автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов
- доктора технических наук
- Лукьянова, Людмила Михайловна
- город
- Санкт-Петербург
- год
- 2009
- специальность ВАК РФ
- 05.13.01
Автореферат диссертации по теме "Теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов"
На правах рукописи
ии348Ю12
Лукьянова Людмила Михайловна
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, МОДЕЛИ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЦЕЛЕЙ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ
Специальность: 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (технические системы)
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Санкт-Петербург - 2009
003481012
Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Санкт-Петербургском институте информатики и автоматизации РАН
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ, лауреат Государственной премии СССР и премии Президента Российской Федерации Игнатьев Михаил Борисович
доктор технических наук, профессор Фомин Борис Федорович
доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Тимофеев Адиль Васильевич
Ведущая организация:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»
Защита состоится « 19 » ноября 2009 года в 11: 00 часов на заседании диссертационного совета Д 002.199.01 Учреждения Российской академии наук Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН по адресу:199178, Санкт-Петербург, В.О., 14 линия, 39, ауд. 401.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПИИРАН
Автореферат разослан « » октября 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Д 002.199.01 к. т. н., доцент
А. Л. Ронжин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В обеспечении населения жизненно необходимой белковой продукцией важное место занимают рыбохозяйственные комплексы (РХК) регионального и федерального уровней, составляющие специфический класс организационных систем. РХК осуществляют промышленное рыболовство, товарное рыбоводство, сохранение водных биоресурсов (ВБР), производство и реализацию продукции из ВБР, а основными компонентами окружающей среды данных систем являются ВБР внутренних морей РФ, Мирового океана и потребители рыбопродукции.
Переход РХК к рыночным условиям хозяйствования привел к снижению, более чем в 2 раза, объемов добычи ВБР и производства рыбопродукции. Одновременно выросло число проблем управления данными системами (до 55,5% от их общего числа), в том числе, проблем анализа (до 9%), планирования (до 9,5%), организации (до 22,5%). Возросшие трудности управления повысили роль системного подхода к выработке (подготовке и принятию) решений по рыбохозяйственным комплексам. Однако использование системной методологии лицами, принимающими решения (ЛПР), не гарантирует системности вырабатываемых решений. Выявляемые при их исполнении противоречивость, несогласованность, неполнота отражают недостаточный уровень развития методологии выработки решений по системам класса РХК.
В результате анализа научных основ системной методологии и теории принятия решений был выделен ряд положений, вклад в разработку которых внесли Р. Акофф, В. Г. Афанасьев, И. В. Блауберг, А. А. Богданов, В. Н. Волкова, Д. М. Гвишиани, Дж. Гиг, Е. П.Голубков, Г.X.Гуд, А.А.Денисов, С.В.Емельянов, М.Б.Игнатьев, В.Кинг, Д.Клиланд, Дж.Клир, Р.Ковальски, В.Н.Козлов, Т. Котарбиньский, О.И.Ларичев, Р. Э. Маккол, М. Месарович, Б. 3. Мильнер, Н. Н. Моисеев, С. Оптнер, Ф. И. Перегудов, Г. С. Поспелов, Д. А. Поспелов, И. В. Прангишвили, Л. А. Растригин, Т. Саати, В. Н. Садовский, В.А.Смирнов, Г.А.Смирнов, А.Н.Уемов, Ю.А.Урманцев, Б.Ф.Фомин, Ю. И. Черняк, А. Д. Холл, С. Янг и другие ученые. Это, прежде всего, методологические положения о логическом характере понятий «система», «структура» и «организация», о целях, дающих логическое основание для синтеза систем, о соотношении структур целей (СЦ) как результатов анализа и синтеза целей. На их основе уточнен системно-целевой подход к выработке решений по РХК как системам целедостижения (ЦД), при котором обоснованием системности решений служит их совместимость с системой целей, удовлетворяющей требованиям логической корректности и полноты.
Однако существующие модели и методы выработки целей и планирования ЦД не обеспечивают формирования систем целей, отвечающих указанным требованиям. В РХК их выполнение затруднено: 1) сложностью и недостаточной изученностью целе-полагания (ЦП), зависящего от системы ценностей, «здравого смысла», знаний, эмоций, биопрограмм ЛПР и осуществляемого, в частности, в процессах анализа и синтеза целей; 2) сложностью и неопределенностью целей, обусловленными сложностью систем класса РХК и непредсказуемостью состояний быстро меняющейся окружающей среды, прежде всего, состояний сырьевой базы РХК и спроса на рыбопродукцию; 3) большой трудоемкостью формирования систем целей, вследствие которой их выработка осуществляется, как правило, на безальтернативной основе. Указанные трудности приводят к формированию нерациональных систем целей, но, что более важно, к некорректности, неполноте и несовместимости их структур как результатов анализа и синтеза целей, и как следствие, к несистемности решений по РХК.
Противоречие между необходимостью выработки систем целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты, и недостаточным уровнем развитая научного аппарата для обеспечения соответствующих свойств целей РХК определяет существование научно-технической проблемы формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов.
Вызываемая некорректностью и неполнотой целей несистемность решений по РХК приводит к существенному перерасходу ресурсов на целедостижение (до 10%
от затрат на исполнение решений), неэффективному функционированию РХК и является одной из причин снижения объемов производства и потребления рыбной продукции (наиболее резкого - с 21,3 кг/год на душу населения в РСФСР в конце 80-х годов до 9 кг/год в РФ в начале 90-х). Такое снижение представляет угрозу продовольственной безопасности страны, поэтому тема диссертации актуальна.
Цель исследования - разработать теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирования систем целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты для обоснования с их помощью решений по РХК как системам целедостижения и, в итоге, повышения эффективности функционирования рыбохозяйственных комплексов.
Основные задачи исследования:
• уточнение закономерностей и формулирование принципов формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов;
• разработка моделей формулировок целей РХК, создающих возможность выявления отношений на целях;
• разработка моделей структур целей, позволяющих определить свойства логической корректности, полноты и совместимости таких структур в системе целей РХК;
• разработка системы рассуждений о целях для обоснования с ее помощью логической корректности и полноты целей РХК;
• разработка методов формирования систем целей РХК, структуры которых как результаты анализа и синтеза целей удовлетворяют требованиям логической корректности, полноты и совместимости;
• разработка методики и прототипа программного средства формирования систем целей РХК, обеспечивающих выявление и исправление логической некорректности и неполноты результатов реализации данного процесса ЛПР.
Объект исследования - рыбохозяйственный комплекс.
Предмет исследования - системные связи и характеристические свойства РХК как специфической системы целедостижения, которые должны быть отражены в закономерностях целеполагания и целедостижения, анализа и синтеза целей, в моделях и методах формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты.
Методы исследования. При решении сформулированных задач исследования в качестве основных использованы методы системного анализа, ситуационного управления, представления знаний, теории формальных грамматик и языков.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
1. Закономерности и принципы формирования системы целей РХК.
2. Модели формулировок целей РХК, представление в которых соответствующих знаний о целях позволяет определить семантику их отношений в СЦ.
3. Графосемантические модели целей, с помощью которых определены свойства логической корректности, полноты СЦ и их совместимости в системе целей РХК.
4. Семиотическая система рассуждений о целях, с помощью которой обеспечивается обоснование логической корректности и полноты целей РХК.
5. Методы формирования систем целей РХК, структуры которых удовлетворяют требованиям логической корректности, полноты и совместимости.
6. Методика и прототип программного средства формирования систем целей РХК, обеспечивающие автоматизацию этого процесса и корректность его результатов.
Научная новизна положений и результатов исследования.
1. Новизна закономерностей и принципов формирования системы целей заключается в отражении знаний о фазах данного процесса и их результатах, полученных путем выработки и анализа системного представления о целях: в закономерностях -знаний о фазах анализа, синтеза целей и согласования формируемых в них СЦ, глубинной структуре формулировок целей, их целевых и контекстных составляющих; в
принципах - установок на логическую корректность, полноту системы целей и управляемость с ее помощью системы ЦД. Тем самым уточнены важнейшие исходные компоненты теории формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов.
2. Новизна моделей целей РХК заключается в более адекватном, двухмодель-ном, представлении знаний, содержащихся в формулировках целей. Первая модель -специфический падежный фрейм «средства-результат». В нем эксплицируются целевые и контекстные компоненты формулировки цели, описываемые с помощью контекстно-свободной грамматики. Вторая - соответствующая указанному фрейму логическая формула. В ней эксплицируется каузальная связь «средств» и «результата». Развивая способы описания целей, разработанные модели обеспечивают корректность формулировок целей и определение семантики отношений между ними.
3. Новизна графосемантических моделей целей заключается в качественно новом уровне представления с их помощью них структур целей (путем введения имен отношений в используемые ранее графы целей и задач), что позволило формально определить логическую корректность, полноту и совместимость СЦ в системе целей.
4. Новизна системы рассуждений о целях 5 состоит в обосновании с ее помощью логической корректности и полноты целей. Для выполнения этой функции 5 построена как семиотическая система класса (встроенный в такую систему механизм изменения синтаксиса и семантики знаков реализует смену ее формальных подсистем), постоянные аксиомы которой дополнены аксиомами логики утилитарных оценок, а изменяемые - конкретизированы в соответствии с закономерностями анализа целей. Специфическая имитация 5 анализа целей расширяет функциональность существующих логико-лингвистических моделей, обеспечивая, тем самым, более полную реализацию принципов ситуационного управления применительно к РХК.
5. Новизна методов формирования систем целей заключается в обеспечении с их помощью логической корректности и полноты целей РХК. Методы основываются на результатах функционирования системы рассуждений о целях и классификации ситуаций на целях РХК, с помощью которой определены типы логической некорректности СЦ, дополняющие используемое в системном анализе свойство противоречивости структур целей. Гарантирование данными методами (в отличие от методов «дерева целей» и сетевого моделирования целей) свойств логической корректности и полноты целей РХК позволяет использовать формируемые с их помощью системы целей для обоснования решений по соответствующим системам ЦД.
6. Новизна методики и прототипа программного средства формирования систем целей состоит в обеспечении с их помощью своевременной выработки совместимых в системах целей логически корректных и полных СЦ. Для этого разработаны частные показатели корректности и полноты целей, процедуры человекомашинной выработки целей РХК и осуществлена классификация субъективных ошибок некорректности результатов данного процесса. Интеллектуальный компонент разработанного программного средства создает возможность разработки нового класса информационных технологий формирования систем целей и решений по РХК.
Обоснованность и достоверность научных положений/основных результатов и выводов диссертационной работы обеспечена за счет системного анализа состояния исследований в соответствующей предметной области, подтверждена выбором и корректным применением методов исследований, корректностью формулировок утверждений и правильным построением их доказательств, корректностью предложенных моделей и методов, согласованностью полученных при их использовании результатов с выводами экспертных комиссий РХК, экономическим эффектом от исправления некорректности целей, формируемых управленческим персоналом рыбохозяйственных комплексов, многолетним опытом системного анализа РХК, выработки систем целей и решений по РХК, а также результатов их исполнения.
Практическая значимость работы заключается в развитии теоретической базы автоматизации подготовки, принятия системных решений и управления РХК. Раз-
работанные методика и программное средство формирования систем целей обеспечивают логическую корректность и полноту вырабатываемых ЛПР целей РХК и основывающихся на них решений по РХК как системам целедостижения, повышают качество управления данными системами и эффективность их функционирования.
Реализация и внедрение. Полученные научные результаты и средства автоматизации внедрены и используются (что подтверждено восьмью актами) в головных институтах рыбной отрасли, региональном РХК, образовательных учреждениях:
• во Всероссийском научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте экономики, информации и автоматизированных систем управления рыбного хозяйства (с 2002 года при планировании развития отраслевых промышленных систем, что позволило повысить качество управления РХК, выражающееся в снижении, в среднем в три раза, издержек на целедостижение);
• в Государственном научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте рыбопромыслового флота (с 2002 года при проведении системного анализа региональных РХК. Используемые методики и средства автоматизации анализа проблем и формирования систем целей обеспечили повышение эффективности аналитической деятельности в РХК, системность решений по развитию РХК и снизили, в среднем на 10,2%, затраты на выполнение соответствующих программ);
• в Государственном научно-исследовательском институте озерного и речного хозяйства (с 2005 года при выработке целей и обосновании мероприятий по целевым программам развития РХК внутренних водоемов европейской части Российской Федерации, что позволило снизить затраты на их выполнение в среднем на 8,5%);
• в Комитете по рыбопромышленному комплексу Ассоциации «Северо-Запад» (при проведении системного анализа проблемной ситуации, формировании системы целей регионального РХК и разработке Программы развития рыбной промышленности г. Санкт-Петербурга до 2010 года, что способствовало ее обоснованию и созданию предпосылок для инвестирования РХК; 2002-2003 гг.);
• во ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет» (в дисциплине «Системный анализ» при подготовке магистров по направлению «Водные биоресурсы и аквакультура», с 2002 года; в дисциплине «Теория систем и системный анализ» при подготовке информатиков по специальности «Прикладная информатика» и аспирантов по специальности 05.13.01, с 2007 года); в Калининградском институте международного бизнеса (в дисциплине «Теория систем и системный анализ», 2002-2006 гг.); в Санкт-Петербургском государственном университете водных коммуникаций (в дисциплине «Представление знаний», с 2008 года).
Исследования по теме диссертации выполнены в рамках НИР (№ГР 01.20. 0006420), поддержаны РФФИ (проекты № 02-07-90463, 2004 г., № 06-07-89242, 2006-2008 гг.) и Санкт-Петербургским научным центром РАН (грант 2005 г.).
Апробация работы. Результаты диссертационного исследования докладывались, представлялись и получили одобрение на более чем 30 конференциях и семинарах. Наиболее значимые из них: Международные научно-практические конференции «Системный анализ в проектировании и управлении» (г. С.-Петербург, 2009 г., 2007 г., 2006 г., 2005 г., 2003 г.), X Национальная конференция по искусственному интеллекту (г. Обнинск, 2006 г.), IX Общероссийская конференция «Современная логика: проблемы теории, истории и применения в науке» (г. С.-Петербург, 2006 г.), XXXIV Международная филологическая конференция (г. С.-Петербург, 2005 г.), IV Международная научная конференция по проблемам логико-лингвистического управления динамическими объектами «DOLLC'2003» (г. С.-Петербург, 2003 г.), Международная научная конференция «Economies and Management» (г. Каунас,
2001 г.), Международные научно-практические конференции «Knowledge-Dialogue-Solution» (г. Варна, 2003 г., г. С.-Петербург, 2001 г.; г. Ялта, 1997 г.), Международные конференции «Региональная информатика» (г. С.-Петербург, 2008 г., 2006 г., 2004 г.,
2002 г., 2000 г.), Международные научные конференции «Балттехмаш-2004» (г. Калининград, 2004 г.) и «Инновации в науке и образовании» (г. Калининград, 2003-2009 гг.), Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном
образовании» (г. Светлогорск, 2004 г.), VII научно-техническая конференция по развитию флота рыбной промышленности и промышленного рыболовства социалистических стран (г. Ленинград, 1989 г.).
Публикации. Научные результаты диссертации изложены в 63 печатных публикациях общим объемом более 80 п.л., в их числе две монографии, 20 статей в отечественных и зарубежных научных журналах (из них 13 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ). Результаты исследований по теме диссертации использованы в пяти отчетах о НИР, при разработке трех учебных пособий и создании программных средств, в том числе, двух прошедших государственную регистрацию.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка источников, включающего 320 наименований, и двух приложений. Работа изложена на 396 страницах текста, включая 34 таблицы и 51 рисунок.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования. Приведены положения и результаты, выносимые на защиту, отражены их научная новизна и практическая значимость. Приведены сведения о внедрении результатов исследования, апробации работы и публикациях.
В первой главе представлены результаты анализа проблемы формирования системы целей РХК, удовлетворяющей требованиям логической корректности и полноты, выбраны пути ее решения и разработана схема выработки и обоснования решений по РХК как системам целедостижения.
