Модель управленческого решения лица, принимающего решение в цифровой экосистеме

В настоящее время мы видим всё возрастающую роль интернета в жизни человека и всего общества. Web пространство переходит в цифровые экосистемы, которые в свою очередь внедряются в жизнедеятельность человека и общества, например такие как сервиса машин и техники, управляющие системы инженерных систем жилищно-коммунального хозяйства и бытового обслуживания, а также системы мониторинга за состоянием экологии и транспортных систем [1].

С созданием новых цифровых экосистем для человека, общества будут возникать трудности, выражающиеся во взаимодействии с изменившейся средой(теми нововведениями появившимися путем внедрения новых информационных технологий). В процессе функционирования цифровых экосистем будут внедрены web-технологии и искусственный интеллект (ИИ) по управлению и взаимодействию, но вследствие того, что в настоящее время происходят хакерские атаки с целью деструктивного воздействия на информационные web-ресурсы, возрастает и необходимость своевременного принятия решения лицом принимающим решения (ЛПР) для противодействия данному воздействию, а в случае наступления негативных последствий для оперативного разрешения их, то есть нахождения(определения) их в кротчайшие сроки, и задействования имеющихся ресурсов для преодоления их.

Такие российские и зарубежные ученые современности рассуждают о перспективах работы с цифровыми системами на базе ИИ, как: Акаткин Ю.М., Карпов О.Э., Конявский В.А., Ясиновская Е.Д. [1], Люгер, Джордж, Ф. [2], Стюарт Рассел и Питер Норвиг [3], Миллер Т. [4], Майер-Шенбергер В., Кукьер К. [5], Дрекслер, К. Э. [6], Арбиб М.А. [7], Гуд Х. Х., Махол Р. Э. [8].

Управление бесперебойностью работы цифровой экосистемы представляет собой целенаправленную деятельность ЛПР, по формированию такой математической модели его решения об использовании располагающими на данный момент времени ресурсами с целью сохранения работоспособности цифровой экосистемы, но без применения методологии решения задач управления в виде условий существования процесса мы не можем гарантировать достижение цели деятельности [9].

Такая цель, как бесперебойное управление для ЛПР является приоритетной задачей для достижения которой необходимо располагать правильно построенной моделью позволяющей своевременно реагировать на негативные воздействия внешней среды [10].

• 1.    Общий подход к построению модели управленческого решения

Для рационального подхода к принятию управленческих решений руководитель должен располагать аналитическо-динамической моделью управленческого решения [9], направленную на достижение цели управления. ЛПР может быть применено сетевое планирование, которое служит планированием проведения всего цикла процессов поддержания информационной безопасности, как цифровой экосистемы, так и его работы в целом [11].

Рисунок 1 - Два подхода при разработке системы

В данной ситуации необходимо рассмотреть два вопроса, а именно:

• 1.    Рассмотреть какие подходы используются к разработке системы;

• 2.    Разработать адекватную модель принятия управленческого решения.

• 2.    Процессы формирования управленческого решения ЛПР в цифровой экосистеме

По первому вопросу необходимо отметить, что известны и используются два подхода к разработке системы: на основе анализа и на основе синтеза [9, 10], схематично представленные на рисунке 1.

По действиям лица такие известные учёные как академик Анохин П.К. и Арбиб М.А. выявили три категории действия ЛПР, а именно: система, модель и назначение [8, 13].

Вывод по первой части

В работе мы будем использовать метод, основанный на синтезе, так как используя метод, основанный на анализе, не позволит нам формировать процессы с необходимыми заданными работоспособными свойствами экосистемы, а данный факт не позволит создать модель управления ЛПР в цифровой экосистеме.

Процессы формирования управленческого решения ЛПР в цифровой экосистеме будут основываться на системной интеграции трех процессов:

• -    процесс формирования проблемы (задачи) для ЛПР;

• -    процесс определения проблемы (задачи) для ЛПР;

• -    процесс нейтрализации (решения) проблемы (задачи) для ЛПР.

Как отмечалось ранее, в процессе своей жизнедеятельности человек оперирует тремя категориями: система, модель и назначение. Поэтому особенно важно учитывать и использовать эти категории. На рисунке 2, представлено развертывание содержания понятия «деятельность» [10].

При синтезе модели управления мы должны учитывать адекватность объекта (процесса, функций, характеристик) и соответствующих свойств того объекта, который мы будем моделировать. Адекватность является ключевым моментом в нашей работе, так как гарантирует, что цель управления будет достигнута. На рисунке 3 представлена схема базовой оценки адекватности модели управления.

