Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Когнитивное моделирование как инструмент поддержки принятия решений. Монография

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
2.3. Информационно-компьютерная поддержка... 51
Таблица 5
Классификация задач
Когнитивное моделирование Когнитивная графика
Задача вербализируема, но трудно решаема без применения некоторых нетрадиционных методов, например, экспертных систем
Моделирование когнитивных процессов, связанных с пониманием и обработкой текстово-графической информации
Системы восприятия и оценки сложных задач с большим объемом исходной информации и ограниченным временем принятия решения
Создание таких моделей представления знаний, в которых имеется возможность однообразными средствами пред став­лять объекты, характерные как для логического, так и образного мышления
Визуализация знаний, для которых пока невозможно подобрать текстовые описания
Поиск путей перехода от наблюдаемых образов-картин к формулировке некоторой гипотезы о тех механизмах и процессах, которые скрыты за их динамикой
ческих системах, где имеют место проблемы критичности времени реакции оператора на изменение определенных параметров в систе­мах управления реального времени. Оператор должен в случае воз­никновения аномальной ситуации принять решение о корректности поведения соответствующих подсистем. Принятие неправильных ре­шений может привести к значительным материальным потерям. Для уменьшения времени, необходимого для восприятия информации, имеет смысл обращаться к интуитивно ассоциативному мышлению. В этом случае когнитивный подход учитывает, что информация, пред­ставленная в виде изменения формы, цвета фигуры, искажения ее пропорций, воспринимается гораздо быстрее, чем та же информация в текстовом виде.
Одним из наиболее эффективных методов отображения много­мерных векторов информации являются пиктографики – схематичес­кие изображения. Типичным примером такого отображения являются лица Чернова.
Возьмем плоский лист и, проделав в нем несколько отверстий, вставим в них стержни (рис. 26). Длины стержней подбираются сле­дующим образом: если подравнять их концы на одной из сторон, то концы, выступающие с другой стороны, будут иметь длины, равно­мерно распределенные между 0 и 1.
52 Глава 2. Стратегическое управление
Рис. 26. Пример пиктографики.
Равномерное распределение длин на отрезке [0, 1] может быть интерпретировано как степень организованности системы. Можно та­ким образом характеризовать не только всю систему в целом, но и ее произвольные области.
Этой процедурой задается определенный закон соседства стерж­ней для реализации различных конструкций. Вместо стержней можно рассматривать полосы, перемещающиеся независимо друг от друга. Подравняем концы на одной из сторон так, чтобы образовался пря­моугольник, и затем нарисуем в этом прямоугольнике, как на целост­ном листке бумаги, улыбающиеся и грустные рожицы. Выравнивание нижних концов приведет к разрушению рожиц. Они приобретут «дис­сонансы». Такой процесс можно использовать для управления поведе­нием сложной системы. Схематически изображенные лица с опреде­ленными чертами соответствуют относительным значениям заданных характеристик сложной системы. Разным наборам данных будут соот­ветствовать разные выражения лиц, позволяющие получить общее представление о состоянии системы и о степени отклонений от нормы отдельных ее характеристик. Этот способ графического представле­ния позволяет выявить скрытые картины взаимосвязей между данны­ми, которые не могут быть обнаружены другими методами [26].
2.3. Информационно-компьютерная поддержка... 53
Когнитивное моделирование процессов для последующего
анализа. Цель когнитивного моделирования заключается в генера-
ции и проверке гипотез о функциональной структуре наблюдаемой ситуации до получения функциональной структуры, способной объ­яснить поведение наблюдаемой ситуации. Основные требования к компьютерным системам когнитивного моделирования – это откры­тость к любым возможным изменениям множества факторов ситу­ации, причинно-следственных связей, получение и объяснение ка­чественных прогнозов развития ситуации (решение прямой задачи «Что будет, если …»), получение советов и рекомендаций по управ­лению ситуацией (решение обратной задачи «Что нужно, чтобы …»). Узким местом существующих систем когнитивного моделирования ситуаций является несогласованность их пользовательского интер­фейса и алгоритмов обработки с психологическими особенностями субъективного измерения значений и силы взаимовлияния факторов наблюдаемой ситуации. Эта несогласованность приводит к ошибкам и заблуждениям эксперта при определении силы взаимовлияния фак­торов, которые включаются в когнитивную модель ситуации. Со вре­менем знания углубляются и значительно усложняются, поэтому для их передачи необходимы средства, способные отображать динамику, а не описывать ее. Одним из первых таких носителей является видео­изображение, но оно не способно отобразить динамику большинства процессов. Для решения этой проблемы и стали использовать компью­терное моделирование. В когнитивных моделях должна быть выбрана такая репрезентация научных понятий, которая бы способствовала запуску механизмов мышления и побуждала индивида не запоминать какие-то знания, а осознавать их [25].
