В последние годы все более распространенными становятся так называемые «гетерогенные» системы управления, основывающиеся на разнородности математического описания от-дельных подсистем, в частности, типа шкалы времени, в которой функционирует подсистема, разнотипности языка описания отдельных закономерностей, присущих объекту управления и т.д. Термин «гетерогенность» часто используется и для обозначения сложности, проявляющейся в разнородности, распределенности, иерархичности объекта управления и управляющей системы.
Настоящий доклад посвящен иерархическим моделям управления и имеет следующую структуру. Сначала кратко обсуждаются некоторые общие современные подходы к построению и анализу иерархических моделей управления. Затем рассматриваются примеры таких моделей из самых разных междисциплинарных областей – управление: техническими мультиагентными системами (МАС), социальными системами, военными действиями, организационо-техническими (в частности – производственными и транспортно-логистическими) системами.
Например, наряду с децентрализованностью и наличием сетевого взаимодействия, МАС могут характеризоваться сложной иерархической внутренней структурой. Так, типовая функ-циональная структура агента часто имеет несколько иерархических уровней управления. На операционном (исполнительном) уровне осуществляется управление реализацией действий (далее – просто действий), например – стабилизация движения по заданной траектории. На тактическом уровне осуществляется выбор действий (например, планирование действий как выбор траекторий или как решение задач распределенной оптимизации), в том числе – с учетом взаимодействия с другими агентами. В докладе речь идет, в основном, о тактическом и следующих – более высоких уровнях: стратегический уровень отвечает за адаптивность поведе-ния агентов, обучение и принятие решений, а также отчасти за кооперативность управления – согласованное решение набором агентов единой задачи; наконец, высший уровень соответст-вует принципам целеполагания и пересмотра критериев качества достижения целей.
Другим характерным примером являются такие организационно-технические системы, как онлайновые социальные сети (ОСС). Выделяют несколько уровней описания и анализа социальных сетей. На первом (нижнем) уровне сеть рассматривается «в целом». Здесь используются статистические методы, методы семантического анализа и др. На втором уровне с использованием аппарата теории графов производится анализ структурных свойств социальной сети. На третьем уровне исследуется информационное взаимодействие агентов. Здесь спектр возможных моделей наиболее широк – марковские модели (в том числе – модели консенсуса), конечные автоматы, модели диффузии инноваций, модели заражения и многие другие. На четвертом уровне с использованием аппарата оптимального управления или дискретной оптимизации ставятся и решаются задачи управления. И, наконец, на пятом уровне для описания взаимодействия субъектов, воздействующих на социальную сеть каждый в своих интересах, как правило, используется аппарат теории игр, в том числе – рефлексивных игр.
То есть, и в МАС, и в ОСС на каждом уровне имеется большой набор возможных моделей и методов, совокупность которых может рассматриваться как своеобразный конструктор, пользуясь элементами которого исследователь собирает инструмент для решения той или иной задачи многоуровневого управления.
В качестве проблем и перспектив, помимо вышеупомянутых междисциплинарности, сетевизма и иерархичности, можно отметить еще ряд тенденций. Достаточно часто, и чем дальше, тем, наверное, чаще происходит использование концепции ограниченной рациональности – в отсутствии времени, возможности или необходимости вместо оптимальных ищутся (зачастую, эвристически) и используются допустимые псевдо-оптимальные управления. Назревает переход от так называемой парадигмы «си в кубе», когда совместно решаются задачи управления, вычисления и связи, к концепции «си в пятой», когда упомянутые задачи должны решаться в комплексе с учетом стоимостных (в широком смысле) аспектов на протяжении всего жизненного цикла рассматриваемой системы, включая, например, этап проектирования управляющей системы.
И, наконец, для гетерогенных, иерархических моделей можно выделить следующие общие классы проблем. Во-первых, для моделей каждого из уровней возникают собственные, присущие используемому в них математическому аппарату, сложности. Во-вторых, при «сшивании» моделей их комплекс наследует все отрицательные свойства каждой из компонент. Например, если хотя бы одна из моделей в «цепочке» не допускает аналитического исследования, то и вся цепочка обречена на имитационное моделирование. Темп вычислений будет соответствовать наихудшему из результатов по уровням. Возникает необходимость оценок сравнительной эффективности решений агрегированных задач. И т.д. В целом же, можно уверенно прогнозировать смещение в теории и практике управления акцентов от иерархий и сетей – к иерархиям сетей и сетям иерархий.
