Assessment of opinion consistency of heterogeneous actors at the pre-project stage

Full Text

Введение

Приоритетным направлением реализации доктрины сетецентрического управления является повышение качества управления территориально распределёнными гетерогенными киберфизическими системами [1, 2]. Ключевой компонентой в составе системы сетецентрического управления является информационно-аналитическая система, формирующая единое информационное пространство (ИП) для всех субъектов и киберфизических систем, задействованных на разных уровнях иерархии.

Исторически, функциональные возможности локальных информационных систем (ЛИС), на базе которых формируется единое ИП, определялись содержанием задач, характерных для объектов, являющихся подсистемами в составе системы сетецентрического управления. Границы локальных объектов управления, по сравнению с объектами сетецентрического управления, являлись более чёткими, а условия функционирования более стабильными. Различие условий создания ЛИС обусловливало различие их парадигм.

Динамический характер изменения ситуаций, связанных с сетецентрическим управлением, территориальная неоднородность внешних и внутренних факторов, их оригинальное сочетание в разных подсистемах управления обусловливают разнородные потребности и динамический характер состава и содержания требований со стороны систем управления подсистемами. Наличие доступных ресурсов накладывает ограничения на время выработки заинтересованными сторонами (акторами) стратегии бесшовной информационной интеграции (БИИ) ЛИС.

К числу критических факторов обеспечения успешности БИИ, помимо технологической и семантической составляющих, относится организационная, обусловленная административной независимостью ЛИС. В силу отмеченных обстоятельств обеспечение БИИ возможно лишь на основе выработки акторами согласованной стратегии формирования единого ИП при жёстких ограничениях на время её формирования, а также неполного совпадения интересов и представлений о ценностях акторов (владельцев ЛИС).

«Интенсивное распространение сетевых технологий, включение в процесс принятия решений удалённых участников, создание системы распределённых ситуационных центров в интересах решения вопросов национальной безопасности и многих других обусловливают значимость проблемы управления формированием консолидированного мнения акторов с целью ускорения достижения командного согласия. Необходимо искать подходы, позволяющие групповой мыслительный процесс инкапсулировать в нужное русло, которое выведет на получение хорошего, например, устраивающего всех, решения в отведённое для этого время» [3].

Значимость совершенствования систем мониторинга хода выработки заинтересованными сторонами консолидированного представления о факторах проблемной ситуации (ПС) в особенности на предпроектной стадии имеет критически важное значение при реализации проектов, что неоднократно подчёркивалось, например, в отчётах [4] и в работах [5, 6]. Отмеченное обстоятельство обусловливает актуальность совершенствования методологической и инструментальной баз управления формированием консолидированной точки зрения владельцев ЛИС на факторы, связанные с обеспечением БИИ, включая совершенствование методов мониторинга согласованности мнений неоднородных акторов (НА) [7] о факторах ПС, связанных с формированием единого ИП.

Концептуальной основой в настоящей работе является использование системных архетипов (СА) как формального инструмента описания представления субъективных мнений НА о факторах, влияющих на решение проблемы БИИ ЛИС.

1 ПС в интеграции ЛИС

Продуктом интеграции ЛИС является сложная система (СС) как совокупность различных систем, способных к БИИ, совместной деятельности и независимому функционированию вне рамок интегрированной системы [8]. В состав СС могут входить: полностью сформированные системы; частично сформированные системы; системы, находящиеся на стадии проектирования. Информационное взаимодействие ЛИС является необходимым условием создания СС. Основной проблемой обеспечения взаимодействия независимых и самодостаточных ЛИС является их БИИ. Обеспечение взаимодействия – это комплексная проблема, рассматривать которую необходимо с технической, организационной, управленческой и социальной точек зрения. Факторами ПС, связанных с формированием СС, являются следующие.