В основе управления всегда лежит решение того человека, который осуществляет управление в нашем случае это ЛПР. Человеку свойственно принимать решение на основе мо- вывод, что та модель процесса, с которым рабо-дели. Соответственно, необходимо сделать тает ЛПР и будет являться решением.

Рисунок 2 - Два подхода при разработке системы

Управленческое решение вырабатывается у ЛПР на основе полученных знаний в соответствии с той обстановкой осуществления деятельности и на основе тех ресурсов, которыми располагает данное лицо. Под ресурсами мы будем понимать:

• -    аппаратный комплекс или технические средства;

• -    программный комплекс;

• -    человеческий ресурс (штат находящийся в распоряжении руководителя по сферам деятельности).

• 3.    Синтез модели управленческого решения ЛПР в цифровой СЭС

Рисунок 3 - Базовые направления оценивания адекватности модели управления

Можно сделать следующий вывод, что управленческое решение ЛПР будет состоять из наличия и слаженной работы задействованных ресурсов, и психофизиологических качеств руководителя.

Приведенные условия формируются нами для достижения цели управления [9].

Схему развернутого синтеза управленческого решения мы покажем на рисунке 4.

На верхнем уровне идет процесс декомпозиции и само управленческое решение образует три элемента: обстановка, решение и информационно-аналитическая работа. Применяя метод абстрагирования на среднем уровне:

• -    обстановка или ситуация отождествляется с периодичностью проявления проблемы перед ЛПР - Д £_пп;

• -    решение отождествляется с периодичностью нейтрализации проблемы (по среднему времени адекватного ответа на проблему) ЛПР -Atн;

• -    информационно-аналитическая работа отождествляется с периодичностью выявления проблемы (среднее время распознавания ситуации для её нейтрализации) - Д(_Н.

На последнем уровне применяя процесс агрегирования мы формируем модель управленческого решения в СЭС в следующем виде:

P — F(Jtnn, Atи, Atн) (1)

Большой вклад в развитие теории функциональных систем внес П.К. Анохин он научно описал, что решение человека формируется по схеме «возбуждение», «узнавание», «реакция на ситуацию» [9, 10, 12].

Управленческое решение

Рисунок 4 – Развернутая схема синтеза управленческого решения

Полученное математическое условие существования процесса, обеспечивает эффективность управленческого решения. Схему управления представим на рисунке 5.

Рисунок 5 – Схема управления

• ν 1 – величина, обратная среднему времени на выявление проблемы (1/ Δt И );

ν 2 – величина, обратная среднему времени нейтрализации задачи (1/ Δt Н ).

Таким образом мы получили четыре состояния при которых ЛПР либо распознает или не распознает образовавшуюся угрозу либо нейтрализует или не нейтрализует образовавшуюся угрозу, данные состояния указаны на рисунке 6:

• S1    – это состояние при котором ЛПР не распознает и не нейтрализует;

• S2    – не определяет, но устраняет;

• S3    – определяет, но не устраняет;

• S4    – определяет и устраняет.

Рисунок 6 – Состояния ЛПР

Для рассмотрения динамики процесса формирования решения, в данной статье целесообразно использовать непрерывные цепи Маркова. Для реализации этого подхода необходимо сформулировать систему дифференциальных уравнений Колмогорова-Чепмена [10, 13] Поэтому характеристики переходов системы представлены на рисунке 5.

Мы выявили процесс нахождения наших состояний экосистемы в четырех вероятностях, а именно P00, P10, P01, P11, соответствующие нахождению системы в состояниях S1, S3, S4, S2 соответственно [14-17].

Для математического моделирования нам необходимо представить нашу систему в виде дифференциальных уравнений:

^ ^P00^(t) — - ^P00^{(t)A + P}01 ( ^t)v2^;

d                                     .

^ Poi(t) — -PoitMA + ^2) + Pii(t)1/1

+ Pio(t)Vi;

На рисунке 5 применены следующие обозначения:

λ – величина, обратная среднему времени проявления проблемы (1/Δt ПП );

d

— Pio(t) — Poo(t)A - Pio(t)//i + Pii(t)//2;

— Pii(t) — PoitoA-PiitoOi+ //2).   (2)

Для системы дифференциальных уравнений (2) накладывается следующее ограничение:

P₀₀ (t) + P 10 (t) + ^ 01 (t) + P 11 (t) = 1.

