Управление системами междисциплинарной природы

Кафедра
фундаментальной
информатики и
оптимального
управления ВолГУ
РАН
Управление системами
междисциплинарной природы
современные тенденции
Комитеты IFAC:
В Европе (ЕЭС) получают приоритет
• человеко-машинные системы (TC 4.5);
исследования:
• большие системы (TC 5.4);
Человеко-машинный симбиоз (моделирование
• интеллектуальные автономные роботы (TC человека в контуре управления и как объекта
7.5);
управления).
• моделирование и управление;
Сложные распределенные системы и
экологическими системами (TC 8.3);
повышение качества систем в
• экономические и бизнес- системы (TC 9.1).
неопределенной среде (глобальные
производства, безопасность, стратегии
гетерогенного управления, новые
принципы мультидисциплинарной
координации и управления) …
Госкомиссией Р. Мюррея в США,
спонсированной NSF,
выделены задачи:
Групповое управление. Кластеры
космических аппаратов. Командование и
управление сражением. Управление
финансовыми и экономическими
системами. Управление биологическими и
экосистемами. Многопрофильные команды
людей
в контуре управления. Единая теория
управления, вычислений и связи …
Основные направления
фундаментальных исследований
РАН:
Управление в междисциплинарных
моделях организационных,
социальных, экономических,
биологических и экологических
систем; групповое управление;
кооперативное управление …
Управление системами
междисциплинарной природы:
РАН
классификация и основания
Мультиагентные системы (DAI)
Механизмы управления (MD)
Принятие решений, теория выбора
ОСНОВАНИЯ
ТЕОРИИ
УПРАВЛЕНИЯ
Кибернетика
Теория игр, исследование операций, оптимальное управление
ВИ
Теория автоматического регулирования
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
СИСТЕМЫ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЙ ПРИРОДЫ
Технические
системы
(производство)
Социальноэкономические
системы
Организационнотехнические
системы
Экологоэкономические
системы
Организационные
системы
(человек)
Нормативноценностные
системы
Социальные
системы
(общество)
Ноосферные
системы
Социально-экологические
системы
Экологические
системы
(природа)
Примеры задач управления системами
междисциплинарной природыРАН
Механизмы управления
организационными
системами
Согласование интересов
в эколого-экономических
системах
Орган управления
Отраслевой орган
управления
Территориальный
орган управления
Предприятие
Рефлексивное
управление
В
ВА
12
Уровень управления
механизмами
функционирования
ВАВ
121
Внешняя
информация
А2
Стратегический
уровень
(принятие решений,
рефлексия, адаптация,
обучение)
Тактический уровень
(априорная и текущая
информация)
Исполнительный
уровень
Оптимизация и
самоорганизация
иерархических
и сетевых структур
Действие
Координация взаимодействия
и принятие решений в
мультиагентных системах
Специфика объекта управления
РАН
Специфика объекта управления: Задачи:
 Самостоятельное целеполагание,
целенаправленность поведения
Согласования
интересов;
(сознательное искажение информации,
невыполнение обязательств);
Достижение общей цели;
 Рефлексия (нетривиальная взаимная
Рефлексивное
информированность, дальновидность,
эффект обмена ролями );
управления;
 Ограниченная рациональность (принятие Оптимизация и
решений в условиях неопределенности и
самоорганизация
ограничений на объем обрабатываемой
информации);
иерархических и сетевых
 Кооперативное и/или конкурентное
структур.
взаимодействие
(образование коалиций, информационное
и другое противодействие);
 Иерархичность;
 Многокомпонентность (законы природы,
экономические, социальные)
 Распределенность.
Мультиагентные системы
Модели и методы
управления
техническими
системами
Технические системы
Модели и методы
управления системами
междисциплинарной
природы
Системы
междисциплинарной
природы
Согласование интересов
РАН
в эколого-экономических системах
Управляющие органы
(центры)
Управление
Результаты
хозяйственной
деятельности
Окружающая среда
Состояние
окружающей
среды
Экономические агенты
(предприятия)
Взаимодействие
с внешней средой
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
экономически
оптимальный
безопасный
рыбохозяйствен
ный гидрограф
Согласование интересов:
РАН
комплекс механизмов управления
Механизмы планирования
Механизмы распределения
ресурса
Механизмы активной
экспертизы
Механизмы внутренних цен
Конкурсные механизмы
Механизмы
контроля
Механизмы
комплексного
оценивания
Механизмы
согласия
Многоканальные
механизмы
Механизмы
опережающего
самоконтроля
Планирование
Контроль
ЦИКЛ
УПРАВЛЕНЧЕСКОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Организация
Стимулирование
Механизмы стимулирования
Механизмы стимулирования за
индивидуальные
и коллективные результаты
Механизмы унифицированного
стимулирования
Механизмы «бригадной» оплаты труда
Механизмы стимулирования в матричных
структурах
Механизмы
организации
Механизмы
смешанного
финансирования
Противозатратные
механизмы
Механизмы
самоокупаемости
Механизмы
оптимизации
производственного
и коммерческого
циклов
Рефлексивные игры
Прикладные модели
рефлексивных игр:
Игры поиска;
Производитель и
посредник;
Коррупция;
Активная
экспертиза;
Формирование
команды;
Предвыборная
борьба и др.
