автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Разработка и исследование модели анализа проектов крупномасштабных комплексов

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Институт проблем управления РГб ОД им. В. А. Трапезникова

7 2 ДЕК

На правах рукописи

БАГДАСАРЯН АРМЕН ГЕОРГИЕВИЧ

УДК 519.876

Разработка и исследование модели анализа проектов крупномасштабных комплексов

Специальность 05.13.18 - Теоретические основы математического моделирования, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2000

Работа выполнена в Институте проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук

Научный руководитель - кандидат технических наук, с.н.с.

И. А. Степановская

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.В. Кульба кандидат технических наук, с.н.с. С. Е. Ловецкий

Ведущая организация - Институт проблем передачи информации РАН

Защита состоится « 25 » декабря 2000г. в 14.00 ч. часов на

Заседании Диссертационного Совета Д.002.68.02 при Институте проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН по адресу: 117806 Москва, ул. Профсоюзная, д. 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем управления

Автореферат разослан « » 2000г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

д.т.н. В. К. Акинфиев

] 965. #<1-5-05, О

Актуальность Успехи в области развития программно-целевого управления в прикладных областях, включая социальную, экологическую, и др., в значительной степени связаны с разработкой формальных методов моделирования комплексов крупномасштабных проектов развития.

К настоящему времени накоплен значительный арсенал методов и инструментальных средств, позволяющих проводить финансовый и маркетинговый анализ проектов, оперативно анализировать варианты сценариев развития и управления сложных систем, исследовать и обосновывать такие их характеристики, как потребности, риски, состоятельность и др. В то же время начальный этап проектирования, задачами которого является формирование целостного представления о результативности развития сложных комплексов, глобальных проектов, анализ проблемной значимости проекта в комплексе, согласованности целей и задач отдельных проектов, остается наименее изученным и формализованным.

В связи со сказанным весьма актуальной является задача исследования и разработки универсальной теоретической модели комплексов крупномасштабных проектов, обеспечивающей формальное представление и анализ комплекса взаимосвязанных проектов как механизма решения сложных проблем независимо от их прикладной ориентации.

Цель диссертации заключается в описании и разработке теоретической модели и методов анализа взаимосвязанных проектов крупномасштабных комплексов, включающих как статические, так и динамические аспекты их взаимодействия.

Основные задачи диссертационной работы,

определяемые поставленной целью, состоят в следующем:

1. проведение сравнительного анализа известных моделей, методов и подходов к представлению и анализу информации в информационных экспертных системах;

2. разработка и описание формального аппарата моделирования и представления крупномасштабных иерархических систем;

3. разработка методов и принципов анализа взаимосвязанных проектов крупномасштабных комплексов;

4. проведение анализа требований к информационном} обеспечению и разработка модели обобщенной структурь: информационной системы для исследования динамические характеристик крупномасштабных систем.

Методы__исследования Для реализации

сформулированных задач в диссертационной работе используется аппарат математического моделирования, теории конечных автоматов, теории графов и системного анализа.

Научная новизна работы заключается в разработке формального аппарата динамического моделированш крупномасштабных иерархических систем с учето!^ характеристик внешнего динамического механизме управления, а также в разработке модели структурь информационной системы экспертного анализа динамически? характеристик процесса исполнения взаимосвязанны? проектов крупномасштабных комплексов.

Практическая ценность диссертационной работы

Разработанный в работе аппарат и методы могут использоваться как эффективный инструмент, позволяющий адекватно представлять взаимосвязанные динамические процессы и моделировать развитие крупномасштабных иерархических систем. Полученные результаты применяют при принятии решений по выбору рациональных комплексов проектов и при разработке соответствующего информационного обеспечения, а также используют в качестве технологии построения информационных экспертных систем, предназначенных для анализа сценариев развития взаимосвязанных комплексов.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждена корректным обоснованием и анализом математических моделей рассматриваемых систем и процессов в них, наглядностью интерпретации математических моделей, теоретических результатов и выводов, а также результатами практического использования предложенных и исследованных в диссертации моделей, методов и средств.

Реализация результатов работы Результаты диссертации использовались при разработке информационно-аналитической системы поддержки крупномасштабного административного управления Федеральной целевой программой «Экономическое и социальное развитие коренных малочисленных народов Севера до 2000 года». В частности, результаты диссертационной работы использовались при разработке информационной системы управления проектами для решения проблем социально-экономического развития

малочисленных народов Севера России. В настоящее время, разработанные в работе модели и методы находятся на этапе разработки информационной системы, поддерживающей процесс долгосрочного планирования и развития Ненецкого автономного округа.

Апробация работы Основные положения диссертационной работы представлялись на Всероссийских и Международных конференциях:

Научно-практическая конференция «Аборигены, природа, ресурсы Российского Севера: инвестиции, проекты, программы», Москва, 1997;

Научно-техническая конференция «Advanced System of Simulation - ASIS' 98», September, 1998, Brno, Czech Republic.

Научно-техническая конференция «Информационное общество, информационные технологии и телекоммуникации - НТИ-2000», Москва, 2000г.

Публикации По материалам диссертационной работы опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии.

Основное содержание работы

Введение

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируется цель, перечисляются методы исследований, раскрывается новизна и практическая ценность, описывается структура и содержание работы.

Глава 1

Глава посвящена уточнению постановки задачи работы.

