Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №2.

Приведенные соображения указывают на необходимость многоуровневой структуры модели систем с управлением. Структура эта должна отображать самые важные характеристики системы, а именно: 1) что система состоит из взаимосвязанных подсистем, имеющих право принимать решения; 2) что эти подсистемы образуют иерархию. Поэтому теоретико-системная модель системы с управлением - не что иное, как многоэшелонная система (организационная иерархия) [17]. Ключевой проблемой при разработке подобных систем являются вопросы специализации подсистем в рамках свойственных им задач и координирование управления на различных уровнях иерархии. Иными словами, задачи подсистем и параметры их критериев качества должны быть сформированы таким образом, чтобы совместное выполнение задач подсистем позволяло выполнить глобальную задачу всей иерархии (постулат совместимости [17]). Координирование естественным образом подразделяется на две части: установление операционных правил, предписывающих подсистемам, как они должны действовать, и практическое обеспечение выполнения этих правил в процессе функционирования системы. Первое называют «управлением в большом», а второе - «управлением в малом» [17]. В дальнейшей формализации «управление в большом» соответствует выбору подходящих функций для оценки эффективности (качества) деятельности нижестоящих элементов, или, в более общем смысле, выбору способов координирования. «Управление в малом» соответствует выбору конкретных значений координирующего воздействия. В теории организаций [14, 17] учитывается, что один из центральных вопросов, возникающих перед организацией, которая вводит у себя специализированные подразделения, - определение степени самостоятельности элементов организации. Элемент самостоятелен в той степени, в какой условия для его функционирования не зависят от того, что происходит в других элементах системы. В дальнейшей формализации роль переменных, отражающих степень самостоятельности элемента или подсистемы, играют взаимодействия между нижестоящими элементами. Проблема координации, таким образом, связана, прежде всего, с расчетом взаимодействий нижестоящих элементов. Решение этой задачи проводится с помощью так называемых принципов координации [17]. Они определяют стратегии, которыми координатор может воспользоваться, чтобы компенсировать то обстоятельство, что отдельные элементы действуют так, как если бы они были «самостоятельны». Принципы и связанные с ними методы координирования порождают целое семейство нормативных решений для задачи управления всей системой. Они не только указывают, как координировать специализированные элементы, но, предлагая новые методы координации, позволяют выявлять и новые виды специализации. В общем случае, при построении принципов координации (в частности, принципа оценки взаимодействий) речь идет о нахождении удовлетворительных решений на уровне нижестоящих решающих элементов, что вполне согласуется с современными методами децентрализации управления. В частности, из (1) следует, что в ССМ для координации применяется способ прогнозирования взаимодействий [17]. Глобальная задача ставится путем выбора доминирующего скалярного критерия, который должен вносить минимальный вклад в обобщенный критерий (1). Пусть для определенности это будет а 10(0). Рассмотрим возможности применения критерия (1) для координации локальных управлений при управлении иерархическими и сетевыми объектами. 3. Исследование иерархической системы управления Как и в [17], будем без потери общности рассматривать двухуровневую систему (рис. 1), в которой объект верхнего уровня (координатор) O0, имеющий обобщенный критерий качества Ф0 типа (1), передает подчиненным ему объектам (подобъектам) Oi - On, имеющим аналогичные критерии качества, настроечные параметры и получает в качестве сигналов обратной связи относительные отклонения фактических значений локальных критериев качества подобъектов от их номинальных значений. Подобъекты взаимодействуют через управляемую систему и не имеют информации о состоянии других подобъектов, то есть вся система локально организована. Предлагаемый принцип координации такой системы с точки зрения системного анализа соответствует внешнему (объективному) подходу к оценке эффективности функционирования подсистем в составемет асистемы. Этот принцип состоит в следующем: задачи подобъектов будут скоординированы относительно задачи координатора, если знак градиента обобщенного критерия координатора по его текущему доминирующему скалярному критерию совпадает со знаками градиентов этого обобщенного критерия по всем текущим значениям скалярных критериев подобъектов [9, 10]. 70