В книге излагается метод динамического моделирования промышленных предприятий и промышленно-сбытовых систем с помощью электронно-вычислительных машин; рассмотрено применение этого метода для усовершенствования организационных форм и улучшения руководства предприятиями, а также для подготовки и обучения руководящего персонала.
Книга рассчитана на широкие круги инженеров-экономистов, работников научно-исследовательских институтов, преподавателей вузов и руководящих работников промышленности.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В решениях XXIV съезда КПСС и в Директивах по пятилетнему плану получили дальнейшее развитие применительно к современным условиям ленинские принципы научного руководства социалистическим строительством. Совершенствование методов управления производством и повышение уровня планово-экономической работы во всех звеньях народного хозяйства стали одной из центральных задач пятилетки.
Решения партии и правительства вооружили работников промышленности, руководящие органы и весь советский народ конкретной программой дальнейшего повышения экономической эффективности общественного производства путем совершенствования планового руководства экономикой, научного обоснования наших хозяйственных планов, улучшения управления промышленностью, всемерного развития инициативы и самостоятельности предприятий, создания их активной заинтересованности в результатах своей производственно-хозяйственной деятельности.
Осуществление решений XXIV съезда КПСС и Пленумов ЦК КПСС неизмеримо повышает ответственность хозяйственных кадров, инженерно-технического персонала и всего коллектива предприятий за наилучшую организацию труда и производства, за экономное, рациональное расходование материальных и денежных средств, за успешное освоение и использование научно-технических достижений и за действительно планомерное хозяйственное руководство, умелое применение экономических методов управления. Усиление экономического стимулирования промышленного производства, предусмотренное решениями съезда, создает благоприятные условия для проявления творческой организаторской инициативы руководителей предприятий и всех работников в изыскании и мобилизации всех внутрихозяйственных резервов для рационального использования производственных фондов и мощностей, наиболее полного удовлетворения потребительского спроса и требований заказчиков, обеспечения высокой рентабельности.
Неуклонно возрастающий уровень технического вооружения социалистической промышленности, увеличение масштабов производства, развитие специализации, кооперирования и комбинирования предприятий — все это усложняет управление промышленным производством и одновременно повышает роль управления. Успешное, научно обоснованное решение организационно-экономических вопросов становится во все большей мере важнейшим условием дальнейшего подъема и развития производства.
Новая техника производства базируется на небывалых достижениях современной науки, которая приобретает характер непосредственной производительной силы и решающего фактора в строительстве коммунизма. Мы являемся свидетелями возникновения и нарастания глубочайшей научно-технической революции во всех областях общественного производства, которая выражается в открытии новых, практически неисчерпаемых видов и источников энергии, способов ее получения, преобразования, передачи и использования. Не менее ярко сказывается научно-техническая революция в создании синтетических материалов. Последние не только расширяют сырьевые ресурсы и успешно заменяют природные виды материалов, но и обладают заранее заданными свойствами, которых не имеют обычные материалы. Это открывает широчайшие возможности развития производства неизмеримо более высококачественной продукции и применения новых технологических процессов, отражающих последние научные достижения химии, электроники и т. п.
Глава I
ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
Динамическое моделирование предприятия представляет собой исследование предприятия как информационной системы с обратной связью; оно предусматривает применение моделей для проектирования усовершенствованных форм организации и улучшения общего руководства. Динамическое моделирование предприятия возникло на основе развития следующих четырех прогрессивных направлений: теории управления информационной системой с обратной связью, автоматизации выработки военно-тактических решений, экспериментального проектирования сложных систем с помощью моделирования и применения цифровых вычислительных машин для снижения стоимости вычислений. Своим появлением данная книга обязана этим направлениям, вместе взятым.
