Системное моделирование задачи распределения ресурсов для обеспечения структурной устойчивости взаимодействия элементов организационно-технической системы

Постановка проблемы. Современный этап развития социально-экономических отношений различного типа организаций, представляющих по совокупности системообразующих факторов организационно-технические системы (ОТС), характеризуется целевой функцией – выполнением поставленных задач с требуемой эффективностью. Системный подход к их исследованию предполагает анализ их составных частей (СЧ) уровня подсистем, представляющих ОТС меньшего уровня. Существующие методы системного анализа обеспечивают исследование только частных задач функционирования ОТС и выработку эффективных решений в условиях ограниченности ресурсов и времени. Устойчивое функционирование ОТС предполагает ее способность противостоять деструктивным воздействиям СЧ друг на друга за счет нейтрализации возможных внутрисистемных конфликтов. Вследствие неопределенности условий поведения СЧ и наличия в контурах принятия решений ОТС в качестве основного элемента человека (ЛПР – лица, принимающего решение), использование классических методов при их исследовании не всегда оправдано. В этих условиях целесообразность классического анализа устойчивости является проблематичной.

Цель. Осуществить синтез стратегий поведения ЛПР и системное моделирование взаимодействия СЧ для обеспечения структурной устойчивости ОТС, предполагающей выделение и моделирование изменений ее траектории движения в пространстве состояний при изменении структуры и стратегий поведения при распределении разнотипных ресурсов.

Результаты. Цель функционирования ОТС представлена множеством состояний, которые необходимо достичь для выполнения поставленных задач на основе определения ограничений на вектор состояний и задания вектора оценок, измеренных с помощью вещественной функции полезности свойств цели – основной составляющей устойчивости ОТС, которые ЛПР считает предпочтительными. Достижение целевых состояний ОТС основано на множестве стратегий, характеризуемых вектором свойств результата, ресурсов и стратегиями. Показано, что наличие множества целей СЧ определяет задачу обоснования на множестве ресурсов стратегий их распределения на структурно-функциональном анализе условий функционирования ОТС и оптимизации ресурсов. Отмечено, что постановка задачи распределения ресурсов базируется на нахождении оптимальных стратегий ОТС, обеспечивающих достижение экстремума целевой функции полезности как аргумента типа, объема и качества ресурсов. При этом на функциональном, структурном и параметрическом уровнях структуры ОТС сформирован единый системный подход к процессу принятия решения для устойчивого функционирования, адекватного исследуемым процессам применения ее СЧ. Анализ и моделирование взаимодействия СЧ в структуре ОТС основаны на формировании матрицы их связей, обеспечивающей выделение моделей системы, множества признаков оптимального использования ресурсов и их свойств и множеств, обеспечивающих СЧ объектов, образуя системную модель ОТС, которая представляет модель дискретной оптимизации комбинаторного типа и позволяет осуществить структурный синтез ОТС по комбинации множеств. Компонуя ресурсы на множестве их свойств, ЛПР, исходя из цели устойчивости функционирования СЧ и признаков их достижения, варьирует управляемые параметры состояния ОТС – это позволяет синтезировать состояния ОТС решением матричного уравнения свойств данных моделей и множеств, которые применимы для описания всех ее уровней. При этом состояния ОТС заданы информационной картой состояний СЧ, обеспечивающей определение их состояния, структуры, свойств, и отражает ее параметрические состояния. Установлено, что многообразие практических ситуаций предполагает для их разрешения применение различных моделей, их конкретизацию и исследование связей между ними. На параметрическом уровне системного анализа состояний ОТС сформирована структурно-параметрическая модель ее СЧ в виде структурной матрицы, отражающей влияние всего многообразия существенных факторов на ее состояния, на которой вдоль главной диагонали размещены ее основные характеристики, признаки и свойства. Выявлено, что модель ОТС позволяет учесть все многообразие факторов, влияющих на применение СЧ, определить взаимосвязи между ними; установить закономерности, обеспечивающие осуществление оценки возможных отклонений, причин их возникновения и определить соответствующее управление ресурсом. Подчеркнуто, что в зависимости от степени детализации модель описывает конфликтные состояния ОТС с выделенными СЧ и их функциями цели.

Практическая значимость. Предложенный метод системного моделирования устойчивости функционирования ОТС инвариантен области ее предметного назначения. Подобные задачи относятся к классу трудноформализуемых задач, для которых не всегда удается применить точные алгоритмы их решения, поскольку каждая ОТС уникальна и специфична. Построенные структурно-параметрические модели ОТС требуют дальнейшей конкретной детализации для решения каждой прикладной задачи.