В качестве универсальной модели объекта сценарного управления выбирается активная система, широко разрабатываемая и используемая в информационно-насыщенных областях, включая экономические, экологические, социальные и др. Она представляет собой иерархическую систему, все элементы которой имеют собственные и кооперативные проблемы и цели развития. Активная система рассматривается как крупномасштабный элемент информационно-насыщенной области, для которого использование количественных формальных моделей представления невозможно, а качественный уровень описания недостаточен. С связи с этим делается предположение, что модель активной системы и ее проблемной области должна строиться как качественная интерпретация тенденций, сдвигов состояний на базе фактических количественных данных, статистических сводок и оценок существенных параметров.

Задача управления развитием активной системы рассматривается как построение управляющего сценария, осуществляющего событийно-временную координацию действий, направленных на достижение целей разных подсистем и одновременное решение корпоративных задач.

Выделим рад ключевых требований к модели управления развитием активной системы с помощью системы управляющих проектов. К их числу отнесем способность к представлению взаимосвязи между локальными и корпоративными проблемами, согласованности и результативности проектов как действий в процессе достижения целей, временной и событийной упорядоченности предусмотренных действий, проблемной значимости каждого проекта.

На основе обзора подходов и методов исследования систем проектов как механизма управления развитием активной системы, делается вывод о необходимости разработки аппарата моделирования и формального анализа динамики состояния активной системы в контуре сценарного управления.

Глава 2

Глава посвящена разработке формального аппарате моделирования динамики состояний активной системы е контуре управления.

" Основой предлагаемого аппарата является использование диаграмм процессов, позволяющих специфицировать тенденции, характер динамики, сдвига пропорций и др.

Дается формализация отношений иерархической декомпозиции процесса изменения состояния и следования между процессами изменения состояний. Отношение декомпозиции описывает детализацию одного процесса в виде набора других процессов. Отношение следования устанавливает обязательный порядок процессов.

Декомпозиция процесса имеет большое значение при разработке управляющих сценариев в крупномасштабных системах. Она предназначена для формального представления взаимозависимости между -динамическими свойствами подсистем активной системы. Отношение следования между процессами позволяет представить логику последовательного преобразования реальных свойств подсистем активной системы в желаемые.

Декомпозиция процесса дает качественную оценку поведения активной системы на некотором интервале времени наблюдения. В контуре управления состояние рассматривается как одномоментная характеристика активной системы, а последовательность состояний отражает характеристики, достигаемые с помощью управляющих воздействий.

Обозначим через Рц множество управляющих действий, предусмотренных для ц-ой подсистемы, через Гц к - подмножество, соответствующее Ь-ому состоянию, через [0,Т*] интервал времени управления, через с: Ку

обозначим управляющее воздействие на нее в момент t с [0,Т*].

Тогда процесс управления активной системой в целом описывается вектор-функцией

в пространстве управлений П ¡=1 ,п, образованном декартовым произведением множеств управляющих воздействий на разные подсистемы.

Будем считать, что воздействие Щ,^) однозначно влияет на состояние этой подсистемы и на величину критерия эффективности, описывающего ее интересы.

Обозначим через ,1) и \у(УД) процесс изменения состояния и критерия эффективности ц-ой подсистемы на интервале времени управления t с: [0,Т*]. Тогда вектор-функции

аф=(81(У,9,820^,4),. ..,8П(У,4))

и

описывают достижимые конфигурации, представляющие результативность процесса управления 1(0 на момент 1 с [0,Т*].

В ходе управления представляют интерес вектор-функции с заданными свойствами, которые характеризуют устойчивость системы в целом (на уровне соблюдения соотношения интересов подсистем) и степень достижимости глобальных и локальных целей управления (на уровне оптимизации некоторых обобщенных критериев показателей состояния системы).

Глава 3

В главе отмечается, что использование диаграмм процессов в качестве аппарата формального представления процесса изменения состояний активной системы в контуре управления позволяет решать широкий круг задач, связанных с практической оценкой комплексов управляющих действий,

сравнивать их между собой по результативности, качественно оценивать ход решения проблем и др.

Модель сценария представляется временной диаграммой управляющих воздействий, каждое из которых способно вызвать переход состояний какой-либо из подсистем активной системы.

Организация исследований базируется на анализе "программ" изменения состояния каждой подсистемы активной системы, предусматриваемой сценарием, представляемым иерархической диаграммой перехода процессов.

Модель проблемной области (программы изменения состояния) подсистемы представляется диаграммой перехода состояний, заданной пятеркой вида {Б, Р, 80, 8 , X}, где

Б -множество состояний, *

»о, 8 - начальное и заключительное состояния соответственно,

X - алфавит входных управляющих символов, Р -множество дуг, Р= Р1 и Р2; Р1 п Рг=0 , Р1 - множество дуг, представляющих переходы состояний, инициируемые входными символами,

X о Р] - соответствие, определяющее для каждого входного символа инициируемый им переход состояний,

Рг - множество дуг, представляющих "откат" состояния подсистемы в условиях отсутствия входных символов.

Введенная модель должна проиллюстрировать ключевые динамические характеристики каждой подсистемы в зависимости от того, будут ли предприняты или нет соответствующие состояниям управляющие действия. Такая модель представляет локальные интересы каждой подсистемы

активной системы и эффект, ожидаемый от включения в контур корпоративного управления.

Для моделировании и анализа связей между интересами отдельных подсистем появляется необходимость введения дополнительного механизма описания выигрыша /проигрыша, который могут получить другие подсистемы в зависимости от того, в каком состоянии находится каждый конкретный элемент.