• Эволюционность развития. Цели создания СС формулируются в терминах увеличения возможностей, но не в виде чётко определённых технических характеристик. Цели функционирования и возможности СС эволюционируют в соответствии со складывающейся ситуацией. Формирование СС предполагает эволюцию на длительную перспективу. Начальной целью является совершенствование механизмов совместного функционирования существующих систем, предвосхищение внутренних и внешних изменений, обусловленных появлением СС, постепенное расширение функциональных возможностей за счёт включения в СС новых систем либо совершенствования существующих.
• СС является новообразованием, возникающим за счёт объединения существующих и вновь создаваемых систем с тем, чтобы за счёт совместной деятельности создавать новые ценности. В ряде случаев в СС может потребоваться удаление устаревших либо перестройка существующих ЛИС.
• Административная независимость компонент – отсутствует орган, которому подчиняются системы, входящие в состав СС. Государственные органы не вмешиваются в управление ЛИС, они лишь создают условия, стимулирующие владельцев и менеджеров ЛИС действовать в направлении достижения целей СС.

ЛИС являются разновидностью сложных управляемых субъектоцентрических систем. Их свойствами являются многомерность, многосвязность, динамическое изменение состояния по мере реализации стадий жизненного цикла, в т.ч. в силу изменения состава НА. К числу факторов эмерджентности относятся ошибки различной природы, допускаемые НА при создании, внедрении, эксплуатации и модернизации функциональных компонент ЛИС. Предпосылкой возникновения ошибок является различное понимание НА содержания ПС. Различие мнений НА на значимость разных факторов и проявлений ПС также обусловлено их различным жизненным опытом (опыт, как ценный ресурс, обсуждается, например, в работе [9]).

Эмерджентное поведение СС означает, что предсказать поведение системы в различных ситуациях невозможно. Свойство эмерджентности является результатом либо наличия в системе не выявленных причинно-следственных связей, либо непредсказуемым характером изменения состояния внешней среды, либо результатом нарушения правил взаимодействия с системой [10-12] и др. Последствия непредсказуемости поведения СС могут быть либо позитивными, либо негативными, либо нейтральными.

Отмеченные особенности СС позволяют сделать заключение о невозможности создания СС лишь путём «механического» объединения ЛИС.

2 Концептуальная основа формирования коммуникационной платформы

Совершенствование системы формирования консолидированной точки зрения НА на видение организационных факторов возникновения ПС является необходимым условием формирования интеграции ЛИС в условиях ограничений на сроки и бюджеты проектов [13]. В основе ПС, с которыми приходится сталкиваться при управлении СС, лежат организационные факторы. Например, организационные ошибки, допущенные ключевыми правообладателями, исходя из личных интересов при распределении полномочий и зон ответственности менеджеров, могут послужить причиной ошибок при подборе тем и исполнителей проекта, при планировании проекта и выстраивании отношений с представителями заказчика и т.д. Представляет интерес исследование методов оценивания степени совпадения представлений о содержании ПС, имеющих место при различном видении объекта управления НА.

Конвергенция – это способ совместного решения в случае, когда всех участников сближают сходные проблемные условия, которые заставляют формировать цель и стратегию урегулирования ПС. Нужна сходимость мнений и стремлений относительно выработки единой цели и путей её достижения за счёт создания необходимых для этого условий [14]. Критическим фактором формирования НА консолидированного мнения относительно подходов к урегулированию ПС, связанных с модернизацией и интеграцией систем информационного обеспечения сетецентрического управления, является время выработки НА консолидированных решений. В таких условиях формализмы могут создать необходимые условия для обеспечения сходимости экспертных оценок к заданным целям. Для этого генерируемая в процессе экспертизы информация должна правильным образом структурироваться [14].

К числу базовых понятий теории интерсубъективного управления относится конвенционализм, под которым понимается непротиворечивая теория, являющаяся результатом соглашения между НА и формируемая ими на основе своих персонифицированных знаний в результате дискурса [7, 15]. Важным является построение формальных моделей ПС на основе совокупного учёта персонального понимания НА причин, определяющих текущее и будущее состояния и поведение объекта управления.

Перспективным направлением в области формализации описания ПС является подход, основанный на СА [7, 16, 17]. Под СА понимаются структуры, которые демонстрируют шаблоны проблемного поведения [7]. СА являются унифицированными концептуальными моделями организационных проблем, возникающих при управлении СС. Краткие описания известных СА [18].

Симптоматические решения. Соответствует подходу, когда быстро устраняются симптомы неотложной проблемы. Однако остаются не устранёнными коренные причины проблемы, что со временем может привести к гораздо более тяжёлым, чем наблюдавшиеся, негативным проявлениям.