Классификация программных продуктов, использующих идеи
когнитивного компьютерного моделирования и графики. Повыше-
ние когнитивности интерфейсов взаимодействия человека и машины решает рассмотренную выше задачу критичности времени реакции оператора.
Активными разработками в этом направлении занимается компа-
ния «ТАСМО-БИТ», создавшая следующие программные средства:
КОГРА – когнитивная интеллектуальная система реального вре-
мени для оперативного управления;
ДИЭКС – динамическая экспертная система оперативной диа­гностики состояния оборудования экологически опасных объектов и производств;
54 Глава 2. Стратегическое управление
ДИКОБРАЗ – система предназначена для построения пользова­тельского интерфейса и настройки взаимодействия между элемента­ми пользовательского интерфейса и элементами доступа к внешним источникам данных.
Когнитивное моделирование в пакетах имитационного мо­делирования. Не любая среда имитационного моделирования может
быть когнитивной. Для этого необходимо, чтобы выполнялись задачи когнитивной графики, т. е. необходимо как минимум наличие в этой среде объектов, характерных для логического мышления, или обра­зов-картинок, с которыми оперирует образное мышление. Так, напри­мер, для моделирования бизнес-процессов разработаны методологии и стандарты, позволяющие их описывать и наглядно представлять.
SADT – аббревиатура слов Structured Analysis and Design Tech­nique (Технология структурного анализа и проектирования). Она мо­жет применяться на всех стадиях жизненного цикла системы и пред­назначена для функционального моделирования как методология и стандарт функционального моделирования IDEFO.
Эти и другие стандарты использованы в таких пакетах, как BPwin фирмы Logik Works, ProCap 6.0, ProSim 7.0, SmartER 5.0 ком­пании Knowledge Based Systems Inc. и др.
Визуализация предметной области в большинстве имеющихся на сегодня программных пакетов осуществляется с помощью класси­ческих когнитивных карт. Среди наиболее популярных современных разработок можно назвать компании HyperLogic, IntelligenceWare, InfraLogic, Aptronix, Oracle и многие другие. Пакет CubiCalc фирмы HyperLogic является одной из наиболее мощных экспертных систем на основе нечеткой логики.
На отечественном рынке имеются программные комплексы «Си­туация», «Компас», «КИТ» и другие, созданные в ИПУ РАН; система когнитивного моделирования «КАНВА» [24]; системное когнитивное моделирование КТР ЭВС.
Пакеты для разработки качественной визуализации данных. Часто знания, полученные в ходе исследований на многомерных ма­тематических моделях и представленные в обычной символьно-циф­ровой форме, недоступны для анализа из-за высокого уровня абстрак­ции. Решение этой проблемы реализовано в пакете DeductorStudio, который позволяет отображать одни и те же данные множеством раз­личных способов.
Имеется виртуальный фонд естественно-научных и научно-тех­нических эффектов «Эффективная физика» совместной разработки
2.3. Информационно-компьютерная поддержка... 55
российских вузов. Проект является учебно-методическим и справоч­ным средством, ориентирован на разные уровни образования. Каж­дый эффект в фонде помимо формализованного и обычного описания имеет анимацию, иллюстрирующую сущность эффекта.
В разработках технопарка ДонНТУ существует портал магист­ров, в котором каждая научная работа содержит поясняющую анима­цию [5].
Визуальное программирование использует для передачи семан­тики более одного измерения. Оно способствует развитию алгорит­мических способностей интеллекта без изучения внутренней архи­тектуры компьютера или операционной системы. Любому индивиду для написания программы не нужно изучать особенности синтаксиса операторов, переменных, и т. д. К таким средам разработки относятся VUFC (Visual Unix Filter Components), SIVIL – это язык программи­рования и библиотека подпрограмм в картинках, LegoRobolab и мно­гие другие. Выдающиеся достижения в этой области принадлежат А. А. Зенкину. Он исследовал знания, порождающие возможности ко гнитивной компьютерной графики [9]. Разработанные им системы позволяют работать с образами абстрактных математических объек­тов, которые активируют работу правого полушария человеческого мозга, ответственного за визуальное мышление и созидательную ин­туицию. Это позволяет обнаруживать новые научные факты, идеи, гипотезы. Им были получены нетривиальные результаты в теории чи­сел, логике и теории множеств.
