2019. №1 Vol.13

      В статье рассматривается понятие реального времени управления предприятием, история которого берет начало от предложенной в 2002 году идеи предприятия реального времени (real time enterprise, RTE). Концепция предприятия реального времени получила множество толкований и использовалась в основном в области информатики и маркетинга. С приходом новых цифровых технологий и появлением цифровых организаций это понятие начало приобретать более практическое управленческое измерение.
      В статье рассматривается важное свойство предприятия реального времени – шкала реального времени управления. Проведен анализ факторов, влияющих на цену деления шкалы реального времени управления, среди которых рассматривается и цифровизация организации. Шкалу реального времени управления предлагается рассматривать как временную характеристику скорости адаптации организации к динамике изменений, неопределенности и сложности ее окружения. Цена деления этой шкалы характеризует тот предел, после которого наступает потеря управляемости организации.
      На цену деления шкалы влияют как объективные факторы (например, скорость реальных операционных процессов), так и субъективные факторы (например, ограниченность знания участников о реальной обстановке или их оппортунистическое поведение). Тем не менее, реальное время управления – это феномен, который имеет объективные проявления. В нормально управляемой организации по вопросу цены деления шкалы реального времени менеджмент всегда достигает консенсуса. При этом консенсус физически проявляется в шкале деления физических часов, достаточной для точности планирования и контроля отклонений факта от плана.

      В данной работе предлагается новый подход к многокритериальному принятию решений на основе лингвистической информации, полученной от группы автономных экспертов. Данный подход позволяет лучше анализировать и быстрее находить решения для слабоструктурированных проблем, характеризующихся большим количеством факторов и неопределенностью контекста. Одним из ключевых элементов предлагаемой методологии является иерархия абстракций, предложенная Дж. ван Гигом и используемая для определения различных уровней, на которых находятся альтернативные решения и критерии для их оценивания. Интеграция этой иерархии позволяет всецело проанализировать проблемную ситуацию. Поэтому данный подход был назван многоуровневым многоатрибутным лингвистическим методом принятия решений (multi-level multi-attribute linguistic decision making, ML–MA–LDM).
      Предлагаемый подход включает методологию, представляющую собой набор шагов, и математическую модель. Кроме того, представлен метод автоматического распределения весов экспертов в зависимости от уровня их уверенности в данной оценке. Данный оригинальный подход поддерживает работу как с качественными, так и с количественными оценками на протяжении всего процесса принятия решения по различным уровням абстракции. Наконец, демонстрируется прототип мультиагентной экспертной системы для решения слабоструктурированных проблем с учетом большого числа различных аспектов и неопределенности контекста. Данный прототип играет роль инструмента для конкурентного анализа и для целей верификации предложенной методологии.
      Основные свойства подхода и прототипа продемонстрированы на примере решения конфликтной ситуации в области стратегического управления. Также были выделены преимущества, недостатки и направления развития предложенной методологии.

      В статье представлен новый подход к проектированию систем поддержки принятия решений социально-экономического и экологического планирования с использованием параллельных генетических алгоритмов вещественного кодирования (RCGA), агрегируемых с имитационными моделями AnyLogic по целевым функционалам. Особенностью данного подхода является использование агентов-процессов, являющихся автономными генетическими алгоритмами, функционирующими синхронно в параллельных потоках, периодически обменивающихся наилучшими потенциальными решениями, что обеспечивает преодоление проблемы застревания генетических алгоритмов в локальных экстремумах и существенно улучшает общую процедуру поиска решений. Также показано, что комбинированное использование различных операторов кроссовера (скрещивания) и мутации существенно повышает временную эффективность RCGA, обеспечивая большее разнообразие популяции потенциальных решений (особей).
      В работе используется ряд предложенных операторов кроссовера и мутации, в частности, модифицированный оператор SBX-кроссовера (MSBX) и масштабируемый оператор равномерной мутации (SUM). В результате обеспечивается разбиение пространства поиска решений на малые отрезки равной длины с учетом общего числа взаимодействующих агентов-процессов и максимального числа внутренних итераций, формирующих потенциальные решения посредством селекции, кроссовера и мутации. Подобная функциональная зависимость параметров эвристических операторов от соответствующих процессных характеристик, в совокупности с комбинированным вероятностным использованием различных операторов кроссовера и мутации, позволяет получить максимальную отдачу от мультипроцессорной архитектуры. В результате вычислительные возможности RCGA при решении оптимизационных задач большой размерности (сотни и тысячи переменных-решений, множественные целевые функционалы) становятся зависимыми только от физических характеристик имеющихся вычислительных кластеров, что позволяет эффективно использовать суперкомпьютерные технологии.
      Важным преимуществом предложенной системы является реализованный механизм интеграции предложенного параллельного RСGA (реализованного на C++ и MPI) с системой имитационного моделирования AnyLogic (Java) с использованием технологии JNI. Подобный подход позволяет синтезировать оптимизационные задачи реального мира в системах поддержки принятия решений социально-экономического и экологического планирования, с использованием методов имитационного моделирования, поддерживаемых в системе AnyLogic. В результате обеспечивается эффективное решение задач одноцелевой и многоцелевой оптимизации большой размерности, в которых целевые функционалы являются результатом имитационного моделирования и не могут быть описаны аналитически.