С учетом специфики видов деятельности РХК (рис. 1) и окружающей среды (прежде всего, ВБР и потребителей рыбопродукции), непредсказуемость состояний и поведения которой вызывает неопределенность ситуаций, возникающих в этих объектах, определен соответствующий класс систем, осуществлен анализ источников противоречивости, неполноты, несогласованности вырабатываемых по РХК решений, корректировка которых при исполнении влечет значительные (до 10% от плановых затрат) издержки и снижает эффективность функционирования РХК.
На основе методологических положений о логическом характере понятий «система», «структура», «организация» (В.А.Смирнов), целях как логических основаниях для синтеза систем (А.Д.Холл), соотношении графов целей и задач (Г.С.Поспелов) сформулирован постулат об обосновании решений по РХК как системе ЦЦ с помощью системы целей, отвечающей требованиям логической корректности и полноты. С его учетом стратифицировано описание целей и решений - выделены логическая (качественная) и математическая (количественная) страты - и конкретизирован системно-целевой подход применительно к РХК, точнее, к выработке решений по РХК.
Конкретизация осуществлена путем выработки методологически важного для подготовки и принятия системных решений определения РХК как специфического целого (Д), удовлетворяющего целостности (©) систем данного класса. Введенные в нем характеристические свойства рыбохозяйственного комплекса отражают связи системы целей и РХК как системы ЦЦ. Этапы выработки решений по РХК, неявно следующие из этого определения, приведены на рис. 2 и сгруппированы в фазы формирования системы целей (согласование результатов анализа и синтеза целей (САСЦ)) и совместимой с ней системы ЦЦ (ССЦД). Целостность РХК определена четырьмя частными свойствами, в которых позиции наблюдателя в указанных фазах обозначены через «внут» (внутри) и «вне» (вне).
Внешнецелевая целостность РХК (©САСЦ.н«) характеризует его целевую обособленность и единство (по конечной цели сСАСЦ.»уг) с надсистемой (окружающей средой) в фазе САСЦ. С помощью функции /,, аргумент которой - сСАСЦ>нут, объект оценивается как удовлетворяющий данному частному свойству целостности РХК, если его цель сСАСЦ.Чт совместима с целью сСАСЦ,™, заданной надсистемой.
Г-К
гг
РЫНОЧНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА
Маркетинг Торговля Финансово-кредитная сфера Аренда Биржевая деятельность Рынок труда Информационная инфраструктура Общественное питание Прочие элементы
СОЦИАЛЬНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА
У
75Г
ПРОИЗВОДСТВО СРЕДСТВ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ РХК
1. Судостроение, судоремонт
2. Машиностроение
3. Отрасли по производству материальных оборотных средств
4. Производственное строительство
5. Прочие средства
N-И
С
И
ДОБЫЧА (ВЫЛОВ) И ПРОИЗВОДСТВО СЫРЬЯ В РХК
1. Рыболовство
2. Рыбоводство
3. Бондарно-тарное производство
4. Прочее сырье
Ф=>
I
У
ПРОИЗВОДСТВО КОНЕЧНОЙ ПРОДУКЦИИ В РХК
1. Производство на судах рыбопромыслового флота
2. Производство на специализированных предприятиях пищевой промышленности
3. Прочее производство
£
ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФРАСТРУКТУРА
Производственно-техническое обслуживание Специализированное обслуживание РХК Материально-техническое снабжение Хранение Транспорт и связь Научное обеспечение Подготовка кадров Прочие элементы
Р
Рис. 1. Структурная схема рыбохозяйственного комплекса Российской Федерации
Рис. 2. Основные этапы выработки системных решений при управлении РХК Внешнецелесообразная целостность РХК (©ссац.»=) характеризует совместимость его системных свойств СссцдЖп„, определяемых надсистемой в фазе ССЦД, с
конечной целью с
сасц"
ссцд"
<с,,..„ су,...,с,>, где /- число свойств, а с,-функциональное свойство. С помощью функции /2, аргумент которой - Сссцд1„, объект оценивается как удовлетворяющий данному частному свойству целостности РХК, если его свойства е Сссцц„„. у = 1(1)/, совместимы с целью сСАСЦ,„.
Внутрицепевая целостность РХК (®САаГуг) характеризует единство структуры его целей СТРЦ 1ИТ как результата анализа целей и целеполагания в фазе
сасц
САСЦ. С помощью функции аргумент которой - структура СТРЦ объект
сасц
оценивается как удовлетворяющий данному частному свойству целостности РХК, если структура его целей СТРЦ ,„„ логически корректна и полна.
сасц
Внутрицелесообразная целостность РХ/<"(©ссцд.^) характеризует совместимость его структур СТР8
ссод*"1"''
.....CTPS™^.^ > (структура CTPS1 ^ - это структурная схема целедостижения, а
i-e структуры CTPS'ccl¡AtHyT (i=2(\)m) - это соответственно структура функций, организационная и другие структуры РХК) в фазе ССЦД. С помощью функции /4, аргумент
9
которой - С71Р5ссцд1Ч,, объект оценивается как удовлетворяющий данному частному свойству целостности РХК, если СГ?5ссод>чут отвечает требованию полноты его структур и каждая из структур СГР^сцд1Нуг (¡=2(1)™) совместима с СТРЦсасц,^ .
РХК как специфическое целое задается следующим образом:
Д =<Е,Я(£)>, (1)
где Е - множество частей, Е ={е,}; /=1(1)л (рыбопромысловые суда, средства лова,
порты, судоремонтные верфи.....объекты по производству рыбопродукции); К{Е) -
множество определенных на Е отношений Л(£)={г4}, гк =<Е{к\Е{к\К{к) >, Я<к) с Е^ х Е{к),к=\{\)т (при этом множество свойств части е„ определенных в пространстве свойств частей С(£), где с[г,) - функциональное свойство, и множество свойств отношения гк, определенных в пространстве свойств отношений
С<*(Е)>, обусловлены внешнецелевой и внешнецелесообразной целостностью и обусловливают внутрицелевую и внутрицелесообразную целостность РХК).
С помощью функции /5, аргумент которой определяется по формуле (1), объект оценивается как удовлетворяющий свойству «быть специфическим целым класса РХК», если его части е/ е Е совместимы с соответствующими элементами структуры СТРДСАСЦ1яуг, а их свойства с';'1' - с элементами структуры СТР8гсащш„.
С помощью функции /6, аргумент которой - объект, характеризующийся частными свойствами целостности РХК и свойством «быть специфическим целым», оценивается как удовлетворяющий требованию систем класса РХК, если его целостность и он как целое совместимы.
Истинные значения сформированных ЛПР систем целей и соответствующих систем ЦД, оцениваемые с помощью функций /,¡ = 1(1)6, служат обоснованию логической корректности и полноты целей РХК и совместимых с ними решений по РХК.
Однако результаты анализа научного аппарата анализа и синтеза целей организационных систем показали, что для формирования систем целей, отвечающих требованиям логической корректности и полноты, необходимо конкретизировать ряд существующих его компонентов (рис. 3, бл. 2,5, 6) и разработать новые (рис. 3, бл. 3,4). При определении концепта «система целей РХК» (рис. 3, бл. 5) использовано соотношение графов целей и задач, представляющих результаты анализа и синтеза целей.
Структура целей как результат анализа целей. Иерархическая структура СТРЦ^сцу,, формируемая в результате анализа целей и целеполагания, представляется в виде т-уровневого орграфа С, С =<С,И>, где С - множество вершин 1-х уровней, / = 0(1)(ш-1),, обозначающих соответствующие цели СГ?Д'сдсц1^1; д - множество дуг, обозначающих отношение подчинения целей.
Представим цели С в виде С = <с0,с°Л,с^2,...,с((":^-2 >, где с0 - конечная
цель РХК (цель верхнего уровня), а С, = {су,')"'м} - множество jrx целей ¿-го уровня (|' = 1(1)(и-1)), л = 1(1)п,, л,- число целей ¡-го уровня), подчиненных ./,_,-м целям (М)-го уровня (Уы =1(1)л,ч, лм - число целей (г-1)-го уровня). Множество дуг Я
графа С будем описывать как Я = {(с<,, 'и~' ,с}ыхум)) • Упорядочив уровни графа С во времени и положив, что выдвижение целей каждого уровня осуществляется в соответствующие моменты времени г, (/= 0(1)(т-1)), получим граф О" =<СДг,- >,
отображающий процесс целевого планирования, идущий от вершины с0 в направлении вершин с^!^"2. На рис. 4 приведен пример модели СЦ в виде графа С.
7. Теоретические основы, модели и методы формирования систем целей РХК
Рис. 3. Структурная схема разработки теории формирования систем цепей РХК Структура целей Структурная схема целедостижения
Рис. 4. Соотношение структуры целей и начальной структурной схемы целедостижения
С анализом целей сопоставлены процедуры формирования кустов 0°к графа С. Куст целей задается в виде двухуровневого графа =<Ск,Кк >, где
11
ск=<4!а1),Ь>с'(м),<1.....с'(м),('1+1к)>' сЦа])'Ь рассматривается как цель,
4+1), л.....~ как подмели, а е 1(1)л,., Ь е 1(1)«,_,, й е 1(1)п,+1; /¿-число подцелей; Дц - множество дуг, выражающих отношение подчинения целью подцелей.
При формировании решаются логическая и математическая задачи. Логическая задача заключается в обосновании правильности анализа цели и истинности результатов целеполагания - образования и формулирования подцелей с{м)^--с{м)и*1к)' в результате формируется логически корректный и полный куст
целей £7/. Математическая задача состоит в выборе альтернативы подцелей по критериям эффективности (ресурсоемкости и оперативности) целедостижения.
Структура целей как результат синтеза целей. Сетевая структура целей (структурная схема целедостижения (ССЦ)), сформированная в результате синтеза целей с помощью средств, намеченных в СЦ соответствующими подцелями, представляется в виде графа Сс с обратным по отношению к С направлением дуг. Вершины ссу("'Ум имеют индексы, соответствующие индексам вершин графа С, за исключением добавленной в С начальной вершины сст (цель «начать целедости-жение»), В граф Сс добавлены также дуги, связывающие сст с вершинами, являющимися висячими в графе С. Таким образом, граф Ос является (т+1)-уровневым.
С процессом синтеза целей сопоставлены процедуры формирования кустов Ск графа С, состоящие в уточнении целей, которые в соответствующих кустах в? графа С являются подчиняющими. При этом также решаются логическая и математическая задачи. Первая заключается в обосновании правильности синтеза сс\'~У)* из сс'£0сс{';°,)^+,1) и истинности результата ЦП - цели сс£1)''. Вторая - в уточнении требуемых для достижения сс\'~п* ресурсов, рассчитанных для цели с,'';0,4.
В процессе синтеза графа С выделены процедуры, формирующие графы СпУс и йК0, которые представляют соответственно начальную (CTPSNrnщ,нrт) и конечную
(СТР$КссщГ!Г) структурную схему целедостижения. Орграф в№ является (т+1У
уровневым, =< СМ,Ш >, где СМ- множество вершин , обозначающих
цели /-х уровней, «=т(-1)0, начиная с начальной цели сст; Ш - множество дуг, обозначающих отношения между целями близлежащих уровней, Ш = К~1ЦЯт, й-1 -инверсия отношения подчинения К, Ят - отношение, сопоставленное с дугами, связывающими сст с вершинами, которые являются висячими в графе С. Обоснованием корректности графа вЫ' служит корректность графа С. Пример графа бЛ^, соответствующего графу С, приведен на рис. 4.
Формирование ОКс проводится путем уточнения графа за счет информации, полученной ЛПР между этапами анализа и синтеза целей (см. рис. 2). В результате изменения множества СЫ на СК, а множества ЛИ на ЯК получаем граф ОСс = < СК,ЯК > (в частном случае имеет место тождество графов ОКс и С№).
С процессом целевого планирования £?° со поставлен процесс реализации целевого плана вК^ = < СК,КК,1р >. С учетом этого, представления в виде графов б,"
12
и GKf рассматриваются как предварительный и исполнительный целевой план соответственно. План GKf служит логической основой исполнительного плана ЦД.
Однако для формирования совместимых в системе целей логически корректных и полных СЦ и ССЦ представления в виде графов недостаточны. В связи с этим для уточнения характеристик методов анализа и синтеза целей, обеспечивающих логическую корректность, полноту и совместимость СЦ и ССЦ, выявление и исправление возможных паралогизмов в результатах их применения ЛПР (см. рис. 3, бл. 7), осуществлена трехуровневая классификация указанных методов (классификационные признаки: степень формальности описания целей (1-й уровень), представления СЦ/ССЦ (11-й уровень), правил анализа/синтеза целей (lll-й уровень); значения данных признаков: неформальное (1), частично формальное (2), формальное (3) описание). В результате анализа методов полученных классов, выполненного с учетом задач исследования, выбран класс К232 потенциальных методов, характеризующихся частично формальным описанием целей (требования к описанию формулировок целей), отношений между ними (требования к описанию структур целей) и правил анализа и синтеза целей (требования к правильной реализации данных процессов).
В работе обоснована необходимость выработки систем целей в рамках ситуационного подхода к управлению РХК (в частности, к выработке управленческих решений), который основывается на методах семиотического моделирования и применение которого обусловлено высокой динамичностью состояний сырьевой базы ры-бохозяйственных комплексов и непредсказуемостью спроса на рыбопродукцию.
Требование частично формализованного описания формулировок целей РХК объясняется, с одной стороны, невозможностью алгоритмизации целеполагания (вследствие его зависимости от систем ценностей, биопрограмм, интуиции, эмоций ЛПР и других неформализуемых факторов) и синтеза целей (из-за его зависимости от внеязыковых средств), а с другой - потенциально большими комбинационными возможностями естественного языка (ЕЯ), проявляющимися в формулировках целей. Дополнительными аргументами к указанному описанию целей являются: значительное число применяемых ЛПР производных стратегий анализа/синтеза целей при небольшом числе (порядка десяти) базовых стратегий; необходимость итеративного ЦП, анализа и синтеза целей (см. рис. 2).
Результаты анализа исследуемой проблемы послужили основанием для разработки концептуальной модели формирования систем целей (см. рис. 3, блок 4) и планов ЦД. Ее основными компонентами являются семиотические, графосемантиче-ские и математические модели, методы, средства и интерфейсы. Внешние интерфейсы: Иц-ЛПР со средствами логико-лингвистического моделирования целей (на основе языка описания целей L); Иц - ЛПР с формирователем систем целей (на основе представлений в виде семантических графов CG", CGNC, CGKC и языка L); Яц -исполнителей решений с формирователем систем целей (на основе представлений CG", CGKC и ЕЯ-формулировок целей); И31-ЛПР со средствами выбора целей
(входной язык соответствующего программного средства (ПС), например, ПС «Expert Choice»); Иц-ЛПР со средствами планирования ЦД (язык соответствующего ПС, например, ПС «Spider Project»); И43-ЛПР со средствами планирования ЦД (выходной язык соответствующего программного средства, например, ПС «Spider Project»).
Для оценивания системы целей и процесса ее формирования (см. рис. 3, блок 5) используются истинностные значения их свойств, сведенных в табл. 1.
Рис. 5. Концептуальная модель формирования системы целей и планов целедостижения
Таблица 1
Свойства процессов и результатов решения логических задач формирования системы целей РХК
Обозначение свойства Наименование свойства
Правильность выполнения /-го этапа формирования системы целей
¿Сгег( ()|i6l(l)3 Логическая корректность результатов г-го этапа формирования системы целей
SRproc{i), proc(i+1).....proc(N) Правильность выполнения N(N>2) этапов формирования системы целей
SCrez(i)rez(M),...,rt!z{N) Логическая корректность результатов N (N>2) этапов формирования системы целей
Между данными свойствами имеют место следующие каузальные связи (связи неполной, или частичной, причины), обозначенные через «=»> (причем считается, что указанные связи обладают свойствами импликации):
^кртс(Г) (2)
^/>гос(0,/>™=('+1).....ргос(Ы) ^гег(0гег(1+1),...,гег(//) О
{(Аргоса) ^¿О-иО'))} ^ (ЗКргос(1),ргос(И-\).....ргос(Ы) =>^ГС2(1)гег(|+1).....г<я{Ы) )■ (4)
В качестве основного типа критериев оценивания указанных свойств использованы критерии пригодности. Так, критерий оценивания корректности результата выполнения ¿-го этапа формирования системы целей РХК формулируется следующим образом:
1С _ /" ~ если гег(0 корректен; ^
гкО) |"Л"~ в противном случае.
