автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Неманипулируемые механизмы обмена в активных системах

Глава

I. Общие принципы построения неманипулируемых механизмов обмена в активных системах

1.1. Модель обменной схемы

1.2. Общая постановка задачи обмена в активной системе

1.3. Рассмотрение задач теории активных систем как задачи обмена

1.4. Математические модели и методы, используемые для построения неманипулируемых механизмов обмена в активных системах

1.5. Общий метод построения неманипулируемых механизмов обмена в активных системах

Глава

II. Неманипулируемые механизмы обмена в двухэлементных активных системах

2.1. Представление задачи стимулирования в виде задачи обмена

2.2. Построение эффективных и неманипулируемых механизмов обмена для двухэлементных иерархических обменных схем

2.3. Решение задачи обмена для двухэлементных обменных схем без иерархии

Глава

III. Неманипулируемые механизмы обмена в многоэлементных активных системах

3.1. Неманипулируемые механизмы обмена для обменных схем с веерной структурой взаимодействия агентов

3.2. Неманипулируемые механизмы обмена для обменных схем со структурой взаимодействия агентов типа «цепочка»

Актуальность темы. Многообразие и быстрое изменение условий функционирования экономических объектов, характерные для современного этапа социально-экономического развития России, делают необходимым разработку эффективных и неманипулируемых (то есть побуждающих сообщать достоверную информацию) механизмов управления. Значительная часть взаимодействий между экономическими агентами может рассматриваться как обмен ресурсами. Следовательно, необходимо исследовать обменные схемы (ОС) и механизмы их функционирования -механизмы обмена.

Неманипулируемость механизмов функционирования активных систем с сообщением информации и механизмы обмена рассматривались в работах многих отечественных и зарубежных ученых (В.Н. Бурков, Т. Гровс, В.И. Данилов, В.И. Зинченко., М.Б. Кацнельсон, Р. МакКельви, Э. Маскин, Э. Мулена, Д.А. Новиков, М. Сатерсуэйта, А. Сен, Г. Шишлински, К. Эрроу, и др.). Тем не менее, на сегодняшний день отсутствуют общие методы построения неманипулируемых механизмов обмена, что обусловливает актуальность настоящего исследования.

Цель диссертационной работы состоит в разработке эффективных неманипулируемых механизмов обмена в активных системах.

Достижение поставленной цели требует решения следующих основных задач:

1. Разработка модели обменной схемы и формулировка общей задачи обмена в активной системе.

3. Разработка общих методов построения неманипулируемых механизмов обмена в активных системах в условиях неполной информированности руководящего органа (центра).

4. Синтез эффективных и неманипулируемых механизмов обмена для базовых обменных схем: двухэлементных и многоэлементных (веерного типа и типа «цепочки»).

5. Внедрение разработанных механизмов обмена в практику управления реальными социально-экономическими системами.

Основным методом исследования является математическое моделирование, то есть разработка и исследование математических моделей механизмов обмена с использованием подходов и результатов теории активных систем, теории игр, системного анализа и исследования операций.

Научная новизна работы. В результате проведенных исследований

1. Сформулирована общая задача обмена для теоретико-игровой модели обменной схемы, которая задается перечислением набора агентов, набора видов ресурсов, ресурсных ограничений, ограничений на возможность взаимодействия между агентами, функций предпочтения агентов и условий индивидуальной рациональности агентов.

2. Предложен общий метод построения неманипулируемых механизмов обмена в активных системах с неполной информированностью центра, основанный на использовании условий совершенного согласования. Получены необходимые и достаточные условия неманипулируемости механизма обмена, сформулированные в терминах свойств функций предпочтения агентов.

3. Доказана эквивалентность задачи обмена и задачи стимулирования, что позволяет использовать результаты исследования задач стимулирования в задачах обмена и наоборот.

4. Для двухэлементных обменных схем типа «центр - активный элемент» с неполной информированностью центра предложен дискретный метод построения эффективного и неманипулируемого механизма обмена, основанный на «графическом» анализе функций предпочтения агентов.

5. Построены эффективные неманипулируемые механизмы обмена для следующих иерархических активных систем: двухэлементных обменных схем и многоэлементных обменных схем веерного типа и типа «цепочка».

6. Для двухэлементных обменных схем без иерархии построен механизм обмена, в основе которого лежат эффективные неманипулируемые механизмы обмена для эквивалентных обменных схем с иерархией и принцип компенсации за отказ от роли центра.

