Основы кибернетики предприятия

Форрестер Джей

Эта перестройка была вынужденной, потому что темп современных военных действий превышает возможности реакций человеческого организма. Целое десятилетие тысячи людей были заняты данным преобразованием процессов принятия военных решений и автоматизации оперативных действий, которые лежат в основе тактических военных решений. При этом было убедительно показано, что тщательно отобранные формальные правила могут обеспечить краткосрочные тактические решения, которые более совершенны, чем основанные на суждениях людей и принятые в условиях спешки, либо на основе недостаточного практического опыта военачальников, либо, наконец, под влиянием крупных организаций, не отличающихся оперативностью.

Те же люди,

которые встретили начало работы над формализацией правил военно-тактических решений в 1950 г. заявлением, что «машина не в состоянии заменить мое военное образование и боевой опыт», через 10 лет приняли как наилучший и совершенно обыденный вариант автоматическую отдачу военно-боевых распоряжений. Полученный таким путем практический опыт установления основ для принятия решений и определения содержания так называемого «компетентного суждения», необходимого для правильности этих решений, в настоящее время может быть использован для исследования систем управления. Многие специалисты из военных исследовательских организаций переходят теперь к изучению производственных и экономических систем.

Как и в области военного дела, мы убедимся в существовании строго определенного базиса, на котором основывается практика решений, принимаемых в настоящее время хозяйственными руководителями. Их решения не являются выражением полной «свободы воли», а строго обусловлены окружающими обстоятельствами. И поскольку это так, имеется возможность установить правила, регулирующие эти решения, и определить влияние данных правил на производственное и экономическое поведение систем.

1. 3. Экспериментальный подход к анализу систем

Третьей основой динамического моделирования промышленных систем является экспериментальный подход к изучению их поведения.

Мощность математического анализа недостаточна для нахождения общих аналитических решений столь сложных ситуаций, которые встречаются в хозяйственной области. Выход можно найти в экспериментальном исследовании.

Для этого строится математическая модель промышленной системы. Такая модель дает подробное описание, показывающее, каким образом условия в определенный момент времени приводят к последующим условиям в другой, более поздний момент. Поведение модели подвергается наблюдению, причем проводятся эксперименты для выяснения специальных вопросов о действии системы, представленной в виде модели.

«Имитация» — этим термином нередко обозначается процесс экспериментирования на модели вместо проведения соответствующих опытов с реальной системой. В течение 50-х годов имитация получила широкое развитие при проектировании средств противовоздушной обороны и в технических проектных работах. Вот один из примеров.

При планировании развития бассейна реки числа в цифровой вычислительной машине обозначают объемы воды, скорость течения, расход воды для выработки электроэнергии, осадки. В течение нескольких секунд работы машина может представить данные о действии реальной системы в течение целых суток. Могут быть намечены и спроектированы плотины, позволяющие обеспечить противоречивые требования производства электроэнергии, ирригации, навигации и регулирования стока вод.

Подобно этому, в течение последних лет в литературе по операционным исследованиям обычно освещаются многочисленные простые имитационные исследования отдельных частей предприятия. Методика имитации достигла теперь такой степени развития, что она может применяться к проблемам общего руководства промышленными организациями. В хозяйственной области имитация означает ввод в цифровую электронно-вычислительную машину определенных данных, описывающих деятельность предприятия. На основе этих данных и допущений о деятельности предприятия, вычислительная машина выдает результативные календарные графики, относящиеся к движению продукции, рабочей силе, финансам ит. п. Таким образом можно проверить разные варианты правил руководства или предположения об объеме сбыта, чтобы определить их влияние на успех хозяйственной деятельности фирмы.

Вместо того чтобы отправляться от общего аналитического решения и переходить к соответствующему специфическому случаю, мы теперь признаем высокую полезность, хотя бы и лишенную математического изящества, эмпирического подхода к поставленным задачам. Таким способом мы исследуем целый ряд специфических ситуаций, а на этой основе производим возможные обобщения.

Применение методов имитации не требует высокой математической квалификации. Разумеется, детали построения модели должны быть определены специалистами, поскольку для этого необходима особая квалификация, и надо избегать всяких погрешностей. Между тем работа по отбору исследуемых ситуаций, по оценке намеченных предположений и истолкованию полученных результатов вполне доступна для лиц, получивших подготовку в школах управления или на курсах совершенствования руководящего персонала.

1. 4. Цифровые электронно-вычислительные машины

Четвертой основой при динамическом моделировании промышленного процесса является цифровая электронно-вычислительная машина, которая, стала широко доступной между 1955 и 1960 гг. При ее отсутствии выполнение обширной работы по выявлению специфических данных, характеризующих комплексную систему, потребовало бы слишком крупных затрат. За последние 15 лет стоимость арифметических подсчетов снизилась в 10 000 раз и даже больше в тех областях, где цифровые электронно-вычислительные машины могут быть использованы с наивысшей эффективностью действия. Имитация поведения индустриальных систем с обратной связью принадлежит к числу областей высокой эффективности. Снижение затрат в 10 000 или даже в 100 000 раз создает совершенно иную обстановку для исследований в сравнении с той, которая существовала хотя бы 10 лет назад.

Появление вычислительных машин после второй мировой войны сделало возможным исследование весьма сложных систем. Машины-аналоги, применявшиеся для анализа электроэнергетических сетей и в анализаторах дифференциальных уравнений, получили развитие в период с 1930 по 1950 г. Сначала делались попытки использовать аналоговые вычислительные устройства для изучения экономических систем. Однако они оказались непригодными для решения вопросов практической значимости. Они неудобны при работе над нелинейными системами.

Появление быстродействующих цифровых электронно-вычислительных машин практически устранило вычислительный барьер. Технические характеристики электронно-вычислительных машин увеличивались ежегодно почти в 10 раз в течение десятилетия 50-х годов; почти с каждым годом происходил десятикратный рост быстродействия, емкости памяти, надежности машин. В общем, это было технологическое изменение, превосходящее по своему значению переход от химических взрывчатых веществ к атомным. Общество не может освоить такое крупное изменение за какие-нибудь 10 лет. Мы имеем громадный неиспользованный задел новых средств и возможностей их применения. Мы имеем основания предполагать, что дальнейшее развитие машин будет по-прежнему опережать развитие наших представлений о динамических связях в производстве и экономике. Вычислительные машины теперь настолько доступны, а затраты на вычисления и их программирование столь малы в сравнении с другими издержками, что прежние трудности в использовании имитирующей модели уже не должны лимитировать темпы нашего прогресса в познании динамических систем.