Критерий оценивания корректности результатов выполнения N этапов формирования системы целей РХК формулируется следующим образом:
При решении логических задач формирования системы целей используется также критерий полноты соответствующих результатов (значения свойства полноты СМР1ге2 оцениваются с точностью до базовых знаний о целях систем класса РХК).
При решении математических задач формирования систем целей РХК используются показатели и критерии, принятые в системной методологии и теории принятия решений, конкретный набор которых устанавливается экспертным путем. В качестве основного показателя при оценивании структур целей обычно используется связность представляющих их графов, в качестве дополнительных - показатели регулярности графа, сложности дерева, а в качестве показателей эффективности формирования системы целей РХК - оперативность.
Описанные характеристические свойства системы класса РХК, выработанная концептуальная модель формирования системы целей и введенные показатели процессов и результатов решения логических задач выработки целей РХК позволили уточнить содержание этапов (см. рис. 2) подготовки и принятия решений по РХК.
Во второй главе изложены теоретические основы формирования систем целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты.
В результате анализа представлений о целях деятельности, выработанных в философии, психологии, лингвистике и логике, и эмпирического материала, полученного путем систематизации целей РХК, сформировано системное представление о целях и процессах их анализа и синтеза, позволившее уточнить применительно к РХК и дополнить известные закономерности целеполагания и структурирования целей, выбрать и обосновать категорийный, понятийный, реляционный базисы и се-мантико-синтаксическую структуру языка описания целей, а также тип моделей (аксиологические) для обоснования СЦ, формируемых ЛПР.
Были выделены две группы закономерностей формирования систем целей РХК. Первую составили закономерности целеполагания и целедостижения, вторую -закономерности анализа и синтеза целей.
Первая группа включает закономерности: 1) образования и формулирования целей; 2) контекста в формулировках целей; 3) единства целей в процессах ЦП и ЦД.
Закономерность образования и формулирования целей отражает процесс целеполагания в РХК (рис. 6).
ц— Развитие потребности —л
В отличие от объективных потребностей цели субъективны, зависят от многих взаимосвязанных, недостаточно изученных и потому сложных для анализа факторов: от систем ценностей, интуиции, эмоций, особенностей психики ЛПР, его опыта, знаний о предметной области и языке целей до степени владения данным языком. Поэтому результаты целеполагания могут оказаться ложными по отношению к обусловившим их потребностям. С другой стороны, из-за сложности и неопределенности цели РХК по-разному истолковываются специалистами, осуществляющими ЦП и ЦЦ. Поэтому (психологически) правильное целеобразование и (лингвистически) правильное формулирование целей, а также правильное их восприятие и корректность результатов данных процессов могут быть достигнуты путем разработки формализованных средств описания целей, обеспечивающих однозначную их интерпретацию при требуемой семантической мощности соответствующего языка.
в том числе надсистема > Рыбохозяйственный комплекс I Потребность
Окружающая среда,
шпеке] Потребность Цель на ЕЯ
мотивационный поиск—11 Рис. 6. Структура процесса целеполагания в РХК
интерес
Такой язык, частности, должен обеспечивать различение описываемых на нем типов целей РХК (к которым отнесены (рис. 7): тип 1 - цели функционирования («тиражируемый предмет»); тип 2- цели развития, подтипы: 2.1. «новый предмет»; 2.2. «модифицированный предмет») и классов целей РХК (производственные, экономические, управленческие, экологические, научно-технические и социальные).
Закономерность контекста в формулировках целей отражает действующий в естественном языке и примененный к результатам целеполагания и процессу целе-достижения закон семантического согласования, который обеспечивает правильность интерпретации целей. Закономерность проявляется в наличии в формулировках целей, кроме целевых (собственно цель), контекстных частей - ссылок на результаты действий, в которых будут использоваться намеченные целями будущие средства их реализации (далее «цели-средства») или на средства осуществления намеченных целями будущих результатов действий (далее «цели-результаты»).
Закономерность единства целей в процессах ЦП и ЦД основывается на системном представлении о данных процессах, устанавливает их взаимообусловленность и общность целей как результатов ЦП и ЦД, что проиллюстрировано на рис. 8.
Окружающая среда, в том числе надсистема
Рыбохозяйственный комплекс
ЦП |
интерес средства
Потребность -» Цель на ЕЯ Результат
I ЦД
Рис. 8. Единство целей в процессах целеполагания и целедосгижения
Вторая фуппа включает следующие закономерности анализа и синтеза целей: 1) базовых стратегий анализа и синтеза целей; 2) правильности анализа целей; 3) полноты структуры целей; 4) взаимообусловленности и единства процессов анализа и синтеза целей; 5) совместимости СЦ и ССЦ в системе целей.
Закономерность базовых стратегий анализа и синтеза целей основывается на системном представлении о целях и процессах их анализа и синтеза, результатах анализа методов «дерева целей» и сетевого моделирования, эмпирическом мате-
риале, полученном при систематизации стратегий анализа целей в производственной сфере, а также на приведенных выше закономерностях ЦП и ЦД (рис. 9).
«Цель-результат»
«Цель-средство»
Рис. 9. Базовые стратегии анализа и синтеза целей рыбохозяйственных комплексов
Стратегия «результат-средство»/«средство-результат» отражает каузальную связь целей, намечающих будущий результат действия и средство его осуществления (средство рассматривается как частичная причина осуществления результата, поэтому при анализе «цели-результата» между ней и «целью-средством» имеет место отношение подчинения, а при синтезе - отношение обратного подчинения).
Если после целеполагания, в частности, образования и формулирования «цели-результата» не возникает проблемы средств достижения данной цели, то процесс анализа целей завершается. В противном случае необходимо образование и формулирование «целей-средств».
В многоуровневых РХК стратегия «результат-средство»/«средство-результат» является основной, отражает системность анализируемой/синтезируемой «цели-результата» и зависимость результатов деятельности этих систем от средств их осуществления. Данная стратегия анализа (синтеза) целей определяет семантику отношения подчинения (обратного подчинения) целей, выражаемую именем «результат-средство» («средство-результат»),
В соответствии с данной стратегией конечные результаты деятельности рыбо-хозяйственного комплекса, определяемые потребностями окружающей среды, целями надсистем и намечаемые целями РХК, рассматриваются как абсолютно ценные, а намечаемые целями средства осуществления указанных результатов - как утилитарно ценные. Целям промежуточных уровней СЦ свойственна двойственность: намечаемые ими результат или средство в процессе их анализа оцениваются как абсолютно ценные, а в процессе целеполагания - как утилитарно ценные.
Если анализируемая «цель-результат» слишком сложна для непосредственного сопоставления со средствами ее достижения, используются другие стратегии (см. рис. 9). Базовые стратегии анализа целей сопоставлены с базовыми отношениями, при которых строгий порядок связанных цепей ¡'-го и (¡'+1)-го уровней графа целей С формируется отношением подчинения (Л"), с которым сопоставлены имена: «результат-средство» (/)), «целое-часть» (/2), «род-вид» (73), «система-аспект_системы» (Д), «ранг-субранг» (/5). Частичный порядок вершин (¿+1)-го уровня в кустах целей формируется отношением Ясп. Ему соответствуют имена: «сопостав-ленность средств» (/б), «сопоставленность частей» (/7), «сопоставленность видов» (/8), «сопоставленность аспектов» (/9), «сопоставленность субрангов» (7ю). На неапь-тернативных подцелях кустов целей должно выполняться отношение Ящ. Ему соответствуют имена: «полнота средств» (/п), «полнота частей» (/12), «полнота видов» (Аз), «полнота аспектов» (/14), «полнота субрангов» (1ц).
Закономерность правильности анализа целей отражает логические связи целей в СЦ, условиями существования которых являются отношения подчинения целей Я" и сопоставленности соподчиненных подцелей Дсп. Данная закономерность
устанавливает признаки правильности рассуждений о целях как результатах правильно выполненного анализа целей, такие как: 1) определенность понятий, используемых в формулировках целей, и смысла суждений о целях в соответствии с принципом исключенного третьего; 2) последовательность рассуждений, определяемых импликативными связями исходных суждений о целях (анализируемые или выведенные цели) с заключительными суждениями о целях (точнее, о подцелях), или следствиями, и требующих ненарушения этапности рассуждений (отсутствия в них несвя-зуемости, прерывности); 3) доказательность рассуждений, состоящую в обосновании подцелей путем выявления отношений подчинения Л" между целями и подцелями и сопоставленности Ясп подцелей, определяемых знаниями о предметной области.
Закономерность полноты СЦ отражает полноту совокупности подцелей в каждом кусте соответствующего графа целей, определяемую отношениями полноты Л1"1 в соответствия со знаниями о предметной области.
Закономерность взаимообусловленности и единства анализа и синтеза целей отражает семантическую согласованность используемых стратегий анализа и синтеза целей для обеспечения правильности этого диалектически единого процесса, выражаемой связью «цель-результат»-«цель-средство» («цель-целое/род/система/ ранг»-«цель-часть/вид/аспект_системы/субранг»).
Закономерность совместимости в системе целей СЦ и ССЦ как результатов анализа и синтеза целей отражает семантическую согласованность конечной ССЦ и СЦ, выражающуюся в покрытии множества вершин графа С множеством вершин графа ОКс, соответствием порядка общих вершин указанных графов и согласованности целей кустов графа О" и соответствующих фрагментов графа вКс.
При формулировании принципов формирования системы целей РХК в качестве базовых использованы принципы системного анализа, уточненные применительно к данному процессу и его результату установками на их взаимообусловленность и единство, логическую корректность, полноту и управляемость, а также человекома-шинную реализацию (рис. 10).
В третьей главе приведены модели целей и их структур, средства описания целей и преобразования форм их представления, а также методы формирования системы целей РХК: анализа, синтеза целей и согласования структур целей.
При формировании СЦ и ССЦ, к которым предъявляются требования логической корректности и полноты, в качестве средства обоснования данных свойств в соответствии с принципами ситуационного управления выбрана семиотическая система (логико-лингвистическая модель) класса (Г. С. Осипов). Системы этого класса, основывающиеся на идее возможных миров и построенные с использованием теории частично упорядоченных алгебраических систем, имеют встроенный механизм изменения синтаксиса и семантики знаков, обеспечивающий смену их формальных подсистем (переход из одного возможного мира в другой). Для реализации рассуиодений о целях модифицированы постоянные и изменяемые аксиомы. Первые дополнены аксиомами логики утилитарных оценок (А. А. Ивин), а вторые конкретизированы в соответствии с закономерностями анализа целей РХК, что позволило оценивать утилитарную ценность «целей-средств» (намечающих средства реализации в РХК некоторой операции) по отношению к абсолютной ценности «цели-результата» (намечающей результат выполнения в РХК той же операции).
Для обоснованного выбора типов моделей формулировок целей и языка описания целей рыбохозяйственных комплексов осуществлен анализ системного представления о целях систем производственной сферы, существующих средств их формализованного описания и эмпирического материала, сформированного в результате анализа более полутора тысяч целей РХК. Результаты анализа послужили обоснованию моделей формулировок целей и языка, имеющего более развитые, по
сравнению с существующими формализованными языками описания целей, синтаксис и семантику. Логические связи между частями формулировок целей вызвали необходимость представления содержащихся в них знаний в логической форме, неоднородность частей - исследования других форм представления этих знаний.
Принципы системного анализа Принципы формирования системы целей РХК
1. Принцип взаимообусловленности и единства:
- целеполагания и целедостижения,
- анализа и синтеза целей,
- структуры целей и структурной схемы целедостижения
2. Принцип логической корректности и полноты:
-структуры целей,
- структурной схемы целедостижения,
- системы целей
3. Принцип дополнения
способностей ЛПР по ЦП, анализу и синтезу целей возможностями средств автоматизации по выявлению и исправлению логической некорректности и неполноты системы целей РХК
4. Принцип управляемости:
системы целедостижения с помощью системы целей
Рис. 10. Соотношение принципов системного анализа целей и формирования системы целей РХК
В качестве концептуальных оснований описания целей использованы катего-рийная триада «вещь (предмет)»-«свойство»-«отношение» (А. И. Уемов) и семантическое поле цели (Н. Д. Арутюнова). В качестве модельных оснований - фреймовое и логическое представление содержащихся в формулировке цели знаний (собственно цель с ближайшим контекстом) и фенотипическая модель компонентов формулировок целей: целевых и контекстных. Семантико-синтаксические основания предложения-цели (фреймовое представление) - синтаксические схемы описания целей на русском языке и универсальный семантический код, кодирующий функциональную семантику языковых знаков - универсальные роли компонентов действий (В.В.Мартынов). Семантико-синтаксические основания фразы предложения-цели (слот фрейма): базовые и производные предметы, которые доопределяются фенотипом - свойствами установленных видов).
В качестве языка описания предложений-целей разработан двухуровневый язык Ь, реализуемый с использованием КС-грамматик. На рис. 11 приведены основные составляющие словаря языка £ (базовые понятия, из которых по соответствующим правилам строятся термы-1 (<роль><базовый предмет>) и тер мы-2 (<вид свойствахбазовое свойство>[[<базовое свойство>]...]), с помощью которых образуются производные понятия).
Язык описания фраз предложений-целей /,* (в том числе, целевых, т.е. собственно целей) задается следующим образом:
Х/(И/,к/,ПФ.П/) = {/,4}, (7)
Принцип системности
Принцип открытости
Принцип иерархичности
Принцип конечной цели
Принцип рациональности
Принцип измеримости
Принцип формализуемости
где - ¡-я цепочка знаков, реализующая фразу предложения-цели с ро-
8
лью к; К/ - терминальный алфавит, V/ = \]т/, где Т/ - множество базовых
ы
предметов °Р'\ множество базовых свойств 0р2; т/ - множество базовых единиц измерения "р1; т/ - множество базовых значений °Р'\ т/ - множество ролей иг; Т/ - множество видов свойств и'ш, Т/ - множество, включающее имена отношений согласования терма-1 итермов-2 во фразе; Т/ - одноэлементное множество, включающее знак целевой модальности (ценностное отношение) к/ - нетерминальный алфавит; ПФ - правильная фраза (аксиома грамматики), ПФеР/; Пг -правила образования /* из терма-1 и тер-мов-2; Т1/ = {Ц{},о = 2(1)4,5/.
ЛЕКСИКА ЯЗЫКА I
ОСНОВНАЯ
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
Ролевые базовые предметы: Видовые базовые Базовые Базовые
■ субъект (SI){...} свойства: единицы значения: ■технология управления (Л!) {...} ■ характеристическое (СХ) {...) измерения: • точные {...}
• исходный объект (52) (...) * функциональное (СФ) {...} {т, кг, муб, «интервальные ■техника (S3) {...} ■ именное (СИ) {...} бан./мин, {...}
■ технология проиэв-ва (А2) {...} ■ физическое (СЗ) {...} шт,...} • лингвисти-
■ место (01){...} ческие{...}
• конечный объект (00) {...}
Рис. 11. Основные классы базовых понятий языка описания целей Язык L описания предложений-целей ргр, задается так:
L„ (vfP> VpNrp. ПЛ. П"гр) = {prpi}, (8)
где Vf- алфавит, Vf =|JT,prp , jf- множество ролей Ur; Tprp - множество
/=1
фраз /,*, принадлежащих языку L (7); 7У'Р - одноэлементное множество, включающее имя отношения строгого порядка между фразами предложения-цели; Т/гр~ множество, включающее имена отношений семантической согласованности фраз предложения-цели; - нетерминальный алфавит, ПП -правильное предложение (аксиома грамматики), ПП е V^rp; Wrp - правила образования ргр,, П™ ={nf },0 = {1,6;}.