Обозначим через Х={иХ}, Р={иРх} соответственно входной алфавит и множество дуг рассматриваемой системы диаграмм перехода состояний.

Один из простейших способов задания схемы последействия может быть представлен через разделение множества дуг Р на два подмножества (2,11), называемых соответственно изолированными и связанными, и соответствующее разделение множества входных символов X на два подмножества индивидуальных и общезначимых. Механизмом задания связанных дуг может служить введение для диаграмм переходов состояний подсистем соседних уровней иерархии понятий "дуг-родителей" как декартова произведения "дуг-потомков".

Изолированные дуги множества 7. представляют переходы состояний одной подсистемы активной системы, инициируемые индивидуальными входными символами, не оказывающими никакого влияния на переходы состояний других подсистем, порождающими никаких событий в других подсистемах.

В отличие от них произвольный символ общезначимого множества и, инициирующий переход состояний по дуге-родителю, означает автоматически инициирование соответствующих переходов по дугам-потомкам. И наоборот,

переходы состояний по всем или некоторым дугам-потомкам могут означать автоматический переход состояния подсистемы верхнего уровня по дуге-родителю.

Модель сценария, управляющего развитием состояний активной системы, представляется пятеркой вида

{'О, I, М, С, V}, где "П - система диаграмм переходов состояний, представляющих программы изменения состояния каждой подсистемы,

I - иерархическая структура,

М : I —* 'О. - функционал, ставящий в соответствие каждому автомату множества его иерархический номер,

С - временная диаграмма, определяющая последовательно-параллельный процесс поступления входных символов системы множества X,

V - схема последействия переходов состояний. Для задания входной временной диаграммы С принципиально могут быть использованы разные способы, включая правила, использующие оценки каждого текущего состояния активной системы.

Процесс представления траектории достижимых суперсостояний активной системы предполагает использование аппарата имитационного моделирования для получения временной развертки состояний.

Траектория достижимых состояний иллюстрирует представляет общие и частные задачи, решенные сценарием на произвольном интервале времени. Исследование основных свойств сценария сводится к анализу траектории достижимых состояний и ее сравнению с ожидаемым эффектом. Примерами могут служить следующие.

Полнота сценария _ означает переход всех подсистем в заключительные состояния соответствующих диаграмм перехода состояний.

Избыточность сценария означает поступление на вход какой-либо подсистемы входных сигналов разных типов, индивидуального и общедоступного.

Упущенные возможности сценария проявляются в частоте переходов по дугам, представляющим "откат" достигнутого состояния.

Комплексность решения проблем может оцениваться частотой переходов по связанным дугам.

Глава 4

В главе отмечается, что разработанная теоретическая модель анализа проблемной значимости управляющих сценариев обеспечивает возможность интеграции с реальным процессом отбора проектов реформирования и планирования комплексных проектов. Например, она может быть основой конкурсного механизма отбора проектов, посвященных региональному развитию. Использование модели позволит:

• исключить дублирование и повторное инвестирование проектов по одной и той же проблеме,

• консолидировать усилия инвесторов в решении наиболее актуальных задач,

• учитывать объем вложенных средств в разработку соответствующих направлений реформирования и их фондоотдачу,

• организовать мониторинг проектов, получивших финансирование и принятых к исполнению,

• получать рейтинговую оценку решаемых проблем и проектов, выставляемых на конкурс.

Для выполнения перечисленных функций система компьютерной поддержки должна обеспечить пользователей средствами оперативной генерации, анализа, моделирования и оценки вариантов управляющих сценариев.

Обобщенная структура системы компьютерной поддержки процесса анализа управляющих сценариев включает: иерархическую модель проблемной области, базу проектов, имитатор динамики состояний и систему аргументированных заключений и оценки проектов.

Основным принципами ее реализации является

• вовлечение пользователей в процесс формализации критериев оценки сценариев,

• обеспечение пользователям возможностей ставить текущие задачи проблемного анализа на языке, близком к профессиональному,

• предоставление возможности рассмотрения проблемы с разной степенью детализации с использованием оперативных данных соответствующего уровня,

• предоставление возможностей вести долгосрочные компьютерные архивы статистических данных, представляющих конкретные прикладные модели активных систем,

• аккумуляция знаний о проблемной области и системе проектов, построение и использование соответствующей информационной системы, открытой для коррекции и пополнения,

• использование знаний экспертов относительно количественных и качественных оценок взаимосвязи динамических параметров активной системы.

Выводы, теоретические и практические результаты

В работе разработан формальный аппарат динамического моделирования крупномасштабных

иерархических объектов с учетом характеристик внешнего динамического механизма управления. Суть разработанного аппарата заключается в анализе динамики состояний исследуемой системы в контуре управления. С помощью предложенного аппарата может быть реализован сценарный механизм управления системой, исследование основных свойств сценариев, их проблемной значимости.

Предложенная теоретическая модель может служить основой при разработке информационных автоматизированных систем экспертного анализа взаимосвязанных проектов крупномасштабных комплексов.

Основными теоретическими и практическими результатами диссертационной работы являются следующие:

1. Разработан и исследован специализированный аппарат моделирования динамических процессов развития крупномасштабных иерархических систем.

2. Разработан метод представления процесса исполнения проектов крупномасштабных комплексов с помощью предложенного аппарата.

