Динамическая паспортизация многообъектных многопараметрических систем

Кашик А.С. д.т.н., академик РАЕН

Человечество (государства, компании) в процессе своей жизнедеятельности (Россия не исключение) генерирует огромное количество информации, объем которой стремительно растет. Сбор этой информации, ее обработка, анализ и осмысление с целью выбора оптимальных путей развития, а главное получение новых знаний является одним из важнейших видов деятельности аналитиков, руководителей, учёных. Информация становится основным стратегическим ресурсом развития общества и занимает ключевое место в науке, образовании и промышленности.

Опыт и знания специалистов, используемые при проектировании развивающихся систем, направлены на получение запланированных результатов. Вместе с тем, только глубокое изучение текущей и накопленной информации, нацеленное на получение новых знаний, напрямую влияет на выживание и дальнейшее развитие всех без исключения многообъектных систем различных направлений, создаваемых людьми.

Многобъектными многопараметрическими системами, (далее ММС) будем называть множества объектов, решающих поставленную задачу, свойства которых описываются постоянным набором параметров, являющихся функциями, зависящими от времени и по которым формируется периодическая отчётность. Общество непрерывно создаёт различные ММС,направленные на решение самых различных проблем и достижение самых разных целей. К ММС относятся совокупности государств, объединённых различными совместными задачами и соглашениями, субъекты государств, районы субъектов и т.д.; совокупности предприятий, компаний, фирм, объединённых единством целей (добыча различных полезных ископаемых, переработка, сбыт и т.д.); различные производства близкого профиля; сети гидрометеорологических или сейсмологических станций; образовательные, медицинские, воспитательные учреждения различной иерархии и множество других систем.

Многообъектные системы являются ровесниками человечества, начиная от групп первобытных охотников и до крупных современных коллективов учёных, решающих свои задачи и накапливающих опыт и знания в своих областях деятельности.

Регулярно поступающая системная информация по объектам хранится в базах данных, объемы которых измеряются уже в зеттабайтах и продолжают расти в экспоненциальной зависимости являясь стратегическим ресурсом не только коммерческого, но и государственного уровня.

Для эффективного управления ММС ученым, аналитикам и руководителям недостаточно данных и знаний, накопленных в их памяти и отрасли, т.к. все чаще наблюдаются межсистемные закономерности и законы, что, в свою очередь, требует создания механизмов работы с огромным дополнительным сложным объемом данных так же, как если бы они хранились в биологической памяти человека.

Огромное количество программных продуктов, предлагаемых поставщиками высочайшей квалификации (Microsoft, Oracle, OLAP и множество других), в которых авторы стремятся создать универсальные дорогостоящие сложные, технологически трудно осваиваемые продукты, призванные работать в различных задачах ВМЕСТО человека. Эти продукты прекрасно работают, если условия для которых они созданы, стабильны. В противном случае требуется авторская подгонка под изменившиеся условия а порой и  полная переделка программ.

Вместе с тем , для работы с накопленной в базах данных информацией ,выявлением новых знаний необходимо создание таких комплексов программ для человека-ученого, человека-аналитика, управленца, руководителя любого уровня, которые работали бы не ВМЕСТО, а ДЛЯ человека, сколь угодно расширяя его память, наделив эти комплексы инструментарием для визуального анализа эквивалентного по быстродействию используемому биомозгом. В этом случае пользователь самостоятельно учитывает изменение условий работы систем,отбирая и визуализируя необходимые для анализа данные.

В настоящее время в ООО ММА (Многомерная аналитика) закончена и широко опробована первая промышленная версия пакета программ MDV (Multidimensional Dynamic Viewing).

Основой пакета является преобразование в единообразный вид и вынос на экран компьютера любых данных, накопленных в базах, а именно ов в трехмерное пространство с осями «объект-параметр-время». Такое структурирование информации (независимо от типа оъектов и параметров) а также обширный программный инструментарий позволяют получать знания о развитии систем и их перспективах, оценивать тренды, находить неверные ранее принятые решения, планировать оптимальное развитие, непрерывно отслеживать отклонение текущих результатов от плановых и т.д.

При этом процесс анализа осуществляется без специальных знаний компьютера, так как все действия аналитика сопровождаются выводом на экран легко понимаемых по  смыслу   и содержанию графиков, таблиц, гистограмм, тел и т.д., хорошо знакомых  специалистам.

Единовременная операция преобразования базы данных в объём, вынесенный  на экран компьютера в виде трёхмерного пространства с осями «объект-параметр-время» и прилагаемый к ней инструментарий визуализации, агрегирования, отбора объектов, временных интервалов, наборов матричных операций и т.д. позволяют очень быстро ознакомить любого аналитика или руководителя со всеми особенностями «биографии» любой анализируемой области. Пакет программ получил название «ДИНАМИЧЕСКОГО ПАСПОРТА МНОГООБЪЕКТНОЙ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ  СИСТЕМЫ». (ДП).

Динамический паспорт позволяет с высокой скоростью, соизмеримой  со скоростью работы головного  мозга человека осуществлять табличный, графический, гистограммный, фильтрационный и другие анализы развития ММС, сравнивать различные ММС между собой, осуществлять множество других операций, позволяющих направлять их развитие в желаемом направлении; выбирать эффективные воздействия для формирования трендов, гарантирующих достижение промежуточных и конечных результатов и целей [1-5]<.

Количество визуализированных ответов на любые возникающие у изучающего ММС вопросы практически бесконечно (Рис.1)

Рис. 1. Некоторые виды визуализации параметров ММС

Так, если изучаемая система, вынесенная в полном объёме на экран в координатах «объект-параметр-время», содержит m = 100 объектов, описываемых n = 20 параметрами за k= 100 интервалов времени, то пользователь получает по собственному выбору и практически мгновенно доступ к  любым из m+n+k=220 таблиц, mn+mk+nk=14000 гистограмм, 2^mn= 10^mnlg2= 10⁶⁰⁰ графиков.