Пример описания на языке L цели «создать автоматизированную линию АЛ-10 производительностью 50бан./мин для консервирования рыбы». Описание фраз соответствующего предложения-цели ргр, на языке Lf: f,*—<G S3 линия САЗ автоматизированная; СФ консервирование; СИ АЛ-10; СЗ производительность бан./мин 50; СЗ стадия жизненного цикла . создание >, ff - < 52 рыба >, // - < 00
рыба СХ1 консервированная > (составленных из термов-1: г" - S3 линия, -S2 рыба, ¿¡]3 - ОО рыба, - и термов-2: - СФ консервирование; /,222 - СХ1 автоматизированная; г", - СИ АЛ-10; if - СЗ производительность бан./мин 50; г3284 - СЗ
стадия жизненного цикла . создание). Описание данного предложения-цели prpi на языке L : « G Si...><Sl,..>< СЮ...». В итоге имеем следующее описание
цели на языке L:
<< G S3 линия CXZ автоматизированная; СФ консервирование; СЯАЛ-10; СЗ производительность бан./мин 50; СЗ стадия жизненного цикла . создание > < 52 рыба > < 00 рыба САП консервированная > >.
На рис. 12 приведена схема перехода от формулировки цели к ее Z-описанию.
Формулировка цели на ЕЯ
Условные обозначения: необязательный элемент ращелигелив предложении-цели
Рис. 12. Схема перехода от ЕЯ-формулировки цели РХК к описанию на языке L
Для представления знаний об СЦ и ССЦ и оценивания результатов выработки ЛПР данных структур определены соответствующие графам G" и Gc графосеман-тические модели: cGa и CGC.
Указанные модели заданы с помощью таких семантических отношений как: 1) семантическое подчинение целью с,, цели су (обозначено через c'Xl, или <) как отношение R* 6R", с элементами графика которого (/,,*,/,./) е Ä," (fc,?el(l)n) сопоставлены имена Ige /" (g=l(l)«n, где п„ - число имен); 2) семантическая сопостав-ленность целей с, и с, (обозначено через , или s) как отношение И", с элементами графика которого (/и,/^)бА™(/б1(1)и) сопоставлены имена /ге Iе" (§=1(1>зсп, псп - число имен). Такие отношения обладают свойствами соответственно строгого и нестрогого порядка.
В соответствии с отношением древесного порядка (Ю. И. Шрейдер), имеющим место на множестве целей С графа G°, в семантическом графе целей eG° определен семантический древесный порядок, условиями выполнения которого являются:
1) семантическое подчинение целями целей т.е. с',,"""*'<с('!',Utl;
С-').Л-1 'Ji _ i а ¡а
cui ■ c{H1)J(tl еС; 2)семантическая сопоставленность целей ..., подчиненных цели (сравнимость по основанию анализа Zj подчиняющей цели), т.е. из с}?» < , cj^6 < с'£ШМ).....< следует CkjSc^^jS......Sc(W),(</+/*)'• 3>в0 множестве целей <С, <) существует
наименьший элемент с0, который семантически подчиняет элементы с, е С (z'*0).
21
Семантический граф целей СС является конечным орграфом, = <С;СЛ4"), дуги которого - семантические отношения подчинения '¡(Ц , а вершины обозначают цели, описанные на языке I. Для обеспечения логической корректности и полноты графа СС введены условия выводимости целей, сопоставленных с его вершинами.
В качестве условия выводимости из цели куста сСк графа еС 1-й подцели (/=1(1)/, где I - число подцелей) определено отношение непосредственного семантического подчинения "К". С указанной выводимостью сопоставлена логическая корректность графа СС по высоте ¿С*,. В качестве условия выводимости из первой подцели куста 'вЦ ¡-й подцели, ¡=2(1)/, определена семантическая сопоставленность первой и г'-й подцели СЯС". Указанной выводимости поставлена в соответствие логическая корректность графа СС по ширине В качестве условия вывода полных наборов из 1 сопоставленных подцелей кустов сО"к определено т-арное семантическое отношение полноты СЛПЛ, выражающее полноту т сопоставленных подцелей (т>1) в соответствии с использованными стратегиями анализа цели. Обоснование полноты осуществляется в соответствии со знаниями о предметной области. С выводимостью полных наборов из т подцелей сопоставлена полнота СМРЬга уровней графа СС, образуемых множествами из т подцелей соответствующих кустов.
Семантический граф целей СС, характеризующийся свойствами ¿С*,(1) и ¿С^(1), считается логически корректным. Логически корректный граф СС, характеризующийся свойством СМРЬге!, считается полным (в указанном выше смысле).
В результате задания на вершинах С полного (в указанном смысле) графа целей СС отношения значимости СЯ3 и исключения из него наименее значимых в текущей ситуации вершин (целей), составляющих подмножество ЕХ, ЕХ={с1), ЕХа С, инцидентных им дуг и тех ветвей графа СС?°, которые утратили с ним связи в результате данных действий, имеем уточненный семантический граф целей 'С-".
Семантический граф, представляющий начальную ССЦ (СС№) является результатом преобразования графа СС, в результате которого формируется обратный семантический древесный порядок на множестве целей СЫ, С// = сиССя,СС„={сс„}, где СС„, - одноэлементное множество, состоящее из вершины сст, связываемой с вершинами, соответствующими висячим вершинам в 'С. Уточнение графа целей сОМс, осуществляемое в процессе синтеза целей, обеспечивает получение семантического графа целей свКс.
Семиотическая система рассуждений о целях задается восьмью компонентами, первые четыре из которых определяют формальную подсистему Т, а следующие четыре - механизм ее изменения в процессе функционирования 5:
8=<Т,В,А,Р,Ч>Т,Ч!в,х¥Л,Чг>,
где Т - множество основных символов (предметных переменных /у для /-х фраз ргргх предложений-целей, переменных для имен семантических отношений на целях в СЦ, п-местных функциональных Б* и предикатных Р* констант, и>0); В -
множество синтаксических правил, применение которых к элементам из Г позволяет получать множество правильно построенных формул (ППФ); А - некоторое подмножество множества ППФ; Р - множество правил вывода (семантические правила), применение которых к элементам из А и выведенным ППФ обеспечивает получение новых ППФ; *¥т,х¥в,у¥а,уРр - множества правил, применение которых соответственно к множествам Т,В,А,Р обеспечивает изменение 7.
Множество А является компонентом базовых знаний о целях в системе 5, А = 1Аи2А, где 1Л - логические законы, выражающие постоянные, не подверженные изменениям знания о мире (о предметной области);2А - переменные, меняющиеся знания о мире, в которых выделены: 2А\ - подмножество выражений, истинных в некоторых состояниях мира, логические значения которых зависят от такта времени (элементы данного подмножества называются фактами состояний мира)-, 2А2-подмножество, элементы которого называются правилами переходов, или смены состояний системы 5.
При фиксированных Г и В и где а,с 2Л\ - факты состояния семиоти-
ческой системы Я, помеченного тактом времени /, и Р- правило вывода целей, будем, следуя теории семиотических систем класса называть элементарной формальной подсистемой системы 5 рассуждений о целях замыкание т* относительно правила Р. Для подмножества множества правил смены состояний р (рс2Л2), условия которых оказались выполнены в элементарной формальной подсистеме Т* будем называть ((?<)" иа,+|)*. где «"» означает замыкание относительно применения правил р, формальной подсистемой системы 5 рассуждений о целях и обозначать через ?;+!■ Если формальная подсистема семиотической системы то формальную подсистему системы такую что Т,+1 = ((5Г,)")', будем называть достижимой из формальной подсистемы Т,. Будем считать, что 7} достижима из Г, тогда и только тогда, когда {~)2А\,)"= (?/')', где2А - множество фактов подсистемы <7>
Таким образом, с помощью формальных подсистем 57, ¡=1(1)и, в системе рассуждений о целях реализована дедуктивная теория, которая частично изменяется при переходе 5 из одного состояния в другое, осуществляемом посредством механизма Ч'=<Ч?Т,Ч'е,Ч'р,*¥А > (при этом изменяются язык, дедуктивная система, аксиомы собственной части Я). Указанные изменения определяются ситуацией на целях РХК и обеспечивают перестройку системы 5 в процессе ее функционирования.
Особенностью семиотической системы рассуждений о целях, по сравнению с системами класса Ж1, является выделение из нее области определения предметных переменных и представление ее в виде модели тезаурусного типа М, что обеспечивает открытость и простую настраиваемость 5 на конкретный РХК.
В модели м выделены словарь ролевых базовых предметов и видовых базовых свойств М5! и словарь семантических отношений Мп, определяющих семантический древесный порядок на элементах М3, (см. рис. 11), так что М = <Ма,МТг >.
В качестве постоянных аксиом ]А системы 5 рассуждений о целях использовано множество аксиом ви Я„-£>3-логики утилитарных оценок, включающее полное множество аксиом пропозициональной логики 'АО и множество {А 1, так что 'Л1. м
Множество 'А\= У А\.р включает подмножества аксиом логической теории измене-/>=1
ния (р=1(1)5), частичного причинения (р=6(1)11) и абсолютных оценок. (р=12(1)14).
В соответствии с определениями и £>ЯЗ С„#„-.03-логики установлен смысл утилитарной положительной ((?„) и отрицательной (#„) ценности объектов, описы-
ваемых фразами /2 предложений-целей, относительно абсолютной (в) и отрицательной (Я) ценности объектов, описываемых суждениями о целях /1;4:
ДОЗ. о,(/^ \ /1Л) = О /л ((/^ =>1 У/л) v (/2,е =>/,, у/1л)); (9) от. ни(/2Ге \ /1Л)=0/н /1Л ((/2Ге =>1 /1Л у/1Л) V (/*,=>/„, у/,л )). (10) Согласно определению £ЮЗ объект, описываемый фразой /2г£ предложения-цели р/р2 и интерпретируемый как простое суждение в составе сложного заключительного суждения о соответствующей цели, является утилитарно положительно ценным в процессе анализа объекта, описываемого фразой /^предложения-цели рщ и интерпретируемого как простое суждение в составе сложного исходного суждения ^ о соответствующей цели, в том и только том случае, когда объект является абсолютно ценным и /2Г(_ способствует осуществлению или сохранению . Согласно определению ЛЮ объект /2Гг, является утилитарно отрицательно ценным в том и только том случае, когда /,Л - абсолютно неценно и /^ способствует осуществлению или сохранению /,Л.
Множество 2Л системы 5 (как и системы класса 5Ж1) включает аксиому £/(/), смысл которой заключается в том, что для объекта, описываемого фразой/предложения-цели ргр, и выражения £/(/), в котором/не связана кванторами, имеет место либо ложное выражение либо истинное выражение 3/ £/(/), и аксиомы, для которых определены следующие схемы: 141.1. (/,,./,„...../,,„); 1*1.2. (/1Гг,Л.9);
141.3. (/2г?,/,,); 2Л1.4. Ь (/2г/3г?...../(/+]>.);
2А1.5.В/ц...В/1(. 3/2„ ...3/2(. ЗД, ...Э/3, ...Э/(,+1м -3/(/+1)г„ \ (/Ц./2Г,)А... -Л (/ц ./</+1)г, ) Л...Л (/1г?, /Зг? ) Л...Л(/2г?, /(,+Цг, ) А...Л С/Ц, /Зг>...../(/+1Ц );
где (/ц,/^,...,/^)-форма представления суждения о цели ргд куста ^ в виде определенного на ее фразах /, , £ е 1(1)л, семантического отношения с именем , I, е/с, 1С= {«быть целевым результатом», «средство-целевой результат», «результат-целевой результат», «быть целевым средством», «средство-целевое средство», «результат-целевоесредство», «целевое средство-целевое средство»}; 13 (У^,/^)
(1б2(1)(/+1)), Л (/2(? , ) (1бЗ(1)(/+1)), Л </2(. ,/3(....../(,+1)г?) - формы представления
суждений о целях в виде определенного на фразах цели рщ и подцели ргр1,1-й и г'-й подцелях, I подцелях семантических отношений соответственно подчинения, сопоставленное™, полноты; Л, г б 1(1)(то+1) - аксиомы вида 2Л\.], } е 1(1)5.
Элементам множества 2А присуще свойство ситуативности. Суждение об анализируемой цели ргр1 при формировании куста графа сО", задается схемой 2А1Л. Истинность формулы, построенной по этой схеме, постулируется тем, что соответствующая цель уже определена в РХК- установлена директивно на текущий плановый период или выведена системой 5 и на ней имеет место семантическое отношение с именем . Формулы, построенные в соответствии со схемами 2А1
у е 2(1)5, интерпретируются как семантические отношения соответственно подчине-
ния целью рщ (точнее, фразой /,Г£) подцели ргр, (фразы , 1'е2(1)(/+1)) (имя отношения - ), сопоставленности подцели ргр, (фразы , / е 3(1)(/+1)) с подцелью ргр2 (фразой /2г ) (имя отношения - I. ), полноты сопоставленных подцелей ргрг,ргрг.....ргр{М) (точнее, фраз .....(имя отношения - ),
совместимости указанных отношений, выражаемой согласованностью их имен.
Формулы вида2А1у е 1(1)5, выражают закономерности анализа целей в РХК и становятся аксиомами при подстановке в них лишь таких имен,/5, ,1 ■ ,1 ■■ семантических отношений, индексы которых соответственно ^0б1(1)п
^ е(«+1)(1)(и+7), ^ б(«+8)(1)(у+7), з"к е(гн-8)(1)(м<+7) образуют определяемые моделью Мп совместимые и фиксированные в предметной области наборы.
Формулы, построенные по схеме гА2, выражают ложность формул вида 2А\.], /е1(1)5, при переходе системы 5 из ¿-го в (¿+1)-е состояния.
Формальная подсистема Т, семиотической системы 5 рассуждений о целях осуществляет последовательный вывод (обозначенный через "|=>") из цели са подцелей сР1, ср2 ,...,сг> ,..,сР;я в двух для формируемого куста сОЦ семантического фафа целей СС направлениях: в глубину и ширину:
са|=>сР1; Св^е^ ; СР| ]=>с„2;...; са|=>сРт; сР] |=>сРт,
где XV - число выводов, определяемое числом подцелей, содержание которых удовлетворяет семантической полноте формируемого куста целей, у» = 2т.
В соответствии с теорией семиотических моделей класса определена схема вывода целей, обеспечивающего формирование логически корректных и полных кустов целей с<3£ графа 'С:
•■■ У/2г, 1,я (Аг„./2г„...../рг„ )
Я (/щ ./ы.....Аг„ ), ЛС/,Г1 ,/„, ..../,,„) зЛфь Дь..., А0№ (2) ь 02.....
(У!/-,>/!г, бф> фраза г„ гг предложения-цели ргръ ргр1 соответст-
венно, интерпретируемая как простое суждение о цели, Ы2(\)р, qe\{\)n\ Ф- множество фраз предложений-целей, допустимых в языке Ь (точнее, в Ь{)\Т>, обозначают либо = , либо =Р, (/¡^), < е 1(1)/, где I - число базовых стратегий
анализа целей в РХК, имеющих место в текущей ситуации на целях (в некотором возможном мире системы 5)).
Полная семантика системы рассуждений о целях построена (как и в системах класса 5ГП) на основе модифицированной модели Крипке К, К={К), Кг), первый компонент которой определяет внутреннюю (постоянную) семантику системы а второй - задает внешнюю (переменную) семантику, определяемую предметной областью.
В работе сформулированы и доказаны следующие утверждения.
Утверждение 1. Система 5 рассуждений о целях обеспечивает обоснование логической корректности целей сР|, с„2 как результатов анализа цели с0.
Утверждение 2. Система 5 рассуждений о целях обеспечивает обоснование полноты целей ср,, с(г,...,сЪт как результатов анализа цели са.
Для выявления и исправления логической некорректности и неполноты целей РХК, вырабатываемых ЛПР, разработаны методы формирования систем целей (анализа, синтеза целей и согласования СЦ и ССЦ). Методы анализа и синтеза целей основываются на результатах функционирования системы 5 и классификации ситуаций на целях в СЦ, позволившей повысить эффективность реализации указанных процессов. Классы макро- и микроситуаций на целях С (вершины куста сСак графа целей 'С, С={с,}, /= 1(1)(т+1)) определены, исходя соответственно из фреймовой и фенотипической моделей формулировок целей, а также унарных и бинарных семантических отношений, установленных в результате систематизации таких отношений между фразами предложений-целей, описанных на языкеI.