3. Предложены принципы организации анализа эффективности проектов крупномасштабных комплексов. Использование предложенных принципов позволяет: существенно сократить трудоемкость сравнительного анализа проектов крупномасштабных

комплексов, провести анализ структурных вариантов объединения проектов в крупномасштабные комплексы, автоматизировать процесс планирования и процесс решения систем взаимосвязанных комплексов проблем.

4. Предложена модель архитектуры информационной системы экспертного анализа динамических характеристик процесса реализации проектов крупномасштабных комплексов, позволяющая ввести долгосрочный реестр проектов и многоэкспертную базу о системе многосвязных проблем, организовать типовые специализированные рабочие места, обслуживающие а) процесс конкурсного оценивания проектов и б) построения сценариев решения крупномасштабных проблем и др.

5. Сформулированы требования к методическим средствам и разработаны структурные алгоритмические схемы реализации основных подсистем информационной системы экспертного анализа динамических характеристик процесса реализации проектов крупномасштабных комплексов.

6. Разработанный аппарат использован при разработке системы управления социально-экономическим развитием малочисленных народов Севера.

7. Разработана структура информационной системы экспертного анализа и синтеза комплексов проектов, решающих проблемы малочисленных народов Севера.

Основные публикации по теме диссертации

1. Степановская И. А., Багдасарян А.Г., Искра CA., Подсистема согласования экспертных знаний аналитического мониторинга в контуре программно-целевого управления. // Тезисы докладов научно-практической конференции "Аборигены, природа, ресурсы Российского Севера", Москва, 1997г.

2. Багдасарян А. Г., Степановская И. А., Борисов В.Г. и др., A Model as an Element of Knowledge Representation. // International Conference "Advanced System of Simulation -ASIS'98", September, 1998, Brno, Czech Republic.

3. Багдасарян А. Г., Методология когнитивного анализа в системе управления проектами. // Международная конференция «Информационное общество, информационные технологии и телекоммуникации -НТИ-2000», Москва, 2000г.

4. Багдасарян А. Г., Когнитивная модель крупномасштабной активной системы. // Международная конференция «Информационное общество, информационные технологии и телекоммуникации -НТИ-2000», Москва, 2000г.

5. Багдасарян А. Г., Степановская И. А., Модель информационного обеспечения задачи управления крупномасштабной активной системой. // Международная конференция «Информационное общество, информационные технологии и телекоммуникации - НТИ-2000», Москва, 2000г.

Личный вклад автора в работах, опубликованных в

соавторстве, состоит в следующем:

[1] - обоснована необходимость контекстного разделения многоэкспертной информации в информационно-насыщенных прикладных областях и описаны основные свойства и возможности системы при реализации данного подхода;

[2] - проведен анализ описания информации в информационных экспертных системах на основе ее модельного представления;

[5] - дан анализ информации, сопровождающей процесс управления крупномасштабной системой, и описаны основные компоненты обобщенной структуры информационной системы,

поддерживающей процессы управления

крупномасштабными системами.

Результаты, составляющие основное содержание диссертационной работы, получены автором самостоятельно.

Зл*. /ёРТирГссмла

Введение.

Глава 1. Проблемы моделирования проектов крупномасштабных комплексов в контуре программно-целевого управления.

1.1 Объект исследования.

1.2 Обзор ПО управления проектами.

1.3 Цели и содержание работы.

Глава 2. Диаграммы состояний как аппарат представления динамики развития крупномасштабных систем.

2.1 Роль мониторинга в контуре моделирования крупномасштабных систем.

2.2 Принципы построения модели развития крупномасштабных систем в контуре программно-целевого управления.

2.3. Формализованная схема построения модели развития иерархической системы с полиморфными показателями.

2.4 Схема анализа динамики структуры бюджета ФЦП.

Глава 3. Организация директивного планирования.

3.1 Согласования диаграмм состояний.

3.2 Модель управляемого развития.

3.3 Принципы организации директивного планирования.

3.4 Административный геомониторинг как пример среды директивного планирования.

Глава 4. Принципы компьютерной поддержки процесса отбора проектов в контуре программно-целевого управления.

4.1 Обобщенная структура системы компьютерного отбора проектов.

4.2 Организация процесса регистрации проектных мероприятий ФЦП.

4.3 Построение модели проблемной области.

4.4 Организация построения модели проблемной области для ФЦП социально-экономического развития коренных малочисленных народов Севера.

Актуальность Успехи в области развития программно-целевого управления в прикладных областях, включая социальную, экологическую, и др., в значительной степени связаны с разработкой формальных методов моделирования комплексов крупномасштабных проектов развития.

К настоящему времени накоплен значительный арсенал методов и инструментальных средств, позволяющих проводить финансовый и маркетинговый анализ проектов, оперативно анализировать варианты сценариев развития и управления сложных систем, исследовать и обосновывать такие их характеристики, как потребности, риски, состоятельность и др. В то же время начальный этап проектирования, задачами которого является формирование целостного представления ,о результативности развития сложных комплексов, глобальных проектов, анализ проблемной значимости проекта в комплексе, согласованности целей и задач отдельных проектов, остается наименее изученным и формализованным.

В связи со сказанным весьма актуальной является задача исследования и разработки универсальной теоретической модели комплексов крупномасштабных проектов, обеспечивающей формальное представление и анализ комплекса взаимосвязанных проектов как механизма решения сложных проблем независимо от их прикладной ориентации.

