия решений, использующий правила принятия решений, хранящиеся в базе знаний системы;

• алгоритм взаимодействия интеллектуальных агентов, реализующий «человеческие эвристики», в котором вся специфика работы ПрИЗК вынесена в базу знаний; обеспечивает поддержку принятия управленческих решений на ПрИЗК, на основе предложенного подхода.

5. Программное обеспечение поддержки принятия решений при оперативном управлении оказания услуг на ПрИЗК в виде прототипа системы ППР, включающего:

• модули регистрации, учёта и назначения комплексных услуг клиентам ПрИЗК, на примере санаторно-курортного учреждения (СКУ), реализованные в виде конфигурации 1С: Предприятие;

• интеллектуальный модуль оперативного планирования оказания комплексных услуг на базе агентной платформы JADE в среде JAVA и онтологической базы знаний на языке OWL DL, новизна которого, в отличие от известных, состоит в использовании разработанных моделей и методов.

Практическую ценность имеют следующие полученные результаты:

1. Предложенный подход к оперативному управлению оказанием услуг, позволяет в полной мере учесть специфику ПрИЗК, что приводит к повышению эффективности оперативного управления.

2. Информационное обеспечения для реализации предложенного подхода, в виде базы знаний на языке OWL DL, позволяет в едином унифицированном виде описывать технологические особенности процесса оказания услуг и индивидуальные предпочтения клиентов, что делает возможным вынесение семантики поведения агентов из вычислительного модуля системы.

3. Разработанное алгоритмическое обеспечение составляет основу для разработки программного обеспечения системы поддержки принятия решений, которое, в свою очередь, реализует предложенный подход.

4. Разработанное программное обеспечение обладает естественным параллелизмом, позволяет наиболее эффективно использовать доступные ресурсы локальной вычислительной сети организации, а также приводит к более полному задействованию производственных ресурсов организации, уменьшению простоя оборудования, что, в свою очередь, способствует увеличению объема оказываемых услуг и приносит конкурентные преимущества предприятию.

5. Методика анализа эффективности разработанных методов и алгоритмов позволяет оценивать эффективность агентной реализации задачи оперативного планирования на ПрИЗК и рационально использовать ресурсы вычислительной среды при различных сетевых постановках. Результаты анализа подтверждают работоспособность и эффективность предложенного подхода.

Внедрение результатов работы в виде математического, алгоритмического и программного обеспечения поддержки принятия управленческих решений при оперативном управлении оказанием услуг осуществлено в ряде предприятий индустрии здоровья и красоты г. Уфы и Республики Башкортостан (санатории, лечебно-профилактические учреждения, салоны красоты и фитнес-клубы), а так же в учебный процесс УГАТУ.

Связь с научными программами. Исследования проводились в рамках грантов РФФИ №08-07-00495-а «Технологии распределённого искусственного интеллекта при поддержке принятия решений в задачах календарного планирования» (2008-2010гг.) и № 06-07-89228-а «Система поддержки коммуникативных процессов при выполнении проектов фундаментальных исследований сложных систем на основе интеллектуальных мультиагентов» (2006-2008 гг.), НИР № ИФ-ВК-01-08-03 по теме «Исследование и разработка интеллектуальных технологий поддержки принятия решений и управления на основе инженерии знаний».а также НИР по договору № ИФ-ВК-18-07-ХГ между УГАТУ и ГУП Санаторий «Зелёная роща», г. Уфа.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях: 7-й - 10-й Международных конференциях «Компьютерные науки и информационные технологии» (CSIT) (Россия, Уфа-Ассы, 2005; Германия, Карлсруэ, 2006; Россия, Уфа-Красноусольск, 2007; Турция, Анталия, 2008 ); 11-й — 13-й Байкальских Всероссийских конференциях с международным участием «Информационные и математические технологии в научных исследованиях» (Иркутск — Аршан, 2006, Иркутск — Байкал, 2007, 2008); Конференций-конкурсов «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Новосибирск, 2006, 2007); Казанской школе по компьютерной и когнитивной лингвистике TEL-2006 (Казань, 2006); XXXIV Международной конференции «Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2007); VIII Симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Сочи - Адлер, 2007).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 13 статьях, в том числе 4 - в рецензируемых журналах из списка ВАК, в двух депонированных рукописях и двух зарегистрированных программ для ЭВМ.

Автор благодарит канд.техн.наук, доцента кафедры ВМиК УГАТУ Попова Дениса Владимировича за консультации по вопросам поддержки принятия решений и разработки распределённых интеллектуальных систем.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 160 с. машинописного текста, включая 50 рисунков, 11 таблиц и список литературы из 113 наименований.

