Семиотические модели и методы анализа и синтеза целей систем производственной сферы

УДК 681.51:303.732+681.3.066

СЕМИОТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ЦЕЛЕЙ СИСТЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СФЕРЫ

Статья посвящена семиотическому моделированию целей организационно-технических комплексов, разработка которого обусловлена отсутствием адекватных средств формирования непротиворечивых и полных структур целей данных систем. При этом используются оригинальные лингвистическая и логическая модели целей, отображающие прагматический и семантический компоненты деятельности производственных комплексов, семантические модели структур целей и семиотическая система рассуждений о целях, обеспечившие логико-лингвистическое моделирование целей и его реализацию в системе поддержки анализа и полагания целей, применение которой гарантирует логическую правильность данных процессов и корректность их результатов.

производственная сфера, цель, анализ, синтез, целеполагание, структура целей, семиотическая модель

ВВЕДЕНИЕ

При создании и реорганизации сложных объектов производственной сферы, таких как организационно-технические комплексы (далее комплексы), определяющим в данных процессах является процесс анализа целей, неразрывно связанный с целеполаганием. В управлении и системном анализе данных объектов структуры целей как результаты анализа и полагания целей (целеполагания) выполняют методологическую функцию и являются логическими основаниями синтеза комплексов. Поэтому к структурам целей предъявляется требование непротиворечивости, обычно совмещаемое с требованием их полноты.

Сформировать в ходе анализа целей и целеполагания непротиворечивую и полную структуру целей организационно-технического комплекса – непростая задача даже в условиях определённости, тем более, в неопределённых, проблемных ситуациях. Вследствие свойств психики целеполагание, во многом определяемое биопрограммами, интуицией и эмоциональным состоянием лиц, принимающих решения (ЛПР), нередко является причиной противоречий в структурах целей комплексов, а из-за недостаточной изученности этой важнейшей функции управления в существующих сегодня методах анализа и полагания целей реализована лишь количественная составляющая оценивания целей, вырабатываемых ЛПР. Неформализованность содержательной (логической) составляющей анализа и полагания целей не только не позволяет обеспечивать непротиворечивость данных процессов и его результатов, но и своевременно выявлять логические ошибки в структурах целей комплексов.

Вместе с тем именно от логической правильности анализа и полагания целей зависит корректность структур целей комплексов и всех последующих решений, подготавливаемых и реализуемых в системах данного класса и, напротив, их некорректность приводит к противоречиям в совокупностях функций систем достижения целей (целедостижения), структурных схемах и планах целедостижения, к их несогласованности. В процессе реализации несогласованные и противоречивые управленческие решения подвергаются корректировке, трудоемкость и стоимость которой в системах производственной сферы оказываются слишком высокими.

В статье рассматриваются семиотические основы обеспечения логической правильности процессов анализа и синтеза целей организационно-технических комплексов, способствующие выработке непротиворечивых решений в системах данного класса.

СТРУКТУРЫ ЦЕЛЕЙ КОМПЛЕКСОВ

Структуру целей как результат анализа и полагания целей представим в виде -уровневого орграфа , где множество целей i-х уровней, i=0(1)(m-1). – множество дуг, соответствующих множеству отношений подчинения целями верхних уровней графа целей его нижележащих уровней, которые, выполняя роль средств, выражают условия целедостижения [1]. Пример графа приведен на рис. 1а. Если обобщить процесс составления планов и программ создания и развития комплексов, то, упорядочив во времени уровни графа , т. е. положив, что решения о целях формируются как последовательность событий в моменты времени (i=0,1,…,m-1), получим граф отображающий процесс целевого планирования. Этот процесс идет от вершины графа в направлении целей его нижнего уровня.

а) б)

Рис. 1. Соотношение структуры целей (а) и начальной схемы целедостижения (б)

В процессе анализа и полагания целей выделим процедуру формирования куста графа , состоящую в определении непосредственных подцелей заданной цели. Зададим получаемый посредством данной процедуры куст целей в виде двухуровневого графа , где  – кортеж целей, состоящий из подчиняющей цели куста и непосредственно подчинённых ей подцелей;  – множество отношений подчинения целью подцелей. Стратифицируем данную процедуру так: 1) на логической страте вырабатывается и применяется стратегия анализа текущей цели, содержательно обосновывается правильность суждений о полагаемых подцелях и непротиворечивость рассуждения о цели и подцелях, т. е. куста ; 2) на математической страте выбираются рациональные стратегии анализа целей и совокупности подцелей данной цели.

Синтез структуры целей как структурной схемы целедостижения – это многошаговый мысленный процесс перехода от простых к сложным целям. Результатами данного процесса являются, как правило, сетевые СЦ, представляемые в виде графа, с обратным направлением дуг по отношению к соответствующим структурам как результатам анализа. Обозначим такой граф через . В процессе синтеза структурной схемы целедостижения выделим процедуру формирования куста графа целей , состоящую в уточнении цели по её подцелям.

Стратифицируем данную процедуру так: 1) на логической страте содержательно обосновывается правильность суждения об уточняемой цели соответствующего куста графа целей как результата анализа и непротиворечивость рассуждения о подцелях и цели куста; 2) на математической страте оцениваются ресурсы для достижения цели и степень её достижения при недостаточном их количестве.

