Для того, чтобы понять процесс самоорганизации в мультиагентной системе следует довольно детально рассмотреть этот процесс в реальным мире, например в какой-нибудь компании.
Зарождение и развитие компаний всегда связано с организацией коллективов людей, объединяющих свои ресурсы для достижения общих целей. Все начинается обычно с кооперации отдельных творческих людей или организации рабочих групп менеджеров и специалистов (в больших компаниях). По мере получения результатов, сложившееся "вольное объединение" трансформируется в малую компанию или новые подразделения в большой компании, далее - в группу компаний, консорциум и т.д. При этом какова бы ни была форма существования организации, решения на всех уровнях принимаются некоторыми коллективами людей, способных сообща спланировать и скоординировать свою деятельность при решении общих задач.
Простейшей формой такой организации коллективов людей являются широко распространенные на практике рабочие совещания, построенные по принципу "круглого стола". Цель этих совещаний (в отличии от совещаний других видов) состоит в выявлении и разрешении общих проблем (противоречий) в кооперативной деятельности. Амбиции и иерархии здесь отходят на второй план, уступая место знаниям и опыту. Чем глубже дискуссия за "круглым столом", тем более остро обнажаются противоречия, и тем более продуманными и согласованными будут принимаемые решения (при условии признания всеми общих правил игры и некоторых других ограничений). Можно утверждать, что на время проведения любого совещания в компании как бы организуется новое виртуальное структурное подразделение - временный творческий коллектив специалистов. В результате, возможно незримо, но именно эти коллективы (а в их лице, бы само "дело") начинают интеллектуально управлять компанией. При этом руководитель любого уровня высоко организованной компании постепенно приобретает роль арбитра (что вовсе не отрицает его участие в спорах как рядового специалиста), следящего за соблюдением общих для всех правил игры в условиях заданных ограничений.
Высшей формой групповой коллективной работы самоорганизация. Самоорганизация - основа интенсивного развития компании, способность компании чутко реагировать на изменения во внешней среде, обоснованно и своевременно изменяя не только свое внешнее поведение, но и основополагающие принципы собственного устройства и функционирования. В рассматриваемом случае самоорганизация должна проявлять себя в самостоятельном создании специалистами новых рабочих групп по каждому направлению деятельности компании, независимо от ведомственной принадлежности и уровней подчиненности специалистов (множество открытий и изобретений делается на стыке различных направлений деятельности, если обеспечены условия для общения специалистов, пусть на уровне "курилки". Известны примеры, когда с этой целью компании строят свои производственные здания так, чтобы сотрудники различных подразделений чаще могли бы, даже случайно, встречаться).
Таким образом, деятельность компании (или группы компаний) в каждый момент времени можно представить конфигурацией "круглых столов" (рабочих групп), относительно постоянно действующих или создаваемых на самое короткое время. Предлагаемый взгляд на структуру организации представлен на рис. 1, где кольцами обозначены работающие "круглые столы".
Внедрение принципов самоорганизации в компании должно начинаться не столько с нижних уровней управления, сколько с момента создания компании, начиная с уровня отдельных специалистов, микрогрупп, небольших отделов и далее (при этом обычно легче вырастить новую компанию, чем реорганизовать существующую). В идеале, вся структура такой компании является виртуальной: она есть в каждый момент времени, но она столь изменчива, что фактически ее нет, как нет и иерархии управления - управляющие воздействия в равной степени инициируются как "сверху-вниз", так и "снизу-вверх" (если по-прежнему под "верхом" понимать традиционный менеджмент и финансы, а под "низом" - специалистов, технологию и т.п.). Однако, довольно быстро определяются новые лидеры (с точки зрения знаний и опыта), которые идут нарасхват в постоянно образующиеся "круглые столы". При этом каждый рядовой сотрудник самостоятельно работает, возможно, в целом множестве вертикальных и горизонтальных команд (групп), согласованно принимая важные решения в пределах своей компетенции и постоянно развиваясь и соответственно совершенствуя собственные должностные инструкции. Любая новая идея, рожденная даже на самом нижнем уровне, подхватывается и обсуждается всеми другими звеньями и, в результате, возможно начинает менять план действий и текущую структуру компании, при этом не нарушая ее обязательств перед партнерами....
Интуитивно ясно, что очень дорогой платой за столь высокую степень согласованности принимаемых решений (а следовательно, и организованности компании) является экспоненциальное возрастание накладных затрат на сам процесс согласования решений на всех вертикальных и горизонтальных уровнях компании, так как теоретически возможно установление отношений "каждый - с каждым". В обычной повседневной практике компаний столь сложный процесс согласования решений просто невозможен (как говорится, "иногда надо и работать!"). В результате весьма распространенным в практике становится феномен "перегруженного руководителя", замыкающего в себе всю "организацию" предприятия. Жизнь всей компании начинает зависеть от одного человека. Доступ к такому руководителю и его ресурсы настолько ограничены, что любые реформаторские идеи, для восприятия которых требуется глубокое понимание и, следовательно, время, обычно рано или поздно становятся просто обреченными на погибание.
Для таких компаний и руководителей в первую очередь и предназначен предлагаемый ниже подход. Потенциальная мощь самоорганизующегося "коллективного разума" компании способна в конечном счете в тысячи раз превосходить возможности любого, даже гениального руководителя. Именно это и заставляет искать новые пути решения проблемы кооперации и самоорганизации компаний, основанные на применении компьютеров для поддержки согласованной деятельности.
Именно эту схема самоорганизации взята за основу при разработке моделей деятельности организаций и людей в различных предметных областях в мультиагентных системах интеллектуальными агентами.