Перенос бремени. Соответствует случаю, когда осознаётся необходимость устранения коренных причин проблемы, но текущая ситуация вынуждает предпринимать экстренные меры по её урегулированию. Результатом этих мер могут явиться побочные эффекты, которые осложнят устранение коренных причин.

Пределы успеха. Соответствует ситуации, когда предпринимаемые меры вначале приносят положительный результат, но в последующем из-за роста сопротивления изменениям эффективность реализации мер снижается независимо от того, сколько усилий прилагается. Более того, с течением времени возможен отрицательный эффект от тех действий, что вначале давали положительный эффект.

Дрейфующие цели. Соответствует ситуации, когда по мере осознания разрыва между ресурсами, необходимыми для достижения ранее сформулированных целей, и фактически доступными ресурсами принимается решение о снижении целей.

Рост и недостаточное инвестирование. Соответствует ситуации, когда увеличение положительного эффекта от вложений, связанных с совершенствованием существующих систем, приближается к пределу. Однако отказ от вложений ресурсов в поддержку существующих систем приводит к отрицательным результатам. Это обстоятельство вынуждает вкладывать ресурсы в поддержку морально устаревших систем.

Успех к успеху. Соответствует ситуации, когда два объекта конкурируют за одни и те же ограниченные ресурсы. Эффективность объектов, с точки зрения организации в целом, в настоящее время разная. В результате эффективный объект получает больше ресурсов, за счёт чего развивается. А малоэффективный объект деградирует из-за недостатка ресурсов. Однако возможно, что малоэффективный в настоящее время объект будет приносить в будущем больше пользы, чем более эффективный в настоящем конкурент.

Эскалация. Соответствует ситуации, когда конкуренты предпринимают взаимно угрожающие действия, которые усиливают их ответные меры, пытаясь «одолеть» друг друга.

Трагедия общих ресурсов. Соответствует ситуации, когда несколько объектов, использующих общий ресурс, не обращают внимания на влияние, которое они оказывают на общий ресурс. В конце концов, ресурс заканчивается и происходит остановка функционирования всех объектов, использовавших ресурс.

Задержка действия. Последствия от предпринимаемых в настоящем мер могут в положительном либо отрицательном смысле проявиться в будущем.

Нечаянные противники. Два объекта начинают свои отношения, имея ввиду взаимовыгодные цели и намереваясь за счёт системного эффекта от объединения усилий достичь того, чего каждый из объектов не в состоянии достичь самостоятельно. Непреднамеренно одна сторона (первый объект) совершает действие, которое другая сторона (второй объект) интерпретирует как выходящее за рамки договорённостей о совместной деятельности, при том, что первый объект получат выгоду в ущерб второму объекту. Вместо того, чтобы общаться и вступать в диалог, второй объект в ответ предпринимает ответные действия, наносящие вред первому объекту. Первый объект, в свою очередь, вместо того, чтобы общаться и вступать в диалог, предпринимает действия, наносящие вред второму объекту, т.е. возникает эффект эскалации.

Применение СА в задачах, связанных с управлением проектами, рассмотрено в [16, 17, 19].

Ограниченное число СА позволяет получить сопоставимое описание ПС при разном видении НА объекта управления. СА способствуют формированию коммуникационного базиса между НА. Разработка формальной схемы создаёт предпосылки для мониторинга хода процесса выработки признаваемого всеми НА видения проблемы. СА создаёт возможность улучшения информационного обеспечения управления выработкой владельцами ЛИС согласованного решения по проблеме БИИ.

Концептуальной основой предлагаемого подхода являются следующее.

Причина и содержание ПС определяются видением вовлечёнными в её урегулирование НА.

СА являются унифицированными качественными моделями типовых ПС, имеющих место в СС разной природы. Каждой типовой ПС ставится в соответствие определённый СА.

ПС формально может быть описана совокупностью СА.

Вклад той или иной типовой ПС в исследуемую ПС определяется рангом СА. Видению ПС каждым НА ставится в соответствие ранжированная совокупность СА.

Преобразование ранжированных совокупностей СА к виду числовых характеристик позволяет оценить согласованность видения ПС разными НА.

