Кибернетический подход, анализ критических ресурсов

Кибернетика – наука об общих законах управления в природе, обществе, живых организмах и машинах или же наука об управлении, связи и переработке информации. Объектом изучения являются динамические системы. Предметом – информационные процессы, связанные с управлением ими.

Кибернетическая система – целенаправленная система, в отношении которой принято допущение об относительной изолированности в информационном отношении и абсолютной проницаемости в материально энергетическом отношении. Логистическая система как целенаправленная, динамическая, является управляемой в этом смысле относится к категории кибернетических систем.

Кибернетический подход – исследование системы на основе кибернетических принципов, в частности, с помощью выявления прямых и обратных связей рассмотрение элементов системы как некоторых «черных ящиков».

Цель кибернетического подхода в логистике – применение принципов, методов и технических средств для достижения наиболее эффективных в том или ином смысле результатов логистического, то есть оптимизирующего управления. Коренными понятиями кибернетики являются: система, обратная связь, информация.

Системы, которые изучает кибернетика – это множество элементов, соединенных между собой цепью причинно-следственной зависимости. Такое соединение между элементами носит название «связь».

Применение кибернетики в логистике служит как методологическим (познавательным) целям, так и предпринимательской практике. Методологическая цель достигается тем, что кибернетика позволяет по- новому рассмотреть способы связей между элементами и способы функционирования логистических систем:

· Как целых производственно-коммерческих, народно-хозяйственных, воспроизводственных циклов, так и отдельных их частей (звеньев). Например: «механизм» рынка денежного обращения, обмен товаров через внешнюю торговлю.

· Научное направление приложений идей кибернетики и методов экономическим системам, к числу которых относятся логистические, то есть оптимизирующие системы.

Экономическая кибернетика развивается по трем взаимосвязанным направлениям:

1. Теория экономических систем и моделей: методология системного анализа экономики и ее моделирования, отражение структуры и функционирования экономических систем в моделях; проблемы экономического регулирования, соотношения и взаимного согласования различных стимулов и взаимодействий в функционировании экономических систем;

2. Теория экономической информации рассматривает экономику как информационную систему; она изучает потоки информации, циркулирующие в системах производственно-коммерческих;

3. Теория управляющих систем в экономике конкретизирует и сводит воедино исследования остальных разделов экономической кибернетики; практическим выходом этой теории является АСУ.

В основе кибернетического подхода лежит идея возможности развить общий подход к рассмотрению процессов управления в системе различной природы. Достоинство этой идеи заключается в том, что оказалось возможным кроме общих рассуждений методологического характера предложить так же эффективный аппарат для количественного описания процессов, для решения сложных задач управления, основанных на методах прикладной математики.

Основные особенности кибернетики как самостоятельной научной области состоит в следующем:

1. Кибернетика способствовала формированию информационной концепции представления систем.

2. Кибернетика рассматривает системы только в динамике.

3. Кибернетика практикует вероятностные методы исследования поведения сложных систем.

4. В кибернетики применяется метод исследования систем с использованием понятия «черный ящик», под которым понимается система, в которой исследователю доступна лишь входная и выходная информация этой системы, а внутреннее устройство может быть неизвестно.

5. Очень важным методом кибернетики, использующим понятие «черного ящика», является метод моделирования.

Сопоставление кибернетического и системного подхода в логистике позволяет сделать один вывод, важный для понимания сущности общенаучных методологических направлений вообще и системного подхода, в частности. Конкретно – научная методология, принципы которой применимы в рамках не одной, а по крайне мере нескольких дисциплин, может выступать в двух разновидностях.

В первом случае методология не только формулирует определенные идеи или принципы методологического порядка, но и дает достаточно развернутый аппарат исследования; во втором случае такой аппарат отсутствует, по крайней мере в жестко фиксированном виде. Эти два типа случаев воплощают, соответственно теоретическая кибернетика и системный подход. Отсутствие у системного подхода (в отличие от кибернетического) однозначно фиксированного аппарата исследования делает его методологические функции несколько менее четко очерченными, хотя не менее значительными. Эта известная нечеткость производна от характера системного подхода и его исходных установок. Как известно, кибернетика тоже оперирует понятием системы и рядом других понятий, которые считаются специфическими для системного подхода. Но у кибернетики при всех громадных различиях в конкретных типах систем, которыми она занимается, главным предметом системного рассмотрения остаются связи и процессы управления. Системный же подход претендует на универсальность особого рода. Для него системность объекта изучения по существу тождественна его целостности. Можно считать, что кибернетика развивается по индуктивному пути, в то время, как в развитии теории систем преобладают дедуктивные тенденции.

Итак, в чем можно обнаружить сходство у кибернетики и теории систем?

1. Объектом рассмотрения являются системы и системность предмета всегда подчеркивается.

2. По возможности отвлекаются от субстракта рассматриваемых систем и изучают лишь наиболее общие их свойства и особенности.

3. И в кибернетике и в теории систем основными объектами рассмотрения являются структура и функции систем. Поскольку функционировать, то есть изменять свое состояние и тем самым воздействовать на внешнюю и внутреннюю среду могут только системы, изменяющиеся во времени, это означает, что в обоих случаях объектом исследования являются динамические системы.