Подход Агентов и Миров
В настоящей работе для решения этой проблемы предлагается подход, базирующийся на идее Миров и Агентов деятельности.
В отличии от известных подходов, данный подход реализуется созданием общего Мира деятельности кооперирующих сторон и Миров деятельности каждой из них, т.е. путем создания единой комплексной среды деятельности менеджеров и специалистов, обеспечивающей воспроизводство главных компонент процесса деятельности каждого предприятия и взаимопонимание между людьми. Использование Интеллектуальных Агентов в комбинации с Мирами действий и рассуждений позволяет менеджерам моделировать все три главные ипостаси кооперации: коллективное поведение, мышление и коммуникацию участвующих сторон. За счет этого каждой из сторон на своего Агента может быть возложена миссия согласования большинства возникающих проблем, для чего ниже рассматривается возможность реализации виртуального круглого стола, предлагающего Агентам общий Мир действия.
В рассматриваемом подходе мир действий - это модель среды деятельности, базирующаяся на знаниях. Главное ее отличие от традиционных систем моделирования состоит в том, что эта система содержит модель пространства и предоставляет прямой доступ к объектам Мира в этом пространстве для выполнения действий, моделируя реакцию на эти воздействия в соответствии с законами Мира. Модели физической реальности, позволяющие моделировать эффект присутствия субъекта деятельности, обычно называют виртуальными.
Рассмотрим конструкцию предлагаемых Миров более подробно. Принципы построения и функционирования Миров кратко могут быть описаны следующим образом:
- Мир состоит из объектов, способных взаимодействовать друг с другом в соответствии с законами Мира; для пользователя Миры представляются сценами, состоящими из заданных объектов, с определенными отношениями между ними, и объектами, потенциально применимыми в сцене;
- объекты Мира определяются своими свойствами, обеспечивающими их способность вступать во взаимодействие с другими объектами; состояния объектов определяются их свойствами и отношениями; потенциально возможные свойства объектов определяются законами Мира, действующими в сцене;
- законы Мира задаются сценариями действий, которые определяются как правила изменений состояния объектов Мира; более простые сценарии позволяют составлять более сложные сценарии;
- отношения между объектами определяют связи между ними; наиболее распространенными отношениями являются "целое-части", "принадлежность", "меры" и ряд других;
- основные концепты выражаются в атрибутах вещества, пространства и времени, энергии и информации.
Представленные базовые категории позволяют конструировать Миры действий в различных предметных областях. Рассмотренные принципы позволяют также создавать Миры рассуждений, такие как Механика и Оптика, Алгебра и Геометрия и т.д. Эти же принципы оказываются пригодными для построения Миров экономики и политики, технологии и торговли и т.п.
Фактически, при создании Мира конкретного сектора рынка или Мира отдельного предприятия, строится полипредметная база знаний (в форме семантической сети), которая в дальнейшем и используется в рассуждениях Агентов. Ее основное отличие от принятых подходов состоит в ориентации на описание "действий" и использование соответствующей логики действий, т.е. в сочетании декларативных и процедурных знаний.
Рассмотрим теперь соответствующую модель устройства памяти и мышления Агента, условно названные выше "Табло сознания" индивидуума.
В структуре памяти Агента выделены следующие компоненты (рис. 5):
- долгосрочная память Агента, содержащая полные семантические сети предметных областей знаний; эта память пополняется знаниями в процессе обучения Агента и постоянно трансформируется и систематизируется, через нее, как через сито, пропускаются все входные факты;
- память (пространство) сознания, содержащая образы объектов Миров, являющаяся среднесрочной. В этой памяти содержатся описания сцены в каждом из Миров (также в форме семантической сети) и здесь же выполняются основные умственные операции над образами объектов;
- память фактов, а также память сценариев - наиболее часто изменяемые структуры памяти (оперативная память). В памяти фактов находятся исходные и конечные, а также все промежуточные факты, получаемые в процессе рассуждений и расчетов; память сценариев также подвергается преобразованиям, в первую очередь, связанным с обобщением и конкретизацией сценариев;
- память генетических знаний - это жестко встроенные в систему и неизменяемые знания, здесь - знания о конструкции и функционировании Миров.
Общие принципы мышления Агента являются вполне традиционными и включают следующие три основные фазы (рис. 6):
рис. 6
- восприятие, в процессе которого осуществляется построение модели сцены в загруженном Мире;
- познания, в процессе которого формируется сценарий действий субъекта для достижения поставленных целей;
- исполнения, в процессе которого осуществляется исполнение намеченного сценария с постоянным сопоставлением ожидаемых и наблюдаемых результатов.
Однако, в отличии от других систем, в настоящей системе реализация этих фаз осуществляется через два базовых механизма: абстрагирования и конкретизации, тесно связанных между собой. Образно говоря, мышление Агента напоминает движение поршней в двигателе: вверх путем абстрагирования, вниз - путем конкретизации и т.д.
При "послойных" рассуждениях основное время тратится на выполнение умственных операций - действий с образами объектов (понятиями), которые изменяют состояния сцены и, тем самым, ограничивают применение дедуктивных рассуждений. Используемая при этом логика действий также существенно отличает предлагаемую модель от традиционных дедуктивных систем.
Еще одна важная особенность предлагаемой модели - ориентация на выявление противоречий. В рассмотренной выше системе деятельности типовыми являются противоречия между знаниями и орудиями, целями и средствами деятельности, сценариями действий индивида и его внутренними интериоризованными способностями и ряд других.
Типология этих противоречий исходно задается в системе и далее постоянно пополняется.