Управление сложными системами. Рубрика в журнале - Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление
Обзор экспертных систем и их применение в различных областях
Статья научная
Статья посвящена одной из важнейших тем в области информационных систем управления - экспертным системам. В ходе исследования выполнен обзор различных видов экспертных систем, изложена краткая история их развития. Рассмотрены положительные и отрицательные стороны таких систем, а также проблемы, которые находятся на этапе исследования и тестирования. Указаны основные элементы и особенности построения структуры экспертной системы.
Бесплатно
Области применения беспилотных летательных аппаратов в сфере гражданского назначения
Статья научная
Актуальность. В последние годы системы дистанционно пилотируемых летательных аппаратов являются наиболее динамично развивающимся сектором авиационной промышленности, и эта тенденция, по прогнозам, сохранится. До недавнего времени большая часть инвестиций в этом секторе приходилась на военный сегмент, однако сегодня ситуация постепенно меняется, демонстрируя повышенный интерес применения этих воздушных судов в гражданских целях. Привлекательность дронов объясняется тем, что они позволяют снизить финансовые затраты, повысить эффективность с точки зрения дальности полета и времени выполнения заданий, а также минимизировать утомляемость персонала и риски для безопасности при выполнении операций, в которых они задействованы. Цель статьи заключается в рассмотрении сфер и особенностей применения дронов вне военной сферы. Методы исследования включают в себя систематизацию, сравнение, анализ, синтез, индукцию и дедукцию. Результаты. В процессе проведенного исследования представлено описание состояния рынка дронов военного и гражданского назначения. Также детально выделены сферы применения беспилотных летательных аппаратов по отраслям общественной деятельности и в разрезе отдельных стран. Новизна полученных результатов заключается в проведении сравнительного анализа технологий связи для гражданских дронов. Сформулированные в статье выводы могут найти практическое применение в задачах структурирования воздушного пространства, что позволит управлять плотностью и сложностью движения дронов в гражданской авиации.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод эвристического решения сложной комбинаторной оптимизационной задачи большой размерности со стохастической целевой функцией, позволяющий посредством выбора рациональных параметров генетического алгоритма и использования стохастической фитнесс-функции с переменным коэффициентом вариации достигать удовлетворительной скорости его сходимости при большой размерности задачи. Приведены результаты статистического исследования, показавшие возможность сокращения времени, затрачиваемого на поиск рациональных вариантов построения ИВС, на примере бортовой вычислительной системы космического аппарата. Указанный метод предлагается использовать для разработки предложений по обоснованию их технического облика.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложены некоторые критерии выбора конфигураций перестраиваемой информационно-вычислительной структуры мобильного объекта, которые учитывают анализ условий функционирования аппаратуры, состояние системы, априорный и остаточный ресурс ее элементов, прогнозирование деградации с учетом воздействующих факторов, исходя из сценария ее функционирования, а также значимость решаемых задач. Кратко приведено их обоснование и сравнительный анализ, отмечены более предпочтительные. Необходимость поддержания информационно-вычислительной структуры мобильного объекта в оптимальном с позиций обеспечения его целевых задач состоянии ставит проблему оперативного управления параметрами функционирования информационно-вычислительной структуры. Решение задачи конфигурирования мобильного объекта с учетом состояния информационно-вычислительной структуры и параметров внешней среды сводится к отысканию оптимальной в смысле некоторого критерия конфигурации. Прогностический характер оценок качества функционирования системы связан с факторами неопределенности управления ею при последующих реконфигурациях и ведет к неоднозначности построения соответствующего критерия.
Бесплатно
Обоснование терминологического базиса исследований форм проявления контаминации психики человека
Статья научная
Рассматривается проблема совместного использования терминологического аппарата разных предметных областей для описания процесса воздействия информационных сообщений на мышление, эмоциональную сферу и поведение индивида и группы. Рассмотрена возможность формализованного перехода от номинальной к интервальной шкале оценок информационного воздействия контента на состояние психики индивида. Обосновывается перечень методов исследования проявлений контаминации психики человека, взаимоувязанных с уровнями рассматриваемой проблематики: индивидуальным, групповым и массовым. Обозначена актуальность разработки и создания специализированного программного обеспечения для выявления и предотвращения распространения деструктивного мультимедийного контента в сети Интернет.