Цель диссертации заключается в описании и разработке теоретической модели и методов анализа взаимосвязанных проектов крупномасштабных комплексов, включающих как статические, так и динамические аспекты их взаимодействия.

Основные задачи диссертационной работы. определяемые поставленной целью, состоят в следующем:

1. проведение сравнительного анализа известных моделей, методов и подходов к представлению и анализу информации в информационных экспертных системах;

2. разработка и описание формального аппарата моделирования и представления крупномасштабных иерархических систем;

3. разработка методов и принципов анализа взаимосвязанных проектов крупномасштабных комплексов;

4. проведение анализа требований к информационному обеспечению и разработка модели обобщенной структуры информационной системы для исследования динамических характеристик крупномасштабных систем.

Методы исследования Для реализации сформулированных задач в диссертационной работе используется аппарат математического моделирования, теории конечных автоматов, теории графов и системного анализа.

Научная новизна работы заключается в разработке формального аппарата динамического моделирования крупномасштабных иерархических систем с учетом характеристик внешнего динамического механизма управления, а также в разработке модели структуры информационной системы экспертного анализа динамических характеристик процесса исполнения взаимосвязанных проектов крупномасштабных комплексов.

Практическая иенность диссертаиионной работы

Разработанный в работе аппарат и методы могут использоваться как эффективный инструмент, позволяющий адекватно представлять взаимосвязанные динамические процессы и моделировать развитие крупномасштабных иерархических систем. Полученные результаты применяют при принятии решений по выбору рациональных комплексов проектов и при разработке соответствующего информационного обеспечения, а также используют в качестве технологии построения информационных экспертных систем, предназначенных для анализа сценариев развития взаимосвязанных комплексов.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждена корректным обоснованием и анализом математических моделей рассматриваемых систем и процессов в них, наглядностью интерпретации математических моделей, теоретических результатов и выводов, а также результатами практического использования предложенных и исследованных в диссертации моделей, методов и средств.

Реализация результатов работы Результаты диссертации использовались при разработке информационно-аналитической системы поддержки крупномасштабного административного управления Федеральной целевой программой «Экономическое и социальное развитие коренных малочисленных народов Севера до 2000 года». В частности, результаты диссертационной работы использовались при разработке информационной системы управления проектами для решения проблем социально-экономического развития малочисленных народов Севера России. В настоящее время, разработанные в работе модели и методы находятся на этапе разработки информационной системы, поддерживающей процесс долгосрочного планирования и развития Ненецкого автономного округа.

Апробация работы Основные положения диссертационной работы представлялись на Всероссийских и Международных конференциях:

Научно-практическая конференция «Аборигены, природа, ресурсы Российского Севера: инвестиции, проекты, программы», Москва, 1997;

Научно-техническая конференция «Advanced System of Simulation - ASIS' 98», September, 1998, Brno, Czech Republic.

Научно-техническая конференция «Информационное общество, информационные технологии и телекоммуникации -НТИ-2000», Москва, 2000г.

Публикации По материалам диссертационной работы опубликовано 5 работ.

Структура U объем работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и библиографии.

Общие выводы и результаты диссертационной работы

В работе разработан формальный аппарат динамического моделирования крупномасштабных иерархических систем с учетом характеристик внешнего динамического механизма управления. Суть разработанного аппарата заключается в анализе динамики состояний исследуемой системы в контуре управления. С помощью предложенного аппарата может быть реализован сценарный механизм управления системой, исследование (анализ) основных свойств сценариев, их проблемной значимости. Предложенная теоретическая модель может служить основой при разработке информационных автоматизированных систем экспертного анализа взаимосвязанных проектов крупномасштабных комплексов.

Основными теоретическими и практическими результатами диссертационной работы являются следующие:

1. Разработан и исследован специализированный аппарат моделирования динамических процессов развития крупномасштабных иерархических систем.

2. Разработан метод представления процесса исполнения проектов крупномасштабных комплексов с помощью предложенного аппарата.

3. Предложены принципы организации анализа эффективности проектов крупномасштабных комплексов. Использование предложенных принципов позволяет: существенно сократить трудоемкость сравнительного анализа проектов крупномасштабных комплексов, провести анализ структурных вариантов объединения проектов в крупномасштабные комплексы, автоматизировать процесс планирования и процесс решения систем взаимосвязанных комплексов проблем.

4. Предложена модель архитектуры информационной системы экспертного анализа динамических характеристик процесса реализации проектов крупномасштабных комплексов, позволяющая ввести долгосрочный реестр проектов, ввести многоэкспертную базу о системе многосвязных проблем, организовать типовые специализированные рабочие места, обслуживающие а) процесс конкурсного оценивания проектов и б) построения сценариев решения крупномасштабных проблем и др.

5. Сформулированы требования в методическим средствам и разработаны структурные алгоритмические схемы реализации основных подсистем информационной системы экспертного анализа динамических характеристик процесса реализации проектов крупномасштабных комплексов.

6. Разработанный аппарат использован при разработке системы управления социально-экономическим развитием малочисленных народов Севера.

7. Разработана структура информационной системы экспертного анализа и синтеза комплексов проектов, решающих проблемы малочисленных народов Севера.

1. Ах. А. А. Ахременков, «Программная система для разработки моделей регионального управления»/ Программные системы: Теоретические основы и приложения. Под ред. Айламазяна М.: Наука. Физматлит. 1999г. - 320с.

