Архитектура предприятия агент-ориентированные решения. Учебное пособие

Индивидуальные свойства и правила поведения. Прямое или косвенное взаимодействие

Агентное моделирование

Рис. 14. Методы имитационного моделирования

Проводя сравнение различных методов имитационного моделирования, следует определить применимость методов агентного моделирования к решению различных задач, ассоциируемых с оперативным, тактическим и стратегическим уровнями управления (рис. 15).

Проведем анализ применимости агентных систем, основываясь на формальном представлении мультиагентных моделей, существующей индустриальной классификации и функциональном разделении активностей при ведении бизнес-деятельности, под которой будем понимать любую деятельность по созданию продуктов и услуг и ее реализацию на конкурентном рынке.

Будем исходить из следующего формального представления

омультиагентной модели деятельности предприятия:

1.Предприятие – система с уникальной организационной структурой, в которой реализуется принятая система бизнес-про- цессов, организованных в соответствии с индустриальной специ- фикой,определяющейлогикупроцессоввихбизнес-итехнологи- ческом содержании.

71

Рис. 15. Применимость методов имитационного моделирования

взависимости от сценарных условий

2.Предприятие организует свою деятельность на основании прогнозаспросаитвердыхзаказовотклиентов.Сформированный спрос характеризуется неопределенностью: заказы от клиентов поступают в заранее неизвестное время, цена на продукцию и услуги априори не детерминирована, но находится в определенных границах в соответствии с прайс-листами на товары и услуги.

3.Производственные операции выполняются ресурсами – работниками, машинами (роботами, организованными в группы), которые имеют специализацию (компетенции работника), характеризуются производительностью и графиком доступности для участия в производственной деятельности.

4.Операциипроцессовпредставляютсобойлогическисвязанные последовательности операций, являющиеся последовательно-па- раллельными отношениями (конец–начало, начало–начало и т. д.).

72

5.Каждаяоперацияпроцессаимеетпараметры,которыепозволяют применить для отображения нотацию описания процесса:

5.1) входные объекты для создания продуктов или услуги;

5.2) выходные объекты (результаты) деятельности; 5.3) ссылки на предыдущую и последующую задачи (если есть);

5.4) ссылки на вышестоящую или нижестоящие задачи (если есть);

5.5) требования к ресурсам, необходимым для выполнения задачи: станкам, сотрудникам с определенными компетенциями, дополнительному оборудованию, например грузоподъемнику для выполненияоперациипогрузкигруза,комплектующимиматериалам; 5.6) трудоемкость задачи, которая может меняться в зависимо-

сти от производительности труда привлекаемого сотрудника.

6.Для некоторых задач допустимо назначение нескольких исполнителей, что приведет к ускорению ее выполнения; например, для подготовки набора деталей можно назначить один станок и одного рабочего, а можно – нескольких, выполняющих работу параллельно.

7.Каждыйресурс(работник)предприятияхарактеризуетсяследующими параметрами:

7.1) списком компетенций, которые напрямую связаны с типами решаемых задач или выходят за рамки компетенций подразделения, за которым он закреплен;

7.2) разной производительностью труда по разным задачам;

7.3) выполнением одной или нескольких задач одновременно;

7.4) календарем доступности; 7.5) наличием супервизора, в ответственности которого – разре-

шениеспорныхситуаций(нарушениесроков,качества,технологии).

8.Технический ресурс, помимо указанных в п. 7, характеризуется тем, что:

– представитель класса ресурсов «Оборудование» хранится на складе или переведен в режим эксплуатации со статичным расположением;

– представитель класса ресурсов «Материалы» хранится на складе или отправлен для расхода в производственном переделе;

73

– представитель класса ресурсов «Транспортные средства» хранится на складе или переведен в режим эксплуатации с динамически изменяемой локацией.

9.Для склада вводится расписание (окна доступности) разгрузок и отгрузок.

Модель управления жизненным циклом (ЖЦ) продукта, показанная на рис. 16, применима для деятельности предприятия по созданию добавленной стоимости.