3 Модельная основа решения задачи

Модельную основу решения задачи составляет конструкция, известная как «Дом качества»[20]. «Крыльцо» представляет собой расположенные в определённом исследователем порядке СА. Каждой i-й строке «комнаты» соответствует один из СА. Столбцы R_ij представляют мнение i-го актора о вкладе j-го архетипа в ПС, т.е. являются описанием исследуемой ПС посредством СА. Столбцы представляют совокупность рангов, присваиваемых НА каждому из СА. Допускается присвоение разным СА одинаковых рангов. «Крыша» дома содержит значения парных коэффициентов корреляции, вычисленных посредством известного соотношения на основе ранговых коэффициентов корреляции Кенделла [21, 22]:

null, (1)

где $P_{ij}$ – число совпадений рангов, присваиваемых i-м и j-м акторами;

$Q_{ij}$ – число инверсий (несовпадений) рангов, присваиваемых i-м и j-м акторами;

n – число СА (десять).

Формула для перевода ранговых коэффициентов корреляции в парные [23]:

$r_{ij}=\sin \left(\frac{K_{ij}}{2}*\pi \right).$ (2)

Преобразование субъективных оценок НА относительно значимости тех или иных типовых ПС в исследуемой ПС к виду квадратной матрицы парных коэффициентов корреляции открывает возможность использования аппарата корреляционного анализа и оценки значения множественных и парциальных коэффициентов корреляции.

Множественные коэффициенты корреляции рассматриваются как характеристики степени совпадения некоторой части ПС отдельным НА с видениями остальных НА.

Парциальные коэффициенты корреляции рассматриваются как степень совпадения видения ПС между парами акторов. Целесообразность использования парциальных коэффициентов корреляции обусловлена следующим. За счёт эффектов одновременного влияния неучтённых факторов на исследуемые переменные может искажаться смысл истинной связи между переменными. Например, расчёты приводят к положительному значению коэффициента корреляции между парой случайных величин, в то время как истинная связь между ними имеет отрицательный смысл.

4 Многоаспектное исследование ПС

СС является многомерным объектом, так что каждому видению системы ставится в соответствие определённая грань объекта. Каждой из граней ставится в соответствие разное число акторов, так что размеры матриц коэффициентов парных корреляций, которые ставятся в соответствие разным граням, оказываются различными. В связи с этим, возникает потребность обеспечить сопоставимость оценок НА, соответствующих разным граням видения многомерного объекта. В качестве граней могут выступать, например, основные факторы, определённые в модели «треугольник проекта» (бюджет, сроки реализации, качество конечного продукта) в редакции 2015 года [4], в которой персонифицируется содержание понятия «качество продукта».

Для i-й грани в рамках предлагаемого подхода это достигается тем, что на основе рангов, которые присваиваются каждому из СА, можно определить медиану, которая и будет представлять совокупную оценку значимости СА на основе оценок разных НА. Каждый из столбцов этой матрицы представляет последовательность медиан рангов, что делает возможным сформировать на основе этой матрицы квадратную матрицу парных коэффициентов корреляции по описанной в разделе 3 схеме. Построение матрицы парных корреляций создаёт основу для исследования взаимовлияния состояний, соответствующих разным видениям, на основе парциальных и множественных коэффициентов корреляции. Это делает возможным применение аппарата корреляционного анализа для исследования схожести представлений НА, по-разному видящих объект управления.

5 Примеры использования метода

В качестве примера рассмотрены три ситуации (k =1;3), в которых первая соответствует слабой коррелированности взглядов акторов; вторая - средней коррелированности; третья - сильной коррелированности. Для качественной оценки степени совпадения оценок на основе коэффициентов корреляции используется известная шкала Чеддока [23], которая ставит в соответствие определённым диапазонам абсолютных значений коэффициентов корреляции качественные характеристики силы связи: слабая; умеренная; заметная; высокая; весьма высокая. При положительных значениях коэффициентов корреляции к ним добавлялось слово «совпадающих», при отрицательных значениях коэффициентов корреляции к ним добавлялось слово «противоположных».

Пусть описанные в разделе 2 десять СА располагаются в некоторую произвольную последовательность, порядок которой в ходе эксперимента не изменяется. Пусть имеются четыре НА, и каждый из них в упомянутых ситуациях присваивает СА определённый ранг, значения которого формировались посредством датчика равномерно распределённых случайных чисел.

