Джей Форрестер - Основы кибернетики предприятия
17. 2. Структурные принципы системы
В этой книге много места было уделено «основополагающим принципам», которые определяют поведение системы. Сейчас еще слишком рано пытаться дать точно сформулированное, исчерпывающее толкование этих принципов, но их природа уже начинает выясняться.
Все принципы, подлежащие здесь рассмотрению, связаны с информационными системами с обратной связью. Это принципы систем, отличные от правил управления, которые излагаются в учебниках по организации производства и правовых отношений.
Так как принципы относятся к поведению систем, они не распадаются на отдельные группы. Мы не найдем здесь эквивалента отдельным законам термодинамики, или законам движения Ньютона, или теории относительности Эйнштейна. (Хотя, впрочем, даже эти законы являются лишь неполными, несвязанными фрагментами не найденной еще более широкой объединяющей идеи.)
Понятие системы включает взаимодействие и взаимозависимость. Пытаясь установить, какие факторы являются общими для всех систем, мы должны иметь в виду их неделимость по существу. В некоторых ситуациях рассматриваемые ниже отдельные принципы можно выделить, в других случаях их лучше истолковать как различные виды взаимосвязанных явлений.
Поведение системы с обратной связью определяется ее структурой, запаздываниями и усилениями. Один из принципов обращения с подобными системами состоит в том, что мы должны следить за фактической эффективностью организационной структуры, а не только за тем, что представляется в формальных схемах. Мы должны внимательно наблюдать за наличием запаздываний, особенно за теми из них, которые просматриваются в каналах неофициальной информации и при выработке решений на наиболее высоких уровнях руководства. Усиления свойственны многим правилам системы, особенно при принятии открытых решений[133].
Чтобы указать метод подхода к такого рода принципам структуры системы, которые мы будем рассматривать, я перечислю некоторые из них, показанные на примере двух динамических моделей III части, в главах 13 и 15.
— Все решения системы содержат, скрыто или явно, представление о том, какое положение дел желательно. Темпы потока в системе определяются решениями, принимаемыми согласно правилам, эти правила в конечном счете сводятся к стремлению привести фактические уровни системы в соответствие с желательными уровнями. Этот процесс, в ходе которого решения изменяют фактические условия в желательном направлении, определяет систему с обратной связью и устанавливает рамки модели. Функция решения неполна, если она не действует в направлении некоторой цели[134]. Это не значит, что система обязательно достигнет искомого равновесия, поскольку взаимодействующие усилия, направленные к разным целям, могут постоянно удерживать систему вне равновесия.
— Часто мы сталкиваемся с такими условиями, при которых регулирующие силы вначале вызывают действие в направлении, противоположном желательному[135]. Эти силы могут быть далеко не стабилизирующими. Они возникают как часть обычного конфликта между соображениями близкой и дальней перспективы.
— Усиление встречается в тех точках системы, где с помощью правил пытаются отрегулировать такие уровни системы, желательная величина которых сама меняется при изменении темпов регулируемых потоков, связанных с этими уровнями, что было показано на примере запасов, пропорциональных темпам продаж, в главах 13 и 15.
— Запаздывания могут создать усиление, требуя, чтобы темпы входящего потока были выше темпов исходящего потока на величину, достаточную для накопления в запаздывании содержимого, равного произведению темпа потока на интервал запаздывания[136].
— Переменное запаздывание может вызвать усиление. Оно может привести к тому, что входящий поток будет изменяться при попытке регулировать исходящий поток. Кроме того, переменное запаздывание может быть причиной усиления при изменении темпа исходящего из резервуара потока.
— Усреднение или выравнивание данных вызывает естественное запаздывание информации. Усреднение необходимо, чтобы устранить незначительные связанные с помехами колебания (как, например, в информации о продажах). Чем больше величина помехи по отношению к желательной информации, тем большим должен быть период усреднения; очевидно, чем длиннее период усреднения, тем больше будет запаздывать информация.
— Если при прогнозирований экстраполируются прошлые тенденции и циклические колебания (как это обычно бывает), то оно является потенциальным источником усиления в системе. Это усиление, порожденное стремлением предвосхитить будущее, может способствовать формированию менее желательного будущего. Чтобы кривые можно было экстраполировать в направлении будущего, они должны быть выравнены и хорошо обработаны. Но кривые часто строятся на основе искаженных сведений. Эти сведения усредняются, чтобы получить плавные кривые, но усреднение вызывает запаздывание. Чем дальше в будущее экстраполируется кривая, тем в большей степени она должна быть выравнена; но чем больше сведений усредняется, тем позднее получится результат. В связи с неустойчивостью многих имеющихся сведений о промышленности, вероятно, только немногие кривые можно полноценно экстраполировать из области прошлого в настоящее, а о будущем не может быть и речи.
— Все уровни по своему характеру очень похожи на то, что мы выделили и назвали запаздываниями. Запаздывание, как мы его понимаем, состоит из уровня (или уровней)[137], темп входящего потока которого регулируется, а исходящий поток неуправляем и определяется внутренней структурой запаздывания. Темп исходящего потока из других уровней системы, в которых отсутствует запаздывание, обычно регулируется непосредственно, а входящим потоком можно управлять лишь косвенно (как в заказах товаров на пополнение запасов). Правила управления системой обычно формулируются так, чтобы попытаться удержать в данном уровне некоторое определенное количество. Все уровни — как те, которые нами названы запаздываниями, так и другие — служат для разъединения темпов потока и этим вызывают (или делают это возможным) то, что изменения в одном темпе отстают от изменений в другом. Для тех уровней, которые мы называем запаздываниями, характерно отставание изменений темпа исходящего потока от изменений потока входящего. Для других уровней типичным является отставание изменения темпов входящего потока по сравнению с исходящим.
— Запаздывания и правила чувствительны к периодичности изменения потоков. Это значит, что они могут усиливать возмущения с определенным диапазоном частот и ослаблять их вне этого диапазона[138]. К тому же смещение фазы и запаздывание между входом и выходом будут зависеть от частоты помех.
