1.4. Платформа для формализации системных моделей сложных объектов
Задачи создания и применения инновационных технологий искусственного интеллекта в различных видах профессиональной деятельности требуют адекватного «инструментария» в научно-исследовательской и проектно-конструкторской работе. В качестве такого «инструментария» может использоваться функционально — структурный подход к моделированию сложных объектов, прежде всего, профессионально-организационной деятельности (ФСП) и соответствующие ему формализмы, исторически развивавшиеся для ситуационного управления большими системами.
Как все философские направления «проявляются» по их отношению к основному вопросу философии, так все подходы к созданию тех или иных систем «проявляются» по их отношению к проблеме установления объекта. В ситуационном управлении, например, эта проблема сводилась к построению семиотической модели объекта [36]. Ряд авторов при этом подчёркивал парадоксальный факт отсутствия общих приёмов и методов построения подобных моделей, в отличие, например, от задач управления процессами, осуществляемых на технологических объектах со сложившейся математически хорошо описываемой структурой [37–38].
Всё дело в том, что классические «естественные» науки начинали свой анализ с чётко отграниченных и материально выделенных объектов созерцания, существование и законы жизни которых не зависели от деятельности человека. Считалось, что они были именно такими, какими мы их находили и видели. Затем на этих объектах развёртывалась сложная система познавательных, в том числе, измерительных процедур, с помощью которых субъект расчленял, вычленял, сочленял и анализировал процессы и механизмы, а также сами организованности материала, присущие этим объектам [27–29]. Посредством специальных знаков он описывал их и отделял от материала объекта, наделяя «естественными» законами жизни, независимыми от характеристик материала. Рассматриваемые далее в качестве идеальной действительности, они либо переходили в сферу собственно научной теории с её логикой и методологией, либо могли возвращаться в сферу эмпирического исследования — практического использования и употребляться в качестве рабочих моделей материальных объектов как, например, сегодня в системах искусственного интеллекта.
Однако уже достаточно давно в кибернетике появился класс задач, и прежде всего, задач управления в сложных организационных человеко-машинных системах, для которых состав и структура управляемого объекта однозначно не определимы. Их выявление и описание не может быть произведено достаточно простыми средствами на основе непосредственного обследования и анализа, осуществляемых с использованием традиционных подходов. В таких задачах необходимо применение специального инструмента, позволяющего реализовать построение модели объекта, с учётом специфических особенностей моделируемой или проектируемой деятельности. В качестве такого «инструмента» в своё время в Риге в Центральном НИИ систем гражданской авиации (ЦНИИАСУГА) был разработан аппарат функционально-структурного подхода (ФСП) к моделированию сложных объектов управления, рекомендованный к применению Научным советом «Кибернетика» АН СССР[9] [27–29].
Функционально — структурный подход в управлении предполагал:
• рассмотрение какой-либо деятельности (преимущественно управления) в качестве специфической системы с вычленением процессов, задающих специфику рассматриваемой деятельности;
• структурирование этих процессов, то есть, их представление множеством, например, управленческо-интеллектуальных операций с заданным на нём множеством специфических прагматических (общесистемных) отношений;
• установление информационной базы, необходимой для осуществления этих процессов деятельности, а также выявление состава и структуры объектных процессов, соответствующих ранее установленной информационной базе.
Рассмотрение изложенного, по-существу, проектного подхода в виде теоретических положений, соответствующих процедурам выявления и описания состава и структуры сложного объекта управления, дало возможность обобщённо сформулировать следующие выводы [37–38]:
1. Любая существующая система деятельности со сложившейся профессионально — организационной структурой в аспекте компьютеризации представима «миром» её моделируемой деятельности» (в дальнейшем, «миром»).
2. «Мир» моделируемой деятельности содержит операциональную и объектную составляющие деятельности.
3. Операциональная составляющая «мира» моделируемой деятельности состоит из базисной и логической частей.
4. Базисная часть операциональной составляющей «мира» представима упорядоченным множеством операций, приводящих в результате своего осуществления к выработке решений.
5. Логическая часть операциональной составляющей «мира» представима множеством правил осуществления операций.
6. Объектная составляющая «мира» моделируемой деятельности содержит информационную и структурно-функциональную части.
7. Информационная часть объектной составляющей «мира» представима множеством информационных признаков или характеристик, необходимых для осуществления множества операций (образующих, например, для деятельности авиадиспетчеров базис-граф оперативного ситуационного управления [43]).
8. Структурно-функциональная часть объектной составляющей «мира» образуется связанным предметно-функциональными отношениями множеством объектных элементов, информация о фактических и нормативных (желаемых) состояниях которых необходима для осуществления операций.
В соответствии с данными инженерной психологии человек в процессе осуществления своей профессиональной деятельности формирует в памяти семиотическую модель её «мира» [36–37]. Модель «мира», например, деятельности по управлению представляет собой систему, состоящую из модели среды, в которой эта деятельность осуществляется (эту модель мы называем моделью объектной составляющей «мира») и модели процессов, непосредственно её осуществляющих (эту модель будем называть моделью операциональной составляющей «мира») [36–38].
Такое понимание термина «семиотическая модель» в ситуационном управлении дало возможность уточнить содержание понятия «мир моделируемой деятельности», в частности, в аспекте компьютеризации. Оно суть совокупность связанных множеств управленческо-интеллектуальных операций, приводящих в результате своего осуществления к выработке решений, правил осуществления операций и определяемого семантикой этих правил множества информативных признаков (или характеристик) с соответствующим ему множеством связанных предметно-функциональными отношениями элементов управляемого объекта, информация о фактических и нормативных (желаемых) состояниях которых необходима для осуществлнения операций. Была представлена система основных понятий и их формальных обозначений, служившая основой дальнейших разработок специального формального аппарата [37–38].
Y = {yi} — множество управленческо-интеллектуальных операций (УИО);
i=1,2,3,…,n
Rпр = {rk} — множество прагматических (общесистемных) отношений, которыми будем называть отношения в операциональной структуре деятельности, порождаемые целенаправленностью деятельности и существуюшие в процессе её осуществления;
k=1,2,3,…,l
[Rпр (Y)] — упорядоченное множество управленческо — интеллектуальных операций или операциональная структура, которой будем называть совокупность операций, связанных прагматическими (общесистемными) отношениями;
Р ={pi} — множество правил осуществления операций деятельности;
i=1,2,3,…,n
C (Y) — множество информационных признаков или характеристик, необходимых для осуществления операций, и, в частности, речь может идти о множестве признаков или характеристик, соответствующих отдельной операции;