Выводы по 5 главе

1. Проведен анализ эффективности использования автоматизированной системы «Санаторно-курортное лечение», показавший следующие особенности разрабатываемой системы, составляющие основу её эффективности:

• комплексность — проявляющаяся в интегрированном предоставлении услуг в санаторно-курортном комплексе, включая оформление путевок, ведение санаторно-курортных карт, составления расписания;

• распределённость — позволяет учитывать все доступные ресурсы локальной вычислительной сети организации, что приводит к построению более рационального расписания приема процедур отдыхающими;

• платформо-независимость - упрощает распространение системы в разнородно сконфигурированных сетях организаций;

• интеллектуальность — выражается в поддержке «человеческих» эвристик, отделении логики от реализации, возможности изменять бизнес-логику программы без необходимости перекомпиляции системы, декларативном описании эвристик на языке логического программирования.

2. Также проведен анализ вычислительной сложности предложенного подхода к реализации, который показал, что при не большой размерности задачи, для 10 человек при назначении 10 процедур по 10 раз каждая, разница во времени вычислений не значительна всего 0,036 секунд. Но для случая, когда составляется календарный план для 100 человек, которым назначено 10 процедур и каждая по 10 раз, временные затраты при распределённых вычислениях 0,63секунды, а при однопроцессорном варианте 13 секунд, уменьшение времени расчетов в 20 раз, что позволяет значительно сократить время работы системы.

3. В результате расчета динамических показателей экономической эффективности внедрения разработанной информационной системы получаем, чистый дисконтированный доход (NPV) от капитальных затрат на создание информационной системы равен 163399,38 руб. А срок окупаемости капитальных вложений в информационную систему около полугода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе исследования особенностей предприятий индустрии здоровья и красоты, оказывающих нематериальные услуги населению с позиции управления процессом оказания услуг разработан концептуальный подход к поддержке принятия управленческих решений на ПрИЗК, основанная на схеме адаптивной системы управления процессом оказания услуг, в которой выделены контур принятия решений и блок адаптации системы управления.

2. Разработана математическая модель планирования оказания услуг, сформулированая в терминах теории игр с непротивоположными интересами, как игра с согласованным вектором интересов с запрещенными ситуациями, позволяющая учитывать формализованные технологические особенности процесса оказания услуг, индивидуальные критерии эффективности клиентов, а также общие для всех участников процесса оказания услуг критерии эффективности.

3. Разработан метод интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений, основанный на итерационном процессе адаптивного планирования и выработки возможных управленческих решений; правилах выработки управленческих решений, с применением сформулированных экономических критериев качества разработанного плана; формализации задачи назначения услуг клиентам в терминах динамического программирования, опирающейся на экономические аспекты оказания услуг; агентной парадигме искусственного интеллекта, базирующейся на принципах самоорганизационного управления, которая естественным образом учитывает специфику предложенной модели планирования оказания услуг, сформулированной в терминах теории игр, что составляет теоретическую основу для реализации предлагаемого подхода.

4. Разработано информационное обеспечение системы поддержки принятия решений, основанное на онтологической базе знаний, содержащей формализованные особенности технологического процесса оказания услуг и представленной на языке веб-онтологиий OWL DL. Разработано алгоритмическое обеспечение задачи управления и поддержки принятия решений в процессе оказания услуг, основанное на взаимодействии агентов при формировании графика оказания услуг, позволяющие реализовать принципы самоорганизации. Агентная парадигма, в отличие от классических методов, обладает естественным параллелизмом, позволяет наиболее эффективно использовать доступные ресурсы локальной вычислительной сети организации.

5. Создан прототип информационной системы поддержки принятия решений в процессе оказания услуг, который представляет собой программную реализацию предложенного подхода. Проведен сравнительный анализ временных затрат при работе без информационных средств автоматизации, с помощью информационных систем используемых в санаториях и с использованием разработанной системы. Расчет показателей экономической эффективности внедрения прототипа показал, что срок его окупаемости составляет 0,58 года, чистый дисконтированный доход - 163399,38 тыс. руб., а коэффи^ циент экономической эффективности составляет 1,72.