Бесплатно
Статья научная
На основе материалов из открытых информационных источников дан краткий анализ современного состояния космической робототехники и сервисного космического обслуживания в России и мире. Представлены результаты анализа документов, позволяющих сформулировать цели и задачи деятельности в области сервисного космического обслуживания. Разработаны предложения по обоснованию технических характеристик и выбору бортовой вычислительной системы для сервисного космического аппарата.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ современных комплексных автоматизированных обучающих систем, применяемых в различных областях человеческой деятельности, в том числе систем подготовки личного состава расчетов по эксплуатации ракетно-космической техники. Определены основные недостатки, характерные для большинства существующих комплексных автоматизированных обучающих систем. На основании статистики отказов, произошедших при подготовке к пуску ракеты космического назначения, и анализа руководящих документов, регламентирующих требования к изделиям ракетно-космической техники, сформированы предложения по обоснованию требований назначения к комплексным автоматизированным обучающим системам подготовки личного состава расчетов частей запуска космических аппаратов.
Бесплатно
Общая задача принятия решения и феномен неопределенности
Статья научная
Совокупность основных характеристик ситуации принятия решения рассматривается совместно с базовыми аксиомами теории управления. Анализируются проблемы выбора оптимальных решений в условиях неопределенности и риска, а также при ограничении допустимого интервала времени на принятие решения. В зависимости от условий ситуации принятия решения обосновывается состав исходных данных, необходимых для выбора оптимальных решений и обеспечения достижимой эффективности управления. Сопоставляется природа неопределенности, обусловленной неустранимой неполнотой информации на макроуровне, с действием принципа неопределенности квантовой механики, имеющего статус фундаментального закона природы.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке оптимизационных моделей и алгоритмов управления процессом дезагрегации ресурсов и объемов деятельности в цифровизированной системе, под которой понимается структурно сложная система, где взаимодействие управляющей и деятельностной сред осуществляется посредством цифрового трансфера принимаемых решений. При этом структура такой системы характеризуется многослойно-распределительной топологией, а процесс дезагрегации представляет собой процесс разделения заданного уровня ресурсов и объема деятельности. Рассмотрена процедура формирования оптимизационной модели процесса дезагрегации по видам ресурсов. Предварительно проводится экспертное оценивание потребностей и коэффициентов значимости ресурсов. С ориентацией на требования управляющей среды и экспертные оценки определены альтернативные варианты дезагрегации. Выбор лучшего варианта распределения заданного уровня по видам ресурсов и оптимального решения для цифрового трансфера в деятельностную среду осуществляется на основе оптимизационной модели линейного программирования. Алгоритмизация принятия решения базируется на двух этапах: переход к двойственной задаче линейного программирования и сравнительный анализ альтернативных вариантов по значениям целевой функции этой задачи, получение решения прямой задачи линейного программирования с учетом выбранного варианта распределения по видам ресурсов для последующего цифрового трансфера. Сформирована оптимизационная модель процесса дезагрегации объема деятельности, позволяющая на основе решения задачи линейного программирования принять решения для последующего цифрового трансфера в деятельностную среду.
Бесплатно
Статья научная
В условиях интенсивной цифровизации всех сфер общества происходит интеграция деятельности организационных систем с цифровой средой управления. Актуальной становится задача определения структуры такой организационной системы, состоящей из компонентов цифровой среды и непосредственно организационной системы, которая бы максимально удовлетворяла требованиям эффективности функционирования цифровизированной организационной системы. Оптимизационное моделирование процесса многовариантной структуризации направлено на постановку и алгоритмизацию задач оптимального принятия управленческих решений в цифровизированной организационной системе. Рассматриваются вопросы алгоритмизации процесса выбора компонентов цифровизированной организационной системы, которые максимальным образом будут обеспечивать выполнение требований управляющего центра к показателям эффективности организационной системы. Приводится последовательность вычислительных и оценочных операций, позволяющих определить двоичные и ранговые оценки степени соответствия компонентов цифровой среды экстремальным и граничным требованиям к показателям цифровизированной организационной системы, размерность задач компонентной оптимизации, математические конструкции функции экстремальных и граничных требований задачи, а также энтропийные оценки, необходимые для организации H -релаксационного итерационного процесса.
