Базовая структура, состоящая ил переменных уровней и темпов потоков, отражает существо систем управления промышленным предприятием. Уровни определяют решения, которые управляют темпами потоков. Темпы потоков в свою очередь являются причиной изменений в уровнях. Уровни и темпы составляют шесть взаимосвязанных потоков, которые отражают деятельность промышленного предприятия. Пять из них — это потоки материалов, заказов, денежных средств, оборудования и рабочей силы. Шестой — информационный поток, является соединительной тканью пяти других потоков.

Теперь мы можем перейти к рассмотрению образца структуры модели, который соответствует задачам и принципам, изложенным в общих чертах в предыдущих главах. Для этого достаточно рассмотреть структуру простейшей модели. В частных случаях модель может стать сложной в силу своей величины и обилия деталей, но, как это будет показано в данной главе, основой ее по-прежнему останутся такие переменные, как «уровни» и «решения».

Форма модели должна позволить решать несколько задач. В связи с этим модель должна обладать следующими характерными чертами:

— иметь возможность отражать любую причинно-следственную связь, которую мы захотим учесть;

— иметь простую математическую форму;

— использовать терминологию, синонимичную языку общественных наук, экономики и производства;

— охватывать большое число переменных (тысячи), не превышая, однако, практических возможностей вычислительных машин, и

— быть пригодной для отражения «непрерывных» взаимодействий, с тем чтобы дискретные величины, вводимые в интервале времени между решениями, не оказывали влияния на результаты. Однако модель должна позволить произвести, если понадобится, дискретные изменения в решениях.

 

5. 1. Базовая структура

Указанным выше требованиям удовлетворяет динамическая структура, состоящая из резервуаров или уровней, связанных между собой управляемыми потоками, как показано на рис. 5–1.

#pic51.png

Рис. 5–1. Базовая структура модели.

Рис. 5–1 содержит четыре существенных элемента, которые ниже будут рассмотрены раздельно:

— несколько уровней;

— потоки, перемещающие содержимое одного уровня к другому;

— функции решений (изображенные в виде вентилей), которые регулируют темпы потока между уровнями;

— каналы информации, соединяющие функции решений с уровнями.

Эта базовая структура будет использована здесь даже применительно к промышленным и экономическим моделям, кажущимся на первый взгляд значительно более сложными. Если читатель получит ясное представление об этой структуре и о соответствующих ей основных уравнениях из последующей главы, он не встретит никаких трудностей при переходе и к более сложным моделям. В каждом отдельном случае более сложные системы будут, однако, состоять из четырех приведенных выше элементов основной структуры, показанной на рис. 5–1. В последующих параграфах будут рассмотрены все четыре элемента основной структуры модели.

Уровни. Уровни характеризуют возникающие накопления внутри системы. Это товары, имеющиеся на складе, товары в пути, банковская наличность, производственные площади и численность работающих. Уровни представляют собой те значения переменных в данный момент, которые они имеют в результате накопления из-за разности между входящими и исходящими потоками. Уровни имеют место во всех шести потоках, которые будут рассмотрены ниже: информации, материалов, заказов, денежных средств, рабочей силы и оборудования.

Очень важно отметить, что по единице измерения переменных еще нельзя судить, имеем ли мы дело с уровнем или с темпом, так как некоторые уровни измеряются такими же количественными показателями, что и темпы (например, единицы в неделю). Это может приводить к путанице, пока не будет выяснено основное различие между уровнями и темпами.

Надежным способом определения, является ли переменная уровнем или темпом потока, служит выяснение вопроса о том, может ли переменная существовать и иметь определенное значение в системе, приведенной в состояние покоя. Если всякое движение в форме потоков было бы прекращено, уровни все равно остались бы. Так, например, при прекращении поступления и отправки товаров на складе сохраняется определенный уровень их запасов. Если бы вся деятельность в системе остановилась, то темпы были бы неразличимы, а уровни физических величин, таких, как товары, денежные средства и рабочая сила, могли бы быть определены и в неподвижной системе.

Уровни существуют не только в сетях физических величин, но и в информационной сети. «Уровни осведомленности» существенны при мысленной оценке, влияющей на выбор решения. Уровни удовлетворения, оптимизма и воспоминаний о пагубной депрессии в прошлом — все они влияют на экономическое поведение. Уровень осведомленности об инфляционных тенденциях оказывает влияние на капиталовложения. В более прозаическом примере уровень современной деловой активности влияет на решения о размещении заказов и создании запасов. Вся память и преемственность между прошлым и будущим воплощается в уровнях системы.