2. AR. Adler Richard М., Knowledge-based comparison of system simulations/Al. and Simul.: Theory and Appl.: Proc. CSC East Multiconf., Nashville, Tenn., 23-26 Apr., 1990 San-Diego (Calif.), 1990.-pp. 117-124.

3. Бг2. Багдасарян А. Г., Степановская И. А., Борисов В.Г. и др., А Model as an Element of Knowledge Representation. // International Conference «Advanced System of Simulation ASIS'98», September, 1998, Brno, Czech Republic.

4. БМ. JT. А. Бахвалов, JI. И. Микулич, «Компьютерное моделирование: основные тенденции развития инструментальных средств», Труды Института Проблем Управления РАН им. Трапезникова, том 2, М., 1999г.

5. Бр1. Бурков В. Н., Квон О. Ф., Цитович JI. А., «Модели и методы мультипроектного управления».(Препринт М.: ИПУ РАН, 1998).

6. Бр2. Бурков В. Н., Новиков Д. А., «Как управлять проектами», М.: Синтег, 1997.

7. БрЗ. Бурков В. Н. и др., Методы агрегирования в управлении проектами/Препринт. Институт проблем управления, 1999г., Москва 1999.

8. Бр4. Бурков В. Н., Новиков Д. A., Active systems theory and problems of large-scale projects management/ Business and management. Vilnius:Technica, 1995, vol. 1, pp. 93-103

9. Бр5. Бурков В. H., Новиков Д. A., Models and methods of multiproject management/ Proc. Of 13-th 1С on Systems Science, Wroclaw, 1998, vol.3, pp. 245-254

10. Брб. Бурков В. H., Новиков Д. А. Введение в теорию активных систем. Уч. Пособие. М.: ИПУ РАН, 1996 125 с. Бр7] Бурков В. Н., Новиков Д. А., Материалы междунар. Научно-практической конфер. «Управление большими системами» (ред.). М.-.СИНТЕГ, 1997 - 400 с.

11. БС. Басакер Р., Саати Т., «Конечные графы и сети», М.: изд-во «Наука», 1973, 368 с.

12. BaS. С. Batur, A. Srinavasan, Chien-Chung Chan, «Automated rule-based model generation for uncertain complex dynamic systems»/ Engng. Applic. of Artif. Intell., vol. 4 № 5, 1991, pp. 359-366

13. BMB. «А Logical Model of Cooperating Rule-Based Systems», -Bailin Sidney C., Moore John M., Hilberg Robert H., Murphy Elizabeth D., Bander Shari A. Telemat/and Inf., 1989, vol.6 №3-4, c.331-349

14. BrE. Barrett A. R., Edwards J. S., «Knowledge elicitation and knowledge, representation in a large domain with multiple experts», Exp. Syst. Appl., 1995, 8, № 1, pp. 169-176

15. Bp. В. И. Воропаев, Управление проектами в России. М.: «Алане», 1995г.-225с.

16. ГуЧ. Гусев В. Б., Черкашин А. М., «Управление проектами экономического и социального развития малочисленных этносов»/там же.

17. GF. Greef Arthur R., Fonn Steffen M., Young Robert E., O'Grady Peter J., Implementation of a logic based support system for concurrent engineering/Data and Knowl. Eng.-1995.-15 № 1, pp. 31-61.

18. Dv. Davis R., «Diagnostic reasoning based on structure and behavior», Artificial Intelligence, 24, 1984, pp. 347-410.

19. JfJ M. S. Jaffe, «Completeness, Robustness and Safety in RealTime Software Requirements and Specifications», Ph. D. thesis, University of California, Irvine, 1988.

20. JfL. M. S. Jaffe, N. G. Leveson, M. P. E. Heimdahl, B. Melhart, «Software Requirements Analysis for Real-Time Process Control Systems», IEEE Trans. Software Engineering, vol. 17, № 3, стр. 241-258, Mar. 1991.

21. ЗИЮ. Затуливетер Ю. С., Ижов И. И., Юдицкий С. А., Сценарно-когнитивная модель стратегического управления сложными организационными системами/Между нар. Конф.по проблемам управления (29 июня 2 июля 1999 года). Тез. Докл., том 2. -Москва, 1999г.

22. ЗПр. Зайдфудим П. X., Прангишвили И. В. и др., «Программные методы управления экономическим и социальным развитием коренных малочисленных народов Севера»/ Препринт, ИПУ, М., 1996г.

23. Zj. «Integration of Weighted Knowledge Bases», Zin Jinxin -Artificial Intelligence, 1996, vol.83 №2, c. 363-378 Ик] Иерархическая классификация методов оценки важности критериев, АиТ, 1997, № 8, с. 3-35

24. Ин. Информационные технологии и интеллектуальные методы, 1997, №2, с. 81-88

25. К61. Кульба В. В., Миронов П. Б., Назаретов В. М., «Анализ устойчивости социально-экономических систем с использованием знаковых орграфов», Автоматика и телемеханика, № 7, 1993, стр. 130- 137.

26. Кб2^. В. В. Кульба, Д. А. Кононов, С. А. Косяченко, Сценарное исчисление как методология анализа сложных систем/Тр. Ин-та, том 9, М.:ИПУ РАН, 2000.

27. КбЗ. Кононов Д. А., Кульба В. В., Ковалевский С. С., Косяченко С. А., Формирование сценарных пространств и анализ динамики поведения социально-экономических систем. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1999.

