Лаборатория № 32 «Интеллектуальных информационных технологий для систем управления»

Лаборатория образована в марте 1968 г. для разработки научных основ и методов построения автоматизированных систем управления организационными комплексами. Первым её руководителем до последнего дня жизни был доктор технических наук, профессор (впоследствии — член-корреспондент АН СССР) Олег Иванович Авен. В 1992 г. заведующим лабораторией избран кандидат технических наук Леонид Ильич Микулич. В коллективе 9 сотрудников, включая доктора технических наук и четырёх кандидатов.

С 1968 по 1992 гг. лаборатория под руководством члена-корреспондента АН СССР О. И. Авена принимала участие в крупных общесоюзных проектах по созданию АСУ «Металл», АСУ «Интурист» и АСУ «Морфлот».

В последующие годы была выполнена работа по применению оптимизационных методов для решения микроэкономических проблем, связанных с функционированием фирм на рынке в условиях растущей конкуренции. Научную основу этого исслкдования составляют методы оптимизации функций, обладающих свойством монотонности на полиэдральных множествах.

В эти же годы разрабатывалась система взаимодействия пользователей с информационными базами данных, когда оператор мог формулировать запрос на профессиональном естественном языке. Система нашла прменение в ряде морских пароходств страны для управления контейнерными перевозками. Система "ДИСПУТ" была одной из первых в СССР разработок, в которой использовались интеллектуальные технологии. 

Заведующий лабораторией № 22 Леонид Ильич Микулич

В рамках другой тематики, которая активно развивалась в последующие годы, исследовалось применение графодинамики для моделирования и анализа процессов в сложных дискретрых системах. Термин «графодинамика» был введен в 70-х годах М. А. Айзерманом для обозначения научного направления, оперирующего переменными в виде графов и функциями (операторами), определенными на графах.

Моделирование и анализ процессов выполняется применительно к различным предметным областям: организационным, социальным, экономическим, техническим и  ряду других. Стержневой идеей подхода к решению этой проблемы является представление процессов в системе в виде совокупности трёх взаимодействующих составляющих, отображающих: 

  • иерархическую структуру целей, определяющих развитие системы;
  • множество упорядоченных во времени действий (операций), направленных на достижение целей;
  • множество взаимозависимых (а следовательно, и взаимовлияющих показателей, отображающих выполнение процессов. 

Такое концептуальное представление процесса в дискретной системе названо триадной структурой. Работы направлены на создание научной базы для методов прогнозирования развития и методов среднесрочного и долгосрочного планирования реальных сложных дискретных систем.

В качестве математического аппарата используется формальный аппарат сетей Петри и их расширений, аппарат функций, алгебры логики, новый аппарат импульсных сетей, отображающих переходные процессы в дискретных системах при критических и кризисных ситуациях.

В число решаемых задач входят:

  • анализ корректности процессов в дискретных системах (отсутствие «зависаний», несанкционированных повторных запусков операций во время их выполнения и т. д.;
  • имитационное моделирование процессов с выявлением «узких мест»;
  • идентификация и анализ нештатных, в том числе критических и кризисных ситуаций;
  • моделирование путей выхода из них (нормализация процессов);
  • моделирование движения потоков в дискретной системе;
  • анализ и разрешение конфликтов между субъектами организационной системы, анализ и балансировка процессов исполнения ролей этими субъектами.  

Еще одно направление было связано с исследованием моделей управлением знаниями в корпоративных структурах и научных организациях. Для этого был выполнен анализ моделей управления знаниями в корпоративных структурах и предложена обобщённая модель, относящаяся к классу прескриптивных. Модель организации, одна из функций которой состоит в управлении знаниями, рассматривается как сообщество агентов, часть из которых является интеллектуальными агентами. Связи между агентами устанавливаются так, чтобы всё сообщество следовало заданным целям и эффективно решало задачи организации. Каждый агент имеет собственную целевую установку и решает определённый круг задач, используя при этом свои знания и обмениваясь знаниями с другими агентами. К числу типовых процессов управления знаниями являются: сбор знаний, организация и структурирование знаний, поддержка актуального уровня и совершенствование знаний, распределение знаний, использование знаний, производство знаний.