В информационной сети мы вероятнее всего можем встретить уровни, имеющие единицы измерения, которые обычно характерны для темпов. Возьмем, например, средний уровень сбыта за прошлый год. Он может измеряться объемом за месяц или долларами за год. Однако это не темп потока, характеризующий мгновенную скорость передачи от одного какого-либо уровня к другому. При тенденции постоянного роста средний темп сбыта, определенный в любой данный момент, никогда не будет равен фактическому текущему темпу сбыта в тот же самый момент. О средней величине сбыта в деловой практике часто говорят как об уровне — уровне сбыта или уровне деловой активности. Средний уровень сбыта определяется путем интегрирования мгновенных фактических темпов сбыта за некоторый период времени, например за год; поэтому он описывается математическими уравнениями такой же формы, как и другие уровни в системе. Приведя систему в состояние покоя, мы увидим, что средняя величина сбыта за прошлый год представляет собой уровень. Мы можем в данный момент прекратить всю деятельность по сбыту и доставке товаров, не нарушая понятия и количественного значения средней величины сбыта за прошлый год.

Темп потока. Из предшествующего обсуждения вопроса об уровнях становится ясной природа темпов потока. Темпы определяют существующие мгновенные потоки между уровнями в системе. Темп отражает активность, в то время как уровни измеряют состояние, которое является результатом активности в системе. Темпы точно так же, как и уровни, существуют во всех шести сетях, которые могут составлять систему — материалов, заказов, денежных средств, рабочей силы, оборудования и информации.

Темпы потока устанавливаются на основе уровней в соответствии с законами, которые определяют вид функций решений, В свою очередь темпы определяют уровни. В состав уровней, которыми определяется темп потока, обычно входит и тот уровень, из которого исходит данный поток.

Функции решений. Функции решений (в последующем изложении называемые иногда уравнениями темпов) представляют собой формулировку линии поведения, определяющую, каким образом имеющаяся информация об уровнях приводит к выбору решений, связанных с величинами текущих темпов. Все решения касаются предстоящих действий и выражаются в форме темпов потока (выдачи заказов, приобретения оборудования, найма рабочей силы). Как будет показано в разделе 9.4, функции решений имеют отношение как к решениям, принимаемым в процессе управления, так и к таким действиям, которые обусловлены естественным состоянием системы.

Функция решения может иметь форму несложного уравнения, которое определяет простейшую реакцию потока на состояние одного или двух уровней (так, производительность транспортной системы часто может быть адекватно выражена количеством товаров в пути, представляющим собой уровень, и константой — средним запаздыванием на время транспортировки). С другой стороны, функция решения может представлять собой длинную и детально разработанную цепь вычислений, выполняемых с учетом изменения ряда дополнительных условий. Так, например, решение о найме рабочей силы может быть связано с учетом следующих уровней: имеющейся рабочей силы, среднего темпа поступления заказов, числа работников, проходящих курс обучения, числа вновь принятых работников, задолженности по невыполненым заказам, уровней запасов, наличия оборудования и материалов и т. д.

Информация как основа решений. На рис. 5–1 показано, что функции решений, на основе которых устанавливаются темпы, связаны только с информацией об уровнях. Темпы не определяются другими темпами. Это в принципе всегда верно.

В принципе использование мгновенных, сложившихся в данный момент, темпов в качестве вводов при выработке других решений недопустимо. Практически существующие в данный момент темпы вообще неизмеримы. Если мы существенно сократим тот интервал времени, под которым мы понимаем «данный момент времени», мы ничего не будем знать о темпах любых действий, осуществляемых в это же самое время. Например, мы не в состоянии знать темп сбыта в нашей фирме именно в этот момент; практически это было бы для нас неосуществимо из-за постоянных кратковременных колебаний этой величины. То, что мы понимаем под темпами «в данный момент», есть на самом деле средние уровни, вроде среднего сбыта за неделю или месяц, или за прошлый год.