28. К64. Кононов Д. А., Косяченко С. А., Кульба В. В., Методы формирования региональных сценариев развития в информационно-управляющих системах/Материалы междунар. конф. «Проблемы регионального и муниципального управления», 27-28 мая, 1999, М.: РГГУ, 1999.

29. КМ2. В. И. Максимов, Е. К. Корноушенко, « Аналитическиеосновы применения когнитивного подхода при решениислабоструктурированных задач», Труды Института Проблем

30. Управления РАН им. Трапезникова, том 2, М., 1999г.

31. Кн. Г. Н. Калянов, «Современные CASE технологии», М.,1992 (Препринт/Институт Проблем Управления).

32. Кп. Капелько С. В., «Моделирование принятия экономическихрешений»/ Материалы Международной научно-практическойконференции «Анализ систем на рубеже тысячелетий: Теория ипрактика- 1999», Москва, 1-2 декабря, 1999г.

33. КРж. Комарек В., Ржига Л., Долгосрочное планирование ипрогнозирование. Пер. С чешс. М.: Экономика, 1973, 215с.

34. Кс. Крупномасштабные системы. Моделирование развития и функционирования: Сб. тр. М.: Институт проблем управления, 1990

35. КФФ. Краснощеков П. С., Федоров В. В., Флеров Ю. А., Элементы математической теории принятия проектных решений/ Автоматизация проектирования. 1997., - № 1, с. 15-23.

36. Мод. Моделирование экономической динамики: риск, оптимизация, прогнозирование/Под ред. Р. М. Нижегородцева. М.: МГУ, 1997г.

37. МрП. Мир управления проектами. Под редакцией X. Решке и X. Шелле, 1993г.

38. МС. Моисеев Д. А., Математические задачи системного анализа. -М.: Наука, 1981.- 488с.

39. Меи. Международный симпозиум «Проекты и управлениепроектами в России и Восточной Европе». Москва, сентябрь 7-10,1993, Сборник трудов. Изд. Алане и Российская Ассоциация

40. Управления Проектами СОВНЕТ. 416 с.

41. Мт. Математическое моделирование, 1997, 9, №5, с. 3-16

42. МТ1. Месарович М. Д., Мако Д., Такахара Я., Теорияиерархических многоуровневых систем., М. : Мир, 1973.

43. МТ2. Месарович М. Д., Такахара Я., Общая теория систем:математические основы., -М. : Мир, 1978.

44. MtB. V. Matellan, D. Borrajo, «АВС2: An Architecture for1.telligent Autonomous Systems», 3 rd IF AC Simposium on1.telligent Autonomous Vehicles, March 25 27, 1998, Madrid,1. Spain.

45. Mx. Мелихов A. H., Ориентированные графы и конечные автоматы., М. Наука, 1971, 416с.

46. Нв. Новиков Д. А., Механизмы функционирования многоуровневых организационных систем., М.: Фонд «Проблемы управления», 1999 150 стр.

47. НП. Нуждин В. Н., Пантелеев Е. Р., «Инструментальный комплекс многоуровневого моделирования сложных динамических систем в задачах компьютерной экспертизы», Информационные системы и технологии, Межвузовский сборник научных трудов, Владимир, 1997.

48. Не. Нечеткие ситуационные модели. Траектории управления/Вестн. МГТУ, Сер. Приборостроние, 1997, № 2, с.28-35 Ост] Острейковский В. А., «Теория систем», М.: Высшая шк., 1997.-240 с.

49. Пе. Петровский С. А., Об одном подходе к построению комплексного прогноза, Экономика и математические методы, 1985, 21 №3, с. 428-442.

50. Пл1. А. Полковников, «Системы для управления проектами -игрушки для руководителей или полезные инструменты», PC WEEK/RE, № 16, 1996г.

51. Пл2. А. Полковников, «Управление проектами выбор, внедрение и использование ПО в России», PC WEEK/RE, № 3435, 1996г.

52. Рб. Роберте Ф. С., Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам. М.: Наука., 1986г.

53. Ро. Романов В. Н. «Системный анализ для инженеров», СПб:

54. СПб Гос. Ун-т (институт химии). 1998, - 166 с. RCJ. Ming Rao, Jian-Zhong Cha, Ji Zhou, «PHIIS: A Parallel Hierarchical Integrated Intelligent System for Engineering Design Automation», Engng. Applic. Artif. Intell., vol. 4, № 2, 1991, pp. 145- 150.

55. RTM. B. Robert, M. Taleb, C. Marche, «Acquisition, Processing and Management of Multiple Sources of Knowledge in Hydraulic Engineering», Engng. Applic. Artif. Intell., vol.4, №5, 1991, pp. 377-384.

56. C61. Автоматизация процессов управления и обработки информации: Сб. статей. Вологда: ВоПИ, 1998. - 138 с. СбЗ] «Механизмы управления социально-экономическими системами»: Сборник трудов. М., Институт Проблем Управления, 1988.

57. СбЗ. «Развитие структур крупномасштабных систем. Моделирование и планирование» : Сборник трудов. М.: Институт Проблем Управления, 1984.

58. СД1. С. Доржинкевич, И. Степановская, В. Борисов, «Коренные малочисленные народы Севера России: тенденции развития», М., 1999 (МГАПН/МИПСЭТ).

