Научная тема: «МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ ИЕРАРХИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ»
Специальность: 05.13.01
Год: 2014
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
1. Введена система классификаций задач синтеза оптимальных иерархических структур обработки информации, проанализированы традиционные подходы к синтезу структур иерархических систем и определены актуальные направления развития методов их оптимизации. В результате многие ранее исследовавшиеся независимо задачи синтеза структуры информационных, организационных и технических систем впервые сведены к общей постановке - поиску иерархии над заданным множеством вершин нижнего уровня, минимизирующей т.н. секционную функцию затрат.

2. Получены общие достаточные условия оптимальности однородных древовидных иерархий, разработаны алгоритмы поиска наилучших однородных деревьев, находящие свое применение во многих задачах синтеза структуры систем. Эти результаты демонстрируют и обосновывают оптимизационную природу принципа самоподобия, - одного из общих законов структуризации сложных систем.

3. На базе идей алгоритмов Хаффмана и Шеннона-Фано разработаны эффективные алгоритмы поиска приближенно однородных деревьев, а также деревьев, вершины которых имеют заданные степени (число смежных ребер).

4. Показано, что «жадная» эвристика построения дерева «сверху-вниз», нередко используемая при решении частных задач, применима и для поиска оптимального дерева для произвольной секционной функции; разработан общий эвристический алгоритм построения субоптимального дерева, исследована его трудоемкость и получены оценки эффективности.

5. Предложена модель сети, обеспечивающей заданный набор информационных или материальных потоков. Затраты сети сконцентрированы в вершинах и определяются потоками, протекающими через дуги, инцидентные вершине. Предложены нижние оценки затрат сети, основанные на принципе Рэлея-Ритца и результатах спектральной теории графов.

6. Общность и эффективность разработанных методов подтверждена решением с их помощью следующих актуальных задач синтеза структуры систем различной природы.

6.1. К общей модели на базе однородных функций затрат сведены такие разные задачи как дизайн структуры пользовательских меню и формирование организационной структуры компании. В том числе:

  • полученные теоретические результаты впервые позволили разработать универсальную математическую модель и алгоритмы дизайна структуры пользовательских меню, достаточно эффективные для их реализации в САПР;
  • для ряда моделей формирования организационной структуры компании удалось получить аналитические выражения, связывающие параметры модели (квалификацию менеджеров и исполнителей, степень стандартизации процессов и др.) с формой оптимальной иерархии организационного управления.

6.2. К поиску оптимального дерева для секционной функции затрат сведены широко известные задачи построения дерева принятия решений и балансировки сборочной линии:

  • разработанные нижние оценки стоимости дерева принятия решений и алгоритмы построения таких деревьев имеют более высокую эффективность по сравнению с известными из литературы.
  • предложено обобщение задачи балансировки сборочной линии, разработан точный алгоритм решения обобщенной задачи, имеющий ту же трудоемкость, что и известные алгоритмы решения задачи балансировки сборочной линии.

6.3. Предложенная модель связывающей сети позволяет в рамках единой постановки описывать оптимизацию сети поставок, дизайн структуры сетей связи, задачи кластеризации на гра фах и многие другие.

Список опубликованных работ
Статьи в журналах из списка ВАК

1.Губко М.В., Караваев А.П. Согласование интересов в матричных структурах управления // Автоматика и телемеханика. №10. 2001. С. 132–146.

2.Губко М.В. Структура оптимальной организации континуума исполнителей // Автоматика и телемеханика. 2002. № 12. С. 116–130.

3.Губко М.В. Управление организационными системами с сетевым взаимодействием агентов. Часть 1. Обзор теории сетевых игр // Автоматика и телемеханика. 2004. №8. С. 115–132.

4.Губко М.В. Управление организационными системами с сетевым взаимодействием агентов. Часть 2. Задачи стимулирования // Автоматика и телемеханика. 2004. №9. С. 131–148.

5.Губко М.В. Модель формирования бизнес-схем в транснациональных корпорациях // Системы управления и информационные технологии. 2003. № 1-2(12). C. 44–48.

6.Баскаков А.С., Губко М.В., Семенов П.И. Модель выбора оптимальной древовидной иерархии // Системы управления и информационные технологии. 2006. № 1.1(23). С. 120–123.

7.Губко М.В. Поиск оптимальных организационных иерархий при однородных функциях затрат менеджеров // Автоматика и телемеханика. 2008. №1. С. 97–113.

8.Губко М.В. Математические модели формирования рациональных организационных иерархий // Автоматика и телемеханика. 2008. № 9. С. 114–139.