Ситуация Мс на цели с, определена как множество семантических отношений 1С на фразах и парах фраз соответствующего предложения-цели. Каждому из двух подмножеств МС( множества Мс ситуаций, выражающих семантику «цель-результат» или «цель-средство», поставлен в соответствие класс целевых ситуаций Ш'с, /е{1,2}, на предложении-цел и с,,/= 1(1)(т+1).
Класс макроситуаций ^ на < сь сг > определяется в соответствии с классами и на целях С] и с2, так что на них возможны четыре класса макроситуаций.
Микроситуацию^М^ на парах целей <С1, сг> составляет определяемое с помощью фенотипа множество бинарных семантических отношений между парами базовых или производных предметов с одинаковой ролью и их свойств одного вида. Классификация микроситуаций^М^ на парах целей <сь с2> осуществлена по признакам сравнимости, совместимости целей, направлению связей между целями и их непрерывности относительно соответствующей топологии предметной области.
В результате получены следующие классы микроситуаций, распознавание которых осуществляется по правилам обобщения ситуаций, используемым в ситуационном управлении:(изолированность цели сг^М^-^И^ (эквивалентность целей сх и (подчинение обратное непрерывное)-, С1 (подчинение обратное прерывное); 'М^ С2 (подчинение прямое непрерывное); (подчинение прямое прерывное);
с2 (перекрещивание целей с1 и «г);'М®,^-*6®^ (сопоставленность целей с\ и с2); —>7ЭЧ(несопоставленность целей с\ и с2); ■'М^^-^З?^^ (противоречие целей С1 и с2);/Мс,,С2 ^ С2 (противоположность целей а и с2). где ('=1(1)9)-множество описаний 1-х микроситуаций. Логически корректными на парах целей кустов сСк фафа целей являются ситуации классов ^ и С2. Ситуациям классов ^ С2, Ь= {1,2,3-, 3+, 4-, 5,7,
8}, поставлены в соответствие основные типы логических ошибок в СЦ. Дополнительно введены два класса микроситуаций на сопоставленных целях <с\, с2,..., ст> в кустах свк графа целей сО", учет которых обеспечивает проверку полноты подцелей <сь сь..., ст>: , (полнота сопоставленных подцелей);
'М¡.¡С2.....с„ (неполнота сопоставленных подцелей). Таким образом, кро-
ме перечисленных типов некорректности, определенных на (ет+1)-й цели, из которых формируются кусты целей сСк графа СС, и дополняющих принятое в практике системного анализа и управления РХК свойство противоречивости СЦ, введен еще один тип ошибки, соответствующий классу ''з*с^с,^ ■ - неполнота целей.
При выработке СЦ переход от одного куста целей к другому (от одних анализируемых целей к другим) изменяет текущую ситуацию на целях. В основном состоянии ,1,/=1(1)2, системы 5 рассуждений о целях куста сСк (класс Я^ макроситуаций на целях с,'"1 и подчиненных им целях с'2 (М)-го и /-го уровней графа сО" соответственно; класс Я^Л макроситуаций на сопоставленных целях /-го уровня) выделены сечения 5е' и , с которыми сопоставлено основное состояние класса макроситуаций на полных наборах подцелей /-го уровня
графа сО°. На рис. 13,а приведен граф переходов системы 5 из основного состоя-
В случае логических ошибок и неполноты целей, вырабатываемых ЛПР, 5 переходит в смежные основным состояния (рис. 13,6), в которых исправляются соответствующие типы субъективных ошибок ЦП. В работе приведены схемы аксиом для основного состояния (классы , и Ж-^2*"2" макроситуаций и соответствующие классы , и микроситуаций на двух и т целях).
В четвертой главе изложены методика и технология автоматизированного формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов.
Методика формирования систем целей РХК представлена в виде обобщенных процедур, обеспечивающих правильное выполнение данного процесса, логическую корректность и полноту его результатов. Приведены три схемы анализа проблем и целей, выбор и применение которых определяется характеристиками текущей ситуации в РХК. Выделены и описаны группы процедур (методики): выявления и анализа проблем (позволяющие объективировать цели, субъективные по своей природе); анализа целей и ЦП; оценивания степени логической корректности и полноты СЦ; формирования ССЦ; согласования СЦ и ССЦ в системе целей. Конкретизированы правила описания целей в языке Ь, стратегии их анализа и синтеза, типы логических ошибок и неполноты СЦ (структура целей до и после анализа и компоненты представляющего ее графа сОа помечены далее соответственно одним и двумя штрихами, общее число ошибок анализа целей обозначено через К).
В процедуре оценивания логической корректности и полноты СЦ' используются показатели, значения которых рассчитываются по формулам (11)—9>.
Л^!^, (П)
где N1 - число ошибок ¡'-го типа.
Аок-мр-нп, (12)
где кок - коэффициент логической некорректности; У - минимально возможное число петель в СЦ1, равное числу ее элементов С, д'~ число связей между целями в СЦ'.
(13)
Ь-Ш, (И)
А^о'Л?', (15)
где число связей целей в СЦ', с ориентацией, обратной по отношению к СЦ" К, к>,ко- коэффициент изолированности, эквивалентности, обратной подчиненности.
кне{тт £нсп,тах }, Об)
где ¿„ - коэффициент непрерывности СЦ', £„еп - коэффициент непрерывности е-й ветви графа СС, представляющего СЦ' (е=1(1 )р, тер-число ветвей).
кце= 'р I 'нел>
(17)
где гр- число уровней в е-й ветви графа СС, представляющего СЦ'; /кеп-число уровней в е-й ветви графа "С, представляющего СЦ" в соответствии с базовыми знаниями о предметной области.
к„е{тткж,тахкж}, (18)
где кпК- коэффициент полноты подцелей в анализируемом кусте целей СЦ'.
КМ=Р>/РИ, (19)
где Рр - число подцелей в анализируемом кусте целей СЦ',
Рн-число подцелей в соответствующем кусте целей графа 'С, представляющего СЦ", в соответствии с базовыми знаниями о предметной области.
В табл. 2 приведены выигрыши, получаемые в результате исправления определенных в данной методике типов логических ошибок и неполноты СЦ.
В работе описаны основные этапы технологического процесса автоматизированного формирования систем целей РХК, обеспечивающего эффективную реализацию указанных выше групп процедур и регламентирующего группы субъектов, выполняющих соответствующие операции и контролирующих корректность их результатов, а также используемые в них методы и средства.
Таблица 2
Выигрыши от устранения логической некорректности и неполноты целей в СЦ
Класс микроситуации на целях <с, с2> Структура целей Полезный эффект Класс микроситуации на целях <с,. сг> Структура целей Полезный эффект
ДО анализа после анализа До анализа после анализа
с,.с2 (изолированность) Ос< о, Осг О сг Экономия финансовых и материально-технических ресурсов на достижение цели сг за счет исключения ее из плана ЦД как не ведущей к достижению цели С\ „ с,,с2 (противоречие) С с г С2 Экономия финансовых и матери» ально-технических ресурсоа на достижение цели с% за счет исключения ее из плана ЦЦ как противоречащей цели С\
2ЗГ> с,,с2 (эквивалентность) О С, О с2 О С1 (с2) Экономия финансовых и материально-технических ресурсов на достижение С1 за счет исключения ее из плана ЦЦ как эквивалентной с\ (перекрещивание) с с ?С1 Г2 О С1 соС2 Экономия затрат, которые могут возникнуть из-за устранения частичного перекрещивания цели С2 с С\
г (подчинение обратное) Ос1 0С2 Ос' О с2 Экономия времени ЦЦ за счет своевременного изменения схемы ЦЦ. С|,С2 (несопоста-вленность подцелей) 9 6е- Ьсг 9 6еОС2 Экономия финансовых и материально-технических ресурсов на достижение цели С2 за счет исключения ее из плана ЦЦ как не сопоставленной с целью С\
С|,С2 (нарушена непрерывность) Ос' Ос2 0 1 ; с Осг Экономия непроизводительных затрат на перепланирование ЦЦ за счет своевременного (во время ЦП) добавления цепи с
г"' "т ¡\h-lm (неполнота подцелей) 9 Са ¿».6 С\ С/ о 6-6-Ъ С\ С\ ст Экономия непроизводительных затрат на перепланирование ЦД для обеспечения полноты подцелей цели Са и, тем самым, требуемой степени достижения Са путем добавления (т-1) ее подцелей
е (подчинение прямое непрерывное) Ос' Осг Ос' Ос2 -
В работе приведены функции, состав, структура и интерфейсы (см. рис. 5) программного средства формирования систем целей РХК. Данное ПС включено в программное средство «Анализ и синтез систем целедостижения», однако разработано как автономная программа и обеспечивает оперативное выявление и исправление допускаемой ЛПР логической некорректности, неполноты и несовместимости СЦ и ССЦ (диалоговый режим), а также анализ сформированных ЛПР систем целей (пакетный режим). Приведены логическая структура и состав информационной базы автоматизированной системы формирования систем целей РХК, требуемой для работы указанного ПС и технологическая схема анализа и синтеза целей.
В пятой главе исследованы результаты использования методики и информационно-программных средств формирования систем целей РХК, полученные при: анализе исполняемых комплексных целевых программ (КЦП) развития рыбной отрасли; системном анализе регионального РХК и формировании программы его развития.
При анализе исполняемых КЦП были проанализированы целевые разделы программ: «ПЕЛАГИАЛЬ» (развитие океанического рыболовства и обусловливаемых им видов рыбохозяйственной деятельности), «ПРЕМИКС» (развитие рыбоводства во внутренних водоемах страны), «РЕМОНТ» (развитие сферы услуг по обслуживанию судов флота рыбной промышленности), «АСУОР» (совершенствование управления рыбохозяйственным комплексом РФ). Объекты анализа - пятиуровневые структуры целей с числом элементов от 128 до 264 (общее число целей - 556).
Сравнение естественно-языковых и ¿-описаний целей выявило близость характеристик информативности (семантической мощности) и компактности языка L и используемого при формулировании целей подмножества ЕЯ, что свидетельствует о фактической эквивалентности L и этого подмножества ЕЯ по данным показателям.
На рис. 14-16 приведен пример анализа и синтеза целей одной из функциональной подпрограмм КЦП «ПЕЛАГИАЛЬ» с использованием программы «Анализ и синтеза целей» и методики анализа и синтеза целей РХК.
<6 tio СЗ accccaa-ien игу« ?з 1 i Я '¡-'¿Jiöfo'jrt ¿j^.^Mwrfox; ryö-i^airj"
<G OD freite; C< Сфляопжа-н?'
IM 'ViXcäLCeaTeyifrfcwbM; /котящее" <G OD C3 yxes.-*. rmvuK&Jbi
Рис. 14. Анализируемый куст целей КЦП «Пелагиаль» и информация о некорректных частях целей
Оценки результатов диалогового анализа целей КЦП «ПЕЛАГИАЛЬ», «ПРЕМИКС», «АСУОР» с использованием ПС «Анализ и синтез систем целедостижения» приведены в табл. 3. Указанные оценки показывают, что СЦ" отличаются от СЦ' как составом, так и содержанием целей (ряд целей и подструктур СЦ' в результате проведенного анализа оказались изолированными; выявлен ряд эквивалентных
30
целей; изменилось содержание главной цели КЦП «ПЕЛАГИЛЬ», окончательно переформулированной на этапе синтеза целей).
Вносимые коррективы были сгруппированы по признаку «тяжести» соответствующих изменений СЦ. К 1-ой отнесены «крупные» коррективы, в частности, исключение целей из СЦ. Ко 11-ой - «средние» коррективы, в частности, перемещение целей с одного уровня СЦ на другой, обусловленные ошибками обратного подчинения, несопоставленности целей, совмещения «результата» со «средством». 111-ю группу составили «мелкие» коррективы по уточнению формулировок целей без изменения их положения в СЦ (изменения такого рода вносятся при выявлении неполноты формулировки либо частичного пересечения с другой целью анализируемой пары).
Все выявленные программным средством «Анализ и синтез целей» логические ошибки и выработанные рекомендации по их исправлению были приняты соответствующими экспертными коллективами. По результатам диалогового анализа СЦ' указанных КЦП были синтезированы логически корректные СЦ", изменены планы целе-достижения и откорректированы соответствующие исполнительные планы.
Таблица 3
Результаты анализа структур целей комплексных программ развития рыбного хозяйства
Количество Количество использованных базовых стратегий анализа целей Логические ошибки
Наиме- часть в том числе, по типам
нование программы целей о> X ш о а. всего ш & 5 о. о цеевых фраз базового предмета базового свойства ВИД X га о. \о & аспект всего "изо-лиро-вэн-ность" "нарушение непрерывности" "обратное подчинение" "пере-кре-щи-вание" "несо-поставлен-ность"
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17
Пелагиаль 100 5 164_ 7 12 83 0 - 0 0 66 2 10 16 7 31
Прем и кс 128 5 128 0 0 35 4 - 0 1 66 7 22 6 10 16
АСУОР 204 5 258 28 0 109 0 - 72 0 62 0 4 46 12 0
Продолжение табл. 3
Наименование программы Количество компонентов связности Коэффициенты Синтезированное число
логической некорректности изолированности непрерывности обратного подчинения неполноты целей уровней
1 18 19 20 21 22 23 24 25
Пелагиаль 3 0,33 0,02 0,33-0,5 0,08 0,76-1 121 9
Премикс 2 0,24 0,05 0,8-1 0,08 0,89-1 130 5
АСУОР 1 0,15 0 0,8-1 0,06 0,88-1 196 5
Экономический эффект от исправления выявленной логической некорректности целей выразился в экономии ресурсов, выделенных на КЦП, в частности, ресурсов на достижение целей, исключенных из СЦ по результатам анализа.
При системном анализе регионального РХК и формировании программы его развития вначале был осуществлен предварительный анализ выявленных в региональном РХК проблем, в результате которого была установлена их сложность и неопределенность, дублирование и пересечение. Для уменьшения сложности проблем, в их списке были выделены и проанализированы две группы: внешние и внутренние, а в группе внешних проблем - отраслевые и внеотраслевые. Были также определены аспекты и виды рыбохозяйственной деятельности, производственных операций и функций управления РХК, в которых возникли проблемы, что послужило обоснованием к их стратифицированию. Из исходного списка (43 проблемы) исключены две проблемы, модифицированы восемь, стратифицированы восемнадцать. Выработаны рекомендации по уточнению семи проблем.
Результаты систематизации и анализа проблем позволили обосновать основные направления развития данного РХК и его главные цели, исходя из которых по методике формирования систем целей с помощью программного средства формирования систем целей, а также средства поддержки принятия решений Expert Choice, привлеченного для выбора целей из альтернативных (см. бл. 3, рис. 5), были получены рациональные логически корректные, полные СЦ и совместимые с ними начальные ССЦ, а затем, с привлечением средства моделирования проектов Spider project (планирование целедостижение, см. бл. 4, рис. 5) были разработаны конечная ССЦ и исполнительный план развития рыбной промышленности регионального РХК.
Использование методических и информационно-программных средств анализа и синтеза целей и систем целедостижения позволило в четыре раза сократить затраты на проведение системного анализа регионального рыбопромышленного комплекса и формирование решений по соответствующей системе целедостижения.
В заключении обобщены основные выводы и изложены целесообразные направления дальнейших исследований.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. В диссертационной работе исследована проблема формирования систем целей РХК, обусловливающая несистемность (в частности, противоречивость, несогласованность, неполноту) решений по РХК и, как следствие, снижение эффективности функционирования рыбохозяйственных комплексов и объема производимой ими продукции. Уфоза продовольственной безопасности страны, вызванная резким снижением объемов производства рыбопродукции в 90-х годах актуализировала решение указанной проблемы.
2. Осуществленное в работе и имеющее методологическое назначение определение рыбохозяйственного комплекса позволило уточнить содержание и результаты этапов выработки решений в РХК и сформулировать условие их системности, выражающееся в совместимости решений по РХК как системе целедостижения с системой его целей, удовлетворяющей требованиям логической корректности и полноты.
3. В работе решена задача формирования логически корректных и полных систем целей РХК и, тем самым обеспечено повышение качества результатов одного из наиболее значимых и наименее формализованных этапов системного анализа и управления рыбохозяйственными комплексами.
4. Разработаны теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирования систем целей, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты.