Практическая значимость работы определяется разработанными автором методическими рекомендациями по построению эффективных и неманипулируемых механизмов обмена в социально-экономических и организационных системах. Эти рекомендации могут использоваться для решения задач управления широким классом промышленных предприятий и коммерческих фирм.

Реализация результатов работы. Результаты теоретического исследования неманипулируемых механизмов обмена использовались при реформировании и реструктуризации ряда промышленных предприятий и коммерческих фирм, что подтверждено актами о внедрении.

Личный вклад. Все основные результаты получены автором.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на семинарах Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, международной научно-практической конференции "Теория активных систем" (Москва, 1999, 2001), научных конференциях Московского физико-технического института (Долгопрудный, 2000, 2001), международных конференциях "Современные сложные системы управления предприятием" (Липецк, 2001, Старый Оскол, 2002), пятой ежегодной научной конференции "Сократовские чтения" (Москва, 2002).

Публикации. По теме диссертационной работы автором опубликовано 12 печатных работ общим объемом 6 печатных листов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы. Работа содержит 125 страниц текста, список литературы включает 95 наименований.

5. Результаты исследования внедрены в системах управления на ряде промышленных предприятий и коммерческих фирм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты, полученные в диссертационной работе, состоят в следующем:

1. Разработана теоретико-игровая модель обменной схемы, в рамках которой обмен определен как процесс перераспределения ресурсов между участниками активной системы. Задача обмена сформулирована как задача управления в активной системе.

2. Разработан общий метод построения неманипулируемых механизмов обмена в активных системах с неполной информированностью центра; получены необходимые и достаточные условия неманипулируе-мости механизмов обмена.

3. Показана эквивалентность задачи обмена и задачи стимулирования в условиях неполной информированности центра, что позволяет использовать результаты исследования задач стимулирования в задачах обмена и наоборот.

4. Построены эффективные неманипулируемые механизмы обмена для:

- двухэлементных иерархических обменных схем с неполной информированностью центра;

- двухэлементной обменной схемы без иерархии в условиях неполной информированности участников

- многоэлементных обменных схем с веерным и «цепочным» типами взаимодействия агентов.

1. Ануфриев И.К., Бурков В.Н., Овчинников С.А. Эффективность механизмов обмена в сельскохозяйственной кооперации / Аграрная экономика, политика, история и современность. М. 1996. 108 с.

2. Ашимов А.А., Бурков В.Н., Джапаров Б.А., Кондратьев В.В. Согласованное управление активными производственными системами. М.: Наука, 1986. 248 с.

3. Балашов В.Г., Заложнев А.Ю, Новиков Д.А., Задачи назначения центра в линейной активной системе. // Автоматика и Телемеханика 2002 №12 с. 92-95.

4. Баркалов П.С., Буркова И.В., Глаголев А.В., Колпачев В.Н. Задачи распределения ресурсов в управлении проектами. М.: ИЛУ, 2002. -64 с.

5. Багатурова О.С., Кацнельсон М.Б., Красицкая Л.М., Мамиконов А.Г. Управление перераспределением ресурсов путем натурального обмена. М.: ИЛУ, 1978. 80 с.

6. Багатурова О.С., Кацнельсон М.Б., Якубовская Л.Н. Решение задач достройки вариантов обмена неделимых ресурсов / Методы анализа и синтеза автоматизированных систем управления. М.: ИЛУ, 1981. -150 с.

7. Бурков В.Н., Багатурова О.С., Иванова С.И., Овчинников С.А., Ануфриев И.К., Маркотенко В.Л. Оптимизация обменных схем в условиях нестабильной экономики. М.: ИЛУ, 1996. 48 с.

8. Бурков В.Н., Данаев Б., Еналеев А.К., Кондратьев В.В., Нанаева Т.Б., Щепкин А.В. Большие системы: моделирование организационных механизмов. М.: Наука, 1989. 248 с.

9. Бурков В.Н., Зинченко В.Н., Сочнев С.В., Хулап Г.С. Механизмы обмена в экономике переходного периода. М.: ИЛУ, 1999. 72 с.

10. Бурков В.Н., Еналеев А.К. Оптимальность принципа открытого управления. Автоматика и телемеханика, 1985. № 3. С. 73-80.