Каждая пиктограмма на модели ЖЦ – процессная категория. По тому же принципу формируются процессные категории продаж и дистрибуции, а также поддерживающих классов деятельности предприятия: управление финансами, персоналом, устойчивым развитием и ИТ-процессами.

Анализ показывает, что модель предприятия в контексте мультиагентных принципов применима к следующим процессным категориям:

1.Инжиниринговые услуги: поиск ресурсов для решения проектных задач, характер которых, а равно и параметры применимых ресурсов, изменяются во времени неопределенным образом.

Вклассических решениях эта задача могла бы быть изучена методами теории расписаний (комбинаторная структура «4» в иерархии структур), однако на сегодняшний день для этого класса задач отсутствуют эффективные алгоритмы вследствие вычислительной трудоемкости из-за NP-полноты соответствующих алгоритмов.

2.Закупки сырья и материалов, товаров для перепродажи: сам по себе поиск варианта закупки – у кого, когда, по какой цене, какой партией – представляет собой сложную задачу, однако сама задачапоисканетребуетпривлеченияпроизводственныхресурсов предприятия, вследствие чего применение мультиагентной системы не имеет серьезных перспектив.

3.Производственное снабжение: для динамически изменяемого потока производственных заказов и сложной структуры цепочки поставок назначение ресурсов для обеспечения производственного снабженияпредставляетсобойтруднуюзадачуприальтернативности

74

Дистрибуция

Инжиниринг

Идея

Проект

Затраты

использованияресурсов,участвующихвпоставкесырьяиматериалов для производства.

4.Производство – назначение альтернативных производственных ресурсов (например, ресурсы конвейеров, способные заменить друг друга) для выполнения производственного плана при наличии такой альтернативности.

5.Осуществление сервисных операций готовой продукции, переданнойзаказчику,иоперацийобслуживанияпроизводственных активов: распределение специалистов, расходных материалов, диагностического оборудования в расписании, обеспечивающем максимальную эффективность проводимых операций.

6.Распределение нестационарного потока логистических заказов (склад–двор–транспорт) в единой цепочке в исходящем логистическом потоке, обслуживающем пассажиров, грузовых перевозках, перевозках сервисных специалистов.

7.Распределение коммивояжеров (торговых представителей, продавцов) в потоке заявок покупателей в зависимости от их квалификации, удаленности от точки продаж, наличия тестовых образцов.

Объединяющим свойством, позволяющим говорить о востребованности модели предприятия в целях решения задачи адаптивного назначения ресурсов для выполнения заказов, возникновение которых характеризуется неопределенностью, является:

– большой поток заказов, неопределенность, обусловленная учетом в модели внешней среды, влияние на которую ограничено (клиенты, конкуренты, контрагенты, природа, технические устройства, регулирующие органы);

– наличие дефицита и альтернативность ресурсов для исполнения этих заказов.

При анализе индустриальной применимости будем исходить из существующей классификации индустрий, общепринятой для универсальных потребностей (рис. 17).

Анализ показывает, что первичным является процессная деятельность, поддерживаемая предприятием. Наличие индустриальных особенностей некоторым образом влияет на параметр модели

76

Рис. 17. Классификация индустрий, учитываемая при создании методологии и программных решений

предприятия,ноконцептуальнаяосновамоделиприэтомнеменяет- ся,чтосоответствуетположениямTOGAF-методологииАП.Напри- мер, обработка логистических заявок в своей основе универсальна, но лишь приобретает индустриальные особенности при решении задачи назначения ресурсов в горнодобывающей промышленности (карьерные самосвалы) и розничной торговле (доставка до магазинов и доставка курьерами до розничных покупателей).

Указанная модель предприятия может быть применима к основным видам предприятий:

–транспортным, обеспечивающим перевозку пассажиров и грузов по заказам, включая грузовики, такси, курьеров, мобильные бригады газовиков, энергетиков, сантехников и т. д.;

–сервисным, например службе консультационной ИТподдержки крупных предприятий (Help-Desk).

Вперспективесписокподдерживаемыхвидовитиповпредприятий будет пополняться и расширяться.

