Многоуровневые системы
Многоуровневые иерархические системы относятся к классу больших систем.
Их широкое распространение в экономике, технике, военном деле обусловлено исторически сложившейся наиболее удобной формой обработки информации, распределения функций управления по отдельным уровням и подсистемам принятия решений на этих уровнях и в целом по системе. Многоуровневая экономическая система обычно сформирована в структуру, в которой выделяются взаимосвязанные иерархически расположенные подсистемы. Экономические подсистемы, характеризующиеся рядом однородных характеристик, определяют уровень иерархической системы, который замыкается и, как правило, подчинен подсистемам вышестоящего уровня.Разделение иерархической экономической системы (ИС) по уровням позволяет более детально исследовать взаимосвязи между отдельными подсистемами, находящимися на одном уровне, а также подсистемами, которые являются частью иерархической системы, состоящей из нескольких уровней. Обычно ИС представляют в виде направленного графа.
Чем ниже спускаемся по уровням иерархической системы, тем глубже понимаем деятельность каждой локальной экономической подсистемы. На более высоких уровнях иерархии становится более понятным механизм функционирования всей ИС в целом. При этом подсистемы верхнего уровня обычно решают более сложные задачи, связанные с распределением капиталовложений и лимитированных ресурсов по нижестоящим локальным подсистемам. Решая эти задачи, подсистемы верхнего уровня осуществляют "координацию" деятельности своих локальных подсистем.
При решении таких задач в иерархических системах возникают конфликты двух видов:
междууровневый конфликт, т.
е. конфликт между двумя смежными уровнями, например. когда глобальная цель состоит в достижении минимальных общих суммарных затрат, а локальные цели в достижении минимума своих локальных затрат, а сумма минимумов не совпадает;внутриуровневый конфликт, который возникает, например, при распределении выше-стоящей подсистемой лимитированных ресурсов между локальными подсистемами одного уровня.
Решение противоречий внутри ИС обеспечивается согласованностью целевых функций отдельных локальных подсистем. В этом аспекте приведем высказывание Дж. Гелбрейта, который подчеркивал необходимость согласованности между рассматриваемыми целями трех типов — цели общества, цели отдельной организации и цели отдельной личности: "Отношение между обществом в целом и отдельной организацией должно быть согласовано с отношением этой организации к личности. Должна быть согласованность целей общества, организации и личности".
Решению вопросов согласования и в конечном счете оптимальному управлению (координации) посвящено большинство работ по экономическим многоуровневым иерархическим системам.
Хотя многоуровневые ИС являются наиболее типичной формой управления, им присущи определенные недостатки, связанные, во-первых, с проблемой децентрализации, приводящей к тому, что подсистемы начинают функционировать в соответствии со своими целями, которые могут не совпадать с целями всей системы, во-вторых, с проблемой запаздывания информации для принятия решений при переходе от одного уровня управления к другому как вверх по иерархии, так и вниз, в- третьих, с проблемой размерности, обусловленной большим объемом информации, циркулирующей на нижнем уровне, и необходимостью ее уменьшения, с сохранением ее информативности для принятия решений, при переходе от очередного нижнего уровня к более высокому. На решение этих наиболее актуальных вопросов управления в многоуровневых иерархических системах направлено основное внимание данной главы.
Первоначально проведено исследование двухуровневой ИС, которая формализована в виде векторной задачи математического программирования. Решена задача оптимального распределения ресурсов в ИС. Построена математическая модель ИС, функционирующей в динамике, такая ИС развивается равномерно по каждой локальной подсистеме и пропорционально на каждый последующий период планирования. Исследована многоуровневая ИС. Решение проблемы размерности предлагается на основе агрегирования информации при переходе от уровня к уровню.