59. Се. Семешко А. В., Бизнес-процесс финансового планирования на предприятии/ Теория активных систем. Тр. Юбилейной междунар. научно-практической конференции (15-17 ноября 1999г.,

60. Москва, Россия. Ред. В. Н. Бурков, Д. А. Новиков. Серия «Информатизация России на пороге 21 века», М. : СИНТЕГ, 1999.-320с.

61. Стб. Социальное положение и уровень жизни населения России:

62. Стат. Сб./Госкомстат России. М.: 1999. - 445с.

63. Сх. А. Сахаров, «Концепции построения и реализацииинформационных систем, ориентированных на анализ данных»,http://www.citforum.ru/koi/database/kbd97/5.shtml

64. СС. Cruber Christopher О., Project management: Software alone can'tdo the job/1, and CS. 1991 - 64, № 3, pp. 57-61

65. ChC. Chittaro L., Constantini C., Giovanni G., Tasso C., Toppano E., «Diagnosis based on cooperation of multiple knowledge sources», Proceedings of the Model Based Diagnosis International Workshop, Paris, 1989.

66. CTa. Chew Lindon M. L., Tan Chew Lim, Murphy Dennis Hugh «An object-oriented knowledge base for multi-domain expert systems», Exp. Syst. Appl., 1995, 8, № 1, pp. 117-125

67. SM. R. Sadananda, N. Mani, «Modeling Cooperative Knowledge Systems in Design», Engng. Applic. Artif. Intell., vol. 4, № 2, 1991, pp. 109- 119.

68. Tl. Трахтенгерц Э. А., «Агентно-ориентированные информационные технологии управления проектами», М., 1999 (Препринт/Институт Проблем правления).

69. Т2. Трахтенгерц Э. А., «Компьютерная поддержка принятия решений», М., Синтег, 1998.

70. Тур. Туркин Н. А., «Анализ эффективности процедур управления проектами как формы моделирования бизнес-процессов», Всероссийская студенческая научная конференция V Королевские чтения, Тезисы докладов, Самара, 6-7 октября 1999г.

71. Uml. Г. Буч, Д. Рамбо, Д. Джекобсон, Язык UML. Руководствопользователя./Пер. с англ.: М. ДМК, 2000, 432с.

72. FL. «Diagnostic Knowledge Representation and Reasoning with

73. Use of And/Or/Not Causal Graphs», Pilar Fuster-Parra, Antoni1.geza Systems Science, 1996, vol.22 №3, c. 53-60

74. Хар. Ф. Харари, «Теория графов», M.: изд-во «Мир», 1973.

75. HL1. «Completeness and Consistency in Hierarchical State-Based

76. Requirements», Mats P. E. Heimdahl, Nancy G. Leveson - IEEE

77. Transactions on Software Engineering, 1996, vol. 22 №6, c. 363-376

78. HL2. M. P. E. Heimdahl, «Static Analysis of State-based

79. Requirements: Analysis for Completeness and Consistency», Ph. D.thesis, University of California, Irvine, 1994. .

80. HL3. M. P. E. Heimdahl, N. G. Leveson, «Completeness and

81. Consistency Analysis of State-based Requirements», Proc. 17th Int.

82. Conf. Software Engineering, Apr. 1995.

83. Hr. D. Harel, «Statecharts: A visual formalism for complex systems», Science of Computer Programming, vol.8, стр. 231- 274, 1987.

84. Htl. «Ключевые определения и концепции методовпланирования, организации, и контроля проектов»,http://www.projectmanagement.ru/theory/pm.glos.html

85. Ht2. «Процессы управления проектов»,http://www.projectmanagement.ru/practice/library/pmprocess.html

86. Ht3. «Введение в проектный менеджмент»,http://www.projectmanagement.ru/practice/library/pmintro.html1. Ht4. http://www.fmance.ru

87. Ht5. http://www.sapr.orc.ru

88. Ht6. http://www.megaputer.ru/DM/whatisdm.html

89. Ht7. http://www.inftech.euro.ru/it/database/datamining/art 1 .html

90. Ht8. http://www.tvp.ru/prog/progrfr.htm

91. Ht9. http://www.inftech.euro.ru/it/database/datamining/index.html

92. HtlO. http://www.tora-centre.ru/program/data-mining

93. Htll. http://www.tora-centre.ru/program/fuzi.html

94. Htl2. http://neurnews.iu4.bmstu.ru/conf/nkp99/fotonkpl .htm

95. Htl3. http://www.tora-centre.ru/program/ithink.htm

96. Htl4. http://www-koi8.rbc.ru/techan/ithink.htm

97. Htl5. http://ithink.i-connect.ru

98. Htl6. http://beta.rbc.ru/techan/ithink.htm

99. Htl7. http://www.vvsu.ru/personnel/dudnicky/ithink.htm

100. Цв. Цветков А. В., Управление проектами с учетом активности инеопределенности/ Теория активных систем. Тр. Юбилейноймеждунар. научно-практической конференции (15-17 ноября 1999г.,

101. Москва, Россия. Ред. В. Н. Бурков, Д. А. Новиков. Серия

102. Информатизация России на пороге 21 века», М. : СИНТЕГ, 1999.320с.

103. Цр1. Цвиркун А. Д., Акинфиев В. К., Соловьев М. М., Моделирование развития крупномасштабных систем. М.: Экономика, 1983.

104. Цр2. А. Д. Цвиркун, Управление развитием крупномасштабных систем/Тр. Ин-та, том 7, М.: ИПУ РАН, 1999.