3. Зависимость между уровнями и координируемость

Как уже указывалось во введении, следует ожидать, что прогресс в развитии теории иерархических систем будет проис­ходить постепенно, отдельными этапами, на каждом из которых будут решаться некоторые специальные задачи, характерные для многоуровневых систем. Одна из таких существенно иерархиче­ских задач, которую мы рассмотрим в настоящей книге, касается межуровневых связей в многоуровневой системе, и в частности координации.

Рассмотрим двухуровневую систему принятия решений (фиг. 2.14), имеющую только один вышестоящий (координирую­щий) элемент и п подчиненных ему (нижестоящих) элементов. Такая система представляет специфический интерес для теории многоуровневых систем по следующим причинам: а) это простей­ший тип систем, в котором проявляются все наиболее существен­ные характеристики многоуровневой системы; б) более сложные многоуровневые системы могут быть построены из двухуровневых подсистем, как из модулей. Итак, мы будем исследовать взаи­моотношения между уровнями на примере двухуровневой сис­темы.

Ситуация здесь напоминает отношение, существующее между игрой двух лиц с нулевой суммой и более общими играми п лиц; игра двух лиц с нулевой суммой, конечно, представляет собой лишь частный случай общего класса игр, тем не менее она обла­дает достаточно существенными свойствами, позволившими при­нять ее за основу при введении ряда важных понятий общей тео­рии игр.

Аналогичным образом мы надеемся развить и теорию двух­уровневых систем в качестве первого шага для создания теории многоуровневых систем в общем случае.

Взаимная зависимость уровней

Взаимодействие между вышестоящим элементом и каждым из нижестоящих элементов таково, что действия (и успех) одного из них зависят от действий другого, как это показано на фиг. 2.15.

Так как оба являются элементами, вырабатывающими решения, это означает, что в общем случае проблема, решаемая элементом нижестоящего уровня, зависит от действия вышестоящего эле­мента, заключающегося в выработке значений определенного пара­метра; наоборот, проблема, решаемая вышестоящим элементом, зависит от действий (или отклика!) элементов нижестоящего уровня. Очевидно, что получается тупик. Эта дилемма разрешается путем введения приоритета действий вышестоящего элемента. Однако в общем случае следует учитывать динамику: взаимоотношения между вышестоящим и нижестоящими элементами являются динамическими и изменяются во времени.

Времена вмешательства

Вышестоящий элемент может сообщить свое координирующее решение нижестоящим элементам в один из двух моментов вре­мени. Вышестоящий элемент может попытаться скоординировать действия нижестоящих элементов до того, как они примут свои решения. Мы называем такой род действий вмешательством до принятия решения. Это основной способ координации, ибо в связи с установленным приоритетом действий задачи, подлежащие решению на уровне нижестоящих элементов, не вполне опре­делены до тех пор, пока не получены конкретизирующие их ука­зания. Вмешательство до принятия решения основано на про­гнозировании поведения как самой системы, так и окружающей среды. Более того, вышестоящий элемент в ходе вмешательства до принятия решения определяет функции качества для оценки деятельности элементов нижестоящего уровня и, таким образом, определяет долю участия каждого из них в деятельности ради достижения успеха всей системы.

Через некоторое время после того, как элементы нижестоя­щего уровня примут и применят свои решения (например, в конце так называемого периода принятия решения), вышестоящий эле­мент должен снова связаться с нижестоящими. Вышестоящий элемент должен исправить посланные ранее элементам нижестоя­щего уровня инструкции, если окажется, что допущения, на осно­ве которых эти инструкции были выработаны, стали неверными. Более того, в конце периода принятия решения вышестоящий эле­мент должен либо подтвердить, либо изменить сообщенные им в ходе вмешательства до принятия решения планы распределения ролей подсистем в обеспечении успеха всей системы. Эти действия координирующего элемента называют вмешательством после при­нятия решения, корректирующим или поощряющим вмешатель­ством.

При рассмотрении «вмешательства после принятия решениям следует помнить, что оно вызывается не стремлением упростить работу нижестоящих элементов, а стремлением к достижению целей вышестоящего элемента. Основная цель вмешательства после при­нятия решения состоит не в уточнении имеющихся у нижестоя­щих элементов представлений о поведении остальной части систе­мы и не в том, чтобы предоставить им большую роль в достижении-цели, как при вмешательстве до принятия решения, а в том, чтобы оказать на нижестоящие элементы такое влияние, которое приве­дет к улучшению (с точки зрения вышестоящего элемента) пове­дения системы в целом. Делая это, вышестоящий элемент должен рассматривать поведение всей системы как динамическое и учи­тывать возможные последствия вмешательства после принятия решения на будущие результаты. Ведь в динамической системе «вмешательство после принятия решения» представляет собой первую фазу «вмешательства до принятия решения» для после­дующего периода принятия решений. Именно в этом свете следует оценивать различие между вмешательствами до и после принятия решения. Слишком большие расхождения могут отрицательно воздействовать на качество действий нижестоящих элементов. Дальнейшее изложение (за исключением некоторых замеча­ний) будет посвящено преимущественно вмешательству до при­нятия решения.