РАН
Рефлексивная модель группового
воздушного боя
Манипулирование результатами экспертизы. Предположим, что
центр заинтересован в том, чтобы результат экспертизы был как
можно ближе к значению x0[d;D]. Пусть центру известны мнения n
экспертов {ri[d;D]}iN, но никому из них не известны достоверно
мнения остальных. Принимаемое решение x = (s), где s  [d;D]n –
вектор сообщений экспертов. Обозначим: x0i(a,ri) – решение
уравнения (a, …, x0, …, a) = ri ,
di(ri) = max {d; x0i(D, ri)}, Di(ri) = min {D; x0i(d, ri)},
d(r) = (d1(r1), d2(r2), …, dn(rn)), D(r) = (D1(r1), D2(r2), …, Dn(rn)).
Теорема. Если мнение каждого эксперта известно организатору
экспертизы, но неизвестно другим экспертам, то за счет
рефлексивного управления любой результат x0[(d(r));(D(r))]
может быть реализован как коллективное решение. При этом
достаточно ограничиться вторым рангом рефлексии экспертов.
Рефлексия и адаптация в
мультиагентных системах
РАН
Уровни адаптации
Архитектура агента
4-ый уровень: целенаправленное изменение внешней среды
3-ий уровень: изменение параметров системы
Уровень управления
механизмами
функционирования
2-ой уровень: изменение поведения
1-ый уровень: изменение
информированности
Внешняя
информация
Стратегический
уровень
(принятие решений,
рефлексия, адаптация,
обучение)
Тактический уровень
(априорная и текущая
информация)
Исполнительный
уровень
Действие
Агентi
i()
t
1
Информированность
Действие
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Пример адаптации двух
агентов (пунктир - в отсутствии
xi
рефлексии)
«Результат»
(x, z)

x-i
Агенты-i
Взаимодействие
агентов
Задачи оптимизации иерархий
управления организационнымиРАН
и
техническими системами
Формирование
структуры управления
организацией
Разработка структуры
сбора и обработки
информации
ЗАДАЧА
ОПТИМИЗАЦИИ
ИЕРАРХИИ
УПРАВЛЕНИЯ
…
Проектирование
сборочного
производства
Распределение
функций и задач в
сетевых структурах
Основные результаты (ИПУ РАН, каф.
ФИОУ ВолГУ)
РАН
Задача оптимизации
иерархических
и сетевых структур
Задача
рефлексивного
управления
Задача
согласования
интересов
МЕТОДЫ
Метод согласованного
компромисса
(в иерархических,
распределенных и
сетевых системах)
КОМПЛЕКС ПРИКЛАДНЫХ МОДЕЛЕЙ
(теоретико-игровых,
оптимизационных, имитационных)
Механизмы управления
организационными системами
(управление составом, управление структурой,
институциональное управление, мотивационное
управление, информационное управление)
ОБЪЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ
Федеральные органы
исполнительной власти:
(Минобрнауки, МО, МВД, ФСО
и др.)
Администрации
регионов и городов
(Воронежская, Владимирская,
Волгоградская обл. и др.)
Метод декомпозиции
и координации
игры элементов
(в многокомпонентных
системах)
Механизмы управления
иерархическими и сетевыми структурами
(многоагентные системы, формирование и
функционирование команд)
Метод центральной
области
(в системах с
сообщением
информации)
Механизмы управления
программами и проектами
(программы федерального и регионального
уровня, проекты оптимизации корпоративных
структур и систем управления предприятиями;
управление инновациями)
Корпорации и предприятия
в строительной, транспортной и
нефтегазовой отраслях (РЖД,
ЮКОС, Роснефть и др.),
промышленные корпорации и
предприятия (Российская
электротехническая корпорация,
и др.)
Консалтинговые фирмы
(РОЭЛ, ПМСОФТ, ИБС и др.)
Метод
информационного
равновесия
(в сетевых и иерархических системах с неполной/асимметричной
информированностью)
Механизмы управления
эколого-экономическими системами
(экологическая безопасность, механизмы
согласования интересов на региональном и
объектовом уровне)
ВУЗы
(МФТИ, МАИ, МВТУ, ВолГУ и др.)