Выбирая весьма короткий интервал времени, мы можем установить в принципе, что данное решение не может зависеть от некоторых других принимаемых в данный момент решений (или мгновенных темпов) в другой части системы. Эта другая совокупность решений может зависеть от тех же самых уровней на входе. Решение о найме дополнительного числа работников нью-йоркской фирмой принимается независимо от аналогичного решения, принимаемого в тот же момент конкурирующей фирмой в Чикаго. Оба эти решения в конечном счете определяются итоговыми уровнями, такими, как действительная численность безработных и наличие запасов нереализованной продукции.

Принцип независимости решений применим на практике; он служит краеугольным камнем построения модели. Из этого принципа не вытекает необходимость чрезмерного сокращения интервалов времени, для которых производятся расчеты в модели. Он делает возможным построение моделей, не требующих трудоемких вычислений, связанных с обращением матриц.

 

5. 2. Шесть взаимосвязанных сетей

Базовая структура модели на рис. 5–1 показывает только одну сеть с элементарной схемой информационных связей между уровнями и темпами. Чтобы отразить деятельность промышленного предприятия, необходимы несколько взаимосвязанных сетей.

Следует отметить, что потоки на рис. 5–1 переносят содержимое от одного уровня к другому. Поэтому все уровни внутри одной сети должны иметь однородное содержимое. Входящие и исходящие потоки, связанные с уровнем, должны переносить предметы того же самого вида, что и содержащиеся в уровне. Например, в материальной сети мы будем иметь дело только с материалами и учитывать их перемещение из одного места в другое. Предметы одного вида не должны передаваться к уровням, содержащим, другой вид.

Целесообразно установить шесть сетей, представляющих существенно различные типы переменных, с которыми нам придется встречаться, — заказов, материалов, денежных средств, рабочей силы и оборудования, соединенных воедино с помощью сети информации. Разделение именно на шесть сетей произвольно. Любая из этих сетей может быть разбита на несколько отдельных частей; тип материала в разных частях материальной сети может быть различным: материалы разного типа, если рассматривать вопрос с точки зрения наших целей, не должны смешиваться; поэтому уровни в одной части сети не могут быть связаны через посредство потоков с уровнями из другой части.

Информационная сеть может идти от уровня в любой из шести сетей к темпу в той же или другой сети. Поэтому сеть информации является единственной в своем роде и занимает особое положение по отношению к другим пяти, в противоположность тому особому положению, которое раньше часто занимали деньги при проведении экономического анализа. Мы должны подчеркнуть, что понятие денег не содержит в себе того значения, которое дало бы возможность использовать их для достижения намеченных нами целей, как это выполняется с помощью особой информационной сети.

Сеть материалов. Сюда мы включаем все темпы потоков и запасы реальных предметов (товаров), будь то сырье, незавершенное производство или готовая продукция.

Сеть заказов. Сюда входят заказы на товары, требования на новую рабочую силу и контракты на новую производственную площадь. Заказы представляют собой результат решений, которые не нашли своего отражения в потоках одной из других сетей. Вообще говоря, они образуют связующее звено между явными решениями и результатами в форме неявных решений в сетях материалов, денежных средств, рабочей силы и оборудования.

Заказы иногда трудно отличить от величин, входящих в информационную сеть. Однако заказы имеют обычно достаточно характерные особенности, так что, по-видимому, за их опознание можно ручаться. Сеть заказов будет обычно состоять из отрезков, соединяющих решение о выдаче заказа с действием, направленным на его выполнение.

Сеть денежных средств. Денежные средства здесь понимаются в смысле кассовой наличности. Поток этих средств есть фактическое движение платежей между денежными уровнями.

С точки зрения моделирования действий фирмы банковская наличность представляет собой денежный уровень. Счета к получению не следует считать денежными средствами, даже если они могут быть реализованы как товары; они могут быть переданы по информационной сети как свидетельство о праве на оплату. Цена есть также информация, а не часть денежной сети.

В точке выполнения заказов создаются три потока. Первый — выполненных заказов, уменьшающий задолженность по заказам. Второй — реальных товаров от поставщика к покупателю. Третий — информация о счетах к получению, представляющих собой произведение цены на темп потока товаров. Уровень счетов к получению вместе с запаздыванием на время оформления документов определяют темп потока денег, поступающих с банковского счета покупателя к поставщику. Этот поток увеличивает уровень банковского счета поставщика, а информация о его темпе уменьшает уровень счетов к получению.

