Ситуационное моделирование

2. Ситуационное Моделирование

Любая цель достижима - важно правильно увидеть ситуацию.

Ситуационный центр  – совокупность интеллектуально  организованных рабочих мест с автоматизированными  операциями закачки и пополнения информации (включая конверторы данных), процедурами построения моделей, анализа ситуации, прогона моделей, графического представления проигранных сценариев – где на практике применяется ситуационное моделирование.

Сущность понятия «Ситуационное Моделирование»

Сегодня одним из эффективных способов анализа развития критических ситуаций, а также функционирования сложных организационно-технических систем являются системы ситуационного моделирования.

Ситуационное моделирование  позволяет решать такие задачи, как  мониторинг данных, анализ тенденций развития ситуации, прогнозирование и моделирование поведения на стратегическом и оперативном уровнях.

Системы ситуационного  моделирования являются универсальным  инструментом управления и поддержки  принятия решения в крупнейших организациях, органах государственной власти и других различных компаниях.

В жизненном цикле  любой системы (как технологической, так и организационной) можно  выделить два основных этапа: этап синтеза  системы и этап функционирования ее. Причем синтез системы и анализ ее функционирования представляют собой два различных, хотя и взаимосвязанных, процесса.

Специфика предметной области  организационных систем состоит  в самом описании (моделировании) их как уникального объекта управления, учета в этом описании не только его специфической структуры и особенностей функционирования, но и поведения людей, и возможностей эволюции объекта во времени. При этом требуется использовать такой подход, который на едином языке давал бы возможность описывать как объект управления и его функционирование, так и процедуру управления им. Именно таким подходом и является ситуационное управление, базирующееся на ситуационных моделях [1].

Целью моделирования является формирование информационного контекста, на фоне которого протекают процессы организационного управления. Это достаточно четко разграничивает понятия ситуационного моделирования и ситуационного управления.

Кроме того, ситуационное моделирование в рамках операционального подхода (операционально-ситуационное моделирование) имеет целью выделение  функций организационного управления, их анализ, формулировку методов и алгоритмов описания функциональных ситуаций (специфических функциональных задач в рамках процессов функционирования организаций)

На основе этих понятий  концептуальная модель ситуационного управления в организационной системе образуется двумя системообразующими компонентами: ситуационная модель объекта организационного управления и ситуационный решатель, обеспечивающий поддержку принятия решений управленцем.

Ситуационная  модель функциональных процессов - объекта организационного управления - строится на основе известных методов проектирования информационной системы организационного управления (ИСОУ), которые, условно сгруппированы как: структурно-функциональные; виртуальные (универсальные); функционально-технологические; объектные. Очевидно, что таким образом выделенные группы сильно взаимосвязаны и существенно пересекаются по содержанию. Однако структурно-функциональный анализ является методологическим стержнем практически во всех методах проектирования ИС.

В рамках приведенной  концепции были разработаны теоретические  основы методов ситуационного моделирования, позволяющие в конечном итоге  синтезировать обобщенную структуру комплекса прикладного программного обеспечения информационной системы (КППО ИС), обеспечивающей автоматизированную поддержку эффективного функционирования в предметных областях централизованных иерархических организаций со структурной специализацией.

Методологический подход к синтезу КППО ИС заключается  в следующем: группа субъектов моделирования (образованная из системных аналитиков, специалистов-предметников и программистов), используя информационно-аналитическую поддержку, базирующуюся на информационно-логических моделях аналитических суждений, в соответствии с предложенными технологиями системно-структурного и операционально-ситуационного моделирования, строит комплекс алгоритмических моделей, описывающих процессы функционирования и организационного управления для частных функциональных задач в предметной области централизованной иерархической организации со структурной специализацией. Эти алгоритмы и являются основой для разработки требуемых пакетов прикладных программ (ППП) комплекса.

Кроме того, в рамках синтезируемой  структуры в максимально возможной  степени отражаются процессы взаимодействия компонентов КППО. Так в процессе моделирования эта группа может использовать пакеты прикладных программ, реализованные на основе алгоритмов управления служебными заданиями и алгоритмов поддержки решения диагностических задач с применением методов экспертных оценок, что обеспечивает необходимые коммуникативные взаимосвязи членов группы моделирования в рамках той же информационной среды.