4.1. Уточненные (путем отражения новых знаний о фазах и результатах формирования систем целей, глубинной структуре формулировок целей и ее компонентов) закономерности и сформулированные (путем введения новых системных установок на логическую корректность и полноту системы цепей и управляемость с ее помощью РХК как системы целедостижения) принципы формирования системы целей совместно с осуществленной классификацией ситуаций на целях РХК обеспечили создание исходной теоретической базы формирования систем целей.
4.2. Согласованное двухмодельное (специфический падежный фрейм и импли-кативная формула) представление содержащихся в формулировках целей знаний обеспечивает адекватное описание целей РХК путем экспликации семантики компонентов формулировок целей и логических отношений между ними. Описание целей в соответствующем языке обеспечивает выявление некорректности формулировок целей, имен семантических отношений между ними, разработку интеллектуального интерфейса взаимодействия ЛПР с автоматизированной системой формирования целей РХК.
4.3. Графосемантические модели целей рыбохозяйственных комплексов обес-
лечили формальное определение свойств логической корректности и полноты представляемых ими структур целей и структурных схем целедостижения.
4.4. Семиотическая система рассуждений о целях обеспечивает обоснование логической корректности и полноты структур целей рыбохозяйственных комплексов.
4.5. Методы формирования систем целей обеспечивают выработку логически корректных и полных систем целей рыбохозяйственных комплексов.
4.6. Методика и прототип программного средства формирования системы целей обеспечивают реализацию принципов (см. п. 4.1) и своевременную выработку целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты.
5. Полученные в диссертационном исследовании результаты развивают научные основы системной методологии и теории подготовки и принятия системных решений применительно ксистемам класса РХК и, тем самым, являются вкладом в теоретическую базу управления рыбохозяйственными комплексами и автоматизации выработки решений по РХК.
6. Теоретические основы, методы, методики и программные средства формирования систем целей внедрены и используются в головных институтах рыбной отрасли, региональных РХК, государственных и коммерческих учреждениях высшего профессионального образования при управлении рыбохозяйственными комплексами, проведении системного анализа РХК, разработке и сопровождении целевых программ развития данных систем, подготовке специалистов, магистров и аспирантов в области рыбного хозяйства, прикладной информатики в экономике, системного анализа, управления и обработки информации, автоматизированных систем.
Разрабатываемые с их помощью системы целей рыбохозяйственных комплексов обеспечивают обоснование решений по РХК. Своевременное формирование систем целей, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты, снижает (практически до нуля) издержки, ранее вызываемые корректировкой исполняемых решений и достигавшие 10% от затрат, планируемых на достижение целей.
Таким образом, теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирование систем целей РХК вносят значительный вклад в повышение эффективности функционирования рыбохозяйственного комплекса Российской Федерации и региональных РХК, в устранение угрозы продовольственной безопасности страны и могут быть квалифицированы как решение научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение.
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Монографии
1. Лукьянова Л.М. Теоретико-методологические основы структурно-целевого анализа и синтеза организационно-технических комплексов: монография. - СПб.: Наука, 2006. - 276 с.
2.Лукьянова Л.М. Структурно-целевой анализ и синтез организационно-технических комплексов (на примере рыбохозяйственных комплексов): монография. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2005.-163 с.
Статьи, опубликованные в журналах перечня ВАК Минобрнауки Российской Федерации
3. Лукьянова Л.М. Целеполагание, анализ и синтез целей в сложных системах: модели и методы моделирования // Известия РАН. Сер. Теория и системы управления. - 2007. - №5. - С. 100-113.
4. Лукьянова Л.М. Моделирование рассуждений о целях сложных систем производственной сферы II Известия вузов. Приборостроение. - 2007. - № 5.- С. 15-19.
5. Лукьянова Л.М. Проблемы анализа и синтеза целей, основные пути решения // Известия вузов. Приборостроение. - 2007. - № 3. - С. 17-23.
6. Лукьянова Л.М. Автоматизация опорных логических процедур системного анализа организационно-технических комплексов II Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2008. -№ 3, Т. 2. -С. 86-91.
7. Лукьянова Л. М. Методика структурно-целевого анализа и синтеза организационно-технических комплексов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2008. - № 5(65). - С. 7-14.
8.Лукьянова Л.М. Информационная технология структурно-целевого анализа и синтеза организационно-технических комплексов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2007. - Т. 2, № 4. -С. 74-77.
9. Лукьянова Л.М. Структурно-целевой анализ и синтез рыбохоэяйственных комплексов // Рыбное хозяйство. - 2007. - № 3. - С. 36-42.
10. Лукьянова Л.М. Логические проблемы системного анализа организационно-технических комплексов и основные направления их решения // Кибернетика и системный анализ (журнал списка ВАК РФ 2006 т.). - 2006. - №3. - С. 40-147.
11. Лукьянова Л.М. Концепция структурно-целевого анализа и синтеза организационно-технических комплексов // Кибернетика и системный анализ (журнал списка ВАК РФ 2006 г.). - 2006. -№6.-С. 147-156.
12. Лукьянова Л.М. Модели анализа и синтеза целей в системах производственной сферы // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2006. - №6, Т. 2. - С. 195-200.
13. Лукьянова Л.М. Человеко-машинный анализ и полагание целей в организационных системах II Известия ТРТУ. Тематич. вып. «Системный анализ в экономике и управлении» (журнал списка ВАК РФ 2006 г.). - 2006. - №17,- С. 183-193.
14.Лукьянова Л.М. Язык представления цели в системе поддержки целеполагания II Вестник СПбГУ. Сер. 9. - 2005. - Вып. 4. - С. 67-78.
15. Лукьянова Л.М. Метод структурирования целей (на примере структур целей для целевых программ) // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. -1986. - № 3. - С. 66-75.
Статьи и доклады, опубликованные в других изданиях
16. Лукьянова Л.М. Методы автоматизации анализа, синтеза целей и формирования систем целей рыбохоэяйственных комплексов II Известия КГТУ. - Калининград: КГТУ, 2009. - № 15. -С. 146-152.
17. Зинько Д.П., Лукьянова Л.М. Вопросы анализа проблем рыбохоэяйственных комплексоз: методы и методики II Известия КГТУ. - Калининград: КГТУ, 2009. - № 16. - С. 131-136.
18. Лукьянова Л.М. Семиотические модели и методы анализа и синтеза целей систем производственной сферы // Известия КГТУ. - 2008. - №13. - С. 143 -147.
19. Luk'yanova L.M. Goal Analysis and Seffing in Production Industry: Modeling of Reasoning on Goals II Cybernetics and Systems Analysis. - 2007. - Vol. 43, No. 3. - P. 407-418.
20. Лукьянова Л.М. Моделирование анализа и полагания целей в сложных системах II Вестник РГУ им. И. Канта (Сер. физ.-мат. науки). - 2006. - Вып. 10.- С. 28-35.
21 .Лукьянова Л.М. Логико-лингвистическое моделирование целеполагания в сложных системах: сб. статей // Логико-философские штудии: сб. тр. / под ред. Я.А. Слинина. - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2006.-Вып. 4.-С. 90-111.
22. Лукьянова Л.М. Моделирование рассуждений о целях систем производственной сферы II 10-я Национальной конф. по искусственному интеллекту с междунар. участием (КИИ-2006): сб. науч. трудов: в 3 т.- М.: Физматлит, 2006. - Т. 3. - С. 765-773.
23. Лукьянова Л.М. Логическая модель целеполагания в системах производственной сферы II IX Общероссийская, науч. конф. «Современная логика: проблемы теории, истории и применения в науке»: материалы. - СПб.: Изд. СПбГУ, 2005. - С. 303-306.
24. Лукьянова Л.М., Киприянова Е.А. Теория систем и системный анализ: закономерности и модели целеполагания и целедостижения // Ученые записки института информатизации образования РАО,- М.: Изд-во ИИО РАО, 2004. - Вып. 13, № 1-2,- С. 216-221.
25. Лукьянова Л.М., Лукьянова НЮ. Логическая и аналитическая модели анализа и синтеза целей сложных систем производственной сферы II Труды X Межд. конф. «Региональная информатика -2006» (С.-Петербург, 24-26 окг. 2006 г.).- СПб.: СПОИСУ, 2007. - С. 99-108.
26. Лукьянова Л.М. Адаптивный язык представления цели в системе логико-лингвистического моделирования целеполагания//Труды СПИИРАН. - СПб.: Наука, 2004.-Вып. 2, T. 1.-С. 64-89.
27. Лукьянова Л.М. Проблемы системного анализа отраслей промышленности и пути их решения // Информатизация и связь. - 2003. - №1-2. - С. 109-114.
28. Лукьянова Л.М. Структурно-целевой анализ в управлении системами производственной сферы II Информационно-управляющие системы. - 2003. - № 5. - С. 21-28.
29. Lukianova LM. Systems Analysis: the Structure-and-Purpose Approach Based on Logic-linguistic Formalization II International Journal «Information Theories 8, Applications».-2003. -Vol. 10, No. 4. - P. 380-387.
28. Лукьянова Л.М. Система поддержки структурно-целевого анализа проблемных ситуаций II Межд. науч.-пракгич. конф. «Знание-Диалог-Решение» (KDS-2001): труды: в 2 т. - СПб.: Изд-во «Лань», 2001. - T. II. - С. 446-453.
30. Lukianova L. Problem-Aimed Analysis of Organization System for Industry Branches Il Intem. conf. «Economies and Management-2001»: proceedings. - Kaunas: Technologija, 2001. -V. 6. -P. 129-132.
31. Лукьянова Л.М. Экспертная система структурирования проблем и цепей // Проблемы обработки информации и интегральной автоматизации производства: сб. науч. тр. I под ред. В.М. Пономарева-Л.: Наука, Ленингр. отд-е, 1990. - С. 178-185.
33. Лукьянова Л.М., Ханенко В.Н. Процедуры логако-лингвистического моделирования структур целей в диалоговых системах программно-целевого управления II Проблемы интегральной автоматизации производства: сб. науч. тр. / под ред. В.М.Пономарева. - Л.: Наука, Ленингр. отд-е, 1988.
- С. 39-47.
34. Лукьянова Л.М., Пономарев В.Ф. Метод автоматизированного управления формированием и ведением систем целей для программ развития отрасли // Труды У1 науч.-технич. конф. по развитию флота рыбной промышленности и промышленного рыболовства соц. стран: в 3 т. - Л.: Судостроение: 1987.-Т.З.-С. 313-319.
Учебные пособия,
35. Лукьянова Л.М. Системный анализ: структурно-целевой подход к анализу и синтезу систем: учебное пособие для студентов вузов по спец.: 351400, 561100, 220200, 561100 [допущено управлением учеб. заведений Госкомитета РФ по рыболовству]. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2004.-234 с.
36. Лукьянова Л.М. Системный анализ: структурно-целевой подход: учебное пособие для подготовки магистров по спец. 561100 [допущено УМО по образованию в области рыбного хозяйства].
- Калининград: Изд-во КГТУ, 2001. - 234 с.
37. Лукьянова Л.М. Системный анализ: учебное пособие для подготовки магистров по спец. 561100. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2000. -175 с.
Программные средства, прошедшие государственную регистрацию
38. Лукьянова Л.М. Программное средство «Анализ и синтез систем целедостижения»: свидетельство №ГР 2008614503 от 19.09.2008 [заявитель и правообладатель Л.М. Лукьянова] II Официальный бюллетень Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем»: в 2-х ч. - М., 2008.
- N34(65).-Ч. II.-С. 312.
39. Лукьянова Л.М. Диалоговая система формирования и ведения комплексов целей (ДИСУФР). Программное средство «Анализ систем целей» [заявитель и правообладатель Л.М. Лукьянова; включено в отраслевой фонд алгоритмов и программ рыбной промышленности и хозяйства]// Алгоритмы и программы [инф. бюллетень]. - М.: ГосФАП СССР, 1986. - № 3. Реф. 3.038.
Лукьянова Людмила Михайловна
Теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов
Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (технические системы)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Подписано в печать 25.07.2009 г. Формат 60x90 (1/16). Печать офсетная. Печ. л. 2,15. Тираж 100 экз. Заказ № 12.
Изд-во ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет»
Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Лукьянова, Людмила Михайловна
Перечень сокращений./.
Введение.
Глава 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЦЕЛЕЙ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ.
1.1. Несистемность решений по рыбохозяйственным комплексам и системно-целевой подход к ее преодолению,,.
1.2. Рыбохозяйственный комплекс как система целедостижения,,
1.3. Система целей рыбохозяйственного комплекса и проблема^ ее формирования.
1.4. Концептуальная модель формирования системы целей рыбохозяйственного комплекса.
1.5. Показатели оценивания системы целей рыбохозяйственного комплекса и процесса ее формирования.
1.6. Этапы подготовки и принятия системных. решений по рыбохозяйственным.комплексам,,,,,,,,,,,.
1.7. Выводы по главе 1.
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ
СИСТЕМ ЦЕЛЕЙ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ.
2.1. Системное представления о целях и процессах целеполагания и целедостижения, анализа и синтеза.целей.
2.2. Закономерности формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов.
2.3. Принципы формирования систем целей-рыбохозяйственных комплексов.
2.4. Выводы по главе 2.
ГлаваЗ.МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМ
ЦЕЛЕЙ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ.
3.1. Модели формулировок целей и язык описания целей рыбохозяйственных комплексов.
3.2. Графосемантические модели целей рыбохозяйственных комплексов.
3.3. Тезаурусная модель базовых компонентов описаний целей рыбохозяйственных комплексов.
3.4. Преобразователи форм описания целейрыбохозяйственных комплексов.
3.5. Семиотическая система рассуждений о целях рыбохозяйственных комплексов. Ь9В
3.6. Классификация ситуаций на целях рыбохозяйственных комплексов.
3.7. Метод логико-лингвистического моделирования целей рыбохозяйственных комплексов.
3.8. Метод моделирования структурных схем целедостижения в рыбохозяйственных комплексах.
3.9. Выводы по главе 3.
Глава4. МЕТОДИКА И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЦЕЛЕЙ
РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ.
4.1. Методика формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов.
4.1.1. Выявление и анализ проблем.27
4.1.2. Анализ целей ищелеполагание.
4.1.3. Оценивание степени логической корректности и полноты структур целей.
4.1.4. Формирование структурных схем целедостижения.
4.1.5. Согласование структуры целей и структурной схемы целедостижения в системе целей.
4.2. Технология автоматизированного формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов.
4.2.1. Укрупненное описание технологического процесса формирования систем целей.
4.2.2. Информационно-программные средства формирования систем целей.
4.3. Выводы по главе 4.
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
МЕТОДИКИ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЦЕЛЕЙ
РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ.
5.1. Анализ и синтез целей развития^рыбного хозяйства.
5.2. Анализ проблем и формирование систем>целей регионального рыбохозяйственного комплекса.
5.2.1. Анализ проблем.
5.2.2. Формирование систем целей.
5.3. Выводы по главе 5.
Введение 2009 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Лукьянова, Людмила Михайловна
В обеспечении населения продовольствием, в том числе, жизненно необходимой белковой продукцией, важное место занимают ры-бохозяйственные комплексы (РХК) федерального и регионального уровней, составляющие специфический класс организационных систем. РХК осуществляют промышленное рыболовство, рыбоводство, сохранение водных биоресурсов (ВБР), производство пищевой; кормовой, технической, медицинской продукции из ВБР и ее реализацию. В данных системах выполняется также научная и образовательная деятельность в области рыбного хозяйства, проектирование рыбопромысловых судов, производство судоремонта и технологического оборудования, орудий добычи? (вылова) ВБР, транспортировка и хранение продукции, обслуживание рыбопромысловых судов в портах.
Функционирование систем класса РХК, осложняемое проблемными ситуациями, обусловленными высоко динамичной окружающей, средой, прежде всего состояниями, водных биоресурсов и спроса на, рыбопродукцию, еще более усложнилось после введения исключительных экономических зон рыболовства в Мировом-океане и перехода к рыночным условиям хозяйствования. Вследствие этого снизились (более чем вдвое) объемы добычи ВБР и производства рыбопродукции. Одновременно выросло число проблем управления рыбо-хозяйственными комплексами (до 55,5% от их общего числа), в том числе, проблем'анализа (до 9%), планирования (до 9,5%), организации (до 22,5%). Возросшие трудности управления повысили роль системного подхода к выработке (подготовке и принятию) решений по РХК.