6. Проведенный анализ вычислительной сложности показал, что пересечение графиков коммуникации и однопроцессорной составляющей происходит в районе половины от общего числа агентов, а также что уменьшение времени расчетов за счет коммуникаций происходит до момента, пока число агентов на одном процессоре не превысит половины от общего числа агентов, после чего время растет экспоненциально. Внедрение результатов работы осуществлено в ГУП Санаторий «Зеленая роща», МЛПУ Клинический родильный дом № 4, МБУЗ Большеустьикинская центральная районная больница, салоне красоты «Манго», фитнес-клубе «WorldClass» ООО "Спорт-сити».

1. Геловани, В. А. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений / В. А. Геловани, А.А. Башлыков, В.Б. Бритков, Е.Д. Вязилов // М.: Эдиториал УРСС, 2001, 304 с.

2. Watson, H.J. Building Executive Information Systems and Other Decision Support Applications / H.J. Watson, G. Houdeshel, R. K. Rainer // John Wiley & Sons, Inc., 1996,512 р.

3. Дюк, В.A. Data Mining: учебный курс / В.А. Дюк, А.П. Самойленко //СПб.: Питер, 2001.

4. В. de Ville. Microsoft Data Mining. Digital Press, 2001.

5. Introduction to Data Mining and Knowledge Discovery, 2nd edition. By Two Crows Corp., 1998.

6. IBM, Data Modeling Techniques for Data Warehousing. SG24223800, IBM Corporation, 1998.

7. Han, J. Data Mining: Concepts and Techniques / J. Han, M. Kamber, Morgan Kaufmann, San Francisco, 2001.8. http://rdc.dp.ua/ inftec/registr.htm.9. http://rdc.dp.ua/ inltec/registr.htm10. http://www. effinf.ru/11 .http://www.kg.ru/support/library/region

8. Little, I.D.C. Models and Managers: The Concept of a Decision Calculus//Management Science, 1970,v. 16,Nr.8

9. Thieranf, R.J. Decision Support Systems for Effective Planing and Control. -Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, Inc, 1982.

10. Sprague, R.H. A Framework of Development of the Decision Support Systems // MIS Quarterly, 1980, v. 4, Nr.4

11. Ginzberg, M.I.A. Decision Support Systems: Issues and Perspectives / M.I. Ginzberg, E Stohr // Processes and Tools for Decision Support / ed. by H.G. Sol, Amsterdam, North-Holland Pub I.Co, 1983.

12. Radulescu, D. Optimizarea flexibila si decizia asistata de calculator. / D. Radulescu, 0. Gheorghiu Bucuresti, Ed.stiintifica, 1992.

13. Ларичев, О.И. Системы поддержки принятия решений. Современное состояние и перспективы их развития. / О.И. Ларичев, А.В. Петровский //Итоги науки и техники. Сер.Техническая кибернетика. Т.21. М. ВИНИТИ, 1987.

14. Keen, P.G.W. Decision support system: the next decade. //Elsevier Science Publishers (Nort Holland) IFIP, 1986.

15. Klein, M.R. Progress and challenges in the application of Decision Support Systems to management. //Proceedings of the IFIP 13 th World Computer Congress, Hamburg, Germany, v.3 North Holland, 1994

16. Бежитский, С.С. Выбор оптимальной структуры аппаратно-программного комплекса системы управления движением автомобильного транспорта / С.С. Бежитский // Вестник университетского комплекса. Вып. 6 (20).-2005.-С. 168- 173.

17. Семенкин, Е.С. Методы обобщенного адаптивного поиска для синтеза систем управления сложными системами / Е.С. Семенкин, В.А. Лебедев. М.: МАКС Пресс, 2002. - 320 с.

18. Контроллинг в бизнесе. Методические и практические основы построения контроллинга в организациях. / A.M. Карминский, Н.И. Оленев, А.Г. примак, С.Г. Фалько. -М.: Финансы и статистика, 1998. 256 с.

19. Сафонов, К. А. Система поддержки принятия решений при автоматизации проектирования организационно-технологической подготовкистроительного производства// Автореферат. кандидат технических наук: 05.13.12, НГАСУ. 2002

20. Бодров, В.И Математические методы принятия решений: Учеб. Пособие / В.И. Бодров, Т.Я Лазарева., Ю.Ф. Мартемьянов; Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2004.124 с.

21. Белкин, А.Р. Принятие решений: комбинаторные модели аппроксимации информации / А.Р. Белкин, М.Ш. Левин. М.: Наука, 1990

22. Литвак, Б.Г. Экспертная информация: методы получения и анализа. М.: Радио и связь, 1981

23. Кини, Р.Л. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения / Р.Л. Кини, X. Райфа. М.: Радио и связь, 1981.

24. Миркин, Б.Г. Проблема группового выбора.- М.: Наука, 1974.