Система (2) решается для заданных начальных условий:

• 1.    В общем случае использовались соотношения (4), где правые части - это некие константы-вероятности нахождения системы в соответствующих состояниях [18].

• 2.    В нахождении системы в состоянии S1, когда нет негативного воздействия, на систему и нет необходимости предпринимать какие либо действия.

P oo (0) = P oo *; ^ 10 (0) = ^ 10 *; ^ 01 (0) = *

; p₀₁(*; P11 (0) = Ph *       (4)

P 00 (0) = 1;Рю(0) = 0;P 01 (0) = 0;Pn(0) = 0; (5)

Мы будем учитывать и предполагать, что данный процесс статический, а потом систему дифференциальных уравнений представим системой линейных однородных алгебраических уравнений (СЛАУ) в следующим виде:

P 00 (0) = 1;P 10 (0) = 0;P 01 (0) = 0;P 11 (0) = 0;

^—P01^{(t)(Л + /}2^{) + P}11^(t)/1 ^{+ P}10^(t)/1 = ^0;

P oo⁽ t ⁾ Я - P 10⁽ t)V 1 + P 11⁽ t)i/ 2 = 0;

P o1 (t)Л-P 11 (t)(/ 1 +/ 2 ) = 0. (6)

Мы получили СЛАУ с такими вероятностями которые не будут завесить от временного ресурса. Как итог мы получим, следующее соотношения:

p    ™

Л(Л + // 1 + 1/ 2 ) + // 1 // 2

p =        ЛУ2(Л + У1 +V2).

• ¹⁰    (/ 1 +/ 2 )[Я(Л +/ 1 +/ 2 ) +/ 1 / 2 ]

Л/!

P =—-----—;

Л(Л + / 1 + / 2 ) + / 1 / 2

P = --------тг^----1-----:-------7.(10)

(/ 1 + / 2 )[(Л + / 1 + / 2 ) + / 1 / 2 ]

Из полученных соотношений необходимо выделить то, что мы теперь можем выставить требования к свойствам процесса определения проблем, возникших в системе, и к свойствам процессов по нейтрализации [9].

_P =          ^/1^/2          .

00   Л(Л + / 1 + / 2 ) + / 1 / 2

В последнем соотношении (11) показа- тель эффективности P00 связал параметры ос- новных процессов по ситуациям, возникающим перед ЛПР в цифровой экосистеме. Исходя из соотношения (11) ЛПР определяет, какие ресурсы необходимо задействовать для решения задач в дальнейшем [19].

Выводы

В связи с возрастающей нагрузкой web-технологий на процессы жизнедеятельности человека, общества и в общем цифровых экосистем создается предпосылка о необходимости у ЛПР в цифровой экосистеме математической модели управления адекватной ситуации. В известных опубликованных работах рассматривается вопросы разрешения критической ситуации на основе анализа, но не синтеза. В данной работе мы рассмотрели синтез управленческого решения ЛПР в цифровой экосистеме на основе использования едино-научного подхода и закона сохранения целостности объекта используемых ведущей научной и научно-педагогической школой Санкт-Петербурга «Системная интеграция процессов государственного управления» включенной в реестр ведущих научных и научно-педагогических школ Санкт-Петербурга [9].

Полученный показатель эффективности P 00 является вероятностью того, что каждая проблема возникающая в цифровой экосистеме для ЛПР будет определена и устранена.

По полученным данным проводится анализ слабых сторон, перераспределяются имеющиеся ресурсы (аппаратный комплекс (технические средства), программный комплекс, человеческий ресурс(штат находящийся в распоряжении руководителя по сферам деятельности), необходимые для достижения цели управления и бессрывности работы цифровой экосистемы. Предлагаемая модель позволяет рассмотреть вероятность событий и фактов с целью улучшения вероятности достижения цели управления ЛПР в цифровой экосистеме.

Необходимо отметить, что, для рационального подхода к принятию управленческих решений ЛПР, отвечающий за работу цифровой экосистемы может применять в своей работе сетевое планирование, которое будет служить планом проведения всего цикла процессов поддержания информационной безопасности экосистемы в целом [11].

Математическое имитационное моделирование на завершающем этапе позволяет применять полученные результаты в программу моделирования и формировать процессы функционирования системы с заданными уровнями эффективности, например образовательной [20, 21].