В данной книге рассматривается меняющееся во времени динамическое поведение промышленных организаций, то есть динамическое моделирование предприятий. Динамическое моделирование предприятия представляет собой изучение деятельности предприятия как информационной системы с обратной связью. Оно показывает, каким образом взаимодействуют организационная структура предприятия, влияние авторитета (в руководстве) и время запаздывания (в решениях и действиях) в обеспечении успеха предприятия. Обсуждается также взаимодействие потоков информации, денежных средств, заказов, товаров, рабочей силы и оборудования на предприятии, в отрасли промышленности или в народном хозяйстве.
С помощью динамического моделирования предприятия создается единая структурная схема, в которой интегрируются функциональные отрасли управления, а именно — производство, сбыт, бухгалтерский учет, исследования и технические усовершенствования, капиталовложения. Оно воплощает количественный и экспериментальный подход к решению задачи приведения организационной структуры и методов руководства предприятием в соответствии с требованиями промышленного развития и устойчивости. Динамическое моделирование, кроме того, должно стать основой для проектирования более эффективных промышленных и экономических систем. Динамически-моделирующий подход к проектированию предприятия включает несколько этапов:
— Определение проблемы.
— Обособление факторов, которые, по-видимому, взаимодействуют при возникновении наблюдаемых симптомов.
1. 1. Теория управления информационной системой с обратной связью
Первым и наиболее важным основанием динамического моделирования предприятия является понятие сервомеханизма как прообраза информационной системы с обратной связью, — разработанное во время второй мировой войны и в послевоенный период. До недавнего времени мы не имели достаточного представления о влиянии запаздывания во времени, усиления и структуры на динамическое поведение системы. И лишь теперь мы начинаем понимать, что взаимодействие между компонентами системы может иметь более важное значение, чем сами компоненты.
Понятия информационных систем с обратной связью становятся главной основой для создания базовой структуры, интегрирующей различные стороны процесса управления. Что такое информационная система с обратной связью? В общих чертах ее можно определить так:
Информационная система с обратной связью существует там, где окружающая среда приводит к принятию решения, вызывающего действие, которое само влияет на окружающую среду и, значит, на дальнейшие решения.
Это определение относится к любому сознательному и подсознательному решению, принимаемому человеком. Оно также включает и те механические решения, которые даются вспомогательным устройством, называемым сервомеханизмом.
Управление информационными системами с обратной связью лежит в основе всей жизни и всех человеческих усилий, от медленных шагов биологической эволюции до запуска космических спутников.
1. 2. Процессы принятия решений
Вторым основанием динамического моделирования промышленных систем является разработка теории решений, выполненная в 50-е годы в порядке автоматизации военных тактических операций.
В историческом плане военная необходимость часто порождала не только новые технические средства, подобно авиации или цифровым вычислительным машинам, но также и новые организационные формы и новый подход к общественным процессам. Подобные усовершенствования впоследствии были приспособлены для мирного применения.
Такого рода нововведения появились и в области военного командования (то есть управления). По мере ускорения развертывания военных действий по необходимости произошло переключение внимания с тактических решений (повседневного руководства ходом военных операций) на стратегическое планирование (предусматривающее возможные события, определяющее образ действий и заранее устанавливающее порядок принятия тактических решений). Командующий сражением уже не в состоянии графически определить продвижение врага и лично рассчитать пункт нанесения удара. Ведь при наличии такого оружия, как баллистическая ракета, у него даже не хватит времени на то, чтобы выбрать оборонительное оружие.
В течение второй мировой войны решения по упреждающему регулированию артиллерийского огня осуществлялись автоматически соответствующими механизмами. Однако до 1950 г. автоматизированная оценка боевой силы, автоматизация выбора оружия, различение вражеских и дружеских подразделений, подача сигнала боевой тревоги или установление объектов обстрела почти не применялись. За какие-нибудь 10 лет автоматизация этих решений была инициативно разработана, принята и внедрена в практику. Для осуществления этой задачи надо было преобразовать «тактические суждения и опыт» военных решений в комплекс формальных правил и процедур.
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.
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.
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.