11. Бурков В.Н., Еналеев А.К., Каленчук В.Ф. Оптимальность принципа открытого управления. Вычислительные процедуры планирования и их свойства // А и Т. 1986. N 9. С. 81 87.

12. Бурков В.Н., Еналиев А.К., Лавров Ю.Г. Синтез оптимальных механизмов планирования и стимулирования в активных системах. Автоматика и телемеханика, 1992 . № 10. С. 113-120.

13. Бурков В.Н., Еналеев А.К., Новиков Д.А. Механизмы функционирования социально экономических систем с сообщением информации. Автоматика и телемеханика, 1996 . № 3, с. 3-25.

14. Бурков В.Н., Ириков В.А. Модели и методы управления организационными системами. М.: Наука, 1994. 270 с.

15. Бурков В.Н., Канцельсон М.Б., Мамиконов А.Г. Прогрессивные механизмы обмена//АиТ. 1983. №1. с. 140-149.

16. Бурков В.Н., Кондратьев В.В. Механизмы функционирования организационных систем. М.: Наука, 1981.

17. Бурков В.Н., Кондратьев В.В., Цыганов В.В., Черкашин A.M. Теория активных систем и совершенствование хозяйственного механизма. М.: Наука, 1984. 272 с.

18. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Введение в теорию активных систем. М.: ИПУ РАН, 1996.

19. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Как управлять проектами. М.: Синтег, 1997.- 188 с.

20. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Модели и механизмы теории активных систем в управлении качеством подготовки специалистов. М.: ИЦ, 1997. 158 с.

21. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Теория активных систем: состояние и перспективы. М.: СИНТЕГ, 1999. 128 с.

22. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Управление организационными системами: механизмы, модели, методы // Приборы и системы управления. 1997. N 4. С. 55 57.

23. Гермейер Ю.Б. Игры с непротивоположными интересами. М.: Наука, 1976.-328 с.

24. Гуриев С.М., Икес Б.У. Бартер в России. М.: Российская экономическая школа, 2000. 19 с.

25. Заруба В.Я. Аналитическое проектирование мотивационных процедур планирования. X: Бизнес Информ, 1998. 248 с.

26. Зинченко В. И. Модели и методы оптимизации обменных схем. М.: ИПУ, 2001 -25 с.

27. Данилов В.И., Сотсков А.И. Механизмы группового выбора. М.: Наука, 1991.

28. Интрилигатор М. Математические методы оптимизации и экономическая теория. М.: Прогресс, 1975. 606 с.

29. Каленчук В.Ф. Разработка и исследование оптимальных процедур планирования в активных системах в условиях неопределенности. М.: ИПУ РАН, 1990.-22 с.

30. Клейнер Г.Б. Производственные функции: теория, методы, применение. М.: Финансы и статистика, 1986. 238 с.

31. Кацнельсон М.Б. Перераспределение ресурсов. М.: Наука, 1985.

32. Караваев А.П., Коргин Н.А. Оптимальные унифицированные системы стимулирования в задаче управления активными системами./ Материалы международной научной конференции "Современные сложные системы управления". Старый Оскол: СТИ, 2002. С. 134-137.

33. Коргин Н.А. Механизмы открытого управления в обменных схемах / Труды юбилейной международной научно-практической конференции "Теория активных систем". М.: Синтег, 1999. С. 118.

34. Коргин Н.А. Механизмы открытого управления в двухэлементных обменных схемах / Сборник трудов молодых ученых ИПУ РАН. М.: Фонд "Проблемы управления", 2000. С. 54 58.

35. Коргин Н.А. Механизмы открытого управления в многоэлементных обменных схемах/ Труды международной научно-практической конференции "Управление большими системами". Тбилиси: ТГУ, 2000. С. 24—26.

36. Коргин Н.А. Механизмы открытого управления в симметричных обменных схемах/ Тезисы докладов XLIII научной конференции МФТИ "Современные проблемы фундаментальных наук". Долгопрудный: МФТИ, 2000. С. 34.

37. Коргин Н.А. Задачи теории активных схем с точки зрения обменных схем / Труды международной научно-практической конференции "Теория активных систем". М.: ИПУ РАН, 2001. Т. 1. С. 45.

38. Коргин Н.А. Эффективность применения механизмов открытого управления в многоэтапных обменных схемах / Труды международной конференции "Современные сложные системы управления предприятием". Липецк: ЛГТУ, 2001. С. 113 116.