9.Губко М.В. Алгоритмы построения субоптимальных организационных иерархий / Автоматика и телемеханика. 2009. № 1. C. 162–179.

10.Губко М.В. Оптимальные иерархии управления для функций затрат, представимых в виде суммы однородных функций // Проблемы управления. 2009. № 3. С. 44–53.

11.Губко М.В., Даниленко А.И. Математическая модель оптимизации структуры иерархического меню // Проблемы управления. 2010. № 4. С. 49–58.

12.Губко М.В., Коргин Н.А., Новиков Д.А. Управление организационными системами: современные научные направления // Проблемы теории и практики управления. 2011. № 12. С. 62–71.

13.Губко М.В., Даниленко А.И. Оптимизация пользовательских меню с учетом семантического качества // Проблемы управления. 2012. № 2. С. 53–63.

14.Бурков В.Н., Губко М.В., Коргин Н.А., Новиков Д.А. Теория управления организационными системами и другие науки об управлении организациями // Проблемы управления. 2012. № 4. С. 2–10.

15.Бондарик В.Н., Губко М.В., Иванова С.И. Математическая модель оптимизации организационных структур стратегического развития // Экономика и менеджмент систем управления. 2012. № 3.1(5). С. 110–131.

16.Губко М.В., Константинова Н.В. Многоканальные организационные структуры и внедрение информационных систем управления // Системы управления и информационные технологии. 2012. № 1(47). С. 50–55.

17.Burkov V.N., Goubko M.V., Korgin N.A., Novikov D.A. Mechanisms of Organizational Behavior Control: A Survey // Advances in Systems Science and Application. 2013. Vol. 13. № 1. P. 1–20.

18.Burkov V.N., Goubko M.V., Korgin N.A., Novikov D.A. Integrated Mechanisms of Organizational Behavior Control // Advances in Systems Science and Application. 2013. Vol. 13. № 3. P. 217–225.

19.Goubko M. Minimizing Degree-Based Topological Indices for Trees with Given Number of Pendent Vertices // MATCH Commun. Math. Comput. Chem. 2014. V. 71, № 1. P. 33–46.

Статьи в прочих журналах

20. Губко М.В. Оптимальные иерархические структуры при монотонном функционале стоимости // Управление большими системами. 2003. № 3. С. 27–34.

21.Губко М.В., Коргин Н.А., Новиков Д.А. Классификация моделей анализа и синтеза организационных структур // Управление большими системами. 2004. № 6. С. 5–21.

22.Губко М.В. Теоретико-игровая модель формирования торговой сети // Управление большими системами. 2004. № 6. С. 56–83.

23.Губко М.В. Рыночное равновесие в задаче формирования торговой сети // Управление большими системами. 2004. № 7. С. 17–32.

24.Губко М.В. Сбалансированные деревья // Управление большими системами. 2004. № 9. С.103–114.

25.Губко М.В. Однородные функции затрат менеджеров и оптимальная организационная структура // Управление большими системами. 2006. № 15. С. 103 – 116.

26.Goubko M.V., Mishin S.P. Optimal Hierarchies in Firms: a Theoretical Model / Contributions to Game Theory and Management. Vol. II. Collected papers presented on the Second International Conference Game Theory and Management [Ed. by L. Petrosjan and N. Zenkevich]. SPb.: Graduate School of Management SPbU, 2009. P. 124–136.

Монографии

27.Губко М.В. Управление организационными системами с коалиционным взаимодействием участников. М.: ИПУ РАН, 2003.

28.Губко М.В. Математические модели оптимизации иерархических структур. М.: ЛЕНАНД, 2006.

29.Воронин А.А., Губко М.В., Мишин С.П., Новиков Д.А. Математические модели организаций: учебное пособие. М.: ЛЕНАНД, 2008.

30.Губко М.В., Мишин С.П. Механизмы формирования оптимальных структур управления [Текст] / Бурков В.Н. // Введение в теорию управления организационными системами: Учебник / [Под ред. Д.А. Новикова.] М.: Книжный дом "ЛИБРОКОМ", 2009. Глава 6. С. 193–257.

31.Burkov V., Goubko M., Kondrat’ev V., Korgin N., Novikov D. Mechanism Design and Management: Mathematical Methods for Smart Organizations (for managers, academics and students). New York: Nova Publishers, 2013.

Доклады на конференциях

32.Губко М.В., Мишин С.П. Оптимальная структура системы управления технологическими связями / Материалы международной научной конференции «Современные сложные системы управления». Старый Оскол: СТИ, 2002. С. 50–54.