Однако усиление роли системного подхода* и проведение системного анализа-лицами, принимающими'решения (ЛПР), не гарантирует системности вырабатываемых по РХК решений. Выявляемые при их исполнении противоречивость, несогласованность, неполнота отражают недостаточный, применительно к данным системам, уровень развития методологии подготовки и принятия системных решений. Несвоевременная корректировка несистемных решений, учитывая фондоемкость РХК, создаваемую такими дорогостоящими техническими подсистемами, как рыбопромысловый флот, порты, объекты по воспроизводству ВБР и производству рыбопродукции, судоремонтные верфи, приводит к значительному перерасходу ресурсов в РХК и снижают эффективность их функционирования [91].
В настоящее время при подготовке и принятии решений в организационных системах производственной сферы наряду со специальными методами» системного анализа используется адаптируемый* к практическим задачам создания, развития данных систем и управления ими аппарат системологии, теории организационного управления и принятия решений [4, 5, 18, 26, 27, 40, 55, 59, 71-74, 76, 77, 90-92, 95, 155, 163, 164, 166, 169, 187, 190, 191, 195, 229, 275, 265, 277, 281. 282, 293, 316]. Многие методы этих и близких к ним научных направлений и дисциплин реализованы в компьютерных программах развития возможностей в соответствии с решаемыми-проблемами, стратегического планирования, поддержки принятия решений, целевого управления и управления проектами. Расширение классов методов привело к увеличению числа и глубины реализации соответствующих функций управления, их интеграции в программно-методических комплексах автоматизации управлениями, 61, 202, 206, 209, 226, 227] и разработке более развитых информационных технологий выработки системных решений. Однако и их применение не исключает неполноту, противоречивость, несогласованность вырабатываемых решений, а объясняется недостаточной исследованностью логических связей в системах конкретных классов. Поэтому при использовании как традиционных, так и, современных из указанных технологий^уровень субъективных ошибок, привносимых психическими механизмами сбора, переработки информации-и управления деятельностью, фактически не снизился: ЛПР выявляют не все проблемы, неверно их формулируют, выдвигают цели, не способствующие решению проблем, а также не все цели, неверно их структурируют, выбирают системы, не обеспечивающие целедостижение. Ошибочные оценки* степени критичности проблем, значимости и логических значений целей и- систем целедо-стижения влекут противоречивость, неполноту и несовместимость результатов отдельных этапов выработки системных решений.
Традиционное толкование системного анализа как здравого смысла, на службу которому поставлены математические модели [173, 195], уточненное в отношении' процесса подготовки системных решений («наиболее адекватное, построение этого процесса предполагает . использование эвристических заключений.в рамках постулированной структуры системной методологии» [177]), не повлекло конструктивного развития логических моделей выработки системных, решений. Опора же методов подготовки и принятия решений на результаты эвристических заключений ЛПР не обеспечивает, как показывает опыт выработки' решений по рыбохозяйственным комплексам, их логическую корректность и полноту [35, 62, 63, 118, 131-133].
Сложность рыбохозяйственных комплексов, неполнота их описаний и слабая, для обеспечения корректности, согласованности-и полноты решений по РХК, исследованность логических связей данного класса систем-вместе с существенным перерасходом« ресурсов из-за несвоевременного выявления и корректировки несистемности решений,5 отражают недостаточный уровень изученности логического компонента процессов их выработки и вызывают необходимость разработки и включения в научный аппарат подготовки'и, принятия^решений методов, обеспечивающих их логическую корректность и полноту.
В результате анализа научных основ системной методологии и теории принятия решений, вклад в разработку которых внесли-Р. Акофф [3, 275, 282], В. Г. Афанасьев [15], И: В. Блауберг [21, 22],
А. А. Богданов [23], Н. Винер [28], В. Н. Волкова [31-34, 229], Д. М. Гвишиани [38, 39], Дж. Гиг [40], Е. П. Голубков [43, 203], Г. X. Гуд [47], А.А.Денисов [32-34,50,29], С.В.Емельянов [2, 53], М.Б.Игнатьев [59,174,229,295], В.Кинг [76], Д. Клиланд [76], Дж. Клир [77], Р. Ковальски [78], В. Н. Козлов [229], В. Н. Костюк [84], Т. Котар-биньский [297], О. И. Ларичев [91, 92], Р. Маккин [267], Р. Э. Маккол [47], М. Месарович [163,164], Б. 3. Мильнер [169], Н.Н.Моисеев [173], С. Оптнер [182], Ф. И. Перегудов [188, 228], Г. С. Поспелов [191, 192, 204], Д. А. Поспелов [193-196, 248], И. В. Прангишвили [201], В. Н. Садовский [21,217,218], В.А.Смирнов [232-234], Г.А.Смирнов [231], А. Н. Уемов [250-252], Ю. А. Урманцев [253, 254], Б. Ф. Фомин [71-74], Ю. И. Черняк [274], А. Д. Холл [268], С. Янг [281] и другие ученые, были рассмотрены применительно к РХК методологические положения о логическом характере понятий «система», «структура» и «организация», о целях, дающих логическое основание для синтеза систем, о соотношении структур целей (СЦ) как результатов анализа и синтеза целей. На их основе уточнен системно-целевой подход к выработке решений по РХК как системам целедостижения- (ЦД), при котором обоснованием системности решений служит их совместимость с системой целей, удовлетворяющей требованиям логической корректности и полноты.
Однако существующие модели и методы выработки целей и планирования ЦД не обеспечивают формирования систем целей, отвечающих указанным требованиям. В РХК их выполнение затруднено: 1) сложностью и недостаточной изученностью целеполагания (ЦП), зависящего от системы ценностей, «здравого смысла», знаний, эмоций, биопрограмм ЛПР и осуществляемого, в частности; в процессах анализа и синтеза целей; 2) сложностью и неопределенностью целей, обусловленными сложностью систем класса РХК и непредсказуемостью состояний быстро меняющейся окружающей среды, прежде всего, состояний сырьевой базы РХК и спроса на рыбопродукцию; 3) большой трудоемкостью формирования систем целей, вследствие которой их выработка осуществляется, как правило, на безальтернативной основе. Указанные трудности приводят к формированию нерациональных систем целей, но, что более важно, к некорректности, неполноте и несовместимости их структур как результатов анализа, синтеза целей и, как следствие, к несистемности решений по РХК.
Противоречие между необходимостью выработки систем целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности- и полноты, и недостаточным уровнем развития научного, аппарата для обеспечения соответствующих свойств целей РХК определяет существование научно-технической- проблемы, формирования систем, целей рыбохозяйственных комплексов.
Вызываемая некорректностью, неполнотой целей и несвоевре-меннОь выявляемая несистемность решений по РХК приводит к существенному, перерасходу ресурсов, планируемых на достижение целей данных систем»(до 10% от затрат на исполнение решений), неэффективному функционированию РХК и. является одной из причин снижения объемов производства и потребления рыбной продукции (наиболее резкого - с 21,3' кг/год на душу населения- в РСФСР в конце 80-х годов до 9 кг/год в РФ в начале 90-х). Такое снижение представляет угрозу продовольственной безопасности- страны, поэтому тема диссертации актуальна.
В контексте высказанной в работе [196] гипотезы о необходимости сопряжения научных аппаратов системного анализа, теории принятия решений, и искусственного интеллекта для адекватного описания решений в организационных системах \л процесса, их выработки, сложность целей РХК, неформализованность их семантики и прагматики делают целесообразным семиотическое (логико-лингвистическое) моделирование целей и базирующихся на них решений.
Цель исследования - разработать теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирования систем целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты для обоснования с их помощью решений по РХК как систе-1 мам целедостижения и, в итоге, повышения эффективности функционирования рыбохозяйственных комплексов.
Достижение цели исследования обеспечивалось решением основных задач, к которым относятся:
• уточнение закономерностей и формулирование принципов формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов;
• разработка моделей формулировок целей РХК, создающих возможность выявления отношений на целях;
• разработка моделей структур целей, позволяющих определить свойства логической корректности, полноты и совместимости таких структур в системе целей РХК;
• разработка системы рассуждений о целях для обоснования с ее помощью логической корректности и полноты целей РХК;
• разработка методов формирования систем целей РХК, структуры которых как результаты анализа и синтеза целей удовлетворяют требованиям логической корректности, полноты и совместимости;
• разработка методики^ и прототипа программного средства формирования систем целей РХК, обеспечивающих выявление и исправление логической некорректности и неполноты результатов реализации данного процесса ЛПР.
В соответствии с целью и перечисленными задачами* объектом исследования является рыбохозяйственный комплекс. Предмет исследования - системные связи и характеристические свойства РХК как специфической системы целедостижения, которые должны быть отражены в закономерностях целеполагания и* цеI ледостижения, анализа, синтеза целей и согласования их структур, в моделях и методах формирования систем целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты.
В качестве основных методов исследования при решении поставленных задач использованы методы системного анализа, ситуационного управления, представления знаний, теории формальных грамматик и языков.
Результаты исследований, проведенных в соответствии с поставленными задачами, представлены в пяти главах диссертационной работы, двух приложениях и заключении.
В первой главе проводится анализ проблемы формирования системы целей РХК и обосновываются пути ее решения.
Рассматриваются содержание и особенности задачи выработки решений по РХК. Обосновывается необходимость исследования- и< разработки логического компонента научного аппарата решения задачи и-уточнения системно-целевого подхода к подготовке и принятию решений, по РХК. Описываются системные связи и характеристические свойства РХК, определяющие логическую предназначенность систем целей для синтеза РХК как систем целедостижения. Приводится соотношение графовых моделей целей как результатов анализа и синтеза целей и формулируется задача формирования систем целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты. Осуществляется классификация методов анализа (и структурирования) целей и выбирается класс методов для реализации. Рассматриваются структураг и компоненты концептуальной модели формирования систем целей РХК. Определяются показатели корректности процесса и результатов формирования систем целей. Уточняется содержание этапов выработки системных решений по РХК
Представленные в первой главе результаты позволили уточнить состав и содержание теоретических основ, моделей и методов формирования систем целей, рассмотренных во второй и третьей главах.
Во второй главе излагаются теоретические основы формирования систем целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты. Рассматривается системное представление о целях, использованное для обоснования эмпирически выявленных закономерностей формирования систем целей РХК и формулирования принципов реализации данного процесса.
В третьей главе рассматриваются модели формулировок целей и язык описания целей РХК, графосемантические модели целей, представляющие структуры целей, формируемые в процессах анализа и синтеза целей и основывающиеся на результатах систематизации семантических отношений на- целях. Приводится классификация ситуаций. на целях РХК. Рассматриваются семиотическая система рассуждений о целях, метод логико-лингвистического моделирования целей, реализуемый« в процессе ее функционирования и-базирующийся на классификации ситуаций на целях, а также метод моделирования структурных схем целедостижения как результатов синтеза целей, совмещаемых в системах целей РХК со структурами целей.
В четвертой' главе излагается методика-формирования систем целей-и рассматриваются основные, операции соответствующего технологического процесса. Приводятся логическая, структура информационной^ базы» автоматизированной. системы формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов, функции, состав и структура программного средства реализации.указанного процесса.
В пятой главе исследуются результаты использования разработанных методики и средств автоматизации формирования систем целей для выработки целей развития РХК федерального и регионального уровней. Приводятся результаты оценивания логической некорректности, и неполноты структур целей, разработанных традиционными методами и средствами.
В заключении* обобщаются основные выводы и излагаются целесообразные направления дальнейших исследований.
На. защиту выносятся: ч
1. Закономерности и принципы формирования системы целей рыбохозяйственных комплексов.
2. Модели формулировок целей рыбохозяйственных комплексов, представление в которых соответствующих знаний о целях позволяет определить семантику их отношений в структурах целей.
3. Графосемантические модели целей, с помощью которых определены свойства логической корректности, полноты структур целей и их совместимости в системе целей рыбохозяйственного комплекса.
4. Семиотическая система рассуждений о целях, с помощью которой обеспечивается обоснование логической корректности и полноты целей рыбохозяйственных комплексов.
5. Методы формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов, структуры которых удовлетворяют требованиям, логической корректности, полноты и совместимости.
6. Методика и прототип программного средства формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов, обеспечивающие автоматизацию этого процесса и корректность его результатов.
Научная новизна положений и результатов исследования.
1. Новизна закономерностей и принципов формирования системы целей заключается в отражении знаний о фазах данного процесса и их результатах, полученных путем выработки и анализа системного представления о целях: в закономерностях - знаний о фазах анализа, синтеза целей и. согласования формируемых в них структур целей, глубинной структуре формулировок целей, их целевых и контекстных составляющих; в принципах - установок на-логическую корректность, полноту системы целей и управляемость с ее помощью РХК как системы ЦД. Тем самым уточнены компоненты исходной базы теории формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов.
2. Новизна моделей целей РХК заключается в более адекватном, двухмодельном, представлении знаний, содержащихся в формулировках целей: Первая модель - специфический падежный, фрейм «средства-результат». В нем эксплицируются целевые и контекстные компоненты формулировки цели, описываемые с помощью контекстно-свободной грамматики. Вторая - соответствующая- указанному фрейму логическая формула. В ней эксплицируется каузальная связь «средств» и «результата». Развивая способы описания целей; разработанные модели обеспечивают корректность, формулировок целейи способствуют выявлению семантических отношений между ними:
3. Новизна графосемантических моделей целей; заключается в качественно новом уровне представления с их помощью, структур целей (путем введения имен отношений в традиционно используемые графы целей и задач), что позволило формально определить логическую корректность, полноту СЦ и их совместимость в системе целей:
4. Новизна системы рассуждений о целях £ состоит в обосновании с ее помощью логической корректности и полноты целей. Для вьь полнения этой функции £ построена как семиотическая система класса 5Ж1 (встроенный в такую систему механизм изменения синтаксиса', и семантики знаков реализует смену ее формальных подсистем), постоянные аксиомы которой дополнены аксиомами логики утилитарных, оценок, а изменяемые - конкретизированы- в> соответствии с закономерностями анализа целей. Специфическая, имитация^ анализа целей расширяет функциональность существующих; логико-лингвистических моделей, обеспечивая более полную реализацию принципов ситуационного управления применительно к РХК.
5. Новизна методов формирования систем целей заключается в обеспечении с их помощью логической корректности И1 полноты целей, РХК. Методы основываются на результатах функционирования.системы, рассуждений о целях и классификации* ситуаций на целях РХК, с помощью которой определены типы логическойшекорректностиютрук-тур*целей; дополняющие используемое,в системном анализе свойство их противоречивости. Гарантирование данными методами^свойств.логической корректности и полноты целей РХК позволяет, в отличие от методов «дерева целей» и сетевого моделирования целей, использовать формируемые с их помощью системы целей для обоснования решений; по соответствующим системам целедостижения;
6: Новизна; методики и прототипа программного средства; формирования систем целей состоит в обеспечении с их помощью своевременной; выработки совместимые в системах целей-логически корректных и полных структур целей: Для этого разработаны частные; показатели? корректности и полноты целей РХК и процедуры человеко-машинной выработки» целей; а: также осуществлена; классификация субъективных ошибок некорректности результатов данного процесса: Интеллектуальный компонент разработанного программного средства создает возможность разработки?нового классашнформационныхгтех-нологий формирования систем целей и решений по РХК.
Обоснованность и достоверность научных положений, основных результатов и выводов! диссертационной работы, обеспечена за счет системного анализа состояния исследований в соответствующей предметной области, подтверждена выбором и корректным применением- методов, исследований, корректностью формулировок; утверждений и правильным построением их доказательств; корректностью предложенных! моделей, из методов, согласованностью; полученных: при их использовании результатов с: выводами^ экспертных; комиссий;-экономическим эффектом; от исправления некорректностище-лей, формируемых управленческим: персоналом рыбохозяйственных; комплексов, многолетним опытом системного анализа РХК, выработки» систем целей и решений по РХК, а также результатов их исполнения.