39. Коргин Н.А. Задача стимулирования и обменные схемы // Автоматика и Телемеханика. 2001. № 10. С. 147 153.

40. Коргин Н.А. Механизмы открытого управления как способ повышения надежности функционирования сложных систем / Труды IX Международной конференции "Проблемы управления безопасностью сложных систем". М.: ИПУ РАН, 2001. С. 98.

41. Коргин Н.А. Информация как обмениваемый ресурс./ Тезисы докладов XLII научной конференции МФТИ "Современные проблемы фундаментальных наук". Долгопрудный: МФТИ, 2001. С. 25.

42. Коргин Н.А. Механизмы открытого управления в многоэлементных обменных схемах с одним АЭ на каждом уровне./ Труды пятойежегодной научной конференции "Сократовские чтения 2002". Москва: "Международный университет", 2002. С. 51.

43. Коргин Н.А. Общий метод построения механизмов открытого управления для обменных схем / Сборник трудов молодых ученых "Управление большими системами". М.: ИЛУ РАН, 2003. Выпуск 3. С. 48--55.

44. Макаров И.И. Бартер и корпоративное управление в России. М.: Российская экономическая школа 2000 37 с.

45. Новиков Д.А. Механизмы стимулирования в динамических и многоэлементных социально-экономических системах // А и Т. 1997. N 6. С. 3 26. 5

46. Новиков Д.А. Оптимальность правильных механизмов управления активными системами. I. механизмы планирования, И. Механизмы стимулирования. Автоматика и телемеханика, 1997, № 2-3.

47. Новиков Д.А. Оптимальность правильных механизмов управления активными системами. II. Механизмы стимулирования // А и Т. 1997. N 3. С. 161 167.

48. Новиков Д.А. Стимулирование в социально-экономических системах / Базовые математические модели. М.: ИЛУ, 1998. 216 с.

49. Новиков Д.А. Механизмы стимулирования в динамических и многоэлементных социально-экономических системах // Автоматика и Телемеханика. 1997. № 6. С. 3 26.

50. Новиков Д.А. Сетевые структуры и организационные системы. М.: ИЛУ РАН, 2003.- 102 с.

51. Новиков Д.А. Обобщенные решения задач стимулирования в активных системах. М.: ИЛУ РАН, 1998.

52. Новиков Д.А., Петраков С.Н. Курс теории активных систем. М.: СИНТЕГ, 1999.-108 с.

53. Петраков С.Н. Механизмы планирования в активных системах: неманипулируемость и множества диктаторства. М.: ИПУ РАН, 2002. -135 с.

54. Суворов А.Д. Бартер и долгосрочные отношения. М.: Российская экономическая школа, 1999 32 с.

55. Теория активных систем / Труды Юбилейной международной научно-практической конференции. М.: СИНТЕГ, 1999. 320 с.

56. Фишберн П. Теория полезности для принятия решений. М.: Наука, 1978. 352 с.

57. Цыганов В.В. Адаптивные механизмы в отраслевом управлении. М.: Наука, 1991.- 166 с.

58. Akerlof G. The Market for "Lemons": Qualitative Uncertainty and the Market Mechanism // Quarterly Journal of Economics. 1970. vol. 89. p. 488-500

59. Arrow K.J. Social choice and individual values. Chicago: Univ. of Chicago, 1951.-204 p.

60. Arrow K.J., Radner R. Allocation of resources in large teams // Econometrica. 1979. Vol. 47. N 2. P.361 386.

61. Burkov V.N., Lerner A.Ya. Fairplay in control of active systems / Differential games and related topics. Amsterdam, London: North-Holland publishing company, 1971. P. 325 344.

62. Burkov V.N., Novikov D.A., Petrakov S.N. Mechanism design in economies with private goods:trthtelling and feasible message sets. XIII Conference on system science, 1998. Vol.3 P.255-262

63. Cramton P. С. Bargaining with Incomplete Information; An Infinite-Horizon Model with Two-Sided Uncertainty // Review of Economic Studies. 1984. vol. 51. p. 579-593

64. Craword V., Sobel J. Strategic information transmission // Econometrica. 1982. vol 50 pp. 1431-1451

65. Dasgupta P., Hammond P., Maskin E. The implementation of social choice rules: some general results on incentive compatibility. Review of Economic Studies, 1979, The Symposium on Incentive Compatibility.