Бесплатно
Оптимизационное решение для логистики автокомпонентов
Статья научная
Рассматривается процесс выбора и комплектации упаковки материалов при отгрузке заказа. Установлено, что при управлении складом необходимо учитывать такие важные параметры, как связанность с распределением потоков, загрузка персонала, использование складского пространства. Выявлена проблема нерационального использования упаковочных материалов в работе складской логистики. Предложено использовать промежуточные типоразмеры упаковок, что позволит снизить себестоимость упаковочного решения и повысить в целом эффективность логистической цепочки предприятия вторичного рынка автокомпонентов.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается оптимизационный подход к выбору структуры цифрового управления логистическим процессом в организационной системе. Установлено, что многовариантность выбора является одной из характерных особенностей цифровизации логистического процесса. Разнообразие вариантов определяется структурой взаимодействия цифровых средств управления, используемых на уровне управляющего центра и объектов организационной системы. При этом возможны два фиксированных варианта структуры управления: централизованный и децентрализованный. Выявлено, что вариативность присуща кластерной структуре организации взаимодействия цифровых средств. Каждый вариант гибкого кластерного взаимодействия отличается значениями экономических, временных и надежностных показателей. Показано, что необходимость выбора наилучшего варианта приводит к бикритериальной оптимизационной модели с ограничениями на множестве альтернативных переменных. Сделан вывод, что для алгоритмизации принятия управленческого решения на основе построенных оптимизационных моделей целесообразно использовать трехуровневый итерационный процесс рандомизированного поиска, совмещенный с экспертным оцениванием на основе визуальных образов, по завершении которого осуществляется окончательный выбор структуры цифрового управления логистическим процессом в организационной системе.
Бесплатно
Оптимизация и/или реинжиниринг
Статья научная
В статье рассмотрено применение инструментов реинжиниринга и оптимизации бизнес-процессов на примере анализа и реорганизации бизнес-процесса визового центра. Проанализирована целесообразность применения этих инструментов с точки зрения достижения оптимального эффекта.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются модели и процедуры оптимизации принятия решений при управлении в организационных системах с неоднородной структурой пространственных компонентов. Показано, что неоднородность структуры определяется разнообразием типов, категорий и состояний пространственных элементов, в рамках которых объектами организационной системы реализуются деятельностные процессы. Предложена последовательность процедур экспертного оценивания, обеспечивающих оптимизацию принятия управленческих решений по распределению планового объема ресурсного обеспечения между объектами на реализацию деятельностных процессов в соответствии с заданными требованиями к показателям эффективности и плановым объемом результатов деятельности. Выбор окончательного варианта управленческого решения на множестве альтернативных осуществляется экспертами путем голосования с использованием правила большинства. Оптимизационное моделирование является основой принятия решений при распределении ресурсного обеспечения на трансформацию пространственных элементов для повышения эффективности деятельностных процессов и выбора подмножеств видов деятельности на заданные временные периоды. Формализация экстремальных и граничных требований при решении задач управления позволяет сформировать модели многоальтернативной оптимизации. Проведена проблемная ориентация алгоритмических процедур рандомизированного итерационного поиска с учетом особенностей организационной системы с неоднородной структурой пространственных элементов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается оптимизационный подход к управлению планированием распределения ресурсного обеспечения развития с использованием прогностического моделирования. Показана возможность структуризации ретроспективных данных мониторинга информационного взаимодействия производителей и потребителей с ориентацией на машинное обучение прогностической модели. Для целей оптимизации прогностическая модель отражает изменение основных показателей эффективности формирования и выполнения заказа потребителей по предложениям производителей от ресурсов, установленных управляющим центром на развитие цифровизированной организационной системы в пределах заданного горизонта планирования. Предложены необходимые преобразования исходных данных во временные ряды темпов изменения показателей и объемов ресурсного обеспечения. Сформированы многомерные по временным периодам в рамках всего горизонта планирования оптимизационные модели для функций формирования и обслуживания заказов потребителей, направленные на максимизацию роста показателей эксплуатации при выполнении балансового условия для ресурсного обеспечения и с учетом дискретизации его объемов в рамках временной шкалы. Обоснована необходимость организации интеллектуальной поддержки принятия решений путем использования результатов решения совокупности одномерных по каждому временному периоду задач оптимизации, эквивалентной многомерной задаче для всего интервала планирования. При этом одномерные задачи решаются полным перебором на ограниченном множестве дискретных значений ресурсов.
