Джей Форрестер - Основы кибернетики предприятия

В ряде случаев поведение системы и ее эффективность могут быть улучшены путем рационализации счетной и конторской работы, что дало бы значительное сокращение запаздываний в различных звеньях оформления и исполнения заказов, учета и анализа продаж, получения необходимой информации для принятия обоснованных решений и т. п.

Но поведение системы зависит и от таких факторов, как политика расширения завода, порядок установления и пересмотра цен, образ действия конкурентов, условия найма рабочей силы, а также уровень техники в данной отрасли промышленности. В идеале представляется желательным отразить все эти элементы в динамической модели предприятия. Но практически это сопряжено с большими трудностями, и, что особенно важно, детализация описания имитируемой системы усложняет ее модель в такой степени, что она в ряде случаев утрачивает свою четкость и познавательную ценность. Поэтому важно, чтобы исследователь умел в нужных случаях проявить разумное ограничение. Кроме того, необходимо применять четко целевой подход к имитации действия системы, не стремясь обязательно полностью отразить все многообразие ее функций и определяющих факторов, а последовательно анализируя различные стороны этой деятельности и постепенно подключая соответствующие важнейшие факторы, чтобы отчетливо выделить влияние каждого из них, а затем и совокупное воздействие их сочетания. В данной главе мы сделали попытку проиллюстрировать именно такой подход, не претендуя на исчерпывающее изучение построенной простой модели, а стремясь показать методику ее использования для познания внутренних динамических характеристик исследуемой системы. В последующих главах дано обстоятельное изложение важнейших вопросов моделирования промышленного предприятия и методов его изучения как информационной системы с обратной связью.

Модели могут служить основой для проведения экспериментов с меньшей затратой средств и в более короткие сроки, чем при исследовании изменений на реальных системах. Социологические модели должны отражать всю информационную систему с обратной связью, а не отдельные изолированные ее элементы. Наши эмпирические знания дают богатый материал, позволяющий создавать динамические модели.

Модели получили широкое признание как средство изучения сложных явлений. Они заменяют реальное оборудование или целую систему. Ценность моделей заключается в том, что они гораздо эффективнее способствуют более глубокому пониманию неясных характеристик поведения системы, чем если бы это делалось путем наблюдения за реальной системой. Модель может давать необходимую информацию при меньшей затрате средств, чем представляемая ею реальная система. Создается возможность более быстрого приобретения знаний в условиях, не наблюдаемых в реальной действительности.

Модели можно классифицировать по-разному. Вариант группировки моделей, представляющий интерес для нашего исследования, приведен на рис. 3–1.

Материальные или абстрактные.Прежде всего можно выделить модели материальные и абстрактные.

Материальные модели наиболее доступны для понимания. Обычно это копии исследуемых предметов, часто — уменьшенные.

Статические материальные модели, например архитектурные, помогают наглядно представить размещение элементов на плоскости и пространственные соотношения. Примером динамических материальных моделей служит аэродинамическая труба, применяемая для изучения аэродинамических характеристик проектируемых летательных аппаратов.

Абстрактные модели состоят не из материальных элементов, а из символов, и применяются они гораздо чаще, чем материальные, но они не всегда считаются моделями. Используемая символика может иметь форму письменной речи или мыслительного процесса С помощью мысленного представления или словесного описания может быть построена модель фирмы и ее деятельности.

Хозяйственные руководители постоянно имеют дело с такими мысленными и словесными моделями фирмы. (Это мысленное представление о фирме, и оно не обязательно точное.)

Модели призваны заменить в нашем представлении реальную систему.

Математическая модель является особой разновидностью абстрактных моделей. Она выражается языком математических символов и, как другие абстрактные модели, является описанием представляемой системы. Математические модели широко применяются, но воспринимаются они труднее, чем материальные, и не столь часто встречаются в повседневной практике, как словесные модели.

Уравнения, описывающие напряжения в конструкции, представляют собой статическую математическую модель балок и опор. Уравнения движения планет вокруг солнца являются динамической математической моделью солнечной системы.

Математическая модель представляет собой более четкое описание, чем большинство словесных моделей. При построении математических моделей мы начинаем со словесных и уточняем их до тех пор, пока нам не удастся перевести их на язык математики. Сам по себе перевод не труден. При переходе от словесных утверждений к математическим трудности возникают в том случае, когда исходная словесная модель является неточным описанием и ее недостатки обнаруживаются при попытке преобразования в математическую форму.

Преимущество математической модели в сравнении со словесной или материальной заключается в том, что с ней легче оперировать, ее логическая структура более определенна, на ее основе легче проследить путь от предположений до вытекающих из них следствий.

Статические или динамические.Модели могут отражать ситуации, меняющиеся или не меняющиеся во времени. Статическая модель описывает взаимосвязи, не подверженные изменениям. В динамической модели рассматриваются отношения, изменяющиеся во времени.

Линейные или нелинейные.Системы, отображаемые в моделях, могут быть линейными и нелинейными; соответственно классифицируются и модели.

В линейной системе внешние воздействия просто суммируются [13] В линейных системах используется понятие «наложение». В такой системе реакция на любое возмущающее воздействие происходит независимо от предшествующих и последующих воздействий; общий результат в точности равен сумме отдельных реакций системы. Реакция на ввод в систему не зависит от того, когда он произошел, если речь идет о линейной системе с постоянными коэффициентами (но не в линейной системе с изменяющимися во времени коэффициентами). В реальной линейной системе могут иметь место только колебания затухающие или постоянные по своей амплитуде; усиливающиеся же колебания в ней недопустимы, потому что они ничем не ограничены и будут возрастать до катастрофических размеров. Все это не относится к реальным промышленно-сбытовым и экономическим системам. Поведение многих систем, которые нас интересуют, обусловлено нелинейными явлениями. . При линейной трактовке предприятия удвоение числа поступающих заказов вызвало бы в любой последующий момент времени в десять раз большие изменения, чем увеличение объема заказов на 10 %. В такой модели предприятия не учитываются ограничения производственной мощности; производительность труда не должна снижаться даже в том случае, если возникнет избыток рабочей силы по сравнению с наличным оборудованием, а осуществление крупных изменений мощности предприятия требует не больше времени, чем незначительные изменения такого рода. Рабочая сила, оборудование и материалы — каждый из этих элементов оказывал бы свое влияние на производство совершенно независимо от состояния двух других; в частности, наличия двух элементов — рабочей силы и оборудования — было бы достаточно для выпуска продукции даже при полном отсутствии материалов. Линейные модели приемлемы во многих работах в области физики, но они не в состоянии отразить существенные характеристики промышленных и социальных процессов.