Пр акт и ч ее к а я значимо ст ь работы заключается в развитии теоретической базы автоматизации^ подготовки, принятия? системны* решений и управления РХК. Разработанные методика и программное средство формирования; систем целей обеспечивают логическую; корректность и полноту вырабатываемых ЛПР целей рыбохозяйственных комплексов и основывающихся на них решений по РХК как системам целедостижения, повышают качество управления данными системами' и эффективность их функционирования.
Представленные в диссертации научные результаты и средства, автоматизации внедрены и ■ используются (что подтверждено восьмью актами) в головных институтах рыбной отрасли, региональном рыбохозяйственном комплексе, образовательных учреждениях:
• во Всероссийском научно-исследовательском и.проектно-конст-рукторском институте экономики, информации и автоматизированных систем управления рыбного хозяйства, (при планировании развития рыбохозяйственных систем, что позволило повысить качество управления данными системами, выражающееся в снижении, в среднем в три раза, издержек на целедостижение; с 2002 года);
•-в Государственном научно-исследовательском и проектно-кон-структорском институте рыбопромыслового флота, (при проведении системного анализа региональных РХК. Используемые методики и-средства автоматизации анализа проблем; и формирования систем, целей обеспечили повышение эффективности аналитической- деятельности, системность решений по развитию РХК и снизили, в среднем на 10,2%, затраты на исполнение решений; с 2002 года);
• в Государственном научно-исследовательском институте озерного и речного хозяйства (при выработке целей и5 обосновании мероприятий по целевым программам-развития РХК внутренних водоемов европейской части. Российской Федерации, что позволило снизить затраты на их выполнение в среднем.на^8,5%; с 2005 года);
• в Комитете по рыбопромышленному комплексу Ассоциации «Северо-Запад» (при проведении системного анализа проблемной ситуации, формировании системы целей регионального РХК.и разработке Программы развития рыбной промышленности г. Санкт-Петербурга до 2010 года, что способствовало ее обоснованию и созданию предпосылок для инвестирования РХК; 2002-2003 гг.);
• во ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет» (в дисциплине «Системный анализ» при подготовке магистров по направлению «Водные биоресурсы и аквакультура», с 2002 года; в дисциплине «Теория систем и системный анализ» при подготовке информатиков по специальности «Прикладная информатика» и аспирантов по специальности 05.13.01, с 2007 года); в Калининградском институте международного бизнеса (в дисциплине «Теория систем и системный анализ», 2002-2006 гг.); в Санкт-Петербургском государственном университете водных коммуникаций (в дисциплине «Представление знаний», с 2008 года).
Исследования по теме диссертации выполнены в рамках НИР (№ГР 01.20.0006420) по договору о научно-техническом сотрудничестве с институтом Гипрорыбфлот, поддержаны РФФИ (2004* г.: проект № 02-07-90463 - «Разработка и исследование методологических и методических основ решения задач структурно-функциональ-ного синтеза интеллектуальных информационных технологий и систем/ мониторинга состояний сложных технических объектов, функционирующих в реальном масштабе времени в условиях динамично изменяющейся обстановки»; 2006-2008 гг.: проект № 06-07-89242 - «Методология- и модели интеллектуального управления конфигурациями информационных систем с динамически изменяющимися структурами») и Санкт-Петербургским научным-центром РАН (2005 г.: грант на издание монографии [146]).
Результаты диссертационного исследования докладывались, представлялись и получили одобрение на более чем 30 конференциях и семинарах. Наиболее значимые из них: семинары Санкт-Петербургского научного центра РАН по проблемам кибернетики (2003 г.) и информационной цивилизации (2005 г.), VII научно-техническая конференция по развитию флота рыбной* промышленности, и» промышленного рыболовства социалистических стран (г. Ленинград, 1989т.), IV Международная научная конференция по проблемам логико-лингвистического управления динамическими объектами «DOLLC' 2003» (г. С.-Петербург, 2003 г.), Международные научно-практические конференции «Системный анализ в проектировании и управлении» (г. С.-Петербург, 2003 г., 2005 г., 2006 г., 2007 г., 2009 г.), Международная научная конференция «Economies and, Management» (г. Каунас, 2001 г.), Международные научно-практические конференции «Knowi-edge-Dialogue-Solution» (г. Ялта, 1997 г.; г. С.-Петербург, 2001 г.; г. Варна, 2003 г.), X Национальная конференция по искусственному интеллекту (г. Обнинск, 2006 г.), IX Общероссийская конференция «Современная.логика: проблемы теории; истории и,применения в науке» (г. С.-Петербург, 2006 г.), XXXIV Международная филологическая конференция (г. С.-Петербург, 2005 г.), Международные конференции. «Региональная информатика» (г. С.-Петербург, 2000-2008 гг.), Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании» (г. Светлогорск, 2004 г.), Международные-научные, конференции «Балттехмаш-2004» (г. Калининград, 2004 г.) и «Инновации в науке и образовании» (г. Калининград, 2003-2009 гг.).
Результаты исследования опубликованы в 63 печатных трудах [99-154, 300-306]. В их числе.две монографии [144, 146], 20 статей, в рецензируемых отечественных и зарубежных научных журналах, в том числе, 13 статей в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации в 2006-2008 годы, для публикации- научных результатов диссертаций [99, 110, 111, 118, 120, 121, 125, 129, 132, 145, 149, 150, 153], учебные пособия [140,141]. Результаты исследований реализованы в программных средствах, в том числе, в двух, прошедших госрегистрацию: «Формирование систем целей», «Анализ и.синтез;систем целе-достижения» [104,134].
Заключение диссертация на тему "Теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирования систем целей рыбохозяйственных комплексов"
5.3. Выводы по главе 5
В главе исследованы результаты использования методики и средств автоматизации формирования систем целей рыбохозяйст-венных комплексов при разработке программ развития РХК федерального и регионального уровней.
Э: Обеспечить высокую конкурентоспособность системы сбыта на основе оптималь-' ной маркетинговой стратегии и организационной структуры. Произвести инвестиционные расчеты по инфраструктуре
У: Создать условия по формированию госзаказа на поставку рыбной продукции. Совершенст-вовать систему оптовой и розничной торговли рыбной продукцией за счет организации акционерных оптовых рынков с ведущей ролью государства. Организовать сеть корпоративных (фирменных) рыбных магазинов. Развить инфраструктуру рынка в производственной,
П: Обеспечивать сбыт 100 тыс. тонн и более продукции из рыбы и водных биоресурсов в широком ассортименте
Н: Изучать и обобщить достижения мировой науки для ускоренного использования в развитии реализующего (сбытового) комплекса
Э-У-П: Реализующий комплекс: структуры сбыта добывающего, перерабатывающего и торгового комплексов
00 (-Л
Уровень управления
Управленческий состав
Уровень производства
Персонал
Рыбные товары л
Э: Обеспечить минимизации издержек добычи и конкурентоспособность цен на сырье
У: Поддерживать равновесие между объемами вылова и необходимым для рыбоперерабаты-вающего комплекса сырья. Подготовить условия для возобновления промысла в ОРМО. Стимулировать судовладельцев на обновление судов
П: Обеспечивать добычу и сбыт 140 тыс. тонн и более рыбы и водных биоресурсов и первичную обработку сырья
Н: Изучать и обобщать достижения мировой науки для ускоренного использования при развитии добывающего комплекса
Рыбодобывающий комплекс РХК г. Санкт-Петербурга
Уровень управления и) оо 0\
Уровень производства
Н: Развитие малых рыбопромысловых судов (универсальных траулеров-рефрижераторов) и принципиально новых судов с более высокими технико-экономическими показателями
1. Рассмотрены алгоритмы и изложена частная методика анализа и синтеза целей комплексных целевых программ. Результаты чело-векомашинного анализа структур целей КЦП, сформированных традиционными методами, позволили откорректировать данные структуры. Все выявленные программным средством «Анализ и синтез целей» субъективные логические ошибки и выработанные рекомендации по их исправлению были приняты соответствующими экспертными коллективами. По результатам анализа структур целей указанных КЦП были синтезированы логически корректные структуры, изменены структурные схемы целедостижения, откорректированы соответствующие исполнительные планы. В результате были снижены непроизводительные затраты и уменьшены сроки выполнения программ.
2. Результаты систематизации и анализа проблем регионального РХК позволили обосновать основные направления развития данного РХК и его главные цели, исходя из которых в соответствие с разработанной частной методикой формирования систем целей с помощью соответствующего программного средства, а также средства поддержки принятия решений Expert Choice, привлеченного для выбора целей из альтернативных, были получены рациональные логически корректные, полные СЦ и совместимые с ними начальные ССЦ, а затем, с привлечением средства моделирования проектов Spider project разработаны конечная ССЦ и исполнительный план развития рыбной промышленности регионального РХК.
3. Использование методических и программных средств анализа и синтеза целей позволило сократить затраты на проведение системного анализа регионального рыбопромышленного комплекса и обосновать формирование решений по соответствующей системе целедостижения.
388
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе исследована проблема формирования систем целей РХК, обусловливающая несистемность (в частности, противоречивость, несогласованность, неполноту) решений по РХК и, как следствие, снижение эффективности функционирования рыбохо-зяйственных комплексов и объема производимой ими продукции. Угроза продовольственной безопасности страны, вызванная резким снижением объемов производства рыбопродукции в 90-х годах актуализировала решение указанной проблемы.
2. Осуществленное в работе и имеющее методологическое назначение определение рыбохозяйственного комплекса позволило уточнить содержание и результаты этапов выработки решений в РХК и сформулировать условие их системности, выражающееся в совместимости решений по РХК как системе целедостижения с системой его целей, удовлетворяющей требованиям логической корректности и полноты.
3. В работе решена задача формирования логически корректных и полных систем целей РХК и, тем самым обеспечено повышение качества результатов одного из наиболее значимых и наименее формализованных этапов системного анализа и управления рыбохозяйст-венными комплексами.
4. Разработаны теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирования систем целей, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты.
4.1. Уточненные (путем отражения новых знаний о фазах и результатах формирования систем целей, глубинной структуре формулировок целей и ее компонентов) закономерности и сформулированные (путем введения новых системных установок на логическую корректность и полноту системы целей и управляемость с ее помощью РХК как системы целедостижения) принципы формирования системы целей совместно с осуществленной классификацией ситуаций на целях РХК обеспечили создание исходной теоретической базы формирования систем целей.
4.2. Согласованное двухмодельное (специфический падежный фрейм и импликативная формула) представление содержащихся в формулировках целей знаний обеспечивает адекватное описание целей РХК путем экспликации семантики компонентов формулировок целей и логических отношений между ними. Описание целей в соответствующем языке обеспечивает выявление некорректности формулировок целей, имен семантических отношений между ними, разработку интеллектуального интерфейса взаимодействия ЛПР с автоматизированной системой формирования целей РХК.
4.3. Графосемантические модели целей рыбохозяйственных комплексов обеспечили формальное определение свойств логической корректности и полноты представляемых ими структур целей и структурных схем целедостижения.
4.4. Семиотическая система рассуждений о целях обеспечивает обоснование логической корректности и полноты структур целей рыбохозяйственных комплексов.
4.5. Методы формирования систем целей обеспечивают выработку логически корректных и полных систем целей рыбохозяйственных комплексов.
4.6. Методика и прототип программного средства формирования системы целей обеспечивают реализацию принципов (см. п. 4.1) и своевременную выработку целей РХК, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты.
5. Полученные в диссертационном исследовании результаты развивают научные основы системной методологии и теории подготовки и принятия системных решений применительно к системам класса РХК и, тем самым, являются вкладом в теоретическую базу управления рыбохозяйственными комплексами и автоматизации выработки решений по РХК.
6. Теоретические основы, методы, методики и программные средства формирования систем целей внедрены и используются в головных институтах рыбной отрасли, региональных РХК, государственных и коммерческих учреждениях высшего профессионального образования при управлении рыбохозяйственными комплексами, проведении системного анализа РХК, разработке и сопровождении целевых программ развития данных систем, подготовке специалистов, магистров и аспирантов в области рыбного хозяйства, прикладной информатики в экономике, системного анализа, управления и обработки информации, автоматизированных систем.
Разрабатываемые с их помощью системы целей рыбохозяйст-венных комплексов обеспечивают обоснование решений по РХК. Своевременное формирование систем целей, удовлетворяющих требованиям логической корректности и полноты, снижает (практически до нуля) издержки, ранее вызываемые корректировкой исполняемых решений и достигавшие 10% от затрат, планируемых на достижение целей.
Таким образом, теоретические основы, модели, методы и средства автоматизации формирование систем целей РХК вносят значительный вклад в повышение эффективности функционирования рыбо-хозяйственного комплекса Российской Федерации и региональных РХК, в устранение угрозы продовольственной безопасности страны и могут быть квалифицированы как решение научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение.
Учитывая неразработанность моделей, в рамках которых можно было бы выявлять проблемы РХК и измерять семантические расстояния между проблемами и целями для их решения, между целями и критериями целедостижения, между целями и функциями систем це-ледостижения и т.д., ближайшей задачей является разработка методов измерения указанных семантических расстояний. В работе [148] положено начало исследованию таких методов.
Библиография Лукьянова, Людмила Михайловна, диссертация по теме Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
1. Абрамова И. Т. Целостность и управление. М.: Наука, 1974. - 248 с.
2. Аврамчук Е.Ф. Вавилов A.A., Емельянов C.B. и др.. Технология системного моделирования М.: Машиностроение; Берлин: Ферлаг Текник, 1988.-519 с.
3. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах / пер. с англ. под ред. И.А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1991. -272 с.
4. Андреев О.Т., Балонин H.A., Бураков М.В. и др.. Управление в условиях неопределенности / под ред. и с предисловием А.Е. Городецкого. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2002. - 398 с.
5. Андрейчиков A.B., Андрейчикова О.Н. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. М.: «Финансы и статистика», 2000. - 368 с.
6. Аничков И.Е. Труды по языкознанию. СПб.: Наука, 1997. - 397 с.
7. Анохин П.К. Кибернетика функциональных систем: избр. труды. М.: Медицина, 1998.-400 с.
8. Антонов A.B. Системный анализ: учебник для вузов. 3-е изд. - М.: Высш. LUK., 2008. - 454 с.
9. Анфилатов B.C., Емельянов A.A., Кукушкин A.A. Системный анализ в управлении: учебное пособие / под ред. А. А. Емельянова. М.: Финансы и статистика, 2002. - 368 с.
10. Апресян Ю.Д. Избранные труды: в 2-х т. М.: Наука, 1977. - Т.1: Лексическая семантика: синонимические средства языка. - 367 с.
11. Аракчеев Д.Б. Использование СППР «Эксперт» совместно с ArcGIS для поддержки принятия управленческих решений Электронный ресурс. URL: http://www.data-plus.ru/Arcrev/Number 23/19 -expert.htm (дата обращения: 15.01.2009).
12. Арский Ю.М., Финн В.К. Принципы конструирования интеллектуальных систем // Информационные технологии и вычислительные системы. -2008.-№ 4,-С. 95-126.
13. Арутюнова Н.Д. Предложение и его смысл: логико-семантические проблемы. изд. 5-е. - М.: УРСС, 2007. - 382 с.14
-
Похожие работы
- Методика проектирования промысловых судов с учетом параметрической надежности функционирования
- Рационализация управления рыбохозяйственным комплексом на основе экспертно-оптимизационного моделирования процесса развития организационной структуры
- Развитие комплекса береговых средств навигации и ГМССБ на Камчатке для информационного обеспечения рыбопромыслового флота
- Автоматизация разработки алгоритмических моделей на основе алгоритмических сетей
- Научное обоснование и методология переработки водных биологических ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна
-
- Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
- Теория систем, теория автоматического регулирования и управления, системный анализ
- Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
- Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
- Автоматизация технологических процессов и производств (в том числе по отраслям)
- Управление в биологических и медицинских системах (включая применения вычислительной техники)
- Управление в социальных и экономических системах
- Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
- Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
- Телекоммуникационные системы и компьютерные сети
- Системы обработки информации и управления
- Вычислительные машины и системы
- Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)
- Теоретические основы информатики
- Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
- Методы и системы защиты информации, информационная безопасность