Моделирование информационно-аналитической деятельности производственно-экономических систем в условиях ресурсного конфликта
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Кибернетика
Издательство:
Воронежский государственный лесотехнический университет
Авторы:
Глухов Дмитрий Александрович, Мистров Леонид Евгеньевич, Сербулов Юрий Стефанович, Сысоев Дмитрий Валерьевич
Год издания: 2013
Кол-во страниц: 180
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-7994-0549-6
Артикул: 656911.01.99
Монография посвящена вопросам теории моделирования современных производственно-экономических систем для решения задач в условиях конкуренции за владение тем или иным ресурсом.
Монография адресована ученым, студентам, аспирантам и инженерам, занимающимся вопросами моделирования поведения и управления сложными системами, а также специалистам в области кибернетики, прикладной математики, информационных систем, систем автоматизации проектирования.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- 01.00.00: МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА
- 38.00.00: ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
- ВО - Бакалавриат
- 01.03.02: Прикладная математика и информатика
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Д.А. Глухов Л.Е. Мистров Ю.С. Сербулов Д.В. Сысоев МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ РЕСУРСНОГО КОНФЛИКТА
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия» Д. А. Глухов Л. Е. Мистров Ю. С. Сербулов Д. В. Сысоев МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ РЕСУРСНОГО КОНФЛИКТА Монография Воронеж 2013
УДК 519.87 ББК 65в631 М74 Печатается по решению научно-технического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» Рецензенты: заведующий кафедрой информационных и управляющих систем ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» д-р техн. наук, доц. А.А. Хвостов; заведующий кафедрой технологических и автоматизированных систем электронного машиностроения ФГБОУ ВПО «ВГТУ» д-р техн. наук, проф. О.Н. Чопоров Научный редактор заведующий кафедрой вычислительной техники и информационных систем ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» д-р техн. наук, проф. В.К. Зольников М74 Моделирование информационно-аналитической деятельности производственно-экономических систем в условиях ресурсного конфликта [Текст] : монография / Д. А. Глухов, Л. Е. Мистров, Ю. С. Сербулов, Д. В. Сысоев ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2013. – 180 с. ISBN 978-5-7994-0549-6 (в пер.) Монография посвящена вопросам теории моделирования современных производственно-экономических систем для решения задач в условиях конкуренции за владение тем или иным ресурсом. Монография адресована ученым, студентам, аспирантам и инженерам, занимающимся вопросами моделирования поведения и управления сложными системами, а также специалистам в области кибернетики, прикладной математики, информационных систем, систем автоматизации проектирования. УДК 519.87 ББК 65в631 © Коллектив авторов, 2013 ISBN 978-5-7994-0549-6 © ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», 2013
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………........ 1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 1.1. Проблемные вопросы синтеза информационно-аналитической деятельности производственно-экономических систем............................ 1.2. Особенности построения моделей ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем……………………………........ 1.3. Методы моделирования ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем.................................................... 1.4. Задача принятия решений в составе модели ресурсного взаимодействия производственно-экономических систем…………........ 1.5. Ресурсный конфликт производственно-экономических систем в рамках модели их взаимодействия…………………………………........... 1.6. Выводы……………………………………………………………......... 2. СИСТЕМНЫЕ ОТНОШЕНИЯ В СТРУКТУРНО ПАРАМЕТРИЧЕСКОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ 2.1. Системная формализация…………………………………………....... 2.2. Пространство взаимных системных отношений в структурнопараметрическом представлении……………………………………......... 2.3. Действие, влияние, воздействие............................................................ 2.4. Отношения независимости, конфликта, содействия, безразличия, противоречия, подобия…………………………………............................. 2.5. Топологическое пространство на S2 ……………………………......... 2.6. Базис отношений…………………………………………………......... 2.7. Пространство взаимовоздействий………………………………......... 2.8. Многоместные отношения………………………………………......... 2.9. Механизм формирования воздействий…………………………......... 2.10. Автоматное представление….…………………………………......... 2.11. Выводы……………………………………………………………....... 3. МОДЕЛИ СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННО АНАЛИТИЧЕСКОЙДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННО ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 3.1. Обоснование критерия и показателей эффективности при решении задач синтеза информационно-аналитической подсистемы………….... 5 11 17 21 28 29 36 38 38 44 47 49 51 55 60 65 66 71 72