Выбирался i-й актор (i =1;4), после чего каждому архетипу (j =1;10), присваивался ранг, значение которого определялось преобразованием $RAN{G}_{ij}=int\left(10*{\xi }_{ij}\right)$. Значения ${\xi }_{ij}\in \left[a_{ij}^{\left(k\right)},b_{ij}^{\left(k\right)}\right]$ определяли границы, в которых могли изменяться значения j-гоархетипа в k-й ситуации. Генерировались значения, равномерно распределённые на заранее заданных интервалах $\left[a_{ij}^{\left(k\right)},b_{ij}^{\left(k\right)}\right]$. В случае слабой корреляции (k =1) для всех НА случайные числа для всех СА находились в диапазоне [0.1;1]. В случае средней корреляции (k =2) для первого-пятого СА ${\xi }_{ij}\in \left[0.1;0.5\right];$ для шестого-десятого ${\xi }_{ij}\in \left[0.6;1.0\right]$. В случае сильной корреляции (k=3) для первого и второго архетипов ${\xi }_{ij}\in \left[0.1;0.2\right]$, для третьего и четвёртого ${\xi }_{ij}\in \left[0.3;0.4\right],$ для пятого и шестого ${\xi }_{ij}\in \left[0.5;0.6\right]$, для седьмого и восьмого ${\xi }_{ij}\in \left[0.7;0.8\right],$ для девятого и десятого ${\xi }_{ij}\in \left[0.9;1.0\right]$.

Пусть до начала обсуждения состояния проекта НА назначили ранги СА так, как указано в «комнате» дома качества (рисунок 1). «Крыша» дома содержит значения парных коэффициентов корреляции, соответствующих исходному упорядочиванию СА разными НА. На основе рангов (столбцов, соответствующих СА), определённых первым, вторым и третьим Акторами, посредством вышеприведённых соотношений для вычисления ранговых коэффициентов корреляции и расчёту на их основе парных коэффициентов корреляции, была сформирована «крыша» дома качества, компонентами которой являются значения парных коэффициентов корреляции $(r_{12}=-0.1; r_{13}=-0.44; r_{23}=-0.03)$. На основе парных коэффициентов корреляции посредством соотношений [19] были вычислены значения парциальных и множественных коэффициентов корреляции.

 

$R_{i.jn}$ – значение множественного коэффициента корреляции, соответствующий i-му актору;

$r_{ij.n}$ – парциальные коэффициенты корреляции для i-го и j-го акторов

Рисунок 1 – Вид дома качества до начала обсуждений проблемной ситуации

 

После первого дискурса НА переопределили свои представления о значимости СА (в эксперименте этому соответствует схема генерации случайных рангов при k=2), после чего вновь вычислены ранговые и парные коэффициенты корреляции и сформирован новый дом качества. Аналогичные операции выполнены при втором дискурсе (этому соответствует схема генерации случайных рангов при k=3). Значения множественных и парциальных коэффициентов корреляции, соответствующие рангам, присваиваемым акторами СА, и рассчитанной на их основе матрицы парных коэффициентов корреляции, представлены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Значения множественных и парциальных коэффициентов корреляции на разных этапах дискурсов

Номер испытания	Множественные коэффициенты корреляции			Парциальные коэффициенты корреляции
	R1.23	R2.13	R3.12	r12.3	r13.2	r23.1
k=1	0.454	0.130	0.446	−0.133	−0.445	−0.090
k=2	0.854	0.824	0.787	0.578	0.451	0.264
k=3	0.990	0.980	0.980	0.661	0.661	0.104

 

Конвергенция видений ПС формально выражалась в том, что на каждом шаге наблюдалось сближение значений множественных коэффициентов корреляции. Различие между значениями парциальных коэффициентов корреляции также уменьшалось. На рисунке 2 представлены графики, характеризующие изменения значений коэффициентов корреляции.

Таким образом, предлагаемый подход к оцениванию степени совпадения точек зрения акторов на основе их субъективного оценивания значимости ПС позволяет оценивать знак тенденции и скорость сходимости (в случае положительной тенденции), что делает возможным оценить качество организации дискурсов, а также оценивать временные затраты на достижение приемлемого совпадения взглядов НА.