Функционирование организации возможно исключительно при наличии информации, необходимой для выработки и реализации уп­равленческих решений. Информация в организации образует инфор­мационные потоки. Вся информация системы управления образуется входными и выходными данными. Входная информация для системы управления делится на внешнюю и внутреннюю.
Внешними по отношению к организации являются сведения со стороны окружающей среды, которые включают характеристику по­требителей, поставщиков, конкурентов, раскрывают финансово-кре­дитную политику, социальные и экономические тенденции, тенденции научно-технического прогресса, доступность и производительность факторов производства. Традиционным инструментом исследования внешней среды является PEST-анализ.
Внутренняя информация характеризует производственный по­тенциал организации и включает сведения о состоянии основных производственных факторов (финансы, рабочая сила, материалы, обо-
56 Глава 2. Стратегическое управление
рудование, здания и сооружения). Для изучения внутренней среды применяется SWOT-анализ.
Выходные данные могут быть выражены в форме различных управленческих воздействий, направленных на управляемую подсис­тему. Наиболее распространенным инструментом для этих целей яв­ляется бизнес-план.
Обратная связь пополняет внутреннюю информацию и обеспе­чивает корректировку отклонений от плана в процессе функциониро­вания организации.
Система управления обладает основным свойством, которое заключается в том, что все элементы подсистем реагируют на внут­реннюю и внешнюю информацию, строящуюся на основе обратной связи. Это свойство определяет природу, принципы построения и функ ционирования систем управления и оценки степени обеспечения процессов связи и принятия решений в организации.
Таким образом, в современном менеджменте информация ста­новится самостоятельным фактором. Этому способствовало развитие повсеместного применения компьютеров для сбора, передачи, обра­ботки и хранения информации.
Широкое применение информационно-компьютерных техноло­гий предоставляет менеджменту организации следующие возмож­ности:
• ориентироваться на более глубокий анализ ситуаций, в кото-
рых руководители принимают решения;
• рассматривать технологии выработки и принятия решений во
всей их полноте;
• в процедурах принятия решений перейти от «жестких» мате­матических моделей к «мягким», в которых формальные расчеты ком­бинируются с экспертными оценками;
• активнее использовать инновационные технологии прогнози­рования, стратегического и тактического планирования;
• повысить внимание к организационной и психологической стороне применения математических и вычислительных средств в процессах принятия решения.
Главная отличительная особенность современного этапа приме­нения информационно-компьютерных технологий заключается в воз­можности создавать разделенные системы поддержки решений на базе локальных вычислительных сетей и глобальной системы Интернет, обеспечивающих комплексный подход к принятию управленческих
2.3. Информационно-компьютерная поддержка... 57
решений. В связанных между собой узлах компьютерной сети распо­лагаются пользователи сети менеджеров различного уровня [46].
Решение проблем общего характера организации требует при­влечения общей информации и ресурсов для объединения всех воз­можностей, необходимых для согласования принимаемых решений.
В процессе управления достаточно сложно определить, какая информация является необходимой, а какая – излишней. Объем и ка­чество информации устанавливаются опытом, поскольку реальная ценность информации определяется в процессе ее использования по результатам принятых управленческих решений [8].
Применение информационно-компьютерной технологии позво­ляет снизить интеллектуальные и психологические затраты менедже­ра и специалиста. Информационное обеспечение процесса принятия решений состоит из двух этапов: получения фактического материала и его анализа. Компьютерное обеспечение процедур анализа инфор­мации реализуется с помощью информационных технологий, приве­денных в табл. 6.
Информационно-компьютерные технологии помогают ЛПР на этапах сбора, отбора, первоначального анализа информации. Для ин­формационной поддержки на этом этапе используются специальные компьютерные системы, которые называются системами поддержки принятия решений (СППР).
