Основы кибернетики предприятия

Форрестер Джей

15.1.4. Случайные изменения в исходящем потоке технического отдела

В предшествующих диаграммах использовались чистые, идеализированные испытательные вводы, что давало возможность проследить поведение каждого компонента системы во времени. Предыдущие кривые были сглаженными и казались искусственными в сравнении с действительными явлениями в промышленном предприятии, так как все решения в системе были свободны от случайных изменений.

Теперь мы готовы рассмотреть реакции системы на более сложные внешние условия. Для этой цели мы вводим неравномерный темп поступления спецификаций из агрегированных технических отделов покупателя. Как установлено в разделах 14.4.7 и 14.6, в модели существует возможность возникновения переменной помехи в темпе потока между техническим отделом и отделом

снабжения покупателя. Этот переменный сигнал не создает и не уничтожает ни одного заказа на детали. Заказы определяются требованиями, которые в течение длительного времени поступают к покупателю извне. Случайный выход из технического отдела может повлиять на время выдачи заказов и, следовательно, вызвать неравномерность исходящего потока заказов. Любой случайный сигнал содержит весьма широкую полосу возмущающих частот; поэтому он способен вызывать такой вид поведения, к которому промышленная система сама по себе особенно чувствительна.

Мы будем теперь исследовать модель промышленного производства деталей электронного оборудования при условии, что поток заказов, поступающих в технический отдел покупателей, носит постоянный характер, а в потоке исходящих из него заказов на детали содержатся повторяющиеся из месяца в месяц случайные колебания.

Чем глубже проникает случайное колебание в систему, тем более оно сглаживается и приобретает скорее характерные черты самой системы, чем первоначальной помехи. Даже в поступающих на завод требованиях уже наблюдается определенная величина корреляции; это значит, что заказы, поступающие в течение следующих одна за другой недель, изменяются постепенно вследствие вмешательства отдела снабжения покупателя, который усредняет и сглаживает поток заказов.

К тому времени, когда случайные возмущения начнут воздействовать на численность рабочих на заводе, преобладающее изменение незначительно удалено от 100-недельного естественного периода системы. Численность достигает максимального значения ко времени истечения 66, 141, 250 и 316-й недель. Эти сроки отделены друг от друга интервалами в 75, 109 и 66 недель.

На рис. 15-5 кривая численности рабочих занимает область между 121 и 87 % нормального значения; таким образом, максимум составляет 140 % минимума. Само собой разумеется, что амплитуда возмущений системы зависит от амплитуды изменения помехи, включенной в модель. Наибольший интерес представляет в данном случае не сама действительная амплитуда, а скорее тот предел, до которого нежелательные реакции системы на любой ввод могут быть подавлены путем изменений в организации или правилах системы. Наибольший интерес прежде всего представляет сравнительное изучение влияния различных руководящих правил при одном и том же вводе. Однако мы стремимся к тому, чтобы эти испытания производились в рамках наиболее правдоподобных операций и чтобы была уверенность, что в модели представлены существенные динамические характеристики изучаемой системы.

Рис. 15-5. Модель промышленного производства деталей электронного оборудования (старые руководящие правила, внесение случайных изменений в исходящий поток технического отдела покупателя).

Рис. 15-5 содержит главные качественные характеристики, которые явились первопричиной изучения системы. На рисунке показаны результаты проигрывания на модели, при котором исследовалось функционирование системы в течение семи лет при наличии конечного спроса на продукцию. Этот спрос в действительности является постоянным. Колебания численности рабочих здесь велики; периоды от одного до двух лет между максимумами большинства главных переменных являются наиболее характерными; запасы быстро увеличиваются в течение периода максимумов численности рабочих и достигают максимума вскоре после наибольших значений численности; среднее запаздывание поставок колеблется между 3,6 и 6,4 недели, хотя доля заказов, выполняемых за счет запасов, изменяется только в пределах 63–75 %; запасы изменяются на 25 %, что по объему составляет недельный выпуск продукции. Портфель невыполненных заказов на заводе, включая заказы покупателя и заказы для пополнения запаса, отклоняются в обе стороны от нормального значения на величину, равную четырехнедельному выпуску продукции. Вообще соотношения по времени и фазам между различными кривыми являются вероятными для

