К.т.н., Безродный А.А.

Институт проблем точной механики и управления РАН, г. Саратов, Российская Федерация

Модели теоретико-множественного описания подсистемы реализации сопутствующих товаров и услуг системы нефтепродуктообеспечения

Введение

Система нефтепродуктообеспечения (НПО) в качестве одной из главных производственных подсистем включает в себя подсистему «Реализация товаров и оказание услуг». Важность изучения данной предметной области определяется современными тенденциями развития структур обслуживания различных видов. Большинство моделей структур системы НПО относится к классу стохастических моделей с неопределенностью [[1]], что предполагает использование формализованного теоретико-множественного описания [[2], [3]]. Ранее проведенные исследования [[4], [5]] говорят о необходимости осуществления процедур синтеза структур инфрасистемы (неактивной при данном рассмотрении), системы управления и принятия решения, а также информационной и организационно-технической систем. Построению указанных моделей для подсистемы реализации сопутствующих товаров и оказанию услуг системы НПО и посвящена настоящая работа[1].

1. Содержательное описание процесса реализации товаров и оказании услуг

Содержательное описание процесса реализации товаров и оказания услуг[2] схоже с описанием процесса реализации нефтепродуктов и представляет собой поставку, хранение и выдачу товаров в обмен на средства оплаты с оформлением соответствующих документов. С точки зрения теории систем [[6]] речь идет о прогнозировании будущего состояния социально-экономической системы по показателям количественных и качественных характеристик элементов материальных потоков (товаров), для обеспечения их результативной и эффективной трансформации в элемент другого вида (при реализации товаров) или трансформации и изменения характеристик (при оказании услуг), исходя из анализа предпочтений потребителей. Данный процесс описывается последовательной сменой состояний (прием, хранение и выдача товара) исследуемой подсистемы и реализуется с помощью процедур сбора и обработки информации, анализа поведения среды и исследуемой подсистемы, записи и передачи информации между компонентами подсистемы, на следующие уровни иерархии и в иные подсистемы внешней среды («Поставщики»), реагирования на целенаправленные или хаотические воздействия (шум), резервирования контуров управления на случай нештатных ситуаций и т.п. Объект исследования представляет собой сложную систему, обладающую сильной межконтурной координацией с производственными и сервисными подсистемами системы НПО других видов (подсистема обеспечения безопасности, обслуживания по микропроцессорным картам и т.п.), широтой использования средств автоматизации, наличием моделей искусственного интеллекта для мониторинга и анализа состояния среды и условий для формирования эффективных актов естественного интеллекта для работы в ранее неизвестных ситуациях. Показатели эффективности [[7]] учитывают результаты функционирования, издержки, нереализованные варианты развития и системный эффект, причем основную роль в силу специфики исследуемой подсистемы, играют модели, созданные на основе экономической теории [[8]].

2. Цели, процессы, объекты и неактивная система

Структура и численные значения показателей эффективности как индикаторов достижения целей при ограничениях и воздействиях подсистем внешней среды «Потребители» (G₁), «Конкуренты» (G₂), «Поставщики» (G₃) и «Макроэкономическое окружение» (G₄) определяются с учетом доминирования глобальной цели системы нефтепродуктообеспечения (получение прибыли путем удовлетворения потребностей клиентов) и подсистемы G₁, на которую опосредованно воздействуют G_2..4. В исследуемой подсистеме имеется большое число объектов - оборудование для реализации товаров и оказания услуг, объекты POS‑терминалов (Point-Of-Sale, точка продаж), склады хранения, компоненты документооборота, транспорт, сети снабжения и т.п. - с помощью которых реализуются производственные процессы поставки, хранения и реализации сопутствующих товаров и оказание услуг (P_1-3), информационного (P₄) и сервисного (P₅) обслуживания и т.п. (табл. 6). Разрешенные отношения доминирования и следования исследуемой подсистемы представлены на рис. 1.