Таблица 6
Классификация информационно-компьютерных технологий
Группа информаци-
онных технологий
Назначение технологии
Область применения
технологии
Базы данных Сбор, структуризация, хра-
нение и предварительный анализ данных
Телекоммуникации Доступ к территориально
удаленным источникам ин­формации
Компьютерная гра­фика
Региональные информационные системы
Представление информации в компактном виде, удобном для восприятия ЛПР
Соединение баз данных с визуальным (вербальным) представлением о регионе
На всех уровнях иерархии управления
Внутри организации для создания распределенных баз данных
Построение графиков, диаграмм, отображение реальных и виртуальных объектов
Управление системами, имеющими пространствен­ное распространение
58 Глава 2. Стратегическое управление
Основные этапы разработки информационно-компьютерной
СППР в организации состоят в следующем:
1. Определение основных составляющих и условий ведения хо-
зяйственной деятельности организации.
2. Анализ закономерностей и эмпирических данных о структуре и особенностях научно-технических, экономических, социальных и экологических рисков.
3. Анализ и систематизация источников информации и инфор­мационных потоков.
4. Разработка методов принятия решений и математических мо­делей в условиях неполной информации и при наличии ограничений.
5. Комбинированная оценка опасности принятия нерациональ­ного решения в условиях неопределенности.
6. Разработка спецификации, интерфейса и структуры информа­ционно-компьютерной СППР.
7. Реализация и тестирование информационно-компьютерной СППР.
Таким образом, для информационного обеспечения управления организацией необходимо создание информационно-компьютерной СППР. Такие системы должны иметь доступ к базам знаний, храня­щим способы и методы разрешения ситуаций, а также использовать преимущества телекоммуникационных технологий.
Глава 3 АСПЕКТЫ ТЕОРИИ ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
Предприятие как основное звено экономики характеризуется:
• общностью процессов производства, технологий и капитала;
• решением основной экономической проблемы на уровне пред-
приятия;
• единством организации труда, производства и управления.
Управление представляет собой процесс воздействия на коллек­тивы людей с целью достижения поставленных целей. Таким обра­зом, объектом управления являются группы людей, занимающихся определенной производственно-хозяйственной деятельностью; субъ­ект управления – это группа людей, осуществляющих это целенаправ­ленное воздействие.
Содержание управления можно определить путем перечисления его основных функций, к которым относятся: целеполагание, анализ, прогнозирование, планирование, организация, координация, мотива­ция, обучение, учет и контроль, коммуникация, принятие решений. Все функции тесно связаны друг с другом и взаимно дополняют друг друга. В деятельности любой коммерческой и некоммерческой орга­низации присутствуют все без исключения функции управления.
Система управления предприятием включает две подсистемы – управляющую (субъект управления) и управляемую (объект управле­ния), которые находятся в постоянном взаимодействии. Управляющая подсистема включает топ-менеджеров и функциональных специалис­тов, объединенных в отделы. Они вырабатывают плановые задания по выпуску продукции, закупке материальных и найму трудовых ре­сурсов.
Управляемая подсистема использует ресурсы и вырабатывает продукцию. Отклонение от заданных параметров регистрируется со­ответствующими службами предприятия. Например, диспетчерская по часам, сменам или суткам учитывает объемы поставок ресурсов,
60 Глава 3. Аспекты теории принятия управленческих решений
Рис. 27. Схема управленческой системы.
транспортных средств, объемы производства продукции по отдель­ным изделиям. Для устранения возникающих отклонений управляю­щая подсистема собирает информацию, сравнивает ее с запланиро­ванными значениями и для устранения возникших отклонений осу­ществляет управленческое воздействие в различной форме.
Управляющая подсистема для достижения своих целей выпол­няет комплекс функций управления, которые представляют собой объективно обусловленные общие направления или сферы деятель­ности, обеспечивающие эффективную кооперацию совместного тру­да и сводятся к следующим: планирование, организация, мотивация, контроль и координация.
Управление реализуется в специфической разновидности управ­ленческой системы, которая объединяет в себе объект (управляемая система) и субъект (управляющая система) управления с многообраз­ными связями (рис. 27).
Управленческая система представляет собой разновидность информационной системы, перерабатывающей информацию. В сис­теме управления реализуются такие этапы информационного процес­са, как получение информации, ее переработка и передача. Управлен­ческий орган вырабатывает управленческое воздействие и сообщает его управляемой подсистеме.
Существуют два подхода к принятию управленческих решений и соответственно их сторонники и противники.
Сторонники первого подхода полагают, что формализовывать процедуры принятия решений невозможно из-за сложности процесса управления организацией и неопределенности внешней среды. Отсю-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]