25. Гафт, М.Г. Принятие решений при многих критериях.- М.: Знание, 1979.

26. Гафт, М.Г. О построении решающих правил в задачах принятия решений / М.Г. Гафт, В.В. Подиновский. Автоматика и телемеханика, №6, 1981.

27. Подиновский, В.В. Многокритериальные задачи с упорядоченными по важности критериями. Автоматика и телемеханика, 1976, №11.

28. Ларичев, О.И. Качественные методы принятия решений / О.И. Ларичев, Е.М. Мошкович. М.: Физматлит, 1996.

29. Бережная, Е.В., Бережной В.И. Математические методы моделирования экономических систем: Учеб. Пособие. / Е.В. Бережная, В.И. Бережной. М.: Финансы и статистика, 2003. - 368

30. Юдин, Д.Б. Вычислительные методы теории принятия решений. М.: Наука, 1989.316 с.

31. Кузин, Л.Т. Основы кибернетики. М.: Энергия, 1973. Т. 1: Математические основы кибернетики. 504 с.

32. Полак, Э. Численные методы оптимизации. М.: Мир, 1997. 376 с.

33. Солодовников, А.С., Бабайцев В.А., Браилов А.В. Математика в экономике / А.С. Солодовников, В.А. Бабайцев, А.В. Браилов: В 2 ч. М.: Финансы и статистика, 1999. 224 с.

34. Химмельблау, Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975. 534 с.

35. Эддонс, М., Стенсфильд Р. Методы принятия решений / М. Эддонс, Р. Стенсфильд. М.: Аудит, ЮНИТИ, 1997. 590 с

36. Жданова, Е.Г. Теория расписаний. -М., 2002. http:// www. mista. га/ student/ sheduletheory.rar.

37. Левин, В.И. Современное состояние исследований в области теории расписаний Искусственный интеллект в XXI веке // Сборник статей III Всероссийской научно-технической конференции. — Пенза: НОУ «Приволжский Дом знаний», 2005.

38. Танаев, B.C. Введение в теорию расписаний / B.C. Танаев, В.В.

39. Шкурба. М."Наука", 1975, 256с.

40. Мину, М. Математическое программирование. Теория и алгоритмы: пер. с фр. А.И. Штерна.- М.: Наука. Гл. ред. Физ.- мат. лит., 1990.-488 с.

41. Прилуцкий, М.Х. Распределение и упорядочивание работ в многостадийных системах / М.Х. Прилуцкий, Д.В. Попов // Моделирование и оптимизация сложных систем. Межвузовский сб. научных трудов ВГАВТ. Н.Новгород, 1999, с. 123-130.

42. Акулич, И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. М.: Высшая школа, 1993. 336 с.

43. Беллман, Р. Динамическое программирование. М.: Издатинлит, 1960. 400 с.

44. Беллман, Р. Прикладные задачи динамического программирования / Р. Беллман, С. Дрейфус. М.: Наука, 1965. 458 с.

45. Вентцель, Е.С. Исследование операций. М.: Наука, 1980. 230 с.

46. Гасс, С. Линейное программирование. М.: Физматиз, 1961. 304 с.

47. Дегтярев, Ю.И. Исследование операций. М.: Высшая школа, 1986.320 с.

48. Карманов, В.Г. Математическое программирование. М.: Физматмет, 2000. 264 с.

49. Еремеев, А.В. Разработка и анализ генетических и гибридных алгоритмов для решения задач дискретной оптимизации. Дисс. канд.физ.-мат.наук. Омск, 2000.

50. МакКоннелл, Дж. Основы современных алгоритмов. — М.: Техносфера, 2004. — 368 с

51. Сизиков, В.П. Системы принятия решений: открытость и перспективы применения / В.П. Сизиков, В.И. Разумов // Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании: Тр. междун. конф. Павлодар: ТОО НПФ «ЭКО», 2006. II том. С. 524-533.

52. Лучко, О.Н. Введение в информационный консалтинг: Учеб.пособ. / О.Н. Лучко, В.А. Маренко- Омск: ОГИС, 2006. 114 с.

53. Turban, Е. Decision Support Systems and Intelligent Systems (6th Edition). / E. Turban, J.E. Aronson — Prentice Hall, 2000, 912 p.

54. Трахтенгерц, Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений: СИНТЕГ, 1998, 376 с.

55. Sauter, V.L. Decision Support System: John Wiley & Sons, Incorporated, 1999, 432 p.

56. Mora, М. Decision-Making Support Systems: Achievements and Challenges for the New Decade / M. Mora, G.A. Forgionne, J.N. D. Gupta: Idea Group Publishing, 2002, 437 p.