Особенность научной организации в том, что она является одновременно и потребителем, и источником научных знаний, то есть её продуктом является научное знание в той или иной форме. Поэтому из всех процессов, осуществляемых в научной организации, наиболее важным является процесс создания новых знаний, который в науке имеет свои неформальные принципы и методологию. Выделены следующие составляющие системы управления знаниями: руководство, бизнес-процессы, культура, информационные технологии.

Применительно к научно исследовательской деятельности была  разработана ее детальная бизнес-модель. Итогом явилась генерация и модификация понятий в существующей концептуальной системе научных знаний или организация/представление знаний новым способом в новой концептуальной системе, отличной от старой (если возникает конфликт, требующий реструктуризации).

Для того чтобы понятия и отношения в концептуальной системе могли быть сохранены в базе знаний научной организации для последующего использования, они должны пройти процесс кодификации в виде концептуальных моделей, онтологий и соответствующих артефактов (например, статей и документов).

Разработана многоуровневая модель пространства научных знаний с соответствующими измерениями: исследователь, группа, внутреннее и внешнее сообщество, общество; рациональность и иррациональность; модель потоков знаний и их преобразований; модель процессов знаний. Сформировано ядро онтологий, составляющее концептуальную рамку исследовательской деятельности в научном сообществе.

Процессы обмена и использования знаний предполагают их доступность, релевантность и достоверность. Если проблемы доступности и релевантности разрешаются использованием упомянутого ядра онтологий и соответствующей архитектурой системы, то достоверность созданного научного знания обеспечивают механизмы репутации и доверия. Разрабатываются общие и вычислительные модели доверия и репутации. Одновременно разрабатывается архитектура системы управления знаниями, поддерживающая по возможности все аспекты научной деятельности, на основе упомянутых моделей (модели создания научного знания, распространения научного знания, представления знаний, доверия и репутации).

Предложена распределённая веб-архитектура на базе сервисов, объединенных открытыми форматами данных, открытыми протоколами и открытыми программными интерфейсами. Выявлены группы сервисов (например, поддерживающих научно-исследовательскую деятельность на индивидуальном уровне, поддерживающих научно-исследовательскую деятельность на групповом уровне и др.) и разработаны механизмы их взаимодействия.

В последние годы проводились исследования в двух новых направлениях: в области форсайт-технологии и интеллектуального анализа информационных процессов в сетевых мультиагентных структурах.

По первому направлению разработаны основы современной технологии стратегического прогнозирования социально-экономических процессов. В мировой литературе  эти технологии носят название форсайт-технологии. Такие технологии позволяют с максимальной достоверностью прогнозировать состояние социально-экономических процессов в стране за счет подключения большого числа профессиональных экспертов и информационных инструментов оценки параметров бизнес-процессов.

В лаборатории разработаны инструментальные средства проведения аналитических исследований при решении задач тактического, оперативного и стратегического планирования на основе  форсайт-технологий. Использование на практике этого инструментария позволит существенно повысить достоверность плановых показателей социально-экономического развития страны. Достоверность  плановых показателей достигается за счет непрерывной и оперативной корректировки этих показателей.

На основе форсайт-технологий и инструментов  аналитических исследований применительно к российским реалиям поставлена задача разработки множества мероприятий по деурбанизации страны, направленной на сокращение массового оттока  населения в крупные города. Решение этих задач позволит переориентировать  психологию людей стремящихся в крупные города, повысит безопасность жизни людей в случае военных конфликтов, в существенной мере повысит экологическую безопасность в стране. 