Осуществление перечисленных процедур на основе логических моделей, объективирующих субъективные методы анализа и синтеза целей, позволит обосновывать структуры идеальных целей как результаты анализа и использовать их для обоснования соответствующих синтезируемых структур реальных целей. Обоснованность синтезируемых таким образом структур целей, планов и программ целедостижения повысится, а их формирование упростится.

То, что в психологических исследованиях различаются цели-идеалы и реальные цели, послужило также обоснованием для выделения в процессе синтеза структурных схем целедостижения процедур формирования начальной и конечной структурных схем, которые обозначим через и соответственно.

Результат формирования из структуры целей, представленной в виде графа , начальной структурной схемы целедостижения как результата синтеза целей представлен в виде графа (рис. 1б), где – множество вершин (целей), – начальная вершина; – инверсия отношения , множество дуг, ориентированных в обратном по отношению к направлении, показанном правой жирной стрелкой; – множество дуг, связывающих с листовыми вершинами соответствующего графа и обозначенных штриховыми линиями (аналогично фиктивным работам в сетевых планах). Таким образом, имеем начальную структурную схему целедостижения, обоснованием логической корректности которой служит логическая корректность соответствующей структуры целей как результата анализа и полагания целей.

Конечная структурная схема целедостижения формируется путём конкретизации целей соответствующей начальной схемы (например, путём уменьшения объёма понятий, из которых составлены их формулировки) и обусловливается информацией, которую субъект управления получает во время выполнения этапов структурно-целевого анализа и синтеза ОТК, связывающих этапы формирования анализируемой и синтезируемой СЦ. В результате такого уточнения обычно изменяется содержание целей, а в общем случае и их число, а значит, и число дуг графа, которые обозначим соответственно через и в представлении СЦ в виде графа .

В соответствии с процессом планирования зададим процесс реализации плана в виде Масштабы времени (= 0, 1,,…) и (= 0, 1,,…), а также промежутки между моментами и могут быть различными. Для различения целевых планов и будем называть первый из них предварительным, а второй – исполнительным. При этом исполнительный целевой план служит только каркасом плана достижения определённых в нём целей. Сам же план целедостижения формируется путем сопоставления каждой цели , входящей в , задачи и мероприятий по её достижению. Результатом такого сопоставления является граф целей и задач, а также сетевой план мероприятий по достижению целей в американском варианте. Для последнего плана далее решается задача распределения, как правило, ограниченных ресурсов, выделенных на решение соответствующей проблемы.

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ АНАЛИЗА И ПОЛАГАНИЯ ЦЕЛЕЙ

Структура системы поддержки анализа и синтеза целей, построенная с использованием идей [2] и приведенная на рис. 2, включает четыре основных компонента: 1) модель базовых знаний 1-го (словарная модель, выражающая прагматико-семантические знания о деятельностных ролях предметов, составляющих комплексы, и видах их свойств) и 2-го (тезаурусная модель, выражающая семантические отношения, определённые на словарных понятиях и используемые при определении семантических моделей структуры целей и структурных схем целедостижения и ) уровней об анализе и синтезе целей комплексов[3]; 2) семиотическую систему рассуждений о целях, посредством которой реализуется логико-лингвистическое моделирование целей (3-й уровень знаний об анализе и полагании целей в комплексах [3]); 3) интерфейсы, в том числе, интеллектуальный интерфейс человекомашинного взаимодействия И1, основой которого является близкий к естественному, но формализованный язык описания целей L1 [3]; 4) аналитическую модель выбора стратегий анализа целей и полагаемых целей (математический компонент 3-го уровня знаний об анализе и полагании целей в комплексах, реализующий метод [4]).

Знания 3-го уровня основываются на закономерностях полагания и анализа целей в комплексах [3], которые распределены по классам целевых ситуаций и представлены в виде схем аксиом семиотической системы рассуждений о целях. В процессе функционирования данной модели эти схемы настраиваются на анализируемые цели, становяcь аксиомами текущего состояния, используемыми для установления логической правильности субъективного рассуждения о целях. Часть из них выражает условия применимости правил вывода полагаемых целей из анализируемых. Для установления истинностных значений субъективно полагаемых целей, а в случае их ложности – для формирования истинных целей и/или рекомендаций по их возможному содержанию, указанная модель использует соответствующие фрагменты знаний 1-го и 2-го уровней о предметной области. Вывод полагаемых целей из анализируемых в каждом такте моделирования рассуждения о целях обеспечивается по правилу modus ponens.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные средства реализованы в информационной технологии анализа и синтеза целей объектов производственной сферы, применение которой в управлении и системном анализе организационно-технических комплексов подтвердило их эффективность.

Рис. 2. Структура системы поддержки анализа и синтеза целей комплексов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проблемы программно-целевого планирования и управления / под ред. . - М.: Наука, 1981. -464 с.

2. Поспелов управление. Новый виток развития // Известия РАН. Теория и системы управления, 1995, № 5. - С. 152-159.

3.  М. Структурно-целевой анализ и синтез организационно-технических комплексов (на примере рыбохозяйственных комплексов) /.- Калининград, 2005.- 163 с.

4. Саати Т. Метод анализа иерархий/Т. Саати. - М.: Радио и связь, 1993. -315 с.

SEMIOTICS MODELS AND METHODS OF ANALYSIS AND SYNTHESIS OF GOALS FOR COMPLEX INDUSTRIAL SYSTEMS

L. M. Lukianova 

The paper deals with the semiotics means of analysis and synthesis of goals for complex industrial systems that allows decision-makers to eliminate logical errors in every stages of planning and do their solutions well founded.