      Повышение эффективности стратегического управления в условиях высокой сложности и динамичности современных управленческих систем требует разработки адекватного математического инструментария. Задача повышения эффективности стратегического управления особенно актуальна для предприятий теплообеспечения Донецкого региона, функционирование которых затруднено рядом общесистемных проблем, а также наличием существенных внешних вызовов. В то же время вопросы использования математического аппарата для повышения эффективности стратегического управления предприятиями сферы ЖКХ, в том числе теплообеспечения, являются малоизученными. В связи с этим целью настоящего исследования является повышение эффективности стратегического управления предприятиями теплообеспечения Донецкого региона за счет разработки соответствующего инструментария математического моделирования. Для достижения поставленной цели в работе проведен анализ жизнеспособности системы по методологии, предложенной С. Биром, выполнен анализ элементов рынка теплообеспечения, а также разработаны системно-динамические модели, основанные на подходе Дж. Форрестера.
      В результате исследования выявлены основные проблемы, влияющие на жизнеспособность системы на стратегическом уровне. Установлено, что выявленные проблемы являются следствием несовершенства методологической базы, в том числе отсутствия своевременной информации о динамике внешней среды, прогнозирования ключевых параметров, инструментария принятия решений и др. С целью поиска инструментария для совершенствования методологической базы проведены анализ и прогнозирование рынка теплообеспечения Донецкого региона, как части внешней среды, оказывающей наиболее значимое воздействие на деятельность предприятий теплообеспечения Донецкого региона.
      В ходе анализа рынка установлено, что предложение на услуги теплообеспечения не является постоянным и зависит от тарифообразующих затрат. В связи с этим предложен подход к прогнозированию тарифообразующих затрат, основанный на методологии А.Г. Ивахненко, но отличающийся от нее наличием обучающей и двух тестовых выборок. Кроме того, в ходе анализа рынка выявлены новые разновидности спроса на услуги теплообеспечения – упущенный спрос и неоплаченный спрос. На основе установленных зависимостей построена модель прогнозирования поведения потребителей предприятия теплообеспечения, ориентированная на уровень маркетинга. С помощью данной модели, путем ее дополнения и модификации построена комплексная модель стратегического управления предприятием теплообеспечения Донецкого региона, позволяющая анализировать эффективность использования тех или иных рычагов стратегического управления на основе сценарного анализа.

      В статье рассматривается модель организации железнодорожных грузоперевозок на протяженном участке пути между двумя узловыми станциями, соединенными большим количеством промежуточных станций. Между двумя произвольными соседними станциями расположен перегон для временного хранения части грузов. Движение грузопотока осуществляется в одном направлении. Для обеспечения бесперебойного движения грузопотока используются две технологии, единые для всех станций. Первая технология основана на процедуре взаимодействия станции как с соседними станциями, так и с соседними перегонами. Вторая технология использует технические возможности самой станции и основана на взаимодействии станции с соседними перегонами. Для грузоперевозок используется простая система контроля, предусматривающая измерение объемов перевозимых грузов на соседних станциях с единым лагом времени.
      Работа посвящена описанию и исследованию динамики количества путей, задействованных на перегонах. Для этого формируется система дифференциальных уравнений, правые части которых являются функциями переменных, описывающих динамику количества путей, задействованных на станциях. Отправной точкой для данного исследования являются полученные ранее результаты исследования динамики количества путей, задействованных на станциях (краткое описание этих результатов приведено во Введении). Приведено описание динамики числа путей, задействованных на перегонах. Исследованы возможные варианты этой динамики (рост числа задействованных путей на одних перегонах и падение на других) и их зависимость от параметров модели. Также исследована зависимость скорости изменения числа задействованных путей на перегонах от параметров модели. Выявлен параметр, управляя которым, можно обеспечить сколь угодно малую скорость роста (падения) числа путей, задействованных на всех перегонах.

      В настоящее время решением одной из основных задач в обеспечении информационной безопасности облачных сервисов как крупных компаний, так и обычных пользователей является правильное определение и прогнозирование сетевого трафика злоумышленника. В статье представлена статистика угроз информационной безопасности, описана классификация угроз информационной безопасности облачных сервисов, определены цели злоумышленников, предложены контрмеры.
      Остро стоит проблема определения наиболее эффективной методики, которая может быть применена в средствах защиты облачных сервисов от различного рода сетевых атак, а также для анализа сетевого трафика. В качестве одной из методик была выбрана и рассмотрена методика, основанная на аддитивной модели временных рядов, которая позволяет решить задачу прогнозирования неблагоприятного сетевого трафика. Для проверки работоспособности выбранной методики получены количественные показатели неблагоприятного сетевого трафика путем моделирования реализации сетевой атаки и фиксации эмпирических показателей, описывающих этот процесс. Для этого рассмотрена вредоносная программа, воспроизводящая сетевую атаку, и программа, предназначенная для получения и обработки необходимых для исследования эмпирических показателей.
       На основе полученных исходных данных проанализирована эффективность применения методики, использующей аддитивную модель временных рядов. Также показано, что данная методика применима в исследованиях общей динамики числа сетевых атак, совершаемых в интернет-пространстве, что позволяет обнаруживать связи между динамикой числа совершаемых злоумышленниками сетевых атак и особенностями календарного периода. Результаты применения методики показывают, что, основываясь на показателях, описывающих сетевой трафик, можно обнаруживать, а затем и прогнозировать вредоносные действия злоумышленников.