 

Рисунок 2 – Изменение значений множественных коэффициентов корреляции (а) и парциальных коэффициентов корреляции (б) в ходе дискурсов

 

Полученным результатам можно дать следующее толкование:

До начала дискурса, в целом видения факторов ПС первым и третьим НА были схожими. Количественно (на основе шкалы Чеддока [22]) взаимосвязанность точек зрения первого и третьего НА оценивалась как «заметная». Видение факторов ПС вторым актором заметно отличалось от мнений других НА. Количественно схожесть позиций с мнениями двух других НА оценивалась как «слабая».

В результате дискурса происходит сближение точек зрения всех трёх НА, причём наиболее сильно изменяются представления у второго НА. Количественно после первого обсуждения степень близости точек зрения характеризовалась как «высокая». После второго обсуждения степень близости точек зрения характеризовалась как «весьма высокая». Полученные количественные оценки демонстрируют успешность хода выработки консолидированного видения факторов ПС всеми тремя НА.

Хотя в целом видение проблемы вторым НА в целом сближается с видениями двух других НА, наиболее динамичное изменение взаимопонимания имеет место между первым и третьим НА. Вначале происходит существенно сближение, так что теснота связи точек зрения изменилась от «заметно противоположных» до «заметно совпадающих». Однако затем степень совпадения взглядов изменилась до «слабо совпадающих». Полученные оценки создают основу для выявления и устранения причин разногласий в оценках НА.

Предлагаемый подход к оцениванию степени совпадения точек зрения НА на основе их понимания значимости ПС позволяет определить знак тенденции и скорость сходимости (в случае положительной тенденции), что делает возможным оценить качество организации дискурсов, а также временные затраты на достижение приемлемого (с точки зрения управления объектом) совпадения взглядов НА.

Заключение

Формирование единого ИП, возможности которого соответствуют реализации подхода к управлению СС в условиях динамично меняющейся обстановки, является критическим фактором успешного решения задач сетецентрического управления. Успех интеграции ЛИС в глобальную информационную сеть в наибольшей степени определяется способностью НА выработать консолидированное понимание содержания и степени влияния различных факторов, препятствующих решению задач обеспечения технологической, семантической и организационной интероперабельности, что создаёт основу для выработки консолидированной стратегии интеграции.

Успешность формирования НА консолидированного понимания содержания и степени влияния различных факторов в условиях жёстких ограничений на время формирования и реализации стратегии интеграции ЛИС в значительной степени зависит от возможности контроля результативности и эффективности решения задач конвергентного управления. В настоящей работе предложен подход, позволяющий получить количественные оценки согласованности точек зрения НА на факторы, негативно влияющие на интеграцию ЛИС. Основу подхода составляет использование СА, которые рассматриваются как набор описания на качественном уровне негативно влияющих факторов.

Предложенная схема формирования метрических характеристик степени согласованности мнений НА создаёт основу для мониторинга степени сближения точек зрения НА в результате дискурса и может служить основанием для оперативного совершенствования процессов конвергентного управления.

Авторский вклад

Гвоздев В.Е. - концептуальные основы; Бежаева О.Я. - методические основы, программная реализация; Галимов Р.Р. - модель «Дом качества», формирование количественных характеристик; Тимофеева К.Ю. - вычислительный эксперимент, программная реализация.

About the authors

Vladimir E. Gvozdev

Ufa University of Science and Technology (UUST)

Email: wega55@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1481-0982
Scopus Author ID: 7101700484

Sc. Eng., Professor of the Department of Technical Cybernetic at the UUST

Russian Federation, Ufa

Robert R. Galimov

Federal State Enterprise "AVANGARD"

Email: dahat@ya.ru
ORCID iD: 0009-0006-5947-7067

Acting Director General

Russian Federation, Sterlitamak, Republic of Bashkortostan

Oksana Y. Bezhaeva

Ufa University of Science and Technology (UUST)

Author for correspondence.
Email: obezhaeva@gmail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3373-7266
Scopus Author ID: 57216845244

PhD, Head of the Department of Technical Cybernetic

Russian Federation, Ufa

Kristina Y. Timofeeva

Ufa University of Science and Technology (UUST)

Email: krista.2003@bk.ru
ORCID iD: 0009-0002-9511-5160

Student of Computer Science and engineering

Russian Federation, Ufa

References

Supplementary files