Таким образом, КППО ИС в  целом позволяет реализовать  предложенную концепцию ситуационного  моделирования и сформировать информационный контекст организационного управления в рамках предметной области централизованных иерархических организаций со структурной специализацией. Примером реализации такого комплекса может служить программа Ситуационного моделирования качества обучения в вузе.

Способ  ситуационного моделирования — это технология, ориентированная на решение конкурсных задач в условиях социально-экономической, политической и социально-психологической нестабильности.

Преимущество способа ситуационного моделирования заключается в возможности решать задачи конкурсного отбора в экстремальных социально-политических и социально-психологических условиях.

Недостаток — в длительности и высокой стоимости.

Процедуры конкурса конструируются применительно к задаче отбора.

Решение задачи по выбору процедур основывается на избранной  парадигме конкурса. В зависимости  от сочетания управленческих форм и  их удельного веса в организационной  культуре предприятия вырабатываются рекомендации разработчикам конкурса по использованию тех или иных процедур. Один из возможных методов определения удельного веса управленческих форм — экспертная оценка организационной культуры предприятия. Результат этой оценки может выражаться в процентах наличия той или иной управленческой формы и представляться в виде диаграммы — круга с долями. В зависимости от их сочетания возможно включение процедур, используемых в других парадигмах конкурса, проводимых при доминировании этих управленческих форм.

Приняты обозначения:

“+” — оптимальность использования данной процедуры в рамках парадигмы;

“–” — несовместимость  с парадигмой использования данной процедуры;

“0” — незначительность результатов данной процедуры в  рамках парадигмы.

Целесообразность использования  конкретных методов (или их сочетания) производится в соответствии с двумя принципами: адекватностью конкурсных процедур сложившейся ситуации имеющимся ресурсам и целям организаторов конкурса; сочетаемостью конкурсных процедур между собой с учетом избранных парадигм проведения конкурса.

Разработаны научные  основы ситуационного моделирования, системно-структурные модели на теоретико-множественном  уровне с учетом рационального выбора отношений распределения ответственности  между субъектами управления в условиях жесткой централизации; операционально-ситуационные модели в виде информационно-логических граф-схем, поддерживающие синтез информационных технологий моделирования; информационные технологии ситуационного моделирования в терминах введенных понятий, которые адекватно согласуются с моделями SADT-методологии. Построены инструментальные средства в виде предметно-ориентированных информационных технологий, алгоритмов и комплекса программ, реализующих в рамках информационных системы человеко-машинные процедуры мониторинга и формирования жесткоцентрализованных управленческих воздействий в условиях профессиональной деятельности субъектов иерархических организаций со структурной специализацией.

2.3 Cитуационное моделирование на основе качественных рассуждений

Качественный подход сводит подробное описание процесса к самым основным, простейшим зависимостям, отражающим причинно-следственные связи между параметрами. В статье рассматривается описание и построение качественной ситуационной модели и ее взаимосвязь с нечеткими моделями. В статье рассматриваются ситуационные модели, имеющие два уровня описания: на основе нечетких множеств - на нижнем уровне, и на основе качественных оценок, которые явлются терм-множествами лингвистических переменных, - на верхнем уровне. На терм-множестве лингвистических переменных строится многозначная логика, в терминах которой описывается ситуация. Показано, что существуют гомоморфизмы из нечеткой ситуационной модели в модели на основе трехзначной логики Поста. Рассмотрены основные задачи ситуационного моделирования: распознавание входной ситуации, описывающей состояние объекта, и идентификация эталонного класса, к которому принадлежит текущая ситуация.

2.4 Проблемно-ситуационное моделирование регионального управления

В конце XX - начале XXI вв. инновации становятся главным действующим лицом теоретических сценариев и практических реализации современной научно-технической революции, несколько оттеснив инвестиции, господствовавшие много лет в качестве главного фактора экономического роста. Повышение роли инновации вызвано изменением рыночной ситуаций.

Важнейшее направление  деятельности администрации - инновационный  потенциал соответствующего региона, представляющий собой совокупность кадровых, социальных, правовых, материальнотехнических, информационных и других ресурсов, предназначенных для собственного развития, что открывает возможности для появления инновационной восприимчивости и активности.