77

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Динамикабизнес-средыдиктуетсвоитребованиякпринципам организациипредприятий.Внастоящеевремякакникогдавостребованы гибкость и адаптивность – залог выживаемости предприятий любого масштаба. С точки зрения подхода к формированию внутреннего пространства предприятий в последние десятилетия заслуженно признанным является архитектурный подход. Втовремякакпринципывыстраиваниясвязеймеждуэлементами нуждаютсявактуализации,традиционныестатичныевзаимосвязи уже не показывают должной эффективности. Все чаще в качестве подобного гибкого инструментария по выстраиванию локальнооптимальных решений рассматривается агентное моделирование

иреализующие этот подход мультиагентные системы.

Внастоящем учебном пособии представлены основы архитектурного подхода к проектированию предприятий и азы агентного моделирования, а также показана связь между этими инструментами. Пособие призвано создать предпосылки для дальнейшего изучения возможностей агентного подхода в управлении предпри- ятиямииоснованныхнанемИТ-решений.Авторывидятперспек- тивным направление развития АП в сторону применения агенториентированных решений в самых разных аспектах управления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Елманов В. А. Корпоративные информационные системы в управлении предприятием : Научный аспект / В. А. Елманов, Т. Т. Мусин, В. П. Романова // Корпоративные информационные системы в управлении предприятием. – 2020. – Т. 8, № 4. – С. 1015–1020.

2.ЗараменскихЕ.П.Основыбизнес-информатики:учебникипракти- кум для вузов / Е. П. Зараменских. – 2-е изд. – М. : Юрайт, 2024. – 470 с.

3.Левина А. Методология проектирования ИТ-архитектуры горнодобывающих компаний / А. Левина // Наука и бизнес: пути развития. – 2017. – Т. 8, № 74. – С. 67–72.

4.Enterprise architecture at work: modelling, communication and analysis :

The enterprise engineering series. Enterprise architecture at work / ed. M. Lankhorst. – 3rd ed. – Heidelberg ; New York : Springer, 2013. – 338 p.

78

5.Lankhorst M. M. Enterprise architecture modelling – the issue of integration/M. M. Lankhorst //AdvancedEngineeringInformatics.–2004.– Vol. 18, № 4. – P. 205–216.

6.The Open Group. TOGAF Version 9.2, 2019 [Электронный ресурс]. – URL: http://pubs.opengroup.org/architecture/togaf92-doc/arch/ (дата обращения: 12.12.2024).

7.Zachman J. A. The Zachman Framework for Enterprise Architecture / J. A. Zachman // Primer for Enterprise Engineering and Manufacturing: Zachman International. – El Paso County, CO, USA, 2003.

8.Pereira C. M. A method to define an Enterprise Architecture using the ZachmanFramework/C.M.Pereira,P.Sousa//Proceedingsofthe2004ACM symposium on Applied computing. – 2004. – P. 1366–1371.

9.Lankhorst M. A Language for Enterprise Modelling / M. Lankhorst // Enterprise Architecture at Work. – Springer, 2013. – P. 75–114.

10.Ильин И. В. Интеграция проектного подхода в модель бизнесархитектуры предприятия / И. В. Ильин, А. И. Лёвина // π-Economy. – 2013. – № 6-2 (185). – С. 74–82.

11.Ильин И. Зрелость процессного и проектного управления как

основа сбалансированной архитектуры предприятия / И. Ильин, А. Лёвина // Реструктуризация экономики и инженерное образование: проблемы и перспективы развития. – 2015. – С. 217–222.

12.Калянов Г. Архитектура предприятия и инструменты ее моделирования / Г. Калянов // Автоматизация в промышленности. – 2004. – Т. 7. – С. 9–12.

13.Hankel M. The reference architectural model industrie 4.0 (rami 4.0) / M. Hankel, B. Rexroth // Zvei. – 2015. – Vol. 2, № 2. – S. 4–9.

14. Метамодель архитектуры предприятия в цифровую эпоху / И. Ильин [и др.] // Наука и бизнес: Пути развития. – 2020. – № 3. – С. 36–40.