Рис. 1. Разрешенные отношения доминирования и следования целей, процессов и объектов исследуемой подсистемы

На рис. 1 отражены следующие основные особенности исследуемой подсистемы: доминирующей целью для любого уровня и основания декомпозиции является удовлетворение потребностей потребителей; в то же время, исследуемая подсистема участвует в их формировании за счет формализации мотивов и нужд в виде товаров и услуг; главным производственным процессом является отпуск товаров; объекты образуют варианты иерархических структур, использующих каналы реализаций предприятия НПО на нижних и функциональные подсистемы производства и транспорта товаров на верхних уровнях иерархии; отношения доминирования и следования процессов представляются как «отпуск товаров на основе изучения потребностей потребителей» Þ «поставка товаров от внешней среды по результатам анализа ее состоянии» Þ «хранение товара с обеспечением оперативного функционирования и созданием условий для формирования эффективных актов естественного интеллекта для работы во внештатных ситуациях» Þ «информационное и сервисное обслуживание»; процесс маркетинга вынесен в отдельный процесс системы нефтепродуктообеспечения в целом, учтен в функции управления «сбор и обработка информации» и является составной частью процесса «отпуска товаров», что применяется при построении организационно-технических и информационных структур и структур принятия решения.

Структура инфрасистемы, считающейся неактивной при данном рассмотрении, представляется в виде совокупности объектов-преобразователей элементов информационных (И), материальных (М) и финансовых (Ф) потоков, которые нуждаются в управлении для достижения заданных целей. Структуре инфрасистемы ставится в соответствие граф Г (X, U), где X - множество объектов-преобразователей, U – разрешенные отношения доминирования и следования. Объекты инфрасистемы могут быть вида А_ef(преобразование в элемент другого вида, e,f Î {элементы И – информационного, Ф – финансового, М – материального потоков}) - оборудование по отпуску товара (И, М, Ф); А₀(преобразование без изменения, перенос, транспортировка) - товары (компоненты услуг) на складе и в пути, POS-материалы (М); объекты АСУ (И); Б (изменение характеристик) - оборудование по оказанию услуг (М), объекты контуров связи и учета (И); В (хранение элементов потока) - склады (М), устройства записи (И) и хранения денежных средств (Ф). Доминирующими типами преобразований являются преобразование в элемент потока другого вида в случае реализации товаров (взаимный обмен элементами материального и финансового потоков) и преобразование в элемент потока другого вида и изменение характеристик в случае оказания услуг (взаимный обмен элементами материального и финансового потока с изменением характеристик и свойств объекта оказания услуги как элемента материального потока).

3. Модель структуры принятия решения

Принятие решения означает выполнение соответствующей функции управления для элементарных задач и контуров управления [4]. Критерий выбора определяется структурой пространства инициирования целей (ограничений и воздействий со стороны внешней среды, родительской и целеполагающих систем). Модель структуры системы представляет граф Г₂(X₂, U₂), вершинам X₂ которого ставятся в соответствие различные виды актов принятия решений A_nq (n-го производственного процесса q-го уровня иерархии,; 1 - естественный интеллект, 2 - искусственный интеллект и обучение, 3 ‑ использование результатов обучения), а ребрам U₂- отношения доминирования и следования и степень обязательности (условности) исполнения решения в связи с состоянием объектов управления и их внутренними целями {1 - безусловное и 2 - условное исполнение, 3 ‑ информирующий характер решения}. Разрешенные отношения доминирования и следования актов принятия решения исследуемой подсистемы на первом уровне декомпозиции по производственным процессам и временным интервалам управления представлены на рис. 2.