Кроме того, наличие различного рода быстрых фильтраций, численных преобразований параметров и т.д. под управлением аналитика делают режим его работы аналогичнымработе биомозга с памятью, увеличенной на объём данных ММС.

Следует также отметить возможность использования динамических паспортов при коллективных обсуждениях итогов развития различных областей человеческой деятельности (краутсорсинг,ситуационные  комнаты, защиты  планов развития ,проектов, отчётов, различных проблем и пр.) При этом наличие коллективов слушателей ,имеющих различные знания, опыт работы, способности и интересы обеспечит мрогосторонность и полноту вопросов, а публично визуализированные быстро получаемые ответы, глубину,объективность и безошибочность принимаемых решений.-[6].

Пакет, как это отмечено выше, прошел широкое опробование на материалах нефтяной промышленности (совокупность месторождений, скважин, предприятий, бензоколонок и т.д.) на материалах субъектов Российской Федерации, государств мира, штатах США, гидрометеорологических и сейсмологических станций и пр.

Опробование подтвердило позитивные особенности данного подхода (платформы) и в настоящее время пакет готов для освоения в любых отраслях с накопленными и собираемыми данными в качестве импортозамещающего (или импортдополняющего).

На рис.2 представлено два способа импортозамещения. Можно пробовать догонять, хотя известно, что в развитых странах ведётся активное совершенствование средств аналитики и сокращение разрыва проблематичною, а к  тому же закупка импортных разработок по коммерческим ценам, обеспечивает зарубежным разработчикам комфортное финансирование, либо переходить на принципиально новые решения, более совершенные платформы развития и на их основе создавать отечественные продукты.

Рис. 2. Способы импортозамещения

Платформа MDV запатентована в РФ и США, поэтому может претендовать на статус импортозамещающего продукта.

Ещё одной важной особенностью платформы MDV является возможность её полной изолированности от линий связи и систем поступления и сбора информации. Результаты анализа могут быть абсолютно закрытыми для посторонних.

В настоящее время прорабатывается вопрос о возможности использования пакета MDV в качестве механизма биопамяти при разработках искусственного интеллекта (возможность получать от человека-аналитика с высокой скоростью задания, формировать алгоритм решения, находить улучшенные варианты и при этом непрерывно визуализировать промежуточные результаты, что, по мнению автора, в значительной степени соответствует функциональности биологического мозга).

Выводы

1. Количество баз данных огромно. Поиск решений, направленных на устойчивое развитие и анализ многообъектных многопараметрических систем (MМС), выявление трендов, учет внешних и внутренних воздействий на объекты и получение новых знаний определяют необходимость непрерывного анализа содержимого баз.
2. Это в свою очередь приводит к непрерывному развитию и наращиванию программных продуктов, зачастую различных для разного профиля систем, позволяющих руководителю работать с различными визуализированными документами (таблицы, графики, гистограммы, соотношения). Отсюда вытекает создание огромного количества пакетов ПО, как правило, громоздких, ориентированных на структуру и виды данных. Кроме всего громоздкость и многошаговость при работе приводят к необходимости глубокого изучения техники работы с программой, что, как правило, предопределяет необходимость работать с данными через посредника, вопросы и задачи которому ставит аналитик.
3. Существует большое количество операций независящих от области сбора данных и типа объектов: территориальный, параметрический, фильтрационный отбор данных, а также большое количество визуализирующей графики.
4. Программный пакет ДП содержит практически бесконечное количество возможностей для работы в любых областях человеческой деятельности, причем может использоваться как дополнение к освоенной и применяемой предприятиями технологии работы с данными.

По мнению автора, динамические паспорта могут широко и эффективно использоваться при публичных оценках и обсуждениях планов ММС, удач и неудач развития (краудсорсинг), выборе оптимальных трендов и т.д. Динамические паспорта могут и должны стать настольным материалом для руководителей ММС, независимо от их иерархического уровня.Цели , задачи ,успешность и предсказуемость будущего  развития  общества во всех  его ипостасях  определяются накоплением  опыта и знаний , полученных в результате глубокого изучения ранее полученных  и  сохраняемых данных,комфортно пос-тавляемых  динамическими  паспортами ММС

Литература

1. Способ анализа динамических многопараметрических процессов. – Патент РФ на изобретение №2164039 по заявке 2000114028 от 05.06.2000 // Бюллетень №7 «Изобретения. Полезные модели» от 10.03.2001.
2. Способ анализа и прогноза развития сложно построенной системы и устройство для его осуществления. – Патент РФ на изобретение №2474873 по заявке 2010153971 от 29.12.2010 // Бюллетень №4 «Изобретения. Полезные модели» от 10.02.2013
3. Analysisofcomplexdataobjectsandmultipleparametersystems– патент США на изобретение US8225 233 от 17.07.2012 по заявке 13/028037 от 15.02.2011 с приоритетом от 8.07.2010.
4. Analysisofcomplexdataobjectsandmultipleparametersystems- патент США на изобретение US8352 883 от 08.01.2013 по заявке 13/550087 от 16.07.2012 с приоритетом от 8.11.2012
5. Analysisofcomplexdataobjectsandmultipleparametersystems- патент США на изобретение US8566 749 от 22.10.2013 по заявке 13/735993 от 07.01.2013 с приоритетом от 8.07.2010
6. Биокластеры как основа планетарного развития. Экономика ТЭК России №28,2015г.

АО «Росгеология». АО «Многомерная аналитика»