Второе направление порождено интенсивным развитием онлайновых социальных сетей (или социальных медиа), что приводит к росту роли информации, скорости ее обработки и распространения, увеличению прозрачности и легкости коммуникаций. Поэтому актуальной является задача всестороннего и системного изучения информационно-коммуникационных процессов поведения отдельных индивидов, социальных групп и общества в целом в онлайновых социальных сетях для понимания происходящего, прогнозирования трендов и активного управления процессами. Главной целью проводимых лабораторией в этом направлении работ является разработка базовых моделей и методик, обеспечивающих получение научно обоснованных подходов к анализу, моделированию, прогнозированию и управлению информационными процессами в онлайновых социальных сетях.

По этому направлению в сотрудничестве с другими лабораториями ИПУ РАН получены следующие результаты.

·  Разработаны математические модели и методы информационного влияния, управления и противоборства в социальных сетях. Модели информационных взаимодействий формализуют зависимость поведения пользователя социальной сети от его информированности. Модели информационного управления позволяют определить оптимальные воздействия управляющего субъекта на пользователей сети для достижения требуемого поведения пользователей. Модели информационного противоборства позволяют моделировать и прогнозировать взаимодействия нескольких управляющих субъектов.

· Разработаны математические модели и методы оценки влиятельности пользователей и метапользователей в социальных сетях. В основе таких моделей и методов лежит формальная модель распространения действий пользователей в социальной сети, а также учет предпочтений лица принимающего решения по действиям пользователей социальной сети.

· Разработан комплекс алгоритмов и программ для информационно-аналитической поддержки пассивной и активной работы с онлайновыми социальными сетями.

·  Проведены исследования структуры социальной сети и протекающих в ней информационных процессов для различных реальных онлайновых социальных сетей (Facebook, ВКонтакте, Twitter и LiveJournal).

· Проведены исследования по моделированию поведения социальных сетей и мультиагентных структур с использованием языковых игр.

Отдельное, но тесно связанное направление исследований – исследования сетевой экспертизы, в рамках которых исследуются методы и алгоритмы интеллектуального поиска экспертов, их ранжирования, а также формирования команд экспертов на основе различных связей между экспертами и между результатами их деятельности.

Продолжаются работы по разработке моделей, методов и алгоритмов информационного управления в социальных сетях на основе анализа влиятельности агентов социальных сетей.

Научно-организационная работа

Л.И Микулич является заместителем председателя  секции 5 Ученого Совета РАН .

Д.А.Губанов является членом секции 5 Ученого Совета РАН

Сотрудники лаборатории регулярно публикуются в ведущих отечественных и зарубежных журналах, участвуют в российских и международных конференциях и семинарах (в том числе с пленарными докладами). 

 


ОЛЕГ ИВАНОВИЧ АВЕН

25.01.19271.03.1992

Авен Олег ИвановичВ Институт проблем управления (тогда Институт автоматики и телемеханики АН СССР) Олег Иванович пришёл в 1950 г. Начинал он младшим научным сотрудником, но уже через 10 лет стал учёным секретарем Института. В 1968 г. организовал и возглавил Лабораторию автоматизированных систем управления, которой заведовал до конца жизни. Занимал должность учёного секретаря Национального комитета СССР по автоматическому управлению и ответственного секретаря Комитета по системному анализу при Президиуме АН СССР.

В 1965 г., одним из первых в стране, О. И. Авен начал работы в области теории и практики систем автоматизации организационного управления и научных основ создания АСУ. Результаты работ возглавляемой им лаборатории стали научным фундаментом построения таких сложных отраслевых автоматизированных систем управления, как АСУ «Металл», АСУ «Интурист», АСУ «Морфлот» и др.

Одновременно О. И. Авеном и его учениками были получены важные результаты в области анализа и оптимизации производительности вычислительных систем.

В 1971 г. О. И. Авен награждён орденом «Знак почёта», в 1984 г. стал лауреатом Государственной премии СССР. В том же 1984 г. О. И. Авен избран членом-корреспондентом Академии наук СССР.