57. Power, D.J. Decision Support Systems: Concepts and Resources for Managers: Quorum Books, Greenwood Publishing, 2002, 272 p

58. Теоретические основы создания и внедрения автоматизированных систем управления отраслью и промышленным предприятием / Под ред.В .А. Елисеева .— Донецк. : Изд-во ДонГУ, 2000.

59. Афанасьев, В.Н. Математическая теория конструирования систем управления: Учеб. пособие для втузов. / В.Н.Афанасьев, В.Б.Колмановский, В.Р.Носов .— М. : Высш.шк., 1989

60. Олссон, Г. Цифровые системы автоматизации и управления / Г. Олссон, Дж. Пиани .— 3-е изд., перераб. и доп. — СПб : Невский диалект, 2001.

61. Методы классической и современной теории автоматического управления : учебник для вузов в 5 т. / К. А. Пупков и др. ; под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова .— М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004-.

62. Шишкин, О.П. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов: Учебник для вузов. / О.П. Шишкин, А.Н. Парфенов — М. : Высшая школа, 2001

63. IDEF Structured Systems Analysis Diagrams (IDEFO, IDEF1, IDEF1X, IDEF3, IDEF4, IDEF5, IDEF9, BPR). www.idef.com

64. Андреев, В.В. Инструментальные средства для разработки мультиа-гентных систем промышленного масштаба / В.В. Андреев, С.В. Батищев, К.В. Ивкушкин, Т.В. Искварина, П.О. Скобелев // Тр. VI Междунар. конф.

65. Проблемы управления и моделирования в сложных системах». Самара: Самарский научный центр РАН, 2004. - С. 233-240.

66. Тарасов, В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: философия, психология, информатика. — М.: Эдиториал УРСС, 2002.-352 с.

67. Богданова, Д.Р. О применении методов динамического программирования для решения задачи о назначении процедур отдыхающим в санаторно-курортном учреждении // Экономика и математические методы. Материалы региональной конференции, Уфа, РИЦ БашГУ, 2007.

68. Задача поддержки принятия решений при формировании расписания прохождения процедур отдыхающими в санаторно-курортном комплексе

69. Д.Р. Богданова, Д.В. Попов, Д.А. Ризванов // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2008, Т. 15, в.2. с. 261-263

70. Измеров, Н.Ф. Профессиональные болезни: Руководство. М. 1996. -Т. 1-2.

71. Артамонова, В. Г. Актуальные проблемы профессиональной и экологической патологии / В. Г. Артамонова, И.Ф. Кузнецов, А.С. Гаджиев -Курск, 1994.-С. 108-109.

72. Наумова, Т. М. Новые требования по осуществлению санитарно-эпидемиологического надзора за предприятиями и организациями.: JL, 1996 -С. 3-5.

73. Артамонова, В.Г. Профессиональные болезни / В.Г. Артамонова, И.Н Шаталов-М., 1996.

74. Братко, И. Алгоритмы искусственного интеллекта на языке PROLOG, Зе-издание.: Пер. с анг.- М.: издательский дом «Вильяме», 2004.-640с.92.1С Предприятие. Версия 7.7. Конфигурирование и администрирование / Фирма "1С", Москва, 1999. -396 с.

75. Введение в конфигурирование 1С: Бухгалтерии 7.7 / В. Байдаков, С.

76. Чистов, Д.В. Хозяйственные операции в Компьютерной бухгалтерии 7.5 Задачи, решения, результаты /Учебное пособие. -М.: КомпьютерПресс, 1999. -544 с.

77. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. -СПб.: Питер, 2000. -384 с.

78. Рассел, С., Искусственный интеллект: современный подход / С. Рассел, П. Норвиг; 2-е изд. -М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. -1408 c.ISBN 5-8459-0887-6

79. W. Behrens, P. Hawranek. Manual for the Preparation of Industrial Feasibility Studies. Vienna, UNIDO, 1996

80. Трейси Мейор. Как оценить преимущества ИТ. "Директор информационной службы", январь 2001. http://www.osp.ru/cio/2001/01/171068

81. ГОСТ 24.702-85 Эффективность автоматизированных систем управления.

82. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. М.: Издательство Экономика, 2000 г. — 422 с

83. Мельников, В.В. Исследование систем управления: Учебное пособие для ВУЗов / В.В. Мельников, Б.П. Титаренко, В.А. Волочиенко М., Проект, Трикста, 2006