4. Поскольку в обоих случаях изучается главным образом связь структуры и функций, синтез структур обеспечивающих необходимое функционирование (поведение), постольку в них по существу исследуются проблемы целесообразного изменения систем, то есть проблемы управления.

Отличие кибернетики от теории систем заключается в следующем:

· Теория систем, изучая, как и кибернетическая поведение и функционирование систем, не акцентирует внимание на информационных аспектах этих явлений.

· Теория систем и кибернетика отличаются областями выбора конкретных предметов изучения и характером используемого аппарата. Кибернетические явления базировались в начале на таких понятиях, как моделирование, информация и обратная связь, в настоящее время в них используются общесистемный аппарат и общие методологические представления.

Теоретическая кибернетика вооружила не только отдельные его дисциплины, а в той или иной мере всю современную науку, некоторыми общими принципами исторического характера, в первую очередь идеями иерархического организованного управления и информационных связей. При всей своей абстрактности и универсальности кибернетическое мышление с самого начала было ориентированно на вполне определенный тип процессов и связей в реальном мире – на процессы и связи управления.

Предложенный в кибернетическом подходе способ представления логистических моделей опирается так же, как и в системном анализе на известное положение, что всем объектам производственно- коммерческой деятельности присуще движение, изменение, процессы. Отсюда и так называемый процессный способ кибернетического отражения логистических систем. Согласно этому способу первым и основным элементом всякой логистической системы (или ее модели) выступает процесс, в котором оптимально преобразуются потоки ресурсов. Поэтому процессный способ представления логистических систем можно также назвать оптимально потоковым.

Вторым элементом кибернетической потоковой модели является вход. Он как раз и представляет собой поток потребляемых в процессе ресурсов. Например, для организационно – технологической части логистической системы- это оборудование, рабочая система, сырье и так далее, для информационной – выходная информация, технические средства для ее обработки. Можно также сказать, что входом называется все то, что изменяется при протекании процессов.

Третий элемент кибернетической модели – выход. Это результат самого преобразования входов, то есть поток созданных или отработанных ресурсов. В логистических системах выходами могут быть готовая продукция, отходы производства, высвобождаемое оборудование, выходная информация и т.д. Совокупность связей между элементами системы обеспечивает их совместное функционирование потоки между элементами (звеньями) одной системы или между системами. Если связь осуществляет передачу выходного воздействия одного элемента на вход какого-либо последующего элемента той же системы, то она носит название прямойсвязи.

Четвертый элемент кибернетической модели – обратная связь. Это связь между выходом какого-либо элемента и входом предшествующего ему в той же системе элемента. Она выполняет целый ряд операций по корректированию элементов системы. Различают положительную и отрицательную обратные связи. Положительная обратная связь возвращает на вход часть сигнала, полученного на выходе элемента или системы. Положительная обратная связь не корректирует сигнал на входе, а только увеличивает его значение.

При отрицательной обратной связи полученный по ней сигнал может и не совпадать по знаку с первоначальным. Это дает возможность сопоставить полученный результат с намеченной целью и в случае необходимости откорректировать поведение элемента или системы в целом. На практике важна своевременность такой корректировки, чтобы избежать значительного отклонения системы от траектории движения к намеченной цели. Принцип обратной связи лежит в основе логистического управления производственно- коммерческой деятельностью, он характеризует способность логистической системы воспринимать и использовать информацию о результатах собственной деятельности для достижения цели наилучшим (оптимальным) образом и в кратчайшие сроки. Учет выпущенной цехом продукции и израсходованного сырья, регулирование ценами спроса на продукцию, материальное стимулирование, использование тарифов для привлечения груза на транспорт – это разные формы обратных связей в логистических кибернетических системах.

Пятый и последний элемент кибернетической модели логистической системы – ограничения, которые состоят из целей системы и так называемых принуждающих связей. Для производственно-коммерческих систем одной из целей, является выпуск продукции заданных номенклатуры, объема и качества, себестоимости; для информационной части системы – получение требуемой информации. В качестве принуждающих связей в этих случаях могут выступать различные лимиты ресурсов, метод переработки информации, технические характеристики средств для его реализации и т.д.

В соответствии с принятой трактовкой логистической системы ее деление на подсистемы представляет собой расчленение логистического процесса на подпроцессы (операции, функции) с соответствующими входами и выходами. Любой вид данного логистического процесса – это вход последующего (не бывает входов «неоткуда» и выходов «в никуда»; если ресурс где-то произведен, значит он для чего-то нужен), т.е. все процессы взаимосвязаны. Именно связь и определяет следование логистических процессов.

Информационный подход к процессам управления – первая особенность кибернетики. В информационной трактовке кибернетического подхода управление в организационных системах, к числу которых относятся логистические системы, рассматривается, прежде всего, как процесс преобразования информации: информация об объекте управления воспринимается управляющей системой, перерабатывается в соответствии с той или иной целью управления и в виде управляющих воздействий передается на объект управления. Поэтому понятие информациипринадлежит к числу наиболее фундаментальных понятий кибернетики. В информационной трактовке процессы кибернетического управления связаны с получением, передачей, переработкой и использованием информации. Процессы получения информации, ее хранение и передачи в этом случае отождествляются с понятием «связь». Переработка воспринятой информации в сигналы, направляющие деятельность в объекте, отождествляется с понятием управление. Если системы способны воспринимать и использовать информацию о результатах своего функционирования, то говорят, что они обладