автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Способы, модели и инструментальные средства управления потоками электронных документов в организациях с дивизиональной структурой

904618682

На правах рукописи

ВОЛОБУЕВ ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ

СПОСОБЫ, МОДЕЛИ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ЭЛЕКТРОННЫХ ДОКУМЕНТОВ В ОРГАНИЗАЦИЯХ С ДИВИЗИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ДЕК 7070

КУРСК-2010

004618682

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» на кафедре программного обеспечения вычислительной техники.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Довгаль Виктор Митрофанович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Сизов Александр Семенович

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Иванов Игорь Владимирович

ОКБ «Авиаавтоматика» Курского ОАО «Прибор»

Защита состоится «27» декабря 2010 г. в 16.00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.105.02 при ГОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет» по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».

Автореферат разослан «26» ноября 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.105.02

Е.А. Титенко

J

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Совершенствование процессов управления и принятия решений в организациях с целью повышения эффективности их функционирования неразрывно связано с качеством информационного обеспечения и подсистем управления потоками электронных документов (ЭД). В этом направлении ведутся интенсивные исследования, направленные на разработку методов формализации и постановки задач управления и инструментальных средств создания и использования ситуационного управления в организациях. К настоящему времени существуют и определены следующие основные типы организаций: линейная, функциональная, матричная, дивизиональная, множественная. По мнению экспертов, максимальное распространение имеют дивизиональные организации. Потребность в использовании дивизиональной структуры появилась в связи с резким возрастанием размеров организаций, диверсификацией их деятельности, усложнением технологических процессов. Проблема управления потоками ЭД имеет важное значение для дивизиональных организационных структур, поскольку вместе с ростом числа уровней и числа функциональных компонентов (дивизионов) лавинообразно растут объемы данных и ужесточаются требования ко времени обмена тематическими блоками электронных документов (ТБЭД). В средних дивизиональных организациях корпоративная ЛВС имеет 3000 каналов связи, соединяющих около 1600 автоматизированных рабочих мест (АРМ), 180 устройств самообслуживания (банкоматы, информационно-платежные терминалы) и 800 торгово-сервисных терминалов. Как правило, используются рабочие станции и серверы массового распространения и не применяются сложные аппаратные средства и дорогостоящие программные продукты, которые внедряются в крупных организациях с аналогичной структурой.

Над проблемами экспертных систем и ситуационного управления работали известные отечественные и зарубежные специалисты Глушков В.М., Поспелов Д.А., Клыков Ю.И., Зак Ю.А., Вагин В.Н., Маслов С.Ю., Мелихов А.Н., Берштейн JI.C., Карелин В.П., Buchanan В., Shortliffe Е., Foster D., David Е„ Luckham D„ Hamdy A., Taha и другие.

Между тем, существующие методы решения задач систем управления потоками ЭД приводят к результатам, которые еще далеки от потребностей практики, что открывает пути для поиска новых подходов и создания методов и инструментальных средств решения задач данного класса.

Важной особенностью систем управления потоками ЭД в дивизиональных организациях, является наличие большого числа элементов и числа связей между ними, что приводит к необходимости решения логических комбинаторных задач алгоритмами с высоким уровнем временной сложности с неприемлемыми для практики затратами времени. Названные особенности составляют основное противоречие, на разрешение которого направлено данное диссертационное исследование. Основная решаемая задача диссертации заключается: в создании системы ситуационного управления потоками электронных документов в организациях с дивизиональной структурой; в разработке форм представления исходных данных, продукций и инструментальных средств конкретизации модели и параметров системы управлении, а также способов и средств формирования эталонных ситуаций и обработки информации, составляющих ядро системы управления (под эталонной

ситуацией понимается состояние объекта управления (ОУ), удовлетворяющее це лям управления); в проведении экспериментальных исследований временной сложности алгоритмов и процессов обмена ЭД.

Для решения основной задачи диссертации имеются достаточные основания, как для унификации форм представления ситуаций и порождаемых ими действий, так и для покаскадного приведения (алгоритмизации) задач обработки знаний к виду пригодному для применения методов целенаправленного перебора при приемлемых для практики затратах времени. Первая часть диссертации включает теоретические построения для создания: структурно-функциональной организации (архитектуры) ситуационной системы управления потоками ЭД с базой знаний, правила которой основаны на методологии ситуационного управления; структурно-параметрической конкретизации системы управления в соответствии с особенностями объекта управления; способов и алгоритмов формирования эталонных ситуаций и визуализации «скрытых» динамических параметров нагрузки на функциональные компоненты объекта управления. Практическая часть работы включает разработку программных средств ситуационного управления потоками ЭД и визуализации динамических параметров системы, а также содержит результаты экспериментальных исследований.

На основании изложенного следует, что тема диссертации является актуальной и перспективной.

Диссертация выполнялась в рамках госбюджетной составной часта НИР Курского государственного технического университета по тематическому плану Министерства образования и науки РФ № 1.5.09, 2009 г. «Создание продукционной алгоритмической системы быстрых символьных вычислений и языка программирования для реконфигурируемых вычислительных систем».

Объект исследования: процессы обмена ЭД в организациях.

Предмет исследования: управление процессами обмена потоками ЭД для совершенствования функционирования организаций.

Цель диссертации заключается в сокращении временных затрат при управлении потоками электронных документов путем создания: модели управления; структурно-функциональной организации (архитектуры) системы ситуационного управления; способа определения параметров и множества допустимых состояний, соответствующих конкретному объекту управления; способа и алгоритма формирования эталонных Ситуаций и разработку программных средств управления потоками ЭД и визуализации динамических параметров объекта управления.

Поставленная научно-техническая задача декомпозируется на следующие частные задачи исследований:

1. Выполнить анализ, существующих методов, моделей и инструментальных средств систем управления потоками ЭД, а также способов сокращения временных затрат при решении трудно формализуемых задач.

2. Разработать модель управления и архитектуру ситуационной системы управления.

3. Разработать способ определения параметров и множества допустимых состояний, соответствующих конкретному объекту управления, а также определить логические условия выбора минимально допустимых областей изменения параметров модели управления.

4. Создать способ и алгоритм для формирования эталонных ситуаций. Разработать алгоритм и программные средства для решения задачи управления потоками ЭД, визуализации «скрытых» динамических параметров объекта управления и для проведения экспериментальных исследований.

Методы исследования базируются на аппарате теории ситуационного управления, теории алгоритмов и математической логики, на положениях современной дискретной математики, теории продукционных систем обработки символьной информации, теории проектирования систем управления, теоретического и прикладного программирования.

Научная новизна результатов исследований:

1. Созданы продукционная модель управления потоками электронных документов в организациях с дивизиональной структурой и архитектура ситуационной системы управления. Модель управления отличается тем, что в ней используется объединение достоинств экспертных систем и ситуационного управления, что позволило разработать новый тип правил, в левой части которых используются высказывания, характеризующие отклонение от эталонной ситуации, а в правой части - высказывания, задающие воздействия, которые аннулируют текущие отклонения от эталонной ситуации или обеспечивают минимально-допустимые отклонения от нее. Разработан новый тип правил (продукций) базы знаний. На основе модели разработана архитектура ситуационной системы управления, содержащая новые блоки и связи.

2. Разработан неординарный способ и алгоритм конкретизации структуры, параметров и множества состояний модели по отношению к заданному объекту управления. Способ и алгоритм позволяют сократить размерность логических комбинаторных задач управления и достигнуть приемлемых для практики временных затрат при их решении.

3. Разработан способ и алгоритм формирования эталонных ситуаций в новой форме их представления в виде графиков обмена блоками электронных документов, а также разработан способ и осуществлена его алгоритмизация для визуализации и мониторинга динамики параметров объекта управления. Это позволяет реализовать структурное управление компонентами и связями информационной системы организации и осуществлять ее реструктуризацию для совершенствования процессов управления потоками ЭД в средних дивизиональных организациях.

Достоверность результатов диссертации обеспечивается корректным и обоснованным применением положений и методов математической логики и теории алгоритмов, ситуационного управления и проектирования систем управления, а теоретические построения подтверждаются логическим анализом алгоритмов, результатами экспериментов, практическим использованием и регистрацией программных реализаций алгоритмов в Роспатенте.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. На основе анализа разработанных способов и их алгоритмизации созданы программные средства, которые совместно с существующим программным продуктом УЕОАБШ, реализующим целенаправленный поиск, может эффективно по времени решать важные практические задачи управления и реструктуризации системы обмена электронными документами с существенным сокращением затрат времени (свидетельство о регистрации программы № 2009615953).

2. Алгоритм формирования эталонных ситуаций в виде графиков обмена потоками информации рекомендуется для решения задач создания расписаний по видам работ, решения комбинаторных транспортных задач.

3. Имеет высокое практическое значение программный продукт для визуализации в интерактивных системах управления с целью обнаружения «скрытых» трендов параметров объекта управления.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли применение в учебном процессе Юго-Западного государственного университета на кафедре программного обеспечения вычислительной техники в рамках курса «Основы теории управления». Внедрены в ОКБ «Авиаавтоматика» Курского ОАО «Прибор»; в комитете потребительского рынка, развития малого предпринимательства и лицензирования Курской области; в ООО «Союз Консалтинг», что подтверждается актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международных научных конференциях: «Проблемы информатики в управлении, экономике и технике» - Пенза (2007 г.); «Инновационные процессы в менеджменте» - Приволжский Дом знаний (2008 г.); «Проблемы качества образования в современном обществе» - Приволжский Дом знаний (2008г.); «Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы -2009» -Курск (2009 г.).

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Модель управления, способ и алгоритм ситуационного управления на основе нового типа правил, а также архитектура системы управления, имеющая в своем составе новые функциональные блоки и связи.

2. Способ и алгоритм определения структуры, параметров и множества допустимых состояний модели для конкретного объекта управления. Способ и алгоритм позволяют сократить объем перебора при решении логических комбинаторных задач управления и достигнуть скоростного преимущества в 7-9 раз по отношению к аналогу.

3. Способ и алгоритм формирования эталонных ситуаций в виде графиков обмена потоками ЭД, алгоритм и программный продукт визуализации «скрытых» трендов параметров объекта управления в условиях детерминированно-хаотической динамики нагрузки. Программные продукты, реализующие разработанные алгоритмы и результаты экспериментальных исследований.

Публикации по теме диссертации. Основные результаты проведенных исследований, опубликованы в 8 работах, среди которых имеется 1 статья в научном издании, входящем в перечень ВАК Минобрнауки РФ, и 1 Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615953.

Личный вклад соискателя. Все выносимые на защиту научные результаты получены соискателем лично. В работах по теме диссертации, опубликованных в соавторстве, личный вклад соискателя сводится к следующему: в [1] предложена архитектура информационной системы управления вуза с интегрированием в нее стационарных терминалов; в [2] описан аппарат клиент-серверной технологии ИС, построенной на основе стандарта OSI, используя технологии ETHERNET и INTRANET; в [3] предложены методы модельной архитектуры (MDA) для системы управления потоками ЭД; в [4] проведена оценка специфики технологий сетей

ADSL с позиции социально-экономической значимости; в [5] предложены теоретико-методологические основы эффективного управления инновационным процессом в организациях социально-экономической сферы; в [6] проведен анализ современных эффективных технологий представления информации с помощью гипертекстовой базы знаний; в [7] проведена оценка современных способов представления информации, способствующих повышению эффективности управления; [8] разработана программа для регистрации потоков.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка использованных источников, включающего 94 наименования. Общий объем диссертации составляет 248 страниц машинописного текста вместе с приложениями. Диссертация содержит 38 рисунков и 10 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задача исследования, научная новизна, практическая ценность работы, основные положения, выносимые на защиту и другие общие характеристики диссертации.

В первой главе анализируются основные типы организаций, современные средства управления потоками ЭД в организациях, проводится сравнительный анализ существующих подходов по созданию систем управления и их алгоритмического обеспечения, систем ситуационного управления и экспертных систем.

Установлено, что существующие концепции и методы создания ситуационных систем управления (ССУ) приводят к неприемлемой для практики временной сложности алгоритмов. Сущность, предлагаемого подхода к решению задачи уменьшения временных затрат в процессе решения задач управления потоками ЭД организаций, заключается в объединении и согласовании достоинств инструментальных средств экспертных систем и методологии ситуационного управления. Основным компонентом систем управления принимается дескриптор в виде им-пликативного конструкта (правила): «управляющее воздействие» —»• «изменение ситуации» с последующей декомпозицией посылки и заключения правил, конкретизацией их форм представления в заданных условиях применения. Важными являются механизмы формирования эталонных ситуаций, а также отклонения, которые порождают необходимость решения задач управления путем применения продукций, приводящих к аннуляции отклонений или достижению допустимо минимальных отклонений при существующих ограничениях. При этом требуется создавать логические признаки, которые имеют двойственное назначение. С одной стороны эти логические условия являются индикаторами отсутствия решения задачи приведения к эталонной ситуации или оптимальной близости к ней. С другой стороны, они применяются для декомпозиции задачи управления и для отсечения вариантов перебора в процессе целенаправленного поиска при решении логических комбинаторных задач. Логические комбинаторные задачи возникают при управлении дискретными объектами управления, к классу которых относятся распределенные информационные системы организаций. Отсечение фрагментов графа в модели ОУ и задач конкретизации, а, соответственно, и вариантов решений, открывает возможности применения высокоскоростных методов целенаправленного перебора, как альтернативы методам логического вывода. Предлагаемый подход, создает основу для реализации структурно-функциональной организации перепек-

тивных архитектур ССУ, а также рекомендаций для решения практически важных задач реструктуризации информационной системы организации. В рамках предлагаемого подхода использованы новые формы представления знаний (продукции) для управления объектом, что является результатом обобщения принципов построения экспертных систем и ССУ. Продукции позволяют создавать такие наборы элементарных управляющих воздействий, параллельное и/или последовательное выполнение которых приводит объект управления в эталонное или максимально близкое к нему состояние.

Во второй главе разработаны модель управления, алгоритмы и архитектура ситуационной системы управления потоками ЭД в организациях с дивизиональной структурой, разработан способ и алгоритм выбора структурных связей и параметров модели управления и ситуационной системы управления (конкретизация) для конкретных объектов управления, а также осуществлена формализация и постановка задачи управления потоками ЭД в организациях.

Традиционно в системах управления используются правила вида «ситуация —» действия». В диссертационном исследовании в качестве базового правила вводится модифицированная форма правила в виде продукции: <ситуация> <действие> -*■ <результат>, где <действие> это каскад управляющих воздействий, а <результат> - это итог практической реализации управляющих воздействий, &, -операция венъюнкции (на «фоне» ситуации). В рамках диссертационного исследования модель системы управления создается из нового класса правил вида: «управляющие воздействия» —* «изменение ситуации», каждое из которых соотнесено одному из множества способов воздействия на объект управления:

А-»Л ' = я = йО; (1)

где Б*-объединенное логическое высказывание, определяющее А-тый способ воздействия на ОУ и условия его использования; J^ -сложное высказывание, отражающее возможные результаты применения &-го способа воздействия на ОУ. ¿6 (</„)- множество способов воздействий на элемент ОУ ¿„; и- номер элемента ОУ; т - количество взаимодействующих элементов ¿п в ОУ; п=1,т; Л„— количество характеристик состояния и-го элемента ОУ. Правила задаются экспертной коалицией, и выполняются в блоке формирования базы знаний (БФБЗ) ССУ (Рис. 1) и применяются для текущих ситуаций в ОУ.

В ССУ имеются следующие высказывания и множества значений индексов: высказывание, характеризующее 7-тую управляющую операцию, которая используется для элемента с/„; высказывание, описывающее условия ис-

пользования у-й управляющей операции для элемента </„; (¿„) - множество значений управляющих операций, выполняемых для элемента <1„ в соответствии с к-м способом воздействия на ОУ; /»(</„ )- высказывание, отражающее характер и значения взаимодействия между элементами дщ и йп при выполнении к-го способа воздействия на ОУ; ке/ = 1,Л„; п = \т\ /, - номер параметра состояния элемента (¡„, значение которого может изменяться вместе с при использовании А-го способа воздействия на ОУ, 1 < < Л„;/, * /; ¡2 - номер параметра состояния п2 -го элемента ОУ, который может менять свои характеристики при использо-

вании к-го способа воздействия на ОУ, 1 < <2 < Л^ ;/г * К п2 - номер элемента ОУ, взаимодействующего с элементом Ы„; 1^я2 <т;я2 К(ЬШ) - простое высказывание, описывающее определенные (конкретные) изменения значений параметра у№«) при использовании к-то способа воздействия на ОУ; ьш - конкретизированная служебная переменная, которая отражает направление изменения значений параметра и определяет для него количественную оценку (если Ь**<0, то при использовании к-го способа воздействия на ОУ значение параметра Л (О уменьшается; если ьш>0, то значение соответствующего параметра увеличивается; если Ьц„= 0, то значение параметра фиксируется); - высказывание, которое задает наличие параметров связности и значения степени связности между /-той и Ч -той (.'*'!) характеристиками элемента и трансформацию значения У>(4,) при использовании &-го способа воздействия; множество номеров параметров состояния элемента , которые совместно с могут трансформировать свои значения при использовании к-го способа воздействия на ОУ; Г,г - множество номеров связанных с элементов, у которых параметры состояния могут изменять свои значения при использовании к-го способа воздействия; (¿^) — высказывание, указывающее на условия существования и параметры зависимости между характеристиками УЛ<1„) и при которых может быть косвенное изменение последней из них при использовании к-то способа управляющего воздействия. Декомпозиция правил осуществляется в специальном блоке декомпозиции (БДк) ССУ (рис.1). Способ воздействия на ОУ может реализовать (параллельно и/или последовательно) определенный набор элементарных управляющих операций, используемых не только в связи с анализируемым элементом </„, но и в связи с подмножеством взаимодействующих с с!„ других элементов ОУ. В диссертации приведены этапы декомпозиции правил (1) в соответствии с особенностями ОУ. В результате поэтапной декомпозиции правила (1) преобразуются к финальному виду с разделением по левому и правому фрагментам правила (1) соответственно: {тт{ тт^ [£>,(с1„)л^№„)],гот (/*(<*„,),^тш) >])}} ->

-» тшI -+%)]>шш( шт Г^ -»Л^)])}}: (2)

где тт- обозначает логическую операцию умножения для многозначных и бесконечнозначных логик; и « —» » - обозначение импликации; «д» - обозначение операции конъюнкции.

Пусть множество способов воздействия на ОУ, которые ведут к изме-

нению значений параметров состояния элемента с1„\ = и (3)

м

При этом множество всех способов 2 воздействия на ОУ, которые выполняются ССУ, определяются по формуле: г = и ЭД)- (4)

1=1

Набор правил (2) в декомпозированных формах представления является основой базы знаний ССУ. Используя ССУ для решения заданного класса задач управ-

ления, необходимо осуществить конкретизацию путем задания всего многообразия параметров с учетом специфики выбранного ОУ.

После создания базы знаний осуществляется конкретизация системы. Под конкретизацией модели управления и ССУ потоками ЭД понимается приведение ее общей конфигурации и параметров к специфике выбранного ОУ. Реализация конкретизации системы управления происходит в два этапа. Первоначально находятся значения истинности логических высказываний ). АО*»,),

входящих в систему управления. Далее из системы управления находятся правила, отвечающие тем способам воздействия на ОУ, которые могут быть реализованы в сформировавшихся условиях. Данные выражения формируют конфигурацию ОУ, на базе которой в дальнейшем создается специализированная ССУ, например, система управления потоками ЭД. Конкретизация осуществляется в блоке конкретизации (БК). По результатам конкретизации формируется модель управления в соответствующем блоке модели принятия решений (БР) (рис.1). Во второй главе диссертации детализирован весь процесс формальных построений модели управления, состоящей из двух фрагментов: 1) модель приведения текущей ситуации ОУ к эталонной ситуации и логические условия, при которых задача приведения к эталонной ситуации имеет решение за приемлемое время, или при заданных ограничениях и особенностях ОУ в текущий момент времени решения задачи не существует; 2) при отсутствии решений, переводящих ОУ в состояние, соответствующее эталонной ситуации, формируется задача достижения оптимально близкого к ней состояния ОУ, и определяются соответствующие значения вектора булевых переменных ^ = ("V :У е АГ„;и е 7""); доставляющие минимум функции:

<Р,„(™)= £ Ь,т1к(№) => М1\<; (5)

при выполнении ограничений а,„ - 5 'РшМ £ а,„ + ст„,, (6)

где _/, п, к, К, Iй - определяются на этапе конкретизации ССУ или в процессе решения ею предшествующих задач управления; <г- максимально возможные отклонения; а,„ - переменная, задающая направление и величину отклонения в текущей ситуации. Когда число таких функций больше единицы, то задача относится к многокритериальной (векторной) оптимизации. Относительно формальной позиции подобные задачи в своей начальной постановке имеют неприемлемую вычислительную сложность, так как частные критериальные функции (аналогичные Р/Д'1')) могут приводить к оптимуму при разных наборах значений независимых переменных. Поэтому в диссертации задачи многокритериальной оптимизации преобразуются к однокритериальным и к виду удобному для применения эффективного по времени метода решения логических комбинаторных задач.

Архитектура ситуационной системы управления приведена на рисунке 1. Где БФБЗ - блок формирования базы знаний, БДк - блок декомпозиции, БК - блок конкретизации, БФЭС - блок формирования эталонных ситуаций, БР - блок принятия управленческих решений, БВ - блок визуализации, ЛПР — лицо, принимающее решение, ЭКСП - группа экспертов.

Таким образом; во второй главе решены вторая и третья задачи диссертационного исследования.

Рис.1 Архитектура ССУ

В третьей главе приводится разработка способа создания эталонных ситуаций при управлении потоками ЭД, постановка и приведение возникающих при этом задач к виду, допускающему применение метода решения комбинаторных задач с существенным сокращением затрат времени путем применения процедур отсечения вариантов при целенаправленном переборе, который реализуется программным продуктом УЕОАБ^.

При формировании эталонных ситуаций возникает множество однотипных задач, решение которых приводит к недостижимым на практике затратам времени. В связи с этим необходимо выполнять преобразование или декомпозицию каждой задачи в исходной постановке к требуемому виду для применения эффективных по времени методов решения логических комбинаторных задач. В диссертационной работе детально рассмотрены, сформулированы и преобразованы все задачи, относящиеся к проблематике формирования эталонных ситуаций. Одной из таких промежуточных задач является получение зависимости степени использования информационной вместимости ТБЭД от времени начала исполнения запросов на каждом 5-м канале связи 6 н). Функция /,(">')- отражает названную зависимость, где и - объем ТБЭД г - момент времени начала передачи ТБЭД по маршруту, который достигает своего максимального значения в том случае, когда выполняются два условия:

1) время начала выполнения маршрутов по 5-му каналу связи расположено на отрезке ] равномерно, а именно, с интервалом и момент начала передачи информации по первому маршруту отражается формулой а% +0>5 а момент начала передачи информации по последнему маршруту 2> ~ °>5 &;

2) время начала выполнения по я-му каналу связи каждого маршрута принадлежит периоду времени, на котором объем запроса на данный маршрут совпадает с объемом информации е^(а,Ь), содержащейся в ТБЭД.

Первое условие вызывает ограничения, накладываемые на момент начала выполнения маршрутов по каждому каналу связи информационной сети:

I',„-'(„ I * £-д£; /,€/7; |-бРг; 1, * 12; (7)

где Д& - постоянная величина, уменьшающая требование равенства интервалов во времени моментов начала прохождения маршрутов по Б-му информаци-

онному каналу: 0 < Я, Р2 - множества значений индексов 51, /'/, ¡2 - со-

ответственно.

Ограничение, связанное со вторым условием, предполагает выбор на отрезке [, гл ] периодов времени для каждого /-го маршрута '6 , на которых получается заданный уровень соответствия между объемом запроса на маршрут и объемом информации в ТБЭД для его передачи по х-му каналу связи информационной сети. Эта операция приводит к плавному передвижению точки '« в границах от до и фиксации пределов тех периодов времени, где одновременно выполняются следующие неравенства: е» ("> 2 А. д1Д, (9)

е„(а,Ь) £ Р„+ к2 0и (Ю)

где Д' Ри и А2 А» - постоянные величины, уменьшающие требование совпадения объема запроса на /-й маршрут в начальном терминале 5-го канала связи и объема информации в ТБЭД, которые данный канал связи может пропустить при прохождении этого маршрута.

Задача составления графиков обмена информацией относятся к классу трудно-формализуемых задач, необходимых для визуализации эталонных ситуаций. Она формулируется в следующем виде: найти набор значений переменных а.у е {0,1}; / е Р; } е Я; г е В. и Ь,, > 0; у е Л; г = 1,т], доставляющий минимум функции с независимыми бинарными переменными = £ £ а,п при заданных

/ей, /еГ,,

ограничениях, а также других ограничений, приведенных в третьей главе диссертации и отражающих специфику дискретного ОУ с циркулирующими дискретными ТБЭД. Приведенная задача, имеет непосредственную принадлежность к специфическому классу нелинейных частично-целочисленных задач с булевыми переменными. При этом часть ограничений является нелинейными и совместно с большим числом независимых переменных порождает высокий уровень временной сложности алгоритмов решения задач. С целью снижения уровня временной сложности алгоритмов используются две процедуры. Первая процедура заключается в исключении подмножества ограничений на некоторых этапах решения, что в существующих библиографических источниках получило название «процедура релаксации», а вторая - в предварительной конкретизации значений одной или часта независимых переменных. Применяя эти процедуры, исходная задача декомпозируется на ряд подзадач или переходит в класс задач с меньшим уровнем вычислительной сложности алгоритмов их решения. Вместе с тем, произвольное снятие ограничений может стать результатом получения решения, не удовлетворяющего ограничениям, а конкретизация независимых переменных приводит к решению, которое не является оптимальным при исходной постановке задачи. Поэтому операции, направленные на снижение емкостной и временной сложности алгоритма решения оптимизационной задачи должны дополняться согласовывающими процедурами. Все согласующие процедуры приведены в данной главе.

Заключительная форма постановки задачи формирования графиков обмена ТБЭД имеет следующий вид: необходимо найти значения переменных де{0,1};

wб{0,1}; keR; izF; jeM, доставляющие минимум критериальной функции H(w) = У р,-(min (wlqi, w2q2, ...,wuqM)i) =>MIN пРи ограничениях

ie|F| /el't/'

Gk(w)= У min (w,qi,k, W242,b...,WM4M,k),.k) < hh

где к - число ограничений; М- длина 0,1- вектора q\ hk, р„ rkJ - целые числа; i

- 1,2.....|F); |F| - мощность множества значений индекса /; к = 1,2,..., \R\; |Л| -

мощность множества значений индекса k;j = 1,2,..., \М\; множества F, Мн R определяются в процессе планирования и подготовки данных для составления графика обмена ТБЭД и являются зависимыми от числа каналов, их пропускной способности и объемов ТБЭД. В представленной постановке задача принадлежит к типу оптимизационных нелинейных частично-целочисленных задач с булевыми переменными. Для уменьшения временной сложности алгоритма эту задачу целесообразно декомпозировать на две последовательно решаемые задачи: а) назначения ТБЭД на каналы передачи информации; б) назначения времени начала маршрутов, с последующим их решением.

Таким образом, решена центральная задача диссертационного исследования -формирования эталонных ситуаций. Формирование эталонных ситуаций реализуется в блоке БФЭС ССУ. Выходным блоком ССУ является блок визуализации (БВ) (рис.1).

В четвертой главе рассматриваются: конфигурация ОУ; алгоритм формирования эталонных ситуаций; методика определения нагрузки на процессор, сеть, каналы и операторов; результаты экспериментальных исследований; а также алгоритм выявления «скрытых» трендов динамических параметров ОУ и результаты его применения. Методики сопровождаются таблицами и расчетами нагрузки. В качестве объекта выбрана информационная система электронного документооборота типовой средней дивизиональной организации - банки, крупные образовательные учреждения высшего образования (МГУ, СПбГУ, ЮФУ и т.п.).

Средняя дивизиональная организация включает в себя центральный офис и 160 филиалов, разбитых на классы. Все рабочие места оснащены персональными компьютерами компаний DELL и IBM. Корпоративная ЛВС связывает около 1600 АРМ и 180 устройств самообслуживания, а также сеть из 800 торгово-сервисных терминалов. Данная ЛВС использует единую кабельную сеть для передачи данных и телефонии; коммутируемые и некоммутируемые линии Ethernet и FDDI; технологии дублированных связей (resilient Jinks) и дублированных подключений серверов; системы дублирования питания, вплоть до питания концентраторов, что обеспечивает бесперебойную работу системы даже в аварийных условиях. Сеть насчитывает 3000 каналов связи.

Алгоритм формирования эталонных ситуаций приведен на рисунке 2. Где F-множество маршрутов передачи ТБЭД; С0- множество начальных и конечных рабочих станций или информационно-платежных терминалов (ИПТ) этих маршрутов; R - множество ТБЭД, которые могут быть запрошены в рассматриваемые условные интервалы времени; с' - ИПТ (или рабочая станция), в котором j-й ТБЭД обязан быть к концу анализируемых условных интервалов времени; f,D - продол-

жительность подготовки файлов, передаваемых по /-тому маршруту на начальном терминале.

Рис 2 Алгоритм формирования эталонных ситуаций.

Назначение алгоритма заключается в формировании эталонных ситуаций за время, не превышающее их значимых изменений в заданный интервал функционирования системы ситуационного управления. На графиках, представленных на рисунках 3,4,5 иллюстрируются скоростные преимущества разработанной ситуационной системы управления.__

ЧйОЮ битой ¿«1ц0чи

Рис.3 Зависимость скорости формирования эталонных ситуаций от числа независимых

переменных.

Рис.4 Зависмость скорости формирования эталонных ситуаций от числа ограничений

число камнюктиыны* чп&наы

Рис.5 Зависимость скорости формирования эталонных ситуаций от числа конъюктивных членов в критериальной функции и ограничениях.

Проведено исследование динамики обмена ТБЭД. В результате проведенного анализа на уровне эксперимента было установлено, что применение известных процедур выявления «скрытых» трендов, отражающих изменения во времени нагрузок на компоненты информационной системы в виде компьютерной сети приводит к возникновению ложных трендов. Установлено, что процессы обмена в сети носят детерминировано-хаотический характер, что и является причиной появления ложных трендов. Это обстоятельство порождает регистрацию спонтанного ложного тренда, который имеет существенные визуальные различия с действительно имеющимися трендами нагрузок (рис.6).

Рис.6 Визуализация параметров обмена ТБЭД

Таким образом, в четвертой главе в соответствии с ее назначением осуществлены все практические этапы диссертационного исследования.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертации.

В приложениях приведены: листинги программных продуктов и материалы вспомогательного назначения, в том числе способ, форма постановки задачи и алгоритм составления расписаний в учебных заведениях.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ Решена научно-техническая задача, которая заключается: в создании системы ситуационного управления потоками электронных документов в организациях с дивизиональной структурой; в разработке форм представления исходных данных, продукций и инструментальных средств конкретизации структуры и параметров системы управления, а также способов и средств формирования эталонных ситуаций и обработки информации, составляющих ядро системы управления; в проведении экспериментальных исследований временной сложности алгоритмов и процессов обмена ЭД.

Основные результаты диссертации:

1. Созданы продукционная модель управления потоками электронных документов в организациях с дивизиональной структурой и архитектура ситуационной системы управления. Модель управления отличается тем, что в ней используется объединение достоинств экспертных систем и ситуационного управления, что позволило разработать новый тип правил, в левой части которых используются высказывания, характеризующие отклонение от эталонной ситуации, а в правой части - высказывания, задающие воздействия, которые аннулируют текущие отклонения от эталонной ситуации или обеспечивают минимально-допустимые от-

кпонения от нее. Разработан новый тип правил (продукций) базы знаний. На основе модели разработана архитектура ситуационной системы управления, содержащая новые блоки и связи. Инструментальные средства управления, позволяют разграничивать и осуществлять управление в двух режимах: прямое управление для приведения текущей ситуации к эталонной; опосредованное управление, приводящее текущую ситуацию к ситуации, имеющей допустимо-минимальное отклонение от эталонной.

2. Разработан неординарный способ и алгоритм конкретизации струюуры, параметров и множества состояний модели по отношению к заданному объекту управления. Способ и алгоритм позволяют сократить размерность логических комбинаторных задач управления и достигнуть приемлемых для практики временных затрат при их решении. Вместе с тем, выполнено покаскадное приведение исходной задачи к виду, который дает возможность использовать существующие эффективные методы целенаправленного перебора, что позволяет достигать значимого скоростного преимущества по отношению к методам логического вывода.

3. Разработан способ и алгоритм формирования эталонных ситуаций в новой форме их представления в виде графиков обмена блоками электронных документов, а также разработан способ и осуществлена его алгоритмизация для визуализации и мониторинга динамики параметров объекта управления. Это позволяет реализовать структурное управление компонентами и связями информационной системы организаций и осуществлять ее реструктуризацию для совершенствования процессов управления потоками электронных документов в дивизиональных организациях.

4. На основе анализа и экспериментальных исследований разработанных способов и их алгоритмизации, созданы программные средства, которые совместно с существующим программным продуктом УЕСАБ^, реализующим целенаправленный поиск решения логических комбинаторных задач, могут эффективно по времени решать практические важные задачи управления электронными документами. Установлено, что скоростные преимущества разработанных программных средств созданной ССУ, в 7-9 раз выше по отношению к аналогу. Вместе с тем, в систему ситуационного управления встроены программные модули визуализации и обработки информации для выявления «скрытых» трендов параметров нагрузки на компоненты ОУ, а также модуль мониторинга динамики потоков электронных документов (свидетельство о регистрации программы № 2009615953).

Таким образом, цель диссертации достигнута.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статья в научном издании по перечню ВАК Минобрнауки РФ

1. Волобуев, В.В. Архитектура информационной системы вуза с использованием стационарных терминалов [Текст] / В.В. Волобуев, В.М. Довгаль У/Системы управления и информационные технологии. Серия перспективные исследования. Выпуск 2.2(36) - Москва-Воронеж: Изд-во Научная книга, 2009. - С. 243-245.

Статьи

2. Волобуев, В.В. Стационарный терминал как средство визуализации документальной информации в образовательном учреждении [Текст] / В.В. Волобуев,

В.М. Довгаль // Известия Курского государственного технического университета. -Курск: Изд-во КурскГТУ, 2009. - №3(28). - С.54-58.

3. Волобуев, В.В. Особенности управления в образовательной отрасли [Текст] / В.В. Волобуев, В.М. Довгаль // Известия Курского государственного технического университета. - Курск: Изд-во КурскГТУ, 2009. - №3(28). - С.49-51.

Материалы конференций

4. Волобуев, В.В. Скорость информационных услуг в сетях ADSL, как социально экономический фактор [Текст] / В.В. Волобуев, П.В.Сергеев // Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы: материалы Международной научно-технической конференции. - Курск: Изд-во Курск ГТУ, 2009.-Часть 2. - С.201-203.

5. Волобуев, В.В. Управление инновационным процессом в хозяйственной системе [Текст] / В.В. Волобуев // Инновационные процессы в менеджменте: сборник статей V Международной научно-практической конференции. - Пенза: Изд-во Приволжский Дом знаний, 2008.- С.5-8.

6. Волобуев, В.В. Гипертекстовая база знаний для автоматизированной обучающей системы [Текст] /В.В. Волобуев // Проблемы качества образования в современном обществе: сборник статей IV Международной научно-практической конференции. - Пенза: Изд-во Приволжский Дом знаний, 2008.- С.80-82.

7. Волобуев, В.В. Роль информационных технологий в развитии Региона [Текст] / В.В. Волобуев // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике: сборник статей VII Всероссийской научно-технической конференции. - Пенза: Изд-во Приволжский Дом знаний, 2007.- С.127-129.

Свидетельство о регистрации программы

8. Свидетельство Российской Федерации о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615953. Программный продукт для регистрации интенсивности потоков [Текст] / Волобуев В.В., Довгаль В.М.; заявитель и правообладатель Государственное образовательное учреждение ВПО Курск ГТУ,- Заявка № 2009614737 от 31.08.09. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 27.10.09. 33 листа.

Подписано в печать «23» ноября 2010 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная.

Печ. л. Ц). Тираж 130 экз. Заказ № ?? Юго-Западный государственный университет. Издательско-полиграфический центр Юго-Западного государственного университета 305040, г. Курск, ул. 50 лет

Октября, 94.

Соискатель

В.В. Волобуев

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Обзор состояния проблемы управления потоками. электронных документов

1.1 Организационные структуры управленческой. деятельности

1.2 Теоретические аспекты, связанные с местом информации. в системе управления средней дивизиональной организацией

1.3 Основные виды форм представления систем управления.

1.4 Формализованное описание потоков электронных. документов

1.5 Проблемы управления потоками электронных. документов в средних дивизиональных организациях

1.6 Концепция исследования.

1.7 Выводы.

Глава 2 Обобщенная ситуационная система управления. потоками электронных документов

2.1 Структурно-функциональная организация ситуационной системы управления потоками электронных документов.

2.2 Конкретизация ситуационной системы управления. обменом электронными документами

2.3 Модель принятия управленческих решений.

2.4 Выводы.

Глава 3 Способ формирования эталонных ситуаций.

3.1 Построение эталонных ситуаций в виде графиков. обмена тематическими блоками электронных документов

3.2 Структурный анализ канала связи.

3.3 Критерии оптимальности эталонных ситуаций в виде. графиков обмена данными

3.4 Система ограничений задачи формирования. эталонных ситуаций

3.5 Построение графиков обмена тематическими блоками ЭД. с предварительным определением допустимых маршрутов

3.6 Выводы.

Глава 4 Алгоритмические и программные средства. ситуационной системы управления

4.1 Методика измерения нагрузок.

4.2 Базовый алгоритм формирования эталонных ситуаций.

4.3 Моделирование обнаружения «скрытых» трендов.

4.4 Выводы.

Актуальность темы. Совершенствование процессов управления и принятия^ решений в организациях с целью повышения эффективности их функционирования- неразрывно связано с качеством информационного обеспечения и подсистем управления потоками электронных документов (ЭД). Вт этом направлении ведутся? интенсивные исследования, направленные на разработку методов формализации- w постановки задач- управления? и инструментальных средств создания и использования- ситуационного управления в организациях. К настоящему времени существуют и определены следующие основные типы организаций: линейная, функциональная, матричная, дивизиональная; множественная. По мнению4 экспертов, максимальное распространение имеют дивизиональные организации. Потребность в использовании дивизиональной структуры появилась в связи с резким возрастанием размеров» организаций, диверсификацией их деятельности, усложнением" технологических процессов. Проблема управления потоками' ЭД имеет важное* значение для дивизиональных организационных структур, поскольку вместе с ростом числа уровней и числа функциональных компонентов (дивизионов) лавинообразно растут объемы данных и ужесточаются- требования ко времени обмена тематическими блоками электронных документов (ТБЭД). В средних дивизиональных организациях корпоративная, ЛВС имеет 3000 каналов связи, соединяющих около 1600 автоматизированных рабочих мест (АРМ), 180 устройств самообслуживания (банкоматы, информационно-платежные терминалы) и 800 торгово-сервисных терминалов. Как правило, используются рабочие станции и серверы массового распространения и не применяются сложные аппаратные средства и дорогостоящие программные продукты, которые внедряются в крупных организациях с аналогичной структурой.

Над проблемами экспертных систем и ситуационного управления работали известные отечественные и зарубежные специалисты Глушков

В.М., Поспелов Д.А., Клыков Ю.И., Зак Ю.А., Вагин В.Н., Маслов С.Ю., Мелихов А.Н., Берштейн JI.C., Карелин В.П., Buchanan В., Shortliffe Е., Foster Di, David Е., Luckham D., Hamdy A'., Taha и другие.

Между тем, существующие методы, решения задач систем управления* потоками ЭД приводят к результатам, которые еще далеки от потребностей практики, что открывает пути для- поиска новых подходов* и создания* методов и инструментальных средств решения задач данного класса.

Важной - особенностью систем управления потоками ЭД в дивизиональных организациях, является наличие большого числа элементов и числа связей между ними, что приводит к необходимости решения логических комбинаторных задач алгоритмами с высоким уровнем временной сложности с неприемлемыми для* практики затратами-времени. Названные особенности составляют основное противоречие, на разрешение которого направлено данное диссертационное исследование. Основная решаемая задача диссертации заключается: в создании системы ситуационного управления потоками ЭД в организациях с дивизиональной структурой; в разработке форм представления* исходных данных, продукций и инструментальных средств1 конкретизации структуры и параметров системы управления, а также способов и средств формирования* эталонных ситуаций и обработки информации, составляющих ядро системы- управления (под эталонной ситуацией понимается состояние объекта управления, удовлетворяющее целям управления); в проведении экспериментальных исследований временной сложности алгоритмов и процессов обмена ЭД.

Для решения основной задачи диссертации имеются достаточные основания, как для унификации форм представления- ситуаций и порождаемых ими действий, так и для покаскадного приведения (алгоритмизации) задач обработки знаний к виду пригодному для применения методов целенаправленного перебора при приемлемых для практики затратах времени. Первая часть диссертации включает теоретические построения для создания: структурно-функциональной организации (архитектуры) ситуационной системы управления^ потоками- ЭД с базой знаний, правила которой основаны на методологии ситуационного управления; структурно-параметрической ' конкретизации- системы управлениям соответствии с особенностями, объекта управления; способов и алгоритмов^ формирования эталонных ситуаций и визуализации, «скрытых» динамических параметров, нагрузки на функциональные компоненты объекта управления: Практическая, часть» работы включает разработку программных средств ситуационного управления потоками ЭД и визуализации •динамических параметров системы, а также содержит результаты экспериментальных исследований:

На основании, изложенного^ следует, что тема- диссертации является, актуальной и перспективной.

Диссертация! выполнялась в рамках госбюджетной-составной части НИР Курского государственного* технического университета по» тематическому плану Министерства1 образования^ и. науки, РФ № 1.5.09, 2009- г. «Создание продукционной алгоритмической« системы быстрых символьных вычислений и языка программирования4 для, реконфигурируемых вычислительных систем». ,

Объект исследования: процессы обмена ЭД в организациях.

Предмет исследования: управление процессами обмена'потоками ЭД для совершенствования'функционирования организаций.

Цель диссертации заключается в сокращении временных затрат при управлении потоками ЭД путем создания: модели управления; структурно-функциональной организации (архитектуры) системы- ситуационного управления; способа определения параметров и множества допустимых состояний, соответствующих конкретному объекту управления; способа и алгоритма формирования эталонных ситуаций и разработку программных средств управления потоками ЭД.и визуализации динамических параметров объекта управления.

Поставленная научно-техническая задача декомпозируется на следующие частные задачи исследований:

1. Выполнить анализ, существующих методов, моделей и инструментальных средств систем управления потоками ЭД, а также способов сокращения временных затрат при решении трудно формализуемых задач. ,

2. Разработать модель управления и архитектуру ситуационной системы управления.

3. Разработать способ определения параметров и множества допустимых состояний, соответствующих конкретному объекту управления, а также определить логические условия выбора минимально допустимых областей изменения параметров модели управления.

4. Создать способ и алгоритм для формирования эталонных ситуаций. Разработать алгоритм и программные средства для решения задачи управления потоками ЭД, визуализации «скрытых» динамических параметров объекта управления и для проведения экспериментальных исследований.

Методы* исследования базируются на аппарате теории ситуационного управления, теории алгоритмов и математической логики, на положениях современной дискретной математики, теории продукционных систем обработки символьной информации, теории проектирования систем управления, теоретического и прикладного программирования.

Научная новизна результатов исследований:

1. Созданы продукционная модель управления потоками ЭД в организациях с дивизиональной структурой и архитектура ситуационной системы управления. Модель управления отличается тем, что в ней используется объединение достоинств экспертных систем и ситуационного управления, что позволило разработать новый тип правил, в левой части которых используются высказывания, характеризующие отклонение от эталонной ситуации, а в правой части - высказывания, задающие воздействия, которые аннулируют текущие отклонения от эталонной; ситуации или обеспечивают минимально-допустимые отклонения-" от нее: Разработан новый тип правил (продукций) базы знаний. Hai основе модели-разработана архитектура. ситуационной системы; управления, содержащая новые блоки и связи.

2. Разработан неординарный способ' и алгоритм конкретизации структуры, параметров и множества состояний модели по отношению к заданному объекту управления; Способ и алгоритм позволяют сократить. размерность логических комбинаторных задач управления и достигнуть приемлемых для практики временных затра т при их решении.

31 Разработан способ и алгоритм формирования эталонных ситуаций в новой форме их представления, в виде графиков обмена блоками электронных документов, а также разработан способ1 и осуществлена его алгоритмизация для визуализации, и. мониторинга динамики параметров обьекта управления. Это позволяет реализовать структурное управление компонентами и; связям» информационной системы* организаций.; и . , осуществлять ее реструктуризацию для совершенствования процессов управления потоками ЭД в средних дивизиональных организациях.

Достоверность результатов диссертации; обеспечивается; корректным и обоснованным применением положений и методов математической логики и теории алгоритмов, ситуационного управления и проектирования, систем управления, а теоретические построения 11 одтверждаются логическим анализом; алгоритмов, результатами экспериментов, практическим использованием и регистрацией программных реализаций алгоритмов^ в Роспатенте.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. На основе анализа разработанных способов и их алгоритмизации созданы программные средства, которые совместно с существующим программным продуктом VEGAStls, реализующим целенаправленный поиск, может эффективно по времени решать важные практические задачи управления и реструктуризации системы обмена электронными документами с существенным сокращением затрат времени (свидетельство о регистрации программы № 2009615953).

21 Алгоритм формирования эталонных ситуаций в виде графиков обмена* потоками информации рекомендуется дл^ решения задач создания-расписаний по видам работ, решен ия комбинаторных транспортных задач.

3. Имеет высокое практическое значение программный продукт для визуализации в интерактивных системах управления с целью обнаружения «скрытых» трендов параметров объекта управления (ОУ).

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли применение в учебном процессе Юго-Западного государственного университета на кафедре программного обеспечения вычислительной техники в рамках курса «©сновы теории управления». Внедрены в ОКБ «Авиаавтоматика» Курского ОАО «Прибор»; в комитете потребительского рынка, развития малого предпринимательства и лицензирования Курской области; в ООО «Союз Консалтинг», что подтверждается актами о внедрении:

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международных научных конференциях: «Проблемы информатики в управлении, экономике и технике» - Пенза (2007 г.);

Инновационные процессы в менеджменте» - Приволжский Дом знаний (2008 г.); «Проблемы качества образования в современном обществе» -Приволжский Дом знаний (2008г.); «Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы -2009» — Курск (2009 г.).

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Модель управления, способ и алгоритм ситуационного управления наг основе нового типа правил, а также архитектура системы управления, имеющая в своем составе новые функциональные блоки и связи.

2. Способ и алгоритм определения^ структуры, параметров и множества допустимых состояний модели для конкретного объекта управления. Способ и алгоритм позволяют сократить объем перебора при решении логических комбинаторных задач управления и достигнуть скоростного преимущества в 7-9 раз по отношению к аналогу.

3. Способ и алгоритм формирования эталонных ситуаций в виде графиков обмена потоками ЭД, алгоритм и программный продукт визуализации «скрытых» трендов параметров объекта управления в условиях детерминированно-хаотической динамики нагрузки. Программные продукты, реализующие разработанные алгоритмы и результаты экспериментальных исследований.

Публикации по теме диссертации. Основные результаты проведенных исследований, опубликованы в 8 работах, среди которых имеется 1 статья' в научном издании, входящем в перечень ВАК Минобрнауки РФ, и 1 Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615953.

Личный вклад соискателя. Все выносимые на защиту научные результаты» получены соискателем лично. В работах по теме диссертации, опубликованных в соавторстве, личный вклад соискателя сводится к следующему: в [1] предложена архитектура информационной системы управления вуза с интегрированием в нее стационарных терминалов; в [2] описан аппарат клиент-серверной технологии ИС, построенной на основе стандарта OSI, используя технологии ETHERNET и INTRANET; в [3] предложены методы модельной архитектуры (MDA) для системы управления потоками ЭД; в [4] проведена оценка специфики технологий сетей ADSL с позиции социально-экономической значимости; в [5] предложены теоретико-методологические основы эффективного управления инновационным процессом в организациях социально-экономической сферы; в [6] проведен анализ современных эффективных технологий представления информации с помощью гипертекстовой базы знаний; в [7] проведена оценка современных способов представления информации, способствующих повышению эффективности управления; [8] разработана программа для регистрации потоков.

Структура и объем диссертации. Работа состоит извведения, четырех глав, заключения, приложений и списка использованных источников; включающего 94: наименования: Общий объем диссертации составляет 248 страниц машинописного текста- вместе: . с приложениями:. Диссертация содержит 38 рисунков и 10 таблиц.

Краткая; аннотация'содержаниялдиссертации:

Во введении обоснована актуальность,.сформулированы цель и задача5 исследования; научная новизна; практическая ценность работы, основные положения, выносимые на защиту и другие общие характеристики диссертации; . '

В первой главе анализируются- основные типы »организаций, современные средства управления потоками ЭД в организациях, проводится сравнительный анализ существующих подходов« по созданию систем управления и их алгоритмического обеспечения, систем ситуационного управления п экспертных систем.

Во второй главе разработаны модель управления, алгоритмы и архитектура ситуационной системы управления потоками ЭД в организациях, с , дивизиональной структурой,.; разработан способ и алгоритм выбора структурных связей и параметров модели управления и ситуационной системы управления (конкретизация) для конкретных объектов управления, а также осуществлена формализация и постановка задачи управления потоками ЭД в организациях.

В третьей главе приводится разработка метода создания эталонных ситуаций при управлении потоками ЭД, постановка и приведение возникающих при, этом, задач- к виду,, допускающему применение: метода1 решения комбинаторных задач с существенным сокращением затрат времени путем применения процедур отсечения вариантов при целенаправленном переборе, который реализуется программным продуктом УЕСтАЗЙб.

В> четвертой главе рассматриваются: конфигурация ОУ; алгоритм формирования эталонных ситуаций; методика, определения: нагрузки на: процессор, сеть, каналы и операторов; результаты экспериментальных исследований; а также алгоритм выявления «скрытых» трендов динамических параметров ОУ и результаты его применения. Методики сопровождаются таблицами и расчетами нагрузки. В качестве объекта выбрана информационная система электронного документооборота типовой средней дивизиональной организации - банки, крупные образовательные учреждения высшего образования (МГУ, СПбГУ, ЮФУ и т.п.).

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертации.

В приложениях приведены: листинги программных продуктов и материалы вспомогательного назначения, в том числе способ, форма постановки задачи и алгоритм составления расписаний в учебных заведениях.

Основные результаты диссертации:

1. Созданы продукционная^ модель управления потоками^ ЭДг в^ организациях с дивизиональной структурой и архитектура ситуационной системы управления. Модель управления- отличается* тем, что в ней используется объединение достоинств экспертных систем и ситуационного управления, что позволило разработать -новый тип; правил, в левой, части которых используются высказывания, характеризующие^ отклонение от эталонной ситуации; а в правой части - высказывания^ задающие воздействия, которые аннулируют, текущие отклонения; от эталонной ситуации или обеспечивают минимально-допустимые отклонения от нее. Разработан новый тип правил (продукций) базы знаний. На основе модели разработана архитектура ситуационной* системы управления;. содержащая; новые блоки и связи. Инструментальные средства управления, позволяют разграничивать и осуществлять управление- в двух режимах: прямое управление для; приведения текущей ситуации к эталонной;. опосредованное управление, приводящее текущую ситуацию к ситуации, У имеющей допустимо-минимальное отклонение от эталонной.

2. Разработан неординарный способ и алгоритм конкретизации структуры,, параметров и множества состояний модели- по отношению к заданному объекту управления; Способ и алгоритм позволяют сократить размерность логических комбинаторных задач управления и достигнуть приемлемых для практики временных затрат при их решении. Вместе с тем, выполнено покаскадное приведение исходной задачи к виду, который- дает возможность. использовать существующие эффективные методы целенаправленного перебора, что позволяет достигать значимого4 скоростного преимущества по отношению к методам логического вывода.

3. Разработан способ и алгоритм формирования5 эталонных ситуаций- в новой форме их представления в виде графиков обмена блоками электронных документов, а также разработан способ и осуществлена его алгоритмизация для визуализации и мониторинга динамики параметров объекта управления. Это позволяет реализовать структурное управление компонентами и связями информационной системы организаций и осуществлять' ее реструктуризацию' для совершенствования процессов управления потоками ЭД в дивизиональных организациях.

4. На основе анализа и экспериментальных исследований разработанных способов- и- их алгоритмизации, созданы» программные средства, которые совместно с существующим программным продуктом УЕОАЗ^б, реализующим целенаправленный поиск решения, логических комбинаторных задач, могут эффективно по времени решать практические важные* задачи управления электронными документами. Установлено, что скоростные преимущества разработанных программных средств созданной* ССУ, в 7-9 раз выше по отношению к аналогу. Вместе с тем, в. ССУ встроены программные модули визуализации и обработки информации для выявления «скрытых» трендов параметров нагрузки на компоненты ОУ, а также модуль мониторинга динамики потоков электронных документов (свидетельство о регистрации программы № 2009615953). I

Области перспективного применения. Без существенных изменений, разработанные в диссертации алгоритмические средства, рекомендуются, для решения задач составления расписания в типовых учебных заведениях, решения дискретных транспортных задач, и других целочисленных задач управления с булевскими и многозначными переменными в распределенных системах управления в интересах оценки быстроменяющейся обстановки. А также, для использования в процессах обучения студентов и аспирантов профильных образовательных учреждений. Высокий прагматический потенциал имеют программные средства визуализации «скрытых» трендов в детерминированно-хаотических параметрах нагрузки объекта управления для использования в интерактивных системах управления.

Таким образом, цель диссертации достигнута.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решена научно-техническая: задача, которая; заключается: в создании; системы ситуационного управления потоками ЭД . в? организациях с: дивизиональной структурой; в разработке форм представления исходных данных, продукций и инструментальных средств конкретизации структуры и параметров системы, управления, а также способов / и средств формирования эталонных ситуаций и обработки информации, составляющих ядро ■ системы управления; в проведении экспериментальных, исследований; временной сложности алгоритмов и процессов обхмена ЭД.

1. Автоматизация- управления крупным территориально распределенным предприятием Текст. / И.А.Иванов, С.В.Михаленко, Н.В.Точилин, А.М.Жиляев, Г.Н.Тимербулатов // CITOGIC-2000: сб. трудов: Ш: 2000. С. 97-100.

2. Алиев, P.A., Церковный А.Э., Мамедова Г.А. Управление1 производством при нечеткой исходной! информации Текст. / Р.А.Алиев, А.Э.Церковный, Г.А.Мамедова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 240 с.

3. Андрейчиков, A.B. Анализ, синтез, планирование решений в экономике Текст. / A.B. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. М.: Финансы и-статистика, 2000. 368 с.

4. Аникин, Б.А. Высший менеджмент для5 руководителя! Текст. / Б.А. Аникин. М.: ИНФРА-М, 2001. 144 с.

5. Арлазаров, B.JI. Управление информационными» потоками Текст. / В.JI.Арлазаров, Н.Е Емельянов // Серия: труды Института системного анализа РАН, 2002. 368 с

6. Бадди, Д. Основы, менеджмента Текст., / Д. Бадди, Р. Пэйтон. СПб.: Питер, 1999. 183 с.

7. Беляцкий, Н.П. Интеллектуальная техника менеджмента Текст. / Н.П. Беляцкий. Минск: Новое знание, 2001. 320 с.

8. Бертсекас, Д. Сети передачи данных Текст. / Д.Бертсекас, Р.Галлагер. М.: Мир, 1989. 544 с.

9. Бохуа, Н.К. Экспертные системы: опыт проектирования- Текст. / Н.К.Бохуа, В.А.Головани, Д.В.Ковригин // Серия: труды Института системного анализа РАН, 1990. 348 с.

10. Вагин, В.Н., Еремеев А.П. Некоторые базовые принципы построения интеллектуальных систем^ поддержки принятия решений реального времени Текст. / В.Н. Вагин, А.П. Еремеев // Известия РАН'. Теория и системы управления. 2001, № 6, С. 114-123.

11. Воеводин, В;В. Математические модели и методы^ в?, параллельных процессах Текст. / В.В.Воеводин. М:: Наука,, 1986; 296 с.

12. Горюнов; ИТ. Принятие; решению ситуационного; управления м автоматизированных: системах массового:- обслуживания« Текст.;: / Ш?. Горюнов, Н-К.Жиганов // Вестник Брянского I осударственного Технического Университета; 20091№\3;"С. 110-1Т51

13. Грабауров, В:А. Инфорхмационные технологии, для менеджеров Текст.{/ В;А. Грабауров.1 М:: Финансы.и статистика; 20031368:с.

14. Гринберг, А.С. Информационные технологии моделирования процессов управления экономикой Текст. / А.С.Гринберг, В.М.Шестаков. М1.: ЮНИТИ. 2003. 399 с.

15. Девятков, В .В. Системы искусственного интеллекта: Текст. / В:В:Девятков. М:: №д-во МГТУ им; Н:Э1Баумана , 2001. 352 с

16. Джаррагано, Дж., Райли Г. Экспертные системы: принципы разработки и программирование Текст. / Дж.Джарратано; Г^Райлш М.: 000 «И.Д. Вильяме», 2007, 1152 с.

17. Джексон, ГГ. Введение в экспертные системы Текст. / П.Джексон. М.: ООО «И.Д: Вильяме», 2001. 624 с.23: Дидрих, В.Е. Моделирование информационных систем-организационного .управлениям Текст. / В.Е. Дидрих. М.: Радиотехника, 20021 182 с.

18. Дик, В .В: Методология формирования ^решений в экономических-системах и инструментальные средства их поддержки1 Текст. / В.В. Дик. М1: Финансы и статистика, 2001. 300 с.

19. Довгаль, В.М. Быстрые символьные вычисления: акселерация работы продукций Текст. / В.М.Довгаль // Изв. вузов. Приборостроение, 2005. №2, С. 37-42.

20. Довгаль, В.М. Классификация и распознавание точечных, образов^ с помощью визуализации многомерных объектов Текст.; / В:М;Довгаль, Ф.А.Старков, М.В: Невзорова // Известия Курского государственного технического университета, 2007. №4(21), С.78-80.

21. Довгаль, В.М. Проблема построения символьных бриджеровдля* сопряжения разнородных компьютерных сетеш (часть 2) Текст.' / В.М.Довгаль // Телекоммуникации, 2004'. №7, С. 57-65.

22. Довгаль, В.М. Проблема построения символьных бриджеров для сопряжения- разнородных компьютерных сетей (часть 1) Текст. / В.М.Довгаль // Телекоммуникации, 2004 № 3, С. 45-51.

23. Довгаль, В.М., Интерактивный метод распознавания! точечных образов Текст. / В.М.Довгаль, М.В.Невзорова, И.С. Захаров // Телекоммуникации, 2007. № 8, С. 8-13.

24. Зак, Ю.А. Методы направленного перебора в задачах целочисленного линейного программирования с булевыми^ переменными Текст. / Ю.А.Зак // Кибернетика, 1977. №«5, С. 72-81.

25. Иванов, Ю.К. Мониторинговая экспертная* система реального масштаба времени Текст. / Ю.К.Иванов, С.Н.Ковригин, В.М.Осокин,

26. В.В.Циблиев // Научная сессия МИФИ-2003. Сб. науч. тр. В 14 т. М.: МИФИ, 2003. Т.З. Интеллектуальные системы и технологии.

27. Информатизация' бизнеса: концепции, технологии, системы Текст. / A.M. Карминский, С.А. Карминский, В.П.Нестеров, Б.В. Черников; под. ред. A.M. Карминского. М.: Финансы и статистика, 2004. 624 с.

28. Информационные системы и технологии в. экономике Текст. / М.И.Семенов, И.Т.Трубилин, В.И.Лойко, Т.П.Ъарановская; под ред. И.Т.Трубилина. Mi: Финансы и статистика, 2004. 416 с.

29. Информационные системы и технологии в экономике и управлении Текст. / под. ред. проф. В.В.Трофимова. Ml: Высшее образование, 2006. 480 с.

30. Информационные технологии в бизнесе Текст. / под ред. М. Желены. СПб.: Питер, 2002.1120 с.

31. Исаев; И.А. Метод и средства поддержки* проектирования моделей информационной* структуры ситуационных систем отображения информации: Дис. канд. техн. наук: 05.13.06 / МГТУ им. Н.Э. Баумана. М.: 1994. 172 с.

32. Кларк, Э.М. Верификация моделей программ: Model Chcking Текст. / Э.М.Кларк, О.Грамберг, Д.Пелед. М.: МЦНМО, 2002. 416 с.

33. Клыков, Ю.И. Ситуационное4 управление большими« системами-» Текст. / Ю.ШСлыков. М.: Энергия, 1974. 213 с.

34. Козырев, A.A. Информационные технологии в экономике и управлении Текст. / А.А.Козырев. М.: Издательство Михайлова, 2005. 448 с.

35. Коротков, Э.М. Исследование систем управления Текст. / Э.М. Короткое. М.: ООО Издательско-консалтинговая компания ДеКА, 2000. 228с.

36. Литвак, Б.Г. Разработка управленческих решений Текст.! / Б.Г. Лйтвак.Ш: Дело, 2000. 392 с:.

37. Литвиненко, А.Е. Метод направленного? перебора: в , системах управления и диагностирования Текст. / А.Е.Литвиненко. Киев: Наука, 2007.328 с. ' , ■.'• : . , ". . .

38. Литвиненко, А.Е. Определение класса истинности логических. формул методом направленного перебора Текст. / А.Е.Литвиненко //

39. Кибернетика; и системный анализ. 2000. №5; 0. 23-31.■ . ' -. / .

40. Максимов, А. Структура информационных потоков современного промышленного предприятия Текст.' / Л.Максимов // Информационные ресурськРоссии, 2005. №5, С. 9-И.

41. Мелихов; А.Ы. Ситуационные советующие . системы; с: нечеткой логикой Текст. / А.И.Мелихов, Л.С. Берштейн, С.Я.Коровин. М.: Наука, 1990. 272 с.

42. Менеджмент и маркетинг бизнеса. в международных компаниях Текст. / под ред. В.М. Попова. М.: Финансы и статистика, 2001. 382 с.

43. Мироновский, Л. А. Функциональное:, диагностирование динамических систем Текст. / Л.А.Мироновский. М.: Наука, 1998. 256 с.

44. Михалевич, В.С. Методы последовательной1 оптимизации в дискретных сетевых задачах оптимального распределения ресурсов Текст.- / В.С.Михалевич. М.: Наука. 1983:208 с. , :

45. Непомнящий, Е.Г. Экономика и управление предприятием Текст. / Е.Г. Непомнящий. Конспект лекций. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 19971 374 с.

46. Нечепуренко, М4.И. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях Текст." / М.И.Нечепуренко, В.К.Попков, С.М.Майнагашев. Новосибирск: Наука Сиб. Отд-ние. 1990. 515 с.

47. Новиков, Д.А. Теория управления организационными системами Текст. / Д.А.Новиков. М.: ИПУ РАН, 2004. 149 с.

48. Ногин, В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный, подход Текст. / В.Д.Ногин. М.: Физико-математической литературы, 2004. 176 с.

49. Одинцов, Б.Е. Проектирование экономических экспертных систем Текст. / Б.Е. Одинцов. М.: ЮНИТИ, 1996. 252 с.

50. Охтилев, М.Ю. Интеллектуальные технологии мониторинга и управления структурной- динамикой сложных технических объектов Текст. / М.Ю.Охтилев, Б.В.Соколов, Р.М.Юсупов. Mi: Наука, 2006. 411 с.

51. Павлов, Ä.A. Конструктивные полиномиальные алгоритмы решения- индивидуальных задач и класса NP Текст. / А.А.Павлов, А.Б.Литвин, Е.Б'Мисюра. Киев: Техника, 1993. 128 с:

52. Поляков, А.О. Информодинамические основы организации управления предприятиями, и холдинговыми компаниями Текст. / A.O.s Поляков, Ю.М.Смирнов, A.A. Турчак. СПб.: СПбГПУ, 2002. 1925с.

53. Поспелов, Д.А. Ситуационное управление: теория и практика Текст. / Д.А. Поспелов. М.: Наука, 1986. 288 с.

54. Романов, А.Н. Советующие информационные системы, в* экономике Текст. / А.Н. Романов, Б.Е. Одинцов. М.: ЮНИТИ, 2000. 487 с.

55. Романов^ Д.А. Правда об электронном документообороте Текст.

56. Д.А. Романов, Т.Н!Ильина, А.Ю. Логинова. М.: ДМК Пресс, 2002. 224 с.

57. Румянцева, З.П. Общее управление* организацией^ Теория и практика Текст. / З.П. Румянцева. М.: ИНФРА-М., 2007. 304 с.

58. Ручкин, В. Универсальный искусственный интеллект и экспертные системы Текст. / В-Ручкин, В.Фулин. М.: Изд-во Технической и естественно-научной литературы, 2008. 240 с.

59. Саггон, М. Корпоративный документооборот:: принципы, технологии; методология внедрения Текст. / М.: Саттон. СПб.: Азбука, 2002. 436 с.

60. Танаев, B.C. Теория расписаний. Групповые технологии. Текст. / В.С.Танаев, М.Я.Ковалев, Я.М'.Шафранский. Минск: Ин-т технической кибернетики НАН Белоруссии, 1998. 218 с.

61. Томпсон, А'. Стратегический менеджмент Текст. / А. Томпсон, А. Стрикленд. Mi: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998. 576 с.

62. Трахтенгерц; Э.А. Компьютерная поддержка, принятия решений^ Текст.' / Э.А. Трахтенгерц. М!: СИНТЕГ, 1998. 376 с.

63. Управление современной компанией Текст.': [пер. с англ.] / под ред. Б. Мильнера и Ф. Луиса. М.: Инфра-М; 2001. 586 с. ■

64. Филиппович, А.Ю. Интеграция! системы ситуационного, имитационного и экспертного моделирования. Текст. / А.Ю:Филиппович. М.: Изд-во "ООО Эликс+", 2003. 300 с.

65. Халил, Х.К. Нелинейные системы Текст. / Х.К.Халил. М:: Институт компьютерных исследований; Ижевск: R&C Dynamics, 2009. 812 с:

66. Чекинов, С.Г. Экспертные системы в системах управления: состояние и перспективы Текст., / С.Г.Чекинов // Информационные технологии. М.: Изд-во Новые технологии, 2001. № 5, С. 13-16.

67. Черноруцкий, И.Г. Методы« принятия решений Текст. / И.Г. Черноруцкий. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 416 с.

68. Шестак, К.В'. Основы построения^ систем и сетей передачи информации Текст. / К.В:Шестак, В.В.Ломовицкий, А.И.Михайлов, .МЩекотихин. М.: Горячая линия Телеком, 2005. 124 с.

69. Hamdy A. Taha. Operations Research: An Introduction (8th Edition). Prentice Hall; 8 edition (April 4, 2006). - 813 p.

70. Wayne L. Winston: Operations Research: Applications and Algorithms. Duxbury Press; 4 edition (July 25, 2003). - 1440 p.

71. Fuller R., Majlender P; On Weighted possibilistic mean' and-variance offuzzynumbers. (http://www.tucs.fi/Publications/techreports/TR466.pdf).

72. Systems modeling: Theory and practice / Ed. Pidd Ml John Wiley & Sons, 2004. - 207 p.

73. Андерсон, К. Наиболее эффективные методы внедрения системы управления Электронный ресурс. / К. Андерсон. Режим доступа: www.cfin.ru/vernikov/kias/. Дата обращения: 2008.

74. Бармаков, Б.П. Роль информационного обеспечения в управлении компанией Электронный ресурс. / Б.П.Бармаков. Режим доступа: http://www.fmexpertiza.ru/articles/dataware. Дата обращения: 2009.

75. Васюкевич, В.О. Элементы асинхронной логики. Венъюнкция и секвенция Электронный ресурс. / В.О.Васюкевич Режим доступа: http://asvnlog.balticom.lv/Content/Files/ru.pdf. Дата обращения: 2008.

76. Интернет портал для управленцев MANAGEMENT. Com.ua.: Портал Электронный ресурс. Режим доступа: http.7/www.management.com.ua,/ims/ims 13 0.htm 1. Дата обращения: 2008.

77. Соло на клавиатуре онлайн Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.nabiraem.ru/test. Дата обращения: 2010.

78. Шестакова, М.Ю. Роль и место экономической информации в управлении предприятием Электронный ресурс. / М.Ю.Шестакова. Режим доступа: http://www.tisbL.ru.science/vestnik/2003/iscull/Econ9.html. Дата обращения: 2009.