такого рода промышленных ситуаций. Моменты максимумов кривой портфеля заказов опережают максимумы численности рабочих, которые в свою очередь опережают моменты, когда запасы являются наибольшими. Кривая желательного запаса может быть принята за показатель средних продаж^[96]; можно видеть, что колебания численности рабочих значительно интенсивнее колебаний средних продаж; при этом рис. 15-4 показывает, что запасы увеличиваются в период высокого уровня продаж и падают при их низком уровне.

Как уже не без основания явствовало из рис. 15-1 и 15-4, система, показанная на рис. 15-5, неблагоприятно реагирует на неизбежные случайные возмущения, которые всегда будут иметь место в промышленной системе. Так как система весьма чувствительна и избирательна по. отношению к частотам, близким к двухлетнему периоду, она отбирает частотные компоненты такой периодичности и усиливает их. Поэтому любое возмущение, вызываемое случайной помехой, вполне достаточно, чтобы вызвать к действию присущую системе склонность к появлению неблагоприятных колебаний, возникающих в силу взаимодействия между выдачей заказов покупателями, запасами завода, запаздыванием поставок и уровнем численности рабочих.

15.1.5. Поток денежных средств и динамический финансовый баланс

Переменные, нанесенные в предыдущей диаграмме, являются главными, определяющими динамическую характеристику системы, хотя обычно финансовым переменным уделяется больше внимания. Финансовые данные, соответствующие рис. 15-5, показаны на рис. 15-6 для потока денежных средств и на рис. 15-7 для динамического финансового баланса.

Рис. 15-6. Поток денежных средств на заводе (модель промышленного производства деталей электронного оборудования, старые руководящие правила, внесение случайных изменений в исходящий поток технического отдела покупателя).

На рис. 15-6 представлены 6 переменных потоков денежных средств из диаграммы на рис. 14–15. Шкалы имеют различные нулевые точки для того, чтобы разместить кривые на одной и той же диаграмме. Однако диапазон диаграммы в высоту равен 20 000 долл. в неделю для каждой кривой, таким образом, их вертикальные изменения сравнимы^[97]. Следует отметить, что темпы расходов начинают возрастать и достигают максимума раньше, чем поступления денежных средств. Это ясно видно, например, на отрезке от 40 до 80 и между 120 и 150 неделями. Это значит, что денежные средства поглощаются быстрее, чем восполняются; в результате возникают значительные колебания уровня денежных средств, показанные на рис. 15-7.

В финансовом балансе на рис. 15-7 представлено взаимодействие между различными статьями оборотных средств. Уровень незавершенного производства возрастает и снижается примерно так же, как уровень численности рабочих на рис. 15-5.

Рис. 15-7. Динамический бухгалтерский баланс завода (модель промышленного производства деталей электронного оборудования, старые руководящие правила, внесение случайных изменений в исходящий поток технического отдела покупателя).

На рис. 15-7 наиболее важно отметить, что увеличение и уменьшение общего запаса и уровня счетов к получению происходят одновременно. Особенно отчетливо это можно видеть в интервалах между 50 и 100 и между 120 и 180 неделями. Результат заключается в том, что как запасы, так и счета к получению одновременно поглощают денежные средства и снова превращаются в них. Это усиливает колебания состояния этих средств. После внесения изменений в правила управления системой в разделе 15.6 можно будет увидеть, что кратковременные колебания запасов и дебиторской задолженности могут быть направлены в противоположные стороны, так что оборотные средства будут перемещаться между счетами к получению и запасами, в результате чего колебания величины потребных денежных средств уменьшатся.