66. Fudenberg D., Levine D., Tirole J. Infinite-horizon models of bargaining with one-sided incomplete information / Game Theoretic Models of Bargainig. Cambridge University press, 1985. p. 73-98

67. Fudenberg D., Tirole J. Sequental Bargaining with Incomplete Information // Review of Economic Studies, vol. 50. 1983. p. 221-247

68. Gjesdal F. Information and incentives: the agency information problem // Review of Economic Studies. 1982. Vol. 49. N 2. P. 373 390.

69. Green J., Laffont J.-J. Partially verifiable information and mechanism design // Review of Economic Studies. 1986. Vol. 53. N 4. P. 447 456.

70. Guriev S., Kvasov D. Barter in Russia: Role of market power. M.: RECEP 1999-22 p.

71. Hammond P.J. Straightforward individual incentive compatibility in large economics // Review of Economic Studies. 1979. Vol. 46. N 2. P. 263 -282.

72. Harris M., Raviv A. A. Theoiy of Monopoly Pricing Schemes with Demand Uncertainty // The American Economic Review, vol. 71. N. 3. 1981. p. 347-365

73. Harris M., Townsend R. Resource Allocation under Asymmetric Information // Econometrica. vol. 49. 1981. p. 33-64

74. Hurwicz L. On informationally decentralized systems // Decision and organization. Amsterdam: North-Holland Press, 1972. P. 297 336.

75. Kim S.K. Efficiency of an information system in an agency model // Econometrica. 1995. Vol. 63. N 1. P. 89 -101.

76. Kreps D., Wilson R. Reputation and Imperfect Information // Journal of Economic Theory, vol. 31. 1982. p. 251-268

77. Laffont J.-J., Maskin E. Nash and dominant strategy implementation in economic environment // J. of Mathematical Economy. 1982. Vol. 10. N 1. P. 17-47.

78. Martimort D., Stole L. The Revelation and Delegation Principles in Common Agency Games.// Econometrica 2001. pp 350-380.

79. Mas-Collel A., Vives X., Implementation in economies with a continuum of agents // Review of Economic Studies. 1993. Vol. 60. N 3. P. 613 629.

80. Mas-Colell A., Whinston M.D., Green J.R. Microeconomic theory. New-York: Oxford University Press, 1995. 1000 p.

81. Maskin E., Tirole J., The Principal-Agent relationship with informed principal. //Econometrica, 1992. vol 60. pp 1-42.

82. McCelvey R. D. Game Forms for Nash Implementation of General Social Choice Correspondences. Social Choice and Welfare, 1989. № 6. P. 139156.

83. Moore J. Implementation, contracts and renegotiation in environment with complete information / Advances in Economic Theory. Cambridge: Cambridge University Press, 1992. Vol. 1. P. 182 281.

84. Myerson R.B. Game Theory / Analysis of Conflict. Harvard University press, 1991.-p. 568

85. Myerson R.B. Incentive Compatability and The Bargain Problem // Econometrica. vol. 47. 1979. p. 61-74

86. Myerson R. Optimal coordination mechanisms in generalized principal -agent problems // J. of Mathematical Economy. 1982. Vol. 10. N 1. P. 67-81.

87. Repullo R. The Revelation principle under complete and incomplete information. Economic Organizations as Games. Oxford: Basil Blackwell,1986. P. 179- 195.

88. Rubenstein A. A bargaining model with incomplete information // Econometrica. vol. 53. 1985. p. 1151-1172

89. Saijo T. Strategy space reduction in Maskin's Theorem: sufficient conditions for Nash implementation. Econometrica, 56. P. 693-700.

90. Salanic B. The Economies of Contracts. 1997. 507 p.

91. Sen A. Collective choice and social welfare. London: Holden Day, 1970. -254 p.

92. Sen A. Social choice theory / Handbook on mathematical economics. Vol. 3. Amsterdam: North-Holland, 1986. P. 1073-1181.

93. Shubik M. Game theory in the social sciences: concepts and solutions. Massachusetts: MIT Press, 1991.

94. Tirole J. The theory of industrial organisation. The MIT Press, 1997. -502 p.

95. Личный вклад автора в работе 32., опубликованной в соавторстве, заключается в формулировке дискретного принципа построения унифицированных механизмов стимулирования.