Различные точки зрения могут привести к различной трактовке информации и денежных средств. Банковский счет, трактуемый фирмой как денежный уровень, для банка представляет счет, который может быть оплачен. Счет не содержит денежных средств, но является информацией, определяющей право фирмы изъять определенную сумму. Вопросы отображения денежных средств, кредита и информации потребуют более тщательного рассмотрения в том случае, если в динамическую модель будут включены детали банковской и государственной денежной системы.

Сеть рабочей силы. Многие важные результаты в деятельности компании являются следствием политики в вопросах найма и использования людей. Политика компании, соглашения с профсоюзами и предложение рабочей силы составляют базу для изменений в уровнях численности работников. Выбор моментов времени для таких изменений может из-за взаимодействия между подразделениями фирмы привести к неожиданным результатам. В главах 14 и 15 дается пример того, как в результате взаимодействия политики предпринимателя в трудовых вопросах с политикой покупателей при размещении заказов возникает неустойчивость в работе предприятия.

В сети рабочей силы мы имеем дело с определенным числом людей как индивидуумов, а не с количеством человеко-часов труда. Количество человеко-часов в неделю представляет собой произведение численности людей на продолжительность рабочей недели. Соображения, которые регулируют изменение численности людей, отличны от тех, которые ограничивают продолжительность рабочей недели. В большинстве случаев нам будет необходимо отличать численность людей в сети рабочей силы от таких переменных, как продолжительность рабочей недели и производительность за человеко-час, которые рассматриваются в информационной сети.

Сеть оборудования. Сеть оборудования включает производственную площадь, инструмент и оборудование, необходимые для производства товаров. Она показывает, как функционируют заводы и машины, каково имеющееся оборудование, какая часть этого оборудования находится в данный момент в эксплуатации (это необходимо знать для определения уровня производительности), а также каков темп выхода ^орудий производства из строя.

Следует отметить, что в отраслях, производящих средства производства, выпуск оборудования является результатом, в числе прочих факторов, потока материалов, который использован для изготовления соответствующих изделий с помощью оборудования. Производитель оборудования имеет свой парк оборудования, которое используется в производственном процессе.

Связующая сеть информации. Информационная сеть представляет собой последовательность переменных темпов и уровней. В этой книге она поставлена в особое положение по отношению к другим сетям в связи с тем, что она служит для них соединительной тканью.

В общем случае информационная сеть начинается от уровней и темпов в пяти других сетях и заканчивается у функций решений, определяющих темпы в этих сетях. Она переносит информацию от уровня к точкам решений, а также информацию о темпах в других сетях к уровням в сети информации. В самой сети информации существуют уровни и темпы. Например, информация о фактическом текущем, темпе входящих заказов усредняется для определения уровня среднего темпа входящих заказов. Этот уровень относится к сети информации и будет обычно одним из вводов при решении о выдаче заказа в сети заказов.

Величину информационной переменной не следует смешивать с истинной переменной, которую она отображает. Заказы обычно направляются в картотеку невыполненных заказов; информация об уровне среднего темпа заказов и об уровне невыполненных заказов может направляться во многие адреса (места, пункты) внутри фирмы. Информация, так же как и потоки в других пяти сетях, будет часто запаздывать. Как уже отмечалось в разделе 4.2, информация может содержать помехи и искажения. Информация не обязательно идентична по величине «истинной» переменной, которую она отображает.

Сеть информации будет содержать группу различных понятий, являющихся вводами при выработке решений, связанных, например, с требуемым уровнем запасов, с необходимыми размерами проектируемого предприятия, с прогнозом сбыта, с необходимым уровнем числа работников и со сведениями о результатах исследований.

Основная часть модели будет находиться внутри информационной сети. Информация представляет собой основу для принятия решения. Она является тем соединяющим элементом, который заставляет взаимодействовать остальные пять сетей. Во многих экономических моделях и в нашем отношении к учету часто проявляется стремление представить в этой центральной связующей роли денежные средства. Однако, как уже отмечалось выше, сеть денежных средств не обеспечивает соответствующие вводы, необходимые для выработки решений в области практического руководства и экономики. Денежная сеть отражает совокупность совершенных ранее сделок и действует в качестве ограничения, налагаемого на будущие решения, но не оказывает существенной помощи при выработке этих решений.

Тщательное наблюдение за информационной сетью организации важно для понимания ее истинного характера. Ее динамика не может быть отображена без детального рассмотрения потоков, уровней, запаздываний и искажений, которые имеют место в каналах информации внутри отдельных организационных подразделений.