Рис. 2. Разрешенные отношения доминирования и следования актов принятия решения исследуемой подсистемы на первом уровне декомпозиции по процессам и интервалам

Выбранный формализм отражает следующие основные свойства: решения при реализации процесса P₃имеют приоритет по отношению к решениям при реализации процесса P₁, ситуация схожа и для случаев P₂ и P_4,5; влияние P_1,3 на P_4,5 в структуре принятия решения осуществляется через реализацию процесса P₂ (операционная деятельность); учет «степени неиерархичности структуры управления» формализует сетевой характер управления, признаки которого наблюдаются во всякой сложной системе; в рамках классической теории социального управления считается, что решения более высоких уровней иерархии доминируют над решениями более низких уровней иерархии.

4. Модель структуры информационной системы

Эксплуатация информационной системы означает выполнение функции управления «Сбор и обработка информации» и информационное сопровождение (передача, прием, хранение и преобразование информации) функционирования. Модель информационной структуры представляет собой граф Г₃(X₃, U₃), где вершинам X₃ соответствуют массивы данных {1- база данных, 2 ‑ архив, 3 ‑ неструктурированная информация}, а ребрам U₃ ‑ разрешенные отношения доминирования и следования, каналы и способы передачи и хранения информации {1- электронная форма, 2 - форма в «твердой» бумажной копии, 3 - устная форма}. Информационная структура исследуемой подсистемы при декомпозиции по видам информационных массивов и уровням иерархии представлена на рис. 3.

Рис. 3. Структура информационной системы исследуемой подсистемы на первом уровне декомпозиции по видам информационных массивов и уровням иерархии [3]

Особенностями информационной структуры исследуемой подсистемы являются необходимо высокий уровень автоматизации процессов поставки, хранения и отпуска товаров из-за большой мощности множества их видов; применение банка моделей искусственного интеллекта для анализа состояния подсистем «Потребители» и «Макроэкономическое окружение», а также степени влияния исследуемой подсистемы на внешнюю среду при наступлении признаков ранее известных (штатных) ситуаций; меньшая степень централизации и концентрации информационных потоков на высшем уровне иерархии из-за необходимости более высокой скорости реакции на изменения состояния внешней среды; разнообразие видов средств передачи информации. Выбранный формализм отражает следующие основные свойства: наличие двух типов структур - линейные структуры реализации нефтепродуктов предприятия НПО на нижних уровнях иерархии и функциональная структура производства, поставки, хранения и реализации ВИНК; большое число двухсторонних горизонтальных связей между одноименными компонент различных подсистем системы НПО; под Базой Данных (БД) понимается структурированная информация в электронном виде; архивом ‑ БД и структурированная информация в «твердой» (бумажной) копии; номенклатурой дел - список нормативных актов и актов управления, определяющих порядок ведения документов, кодификатором – БД, СУБД и архивы актов управления и локальных нормативных актов; документооборотом - система обработки и хранения информации; структура массивов данных определяет порядок отношений доминирования и следования «Первичные документы и отчеты АСУ ТП»Þ БД Þ АрхивÞ Кодификатор Þ Банк знаний.

5. Модель структуры организационно-технической системы

Функционирование организационно-технической системы означает выполнение средствами управления функций управления в рамках потенциальной функциональной структуры системы управления [9, 11]. Модель организационно-технической структуры представляет собой граф Г₄(X₄, U₄), где вершинам X₄ ставятся в соответствие элементы штатной и технической структур, а ребрам U₄ - разрешенные отношения доминирования и следования в рамках известных моделей {1 ‑ линейная, 2 - функциональная, 3 - программно-целевая}.

Рис. 4. Структура организационно-технической системы исследуемой подсистемы на первом уровне декомпозиции по уровням иерархии и видам структур

Особенностями организационно-технической структуры исследуемой подсистемы являются наличие двух типов структур (функциональные, вертикально-интегрированные с другими системами ТЭК и структуры подсистем предприятия НПО); доминирование линейных (на нижних уровнях иерархии) и программно-целевых (на верхних уровнях иерархии) структур с наличием адаптивных структур, не в полной мере соответствующих уровням иерархии системы НПО; широкое использование современных информационных технологий. Выбранный формализм представления (рис. 4) отражает следующие основные свойства: технические компоненты обладают меньшим числом уровней иерархии и большими уровнями формализации и стандартизации (сервер и рабочая станция компьютерной системы безопасности и контроллеры управления), в связи с чем для повышения уровня восприятия на рис. 4 не представлены; в реализации товаров и услуг участвуют каналы обслуживания, традиционно включаемые в состав подсистемы «предприятие НПО» (АЗС, их сети, объекты нефтебазового хозяйства), что является принципиальным при создании и функционировании структур исследуемых подсистем (организационно-технические единицы нижних этажей иерархии штатно могут быть включены в состав родительской системы предприятия НПО).