33.Губко М.В., Коргин Н.А. Теоретико-игровая модель управления структурой организации / Труды Международной научно-практической конференции "Теория активных систем". М.: ИПУ РАН, 2003. Том 1. С. 34–35.

34. Губко М.В. Формирование бизнес-схем в транснациональных корпорациях / Теория активных систем. Труды международной научно-практической конференции. Том 1. – М.: ИПУ РАН, 2003. С. 26–28.

35.Губко М.В. Оптимальные древовидные иерархии при однородной функции затрат // Теория активных систем / Труды международной научно-практической конференции. М.: ИПУ РАН, 2005. С. 20–23.

36.Губко М.В. Модель оптимальных иерархий внутрифирменного управления / Теория активных систем. Труды международной научно-практической конференции (14-15 ноября 2007 г., Москва, Россия). М.: ИПУ РАН, 2007. С. 36–38.

37.Губко М.В., Даниленко А.И. Алгоритм поиска оптимальной структуры сборочных постов / Труды III всероссийской молодежной конференции по проблемам управления. М.: ИПУ РАН. 2008. С. 234–235.

38.Губко М.В. Алгоритм поиска оптимальной иерархии для окрестностной функции затрат / IV международная конференция по проблемам управления. Москва, ИПУ РАН (26-30 января 2009 г). C. 1215–1216.

39.Губко М.В., Мишин С.П., Новиков Д.А., Новиков К.В. О проведении Интернет-опросов для идентификации активных систем / Теория активных систем: Труды международной научно-практической конференции (17-19 ноября 2009 г., Москва, Россия). Том I. С. 95–98.

40.Губко М.В., Даниленко А.И. Построение иерархического меню для минимизации времени поиска / Теория активных систем: Труды международной научно-практической конференции (17-19 ноября 2009 г., Москва, Россия). Том II. С. 78–81.

41.Губко М.В. Модель оптимизации структуры дистрибьюторской сети // Труды международной научно-практической конференции «Теория активных систем» (14-16 ноября, Москва, Россия). Том 2. Общая редакция – В.Н. Бурков, Д.А. Новиков. – М.: ИПУ РАН, 2011. C. 251–254.

42.Губко М.В., Даниленко А.И. Применение нижних оценок в алгоритмах поиска оптимальных деревьев / Труды международной конференции CAD/CAM/PDM´2011. М.: ИПУ РАН, 2011. С. 59–63.

43.Новиков Д.А., Губко М.В. Оптимизационные и теоретико-игровые модели управления структурой сложных систем / Материалы Седьмой международной конференции «Управление развитием крупномасштабных систем» MLSD’2013 (30 сентября – 2 октября, Москва, Россия). М: ИПУ РАН. 2013. С. 99–101.

44.Goubko M. Hierarchy optimization: theory and applications / Extended Abstracts of International Workshop "Networking games and management" (Petrozavodsk, Russia). Petrozavodsk: KarRC. 2012. P. 20–22.

45.Goubko M. Model of supply network formation management / Collected abstracts of papers presented in the Sixth International Conference Game theory & Management. SPb.: Graduate School of Management SPbU. 2012. P. 91–92.

46.Goubko M., Mishin S. Models of Optimal Organizational Hierarchies / Collected abstracts of papers, presented in the International Conference Game theory & Management. SPb.: Graduate School of Management SPbU. 2008. P. 132– 134.

47.Goubko M., Mishin S. Optimal Hierarchies in Firms: a Theoretical Model / Proceedings of the 17th World Congress of the IFAC, Seoul, Korea, July 6-11. 2008. P. 2962–2967.

48.Goubko M.V. Models of Network Formation Game Control / Game Theory and Management. Collected abstracts of papers, presented in the IV International Conference "Game Theory and Management", SPb: Gradual School of Management, SPbU. 2010. P. 64–67.

49.Goubko M.V., Danilenko A.I. An automated routine for menu structure optimization / Proceedings of the 2nd ACM SIGCHI symposium on Engineering interactive computing systems, Berlin, Germany, June 19-23. 2010. P. 67-76.

50.Goubko M.V. Lower-bound Estimate for Cost-sensitive Decision Trees / Preprints of the 18th IFAC World Congress, Milano (Italy), August 28-September 2. 2011. P. 9005–9010.

51.Goubko M. Heuristic algorithm for optimal tree search / Abstracts of the 25th Conference of European Chapter of Combinatorial Optimization (ECCO´2012), 26-69 April. 2012. P. 24–25.

52.Goubko M.V. On Communication Network Topology Problem with Node Costs // Abstracts of 26th European Conference on Operational Research, July 1-4, Rome, Italy. 2013. P. 14.