Бесплатно
Оптимизация процесса командной адаптации персонала к цифровому управлению в организационных системах
Статья научная
Рассматривается вопрос принятия оптимальных управленческих решений, направленных на организацию командной адаптации персонала в условиях перехода к цифровому управлению организационных систем. Предложено обеспечить подготовку персонала к инновационной деятельности в рамках временных интервалов (циклов) с нарастающей интенсивностью в соответствии с уровнем зрелости членов команды и учетом трех режимов адаптации – инерционного, интенсивного и ускоренного. Первая группа задач оптимизации направлена на выбор управленческого решения по распределению компонентов подготовки персонала между указанными режимами и решается с применением алгоритма многошагового процесса принятия оптимального решения. Вторая группа задач обеспечивает синхронизацию этого распределения с ресурсным обеспечением процесса командной адаптации персонала. Для решения задач оптимизации используются итерационные схемы рандомизированного направленного поиска задач булевого программирования. В результате определяется последовательность компонентов адаптации и необходимая трудоемкость их освоения для каждого цикла.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена формированию моделей и алгоритмических процедур оптимизации эффективности цифровизированной организационной системы обслуживания заказов потребителей на стадии развития. Исходя из структурных моделей физической и информационных сред, реализующих процесс обслуживания на базе автоматизированного оборудования и устройств, проведена структуризация функционирования организационной системы в виде временных рядов, позволяющих осуществлять машинное обучение прогностических моделей. Обоснована организация интеллектуальной поддержки решений управляющего центра, направленных на распределение интегрального ресурса развития между временными периодами в рамках горизонта планирования с требованием роста показателей эффективности и учетом возможностей имитационного моделирования в процесс машинного обучения. В этом случае формирование прогностических моделей нацелено на установление зависимостей экстремальных требований от значений оптимизируемых переменных и временных периодов, что приводит к многомерной оптимизационной модели. Показана целесообразность перехода от многомерной постановки к совокупности одномерных задач оптимизации, на основе решения которых для каждого временного интервала принимается управленческое решение по объему ресурсного обеспечения с учетом выполнения балансового условия.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы оптимального размещения спасательных подразделений Поисково-спасательной службы Санкт-Петербурга в целях повышения безопасности людей на акватории. Предлагается новый подход к решению задачи оптимального размещения на акватории сил и средств поисково-спасательной службы, имеющий универсальный характер, так как применим к различным акваториям. Проведенный анализ научных трудов и литературы показывает, что научные исследования по указанной теме практически не проводились, не говоря уже о создании математических моделей, позволяющих решить вопросы оптимального размещения на акватории спасательных подразделений. Вопросы взаимного расположения спасательных сил и средств в существующих международных и отечественных научных работах, международных конвенциях и литературе рассматриваются только применительно к процессу поиска, то есть непосредственно в ходе проведении поисковых и спасательных операций на акваториях. Разработанная математическая модель ориентирована на максимизацию вероятности спасения терпящих бедствие людей на водных объектах в зимний период. Конкретная модель строится на примере субъекта Санкт-Петербург. Для построения модели был проведен сбор статистических данных о гибели людей на водных объектах Санкт-Петербурга с 2014 года и проведен статистический анализ показателей гибели людей на водных объектах и возникновения происшествий с людьми. На основании математической модели разработана компьютерная программа, представляющая из себя архив, состоящий из нескольких файлов, написанных на языке Python3 с использованием сторонних библиотек и папок с нужными ресурсами. На основе выполненных расчетов получены рекомендации по совершенствованию инфраструктуры Поисково-спасательной службы Санкт-Петербурга.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается одна из задач применения оптимизационного подхода к управлению процессом инвестирования программ развития многообъектной организационной системы на стадии ее реализации. Показано, что за некоторый период времени реализации программы возникает неполное освоение запланированного инвестиционного ресурса рядов объектов системы. В этом случае создаются возможности для ребалансировки неиспользованного ресурсного обеспечения. При этом такая ребалансировка инвестиций привязана к направлениям реализации программы развития и требует оптимизации распределения дополнительного объема инвестиционного ресурса между объектами организационной системы. На основании формализации экстремальных и граничных требований, определяющих процесс ребалансировки инвестиций, сформирована многокритериальная оптимизационная задача с ограничениями. Осуществлено свертывание векторного критерия с использованием принципа гарантированного результата и введены условия оптимальности управленческого решения. Предположен проблемно-ориентированный алгоритм оптимизации процесса принятия решений, включающий формирование множества вариантов ребалансировки объемов инвестиций и выбора окончательного варианта на основе экспертного оценивания.
Бесплатно
Статья научная
В условиях интенсивной цифровизации всех сфер общества происходит интеграция деятельности организационных систем с цифровой средой управления. Для этих целей выделяется адресное ресурсное обеспечение. Актуальной становится задача оптимального распределения этого ресурса. Рассматривается применение оптимизационного подхода при распределении ресурсного обеспечения по развитию цифровой среды управления. При этом управляющий центр организационной системы направляет деятельность на достижение заданного уровня показателей эффективности. Ресурсная поддержка выделяется на компоненты цифровой среды, которые в наибольшей степени способствуют решению этой задачи. Для реализации оптимизационного подхода сформирован комплекс формализованных моделей принятия оптимизационных решений в виде задач многоальтернативной оптимизации и линейного программирования. Алгоритмизация оптимального распределения ресурсного обеспечения за период развития позволяет интегрировать в цифровую среду управления наиболее значимые компоненты для поддержки заданного уровня показателей эффективности и осуществить ресурсную поддержку в определенные временные интервалы мониторинга и принятия решений.
Бесплатно