Упомянутая модель потенциальной функциональной структуры системы управления в системе моделей теоретико-множественного описания является центральной. Данная модель [[9]], развитая для рассматриваемой предметной области [[10], [11]], выведена из рассмотрения в отдельную работу в связи со значительным объемом информации. Для обеспечения возможности ее использования целесообразно напомнить, что ее сутью является нахождение элементарных задач управления как актов выполнения функций сбора и обработки информации, подготовки и принятия решения и обеспечения его выполнения, а также межконтурной координации средствами управления на заданных временных интервалах в рамках производственных процессов и построении контуров управления, оптимальных по заданному критерию. Данная модель представляется в виде графа Г (X₁, U₁), где вершинам X₁ ставятся в соответствие средства управления различных уровней иерархии, а ребрам U₁ ‑ разрешенные отношения доминирования и следования потенциальных, реально-функционирующих и вариантов оптимальных контуров управления. Разрешенные отношения доминирования и следования моделей структур исследуемой подсистемы представлены на рис. 5.

Рис. 5. Отношения доминирования и следования моделей теоретико-множественного представления исследуемой подсистемы

Заключение

1. Задача повышения эффективности реализации сопутствующих товаров и оказания услуг в системе нефтепродуктообеспечения ввиду важности последней является актуальной.

2. В результате применения моделей теоретико-множественного описания сложных систем показано, что доминирующей целью исследуемой системы служит выполнение ограничений подсистемы внешней среды «Потребители» (при сильном влиянии подсистемы «Макроэкономическое окружение» и формировании исследуемой подсистемой структуры подсистем внешней среды), производственным процессом - отпуск товаров и оказание услуг; объекты образуют иерархическую структуру двух типов (функциональная, вертикально-интегрированная с производством товаров и услуг и линейная каналов реализации предприятий нефтепродуктообеспечения); доминирующими типами преобразований элементов информационных, материальных и финансовых потоков являются преобразование в элемент другого вида (реализация товаров и оказание услуг) и изменение характеристик (оказание услуг); в информационных и организационно-технических структурах существенными являются горизонтальные связи между компонентами одноименных уровней иерархии различных функциональных подсистем системы нефтепродуктообеспечения.

3. Основой функционирования подсистемы системы нефтепродуктообеспечения «Реализация сопутствующих товаров и оказание услуг» (как и всей системы нефтепродуктообеспечения) является совместное создание потенциально эффективных структур систем управления, принятия решения, инфрасистемы и информационной и организационно-технических систем), обеспечивающих решение задач управления в штатных (известных) ситуациях в режиме автоматического регулирования с созданием условий для развития персонала для решения задач управления во внештатных ситуациях с помощью актов естественного интеллекта.

Анализу алгоритмов построения и оптимизации подобных структур исследуемой и иных подсистем системы нефтепродуктообеспечения и будут посвящены дальнейшие исследования.

Литература:

[1] В работе используется последовательность «система (НПО)»Þ «исследуемая подсистема»Þ «компонента», при этом возможно использование термина «система» для описания функциональных свойств объектов той или иной предметной области (информационная система, социально-экономическая система и т.п.)

[2] Здесь и далее, если не указано особо, информация по реализации товара также относится и к оказанию услуг.

[3] ККМ – контрольно-кассовая машина, ВИНК – Вертикально-Интегрированная Нефтяная Компания