Отличительными признаками инновационного предпринимательства являются свобода выбора направлений, методов и партнеров деятельности, инициативность, самостоятельность принятия решений, ответственность за их последствия, ориентация на коммерческий успех в настоящем и будущем.

Принимая перспективную стратегию, администрация должна учитывать  четыре фактора: уровень риска, знание прошлых стратегий и результатов их реализации, фактор времени, реакция на владельцев.

Для эффективного выбора необходимо использовать коллективный разум, который лучше всего можно реализовать в процессе игрового моделирования. Проблемно-ситуационные игры (ПСИ), разработанные авторами, определяются как одно из средств коллективного рассмотрения разрешения большого класса проблемных ситуаций, нацеленных на выход в пространство профессиональных и предметных задач. В ПСИ решение проблемы заключается в выработке программы действий и направления движения выхода из затруднений. Линия развития личности присутствует обязательно, ибо без этого трудно отыскать позитивную программу и, главное, невозможно будет ее реализовать.

В результате проведения большинства ПСИ с участием авторов было достигнуто понимание того, что основные результаты заключаются не только в масштабе и уровне рассмотренных, решений, но и в умении моделировать новые перспективные ситуации и находить средства для их реализации, что обусловливает непрерывное развитие управленцев и их эффективное функционирование в профессиональной деятельности,

При использовании ПСИ  в решении управленческих проблем  могут быть получены содержательные социальные, психологические, педагогические и методологические результаты. Далеко не всегда возможно их получить, однако осмысление спектра возможностей этой технологии позволяет выбрать направленность самого процесса моделирования и определить крут участников.

Технологии  проблемно-ситуационного моделирования  неоднократно использовались в разработке бизнес-планов и инновационных проектов студентами и слушателями вузов и ИПК. а также в организациях различного типа. Особняком стоит применение этих технологий для разработки социально-экономических программ регионов. Цель подобных игр - выработка основных направлений деятельности районов и соорганизация усилий по созданию условий их успешного развития в сложных современных условиях. По материалам игры получены результаты, которые будут ориентиром в деятельности районной администрации.

В процессе проблемно-ситуационного  моделирования выполняется большой  комплекс работ, в т.ч. анализ информации по рассматриваемой проблеме, подготовка рабочего сценария, проведение нескольких совещаний с заказчиком и технической командой, разработка и тиражирование игровых форм, проведение собственно самой игры, обработка результатов и подготовка итогового документа.

Опыт осмысления проблемно-ситуационного  подхода в игровом процессе позволяет рекомендовать его как эффективное средство и кратчайший путь для формирования своих идей и предложений, разрушения сложившихся стереотипов мышления, восприятия культуры коммуникаций, конфликта, мыследеятельности в условиях дефицита времени. Благодаря такому подходу региональные управленцы учатся понимать сущность сложных ситуаций, формулировать проблемы, разрабатывать проекты и программы действии, определять форму и содержание наблюдаемых феноменов, прогнозировать тенденции и развитие в будущем.

Технология  проблемно-ситуационного моделирования является одной из форм социальной технологии по использованию различных форм мышления и деятельности для разрешения конкретных ситуаций и модельного проектирования объектов и процессов, способствует развитию коллективной мыследеятельности и повышению уровня профессиональной культуры участников, создает новую социально-психологическую среду и творческую атмосферу.

2.5 Применение «QUEST»-технологий при решении ситуационных задач

В современных условиях к любому производству предъявляются  такие требования, как гибкость, адекватная реакция на изменение конъюнктуры рынка, устойчивость в периоды спада спроса. В этих условиях требования к сфере образования со стороны производства имеют текущий, чисто конъюнктурный характер, обусловленные постоянными изменениями как технологий производства, так и развитием нормативно-правовой базы, регламентирующей ту или иную сферу деятельности. В этой связи образовательные технологии должны иметь механизм, позволяющий максимально быстро реагировать на изменения требований к подготавливаемым специалистам. Кроме того, в условиях современности наиболее ценятся те специалисты, которые кроме специфических знаний своей специальности имеют фундаментальную подготовку в других отраслях знания, позволяющую корректировать свою профессиональную деятельность в зависимости от текущего состояния внешней среды.