15.Team C. P. CMMI® for Development, Version 1.3 / C. P. Team // Preface, SEI, CMU. – 2006 [Электронный ресурс]. – URL: https://books. google.ru/books?id=gYhGAgAAQBAJ (дата обращения: 09.10.2024).

16.PorterB.A.Theaudittrinity:thekeytosecuringcorporateaccountability/ B. A. Porter // Managerial Auditing Journal. – 2009. – Vol. 24, № 2. – P. 156–182.

17.РепинВ.Бизнес-процессы.Моделирование,внедрение,управление/ В. Репин. – Манн, Иванов и Фербер, 2014. – 512 с.

18.Формирование цифровой экономики в России: сущность, особенности, техническая нормализация, проблемы развития / А. В. Бабкин [и др.] // π-Economy. – 2017. – Т. 10, № 3. – С. 9–25.

79

19.TienJ.M.Thenextindustrialrevolution:Integratedservicesandgoods/ J. M. Tien // Journal of Systems Science and Systems Engineering. – 2012. – Vol. 21. – P. 257–296.

20.Müller J. M. What drives the implementation of Industry 4.0? The role of opportunities and challenges in the context of sustainability / J. M. Müller, D. Kiel, K.-I. Voigt // Sustainability. – 2018. – Vol. 10, № 1. – P. 247.

21.Теория систем и системный анализ в управлении организациями / В. А. Баринов [и др.]. – М. : Финансы и статистика, 2021. – 815 с.

22.Лотов А. Многокритериальные задачи принятия решений / А. Лотов, И. Поспелова. – М. : Макс-Пресс, 2008. – 196 с.

23.BarbashinM.Imitationmodelingandinstitutionalstudies/M.Barbashin// Journal of institutional studies. – 2017. – Vol. 9, № 3. – P. 81–96.

24.Bandini S. Agent Based Modeling and Simulation: An Informatics Perspective/S.Bandini,S.Manzoni,G.Vizzari//JournalofArtificialSocieties and Social Simulation. – 2009. – Vol. 12. – P. 184–197.

25.HelbingD.Agent-basedmodeling/D.Helbing//Socialself-organization: Agent-based simulations and experiments to study emergent social behavior. – Heidelberg : Springer Berlin, 2012. – S. 25–70.

26.Macal C. M. Agent-based modeling and simulation / C. M. Macal, M. J. North // Proceedings of the 2009 winter simulation conference (WSC). – USA, IEEE, 2009. – P. 86–98.

27.VanderHoekW.Multi-agentsystems/W.VanderHoek,M.Wooldridge// Foundations of Artificial Intelligence. – 2008. – Vol. 3. – P. 887–928.

28.Кочинев Ю. Осуществление аналитических процедур в аудите на основе применения математических методов / Ю. Кочинев // Финансовый бизнес. – 2021. – № 3. – С. 228–233.

29.Bond A. H. Readings in distributed artificial intelligence / A. H. Bond, L. Gasser. – USA : Morgan Kaufmann, 2014. – 649 p.

30.Steps toward parallel intelligence / F.-Y. Wang [и др.] // IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. – 2016. – Vol. 3, № 4. – P. 345–348.

31.Using Stationary and Mobile Agents for Information Retrieval and E-Commerce / N. Ichalkaranje [et al.] // Design of Intelligent Multi-Agent Systems: Human-Centredness, Architectures, Learning and Adaptation. – Heidelberg : Springer Berlin, 2005. – S. 387–448.

32.Dorri A. Multi-agent systems: A survey / A. Dorri, S. S. Kanhere, R. Jurdak // Ieee Access. – 2018. – Vol. 6. – P. 28573–28593.

33.Vlassis N. A concise introduction to multiagent systems and distributed artificialintelligence/N.Vlassis.–Switzerland:SpringerNature,2022.–84p.

34.HsiaT.C.Developmentofamicrorobotsystemforplayingsoccergames/ T. C. Hsia, M. Soderstrand // Proceedings of the Micro-Robot World Cup Soccer Tournament. – USA, 1996. – P. 149–152.

80