3.2. Общая постановка задачи принятия решений…………………......... 3.3. Постановка и алгоритм декомпозиции задачи синтеза информационно-аналитической подсистемы производственно экономической системы на стадии формирования задания на ее разработку…………………………………………………………….......… 3.4. Выводы……………………………………………………………......... 4. МОДЕЛИ РЕСУРСНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОНКУРИРУЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 4.1. Модель ресурсного взаимодействия конкурирующих систем в рыночных отношениях……………………………………………….......... 4.2. Модель оценки состояния и прогнозирования развития ресурсного взаимодействия конкурирующих систем в рыночных отношениях……………………………………………………………......... 4.3. Модель механизма избирательности воздействия………………...... 4.4. Аналитическая схема решения моделей.……………………….......... 4.5. Подбор начальных условий для расчетов по математическим моделям…………………………………………………………………....... 4.6. Выводы……………………………………………………………........ 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ОБЛИКА ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПОДСИСТЕМЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЕЙСТВИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 5.1. Метод и алгоритм прогнозирования функционального облика конкурирующих производственно-экономических систем…………...... 5.2. Модели и алгоритмы оценки эффективности конфликтно устойчивого функционирования производственно-экономических систем…………………………………………………………………......... 5.3. Результаты моделирования облика информационно-аналитической подсистемы……………………………………………................................ 5.4. Выводы……………………………………………………………........ ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………….......... БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………….......... 83 89 93 94 100 115 118 127 128 129 138 147 162 163 166
ВВЕДЕНИЕ Появление всемирной компьютерной сети Интернет, широкое исполь зование сетевых технологий привели к созданию глобальной информационной инфраструктуры. Это обстоятельство принципиально изменило роль информации в экономической деятельности. В связи с этим, как показал анализ [14, 21, 53, 58, 63, 75, 82, 105, 110], в последнее время бурное развитие получило такое направление информационной деятельности, как конкурентная разведка. Ее появление – это реакция на резкое ускорение деловой активности, на возникновение новых информационных технологий (Интернета, баз данных, систем поиска информации). Эти технологии, в первую очередь сетевые, стали причиной усиления роли конкурентной разведки, поскольку именно появление Интернета позволило обеспечить многим пользователям дешевый доступ к огромным информационным ресурсам. Сеть дала возможность пользователям эффективно решать свои задачи, стала эффективным уравнителем конкурентов, предоставив каждому одинаковые возможности доступа к информации. Практически вся необходимая информация о конкурентах присутствует в Интернете, что, в свою очередь, делает ненужным содержание огромного штата агентов и информаторов, отслеживающих каждый шаг конкурента. Цель конкурента – получение конфиденциальных сведений, которые впоследствии могут быть использованы для нанесения ущерба их владельцу в различных жизненно важных областях деятельности. Цель системы защиты заключается в противодействии раскрытию этих сведений и дальнейшему их использованию, которое реализуется посредством выполнения комплекса мероприятий по разработке, внедрению, организации применения и эффективного использования этих мероприятий и технических средств защиты конфиденциальных сведений. Согласно [14, 53, 75, 105, 110], конкурент может получать конфиденци альные сведения с помощью собственного подразделения, входящего в состав службы безопасности, – конкурентной разведки. Создание данной службы – это веление времени и единственный способ выжить в острой конкурентной борьбе на любом рынке. Ее главная цель – систематическое отслеживание открытой информации о конкурентах, анализ полученных данных и принятие на их основе управленческих и организационных решений, что позволяет предвидеть изменения на рынках, прогнозировать действия конку
рентов, выявлять новых или потенциальных конкурентов, проводить мониторинг появления новых «взрывных» технологий и рисков. Выводы конкурентной разведки могут использоваться как для принятия тактических решений, так и для выработки стратегических направлений развития фирмы или корпорации (в дальнейшем ПЭС – производственно-экономические системы) в целом. Кроме того, она является мощным инструментом для исследования рынка, который основывается на знаниях в таких областях, как экономика, юриспруденция и другие. В [14, 16, 56] подчеркивается, что конкурентная разведка работает только с открытыми источниками информации. На основании анализа [14, 53, 58, 63, 75, 105, 110] можно выделить следующие основные этапы информационно-аналитической работы, выполняемой в реальном времени конкурентной разведкой: постановка задачи; сбор информации; ее анализ; представление аналитических материалов [137]. Кроме того, необходимо отметить тот факт, что сведения, которые пре доставляются конкурентной разведкой в ходе информационно аналитической работы, должны быть достоверными и оставаться актуальными к моменту их использования для принятия управленческих решений, т.е. система конкурентной разведки – это система реального времени. Вся работа по сбору информации должна отвечать следующим основ ным требованиям [14, 53, 58, 63, 75, 82, 105, 110, 141-143]: актуальности; достоверности; полноты и непротиворечивости. Важнейшее значение при сборе информации, согласно [14, 82, 85, 105, 149], имеет такая ее характеристика, как старение. Необходимо обязательно учитывать и указывать временной интервал, в течение которого действительны те или иные оценки. Кроме того, при сборе информации нельзя забывать о таких понятиях, как ценность информации и ее полезность, т.е. важность ее для того, кто ее использует. В [14, 91, 105, 151] приведены потери ценности оперативнотактической и стратегической информации в процентном соотношении. Методы анализа открытой информации приведены в работах [14, 21, 53, 105, 149]. Однако общим для всех методов является сопоставление событий, фактов, намеков, мнений, версий, оценок, слухов, ссылок, т.е. самой разнородной информации по некоторым ключевым признакам в зависимости от поставленной задачи, получаемых из различных независимых источников. Анализ [14, 53, 58, 63, 75, 82, 105, 110] позволяет представить последо вательность действий конкурента и системы защиты в виде конфликта, ре
зультатом которого является получение конкурентом конфиденциальных сведений, способствующих в той или иной мере нанесению ущерба их владельцу. На основании анализа [40, 41, 54, 114, 119] были выделены характерные особенности такого конфликта: последствия получения конфиденциальных сведений конкурентом затрагивают отношения между ним и системой защиты на различных уровнях и этапах взаимодействия; при планировании конкурентом мероприятий по получению конфи денциальных сведений его цель до конца не формализуема и может изменяться случайным образом непосредственно в ходе их получения; процесс получения конкурентом конфиденциальных сведений и процесс противодействия ему со стороны системы защиты носят разветвляющийся характер и их исходы недетерминированы даже при определенности множества исходных факторов. Там же отмечается, что конфликт между ПЭС обычно связан с распре делением ресурсов на рынке товаров и услуг. Для организации защиты и противодействия конкуренту при добыва нии им конфиденциальных сведений по различным аспектам функциональной деятельности организации работа средств защиты (СЗ) и особенно принятие ее руководством управленческих решений должны основываться на результатах всестороннего анализа и глубокой оценки существующих и потенциальных угроз данным сведениям. Решение этих задач довольно затруднительно при имеющемся составе и структуре ПЭС органов (подразделений) безопасности, в связи с чем целесообразна организация в структуре последних информационно-аналитической подсистемы. Информационно-аналитическая подсистема (ИАП) должна обеспечить упорядоченное накопление, научно обоснованное обобщение и анализ сведений по различным направлениям и их защиту с выделением определяющих как положительных, так и отрицательных факторов, влияющих на защиту конфиденциальных сведений ПЭС, и на этой основе – выработку предложений по дальнейшему развитию и разрешению возникших ситуаций. ИАП – это целостная оригинальная система взаимно связанных эле ментов, обладающих свойствами подсистем: структура ИАП соответствует многоуровневой системе и допускает распределение элементов по иерархическим уровням. Этап разработки ИАП любого предметного назначения характеризуется переходом к понятию обликового проектирования (или обли
ка) – обоснования состава, основных тактико-технических характеристик и порядка функционирования. Поэтому еѐ разработка требует применения неординарных методиче ских подходов к решению многих научных задач, возникающих при формировании оптимального облика. Обеспечение требований, предъявляемых к ИАП в целом, в значительной мере зависит от организации процесса синтеза, который можно рассматривать как многозвенную систему с детерминированными и стохастическими связями, наиболее полно проявляемыми в процессе функционирования любых ПЭС. Общим для задачи синтеза ИАП является то, что она формулируется математически как задача нелинейной оптимизации: для заданной модели применения ПЭС требуется синтезировать облик ИАП – подобрать такие значения варьируемых параметров, чтобы они обеспечивали экстремальное значение наиболее важных технико-экономических характеристик. В настоящее время среди численных методов поиска оптимальных решений, получивших название методов оптимального проектирования, не существует универсального, который позволял бы эффективно решать данную задачу нелинейной оптимизации. Для еѐ решения требуется индивидуальный подход, связанный с применением нескольких методов поиска оптимального решения и зависящий от квалификации и опыта проектировщиков. В связи с этим в разрабатываемых системах автоматизированного проектирования большое внимание отводится вопросам принятия оптимальных решений в интерактивном режиме, когда пользователь имеет возможность оперативно взаимодействовать с ЭВМ на любом этапе решения своей задачи. При этом в результате диалога «человек-машина» он может менять как число, так и тип варьируемых переменных, выбирать наиболее эффективный в сложившейся ситуации метод поиска, подстраивать численные параметры методов к конкретным особенностям оптимизируемой функции и т. д. Такой подход к решению задач оптимального синтеза позволяет осуществлять адаптацию методов поиска к особенностям и трудностям конкретной задачи синтеза ИАП. В качестве одного из вариантов функционирования информационно аналитической подсистемы в структуре СЗ можно рассмотреть концепцию известного американского специалиста в области обеспечения безопасности А. Паттокоса, получившую название метода «OPSEC» (Operation Security) [14, 110]. По утверждению автора метода, «OPSEC» является эффективным средством сокрытия намерений, планов, мероприятий, технологий, позволяет
постоянно быть «на шаг впереди противника», что в военной сфере означает устойчивое поддержание военного паритета государств, а возможно, и превосходства над потенциальным (вероятным) противником. Суть метода в том, чтобы пресечь, предотвратить или ограничить утечку той части информации, которая может дать конкуренту возможность узнать интересующие его сведения или «вычислить» действия СЗ, что позволит ему принять соответствующие меры и в результате опередить, «обыграть» СЗ. Применение этой методологии для синтеза нового класса объектов – ИАП уровня ПЭС – наталкивается на ряд принципиальных трудностей: 1. ПЭС относятся к классу сложных систем, которым присущи [31] гибкая организационно-функциональная структура и непрерывное взаимодействие на рынке товаров и услуг с конкурентами на основе адаптивного управления технологическими процессами (а не на основе детерминированных алгоритмов), что обусловливает структурную сложность предложений ИАП, связанную со слабой предсказуемостью действий конкурентов, неопределенностью характеристик и условий конфликта. Возникают проблемные вопросы, связанные с разработкой аналитиче ской итерационной процедуры обоснования основных требований, определяющих облик ИАП уровня ПЭС и ее элементов. 2. Решение задач обеспечения конфликтно-устойчивого взаимодейст вия ПЭС с внешней средой осуществляется в широком пространственновременном диапазоне, и оно основывается на парировании расширяющегося множества, прежде всего, организационных, организационно-технических и других способов противодействия со стороны конкурентов. 3. Большинство решений в ПЭС принимается в условиях ранее не встречающихся, жестких ограничений во времени и высокой степени неопределенности, связанной со случайным характером и неоднозначностью целей, критериев, способов действий и результатов последствий со стороны конкурентов. 4. Содержание и структура взаимодействия ПЭС с внешней средой связаны с разрешением «конечных» конфликтов. Поэтому конфликтная устойчивость является определяющим свойством любой ПЭС, обеспечивающей возможность противостоять преднамеренному воздействию конкурентов. Существующие методы синтеза сложных систем вопросы обеспечения конфликтно-устойчивых действий ПЭС методами и средствами ИАП, как правило, не рассматривают.
В этих условиях актуальной становится задача обеспечения конфликт но-устойчивого взаимодействия ПЭС с внешней средой и поддержания его на требуемом уровне эффективности. При этом специфика конкурентного взаимодействия ПЭС с внешней средой (широкий пространственновременной диапазон ресурсного взаимодействия, принятие управленческих решений в условиях лимитирования времени и неопределенности) должны быть определяющими при обосновании требований к облику ИАП уровня ПЭС. Комплексное применение различных математических методов по эта пам выработки решений, подкрепленное опытом авторов их использования в других областях практического применения, позволило выявить и сформулировать ряд теоретических положений и результатов, имеющих большое значение как для науки и практики развития взаимодействия ПЭС с внешней средой при управлении различного вида и типа конфликтами на современном этапе развития, так и общей теории принятия решений. Монография не претендует на полноту выдвигаемых методологических положений для разрешения конфликтов, а также на исчерпывающее изложение поднятой проблемы. В некоторых случаях для более ясного и наглядного представления методологических положений авторам пришлось отступить от математической строгости изложения. Монографию следует рассматривать как попытку систематизировать, развить и раскрыть вопросы, связанные с выработкой обоснованного решения по управлению конфликтно-устойчивым взаимодействием ПЭС с внешней средой. Авторы надеются, что предпринятая попытка решения проблемы син теза ИАП для информационного обеспечения заданной эффективности применения различного уровня и назначения целевых ИАП в конфликтах типа «соперничество» послужит отправной точкой для развития последующих исследований в этом направлении. Работа может рассматриваться, в известной степени, как методическое пособие, где практик найдет изложение опыта использования формализованных методов обеспечения конфликтной устойчивости функционирования различного типа и уровня сложных систем, а теоретик – отправную точку для дальнейших исследований при создании формализованных методов анализа и синтеза информационно-обеспечивающих систем. Авторы с признательностью примут все пожелания и замечания читате лей, направленные на дальнейшее развитие данного научного направления.
1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 1.1. Проблемные вопросы синтеза информационно-аналитической деятельности производственно-экономических систем В современных нестабильных социально-экономических условиях спе цификой развития различного рода функциональных производственно экономических систем (ПЭС) является, с одной стороны, усиление процесса интеграции и концентрации производства как формы проявления процесса перераспределения капитала между секторами экономики и территориями, а с другой стороны, выполнение целевых задач в условиях конкуренции за овладение или перераспределение того или другого вида (типа) материального, энергетического, информационного и т.п. ресурса. Конкуренция представляет собой борьбу за достижение целевого превосходства в предметной области одной из конфликтующих ПЭС и в реальности проявляется в форме конфликта, носящего характер «единства», «сотрудничества», «нейтралитета» или «соперничества». От результатов его разрешения зависит процесс развития, жизнедеятельности и гибели (поглощения) любой системы. В процессе повседневной деятельности ПЭС конфликт не исчезает, а динамически переходит из одной формы в другую. Наиболее «тяжелым» в системном представлении является категория конфликта «соперничество», характеризующая процесс развития конкурентной борьбы систем с противоположными интересами в динамически изменяющихся внешних условиях. При этом не исключается возможность участия в таком типе конфликта одной или нескольких конкурирующих систем такого же уровня иерархии. Достижение целей конфликта каждой из ПЭС в общем случае обеспе чивается на основе нейтрализации действий конкурирующей стороны, реализуемых с помощью оборонительной (защитной) и наступательной (исполнительной) функций. Реализация оборонительной функции достигается на основе эффективной защиты ПЭС и их структурных элементов, а исполнительной функции – нарушением до требуемого уровня работы структурных элементов конкурирующей системы (для общности ПЭС В ). В общем случае, ПЭС предназначены для выполнения с заданным качеством совокупности за