В таких случаях приходится прибегать к различным способам моделирования ситуаций. С применением  современных информационных технологий в образовании стало возможным  значительно расширить круг разрабатываемых моделей, смоделировать те процессы, наблюдать визуально которые в принципе невозможно. Применение компьютерных технологий позволяет отойти от традиционных методик изложения материала в специфичных отраслях знаний, где требуется своя собственная методика, сориентированная на особо важные моменты в образовательном процессе. Применение QUEST(Quick, Unbiased, Efficient Statistical Trees) – алгоритмов — один из способов создания таких методик. Форсирование приобретения личного опыта можно осуществить с помощью тематических игр, например, военных, экологических, или, другими словами, применением ситуационного моделирования. Одним из требований к ситуационному моделированию, как к методу обучения, является создание у учащегося иллюзии управления рассматриваемым процессом. Создание таких комплексов затруднено большим количеством вариантов — разветвлений, которые должны быть рассмотрены разработчиком; достижение в результате модели, позволяющей проявить взаимосвязь различных параметров ситуации, является целью моделирования. Достижение этой цели сделает возможным приобретение учащимся из игровой ситуации бесценного личного опыта, который может быть применен на практике. Возможность применения ситуационного моделирования в системе непрерывного образования можно проиллюстрировать следующим простым примером. Рассмотрим задачу выбора места расположения промышленного предприятия (тематическая экологическая игра). В качестве исходных данных можно представить широкий круг параметров, так или иначе влияющих на выбор места расположения промышленного объекта.

Например, следующие:

• тип промышленного предприятия;

- ландшафтно-географические  характеристики местности;

• сведения о наличии, характеристиках и расположении селитебных зон;
• сведения об инфраструктуре местности;
• климатические характеристики региона и др.

Решение такой задачи на практике в любом случае регламентируется нормативно-правовой базой. В обучающей  игровой ситуации имеет смысл  организовать поэтапную систему  доступа к справочной нормативной информации. Особое внимание следует уделить выработке интереса учащегося, направленного на поиск нужной на данном этапе информации. Такой интерес может быть вызван с помощью системы поощрений и наказаний в тематической игре, ориентированных на анализ альтернативных путей решения поставленной задачи. Именно имитация самостоятельности учащегося в выборе пути решения, в выборе необходимой справочной информации позволит приобрести личный опыт. Нормативно-правовая база постоянно развивается, меняются требования, предъявляемые к объектам хозяйствования. Поэтому возникает необходимость оперативно менять справочную информацию, требуемую при решении задачи. Способы замены ненужной информации и добавления новой при использовании QUEST – алгоритмов рассмотрены выше. Если же изменение нормативно-правовой базы носит принципиальный характер, то задать новый оптимальный путь решения возможно, используя систему поощрений и наказаний, реализованную в игре, изменяя «цену» выбора того или иного пути решения. Таким образом, не меняя сценарий предоставления изучаемых материалов, возможно оперативное обновление информации в конкретной области знаний. Другими словами, использование QUEST – алгоритмов позволяет решить проблемы адекватной реакции на изменение требований к подготавливаемым специалистам, т.е. реализовать систему непрерывного образования. Разработка таких систем для различных областей знания – один из путей решения отраслевых проблем непрерывного образования.

2.6 Постановка задачи ситуационного управления (философия ситуационного подхода)

Ситуационное моделирование  – отрасль системно-аналитической  деятельности, переживающая второе рождение в современном мире. Первое воплощение – чисто научное – состоялось несколько десятилетий назад  в отношении объектов и задач, более “романтических”, чем практических: моделирование мышления, игровых стратегий, моделирование роста или многофакторного поведения. Объекты определялись как “сложные”, т.е. такие, по отношению к которым невозможно строгое функциональное или исчерпывающее “матричное” (путем перебора всех значений параметров) описание, подводящее их под класс “декартовских” объектов с линейной каузальностью. Указание на “вложенность” систем одной в другую (декомпозиция) имело значение более философское (гносеологическое), нежели формальное, математическое. Однако все это постепенно обретало строгое научное обоснование в лице кибернетики, теории множеств, математических теорий представления нелинейных процессов и теории катастроф.

Справедливости ради отметим прагматическое воплощение прежних наработок – автоматизированное управление относительно автономными объектами в “нелинейных” условиях в реальном масштабе времени (движущиеся объекты на активном участке). К сожалению или к счастью, указанные объекты благополучно двигались в пространстве под грифом “совершенно секретно”, пока праздно-вездесущее человечество не подошло к аналогичным объектам и задачам совсем с другой стороны.

Развитие средств вычислительной техники в направлении свертки  рутинных “вычислительных” операций в “модули” обработки данных и возможность представления проблем в произвольную комбинацию готовых модулей создали новое качество: объект корректно и математически точно представлен набором свойств (как новая системная целостность – на самом деле квази-целостное представление), и с таким объектом с помощью интегрированного интерфейса можно оперировать в тех же самых (декартовских) категориях связей и функций. Что это дает? Это дает по меньшей мере две возможности: оперировать объектом “как по видимости качественно целым” (в составе его согласованных модулей), и создавать новую меру свободы для корректного внедрения воли экспериментатора в модель – теперь можно оперативно варьировать условия и параметры как внутри модулей, так и в сочетании моделей – то есть в двух уровнях. Выигрыш во времени (оперативность) и выигрыш в глубине варьирования фактически создает возможность экспериментатору по своему произволу перебирать параметры по любой немыслимой и невозможной “функции”, не заботясь об “обоснованности” ситуаций.

Ближе всего к ситуационному  моделированию подводят такие отрасли  математики, как имитационное моделирование, программирование и системный анализ. Однако, при всем уважении к строгости  теории, необходимо констатировать, что  именно она (строгость) является принципиальным ограничением на применение теории. Повседневная жизнь не протекает по законам чуда, не построена из одних скачков, хотя их и содержит. Более того, в силу каких-то фундаментальных свойств сознания разум стремится представить все в виде ламинарных процессов. Нет оснований отменять теории вообще из-за того, что они не работают на границах “области определения функций”. Просто именно в районе границ области определения необходимо найти и применить некоторые приемы (например, малых приращений) чтобы “на ощупь” попытаться продвинуться. А часто возникают задачи отнюдь не “малых” приращений.

Ситуационное моделирование  опирается на строгость теоретических  подходов, но дополнительно содержит средства варьирования условиями “вопреки”  формальным ограничениям. С чисто технической точки зрения последнее дополнение как инструмент моделирования появилось именно в последние годы благодаря развитию компьютерных приложений (объектно-ориентированное программирование, case-технологии, графический интерфейс и другие средства визуализации). Также технологией ситуационного моделирования является ViewContent – информационно-прогнозная технология ситуационного моделирования, основанная на обработке информации, полученной с помощью технологий Контент-Пресс, Нэт-Контент, Маскарад, «Точки над Ё».

В ответ на развитие этих возможностей подтягивается тот  или иной теоретически оформленный  аппарат: вероятностное моделирование, нечеткая логика… Так что ситуационное моделирование при всей первоначальной “мечтательности” (заявлено как попытка представить сложные процессы в категориях нормального человеческого языка, языка ситуаций в противовес безусловно уважаемому, но сложному для привязки к конкретным ситуациям языку интегро-дифференциального исчисления) – ситуационное моделирование становится и более возможным, и более корректным с точки зрения строгой теоретической обоснованности.

Наконец, последнее замечание  применительно к задаче целостного представления объектов,- заключается  в том, что сознательно поставленная задача ситуационного моделирования уводит потребителя модели (в коммерческом приложении – руководителя предприятия) в “виртуальную реальность”: предлагается проиграть ситуации, когда “мы повысим или понизим цены на товар в два раза”, или “неожиданно вольется в состав оборотных средств бабушкино наследство”, или “курс доллара вырастет до величины NN”, или столица переедет в г. Васюки”. Но корректно составленная модель в своих результатах не более “виртуальна” по отношению к действительности, чем бумажные деньги по отношению к золоту. Сыгранные сценарии не обязаны воплотиться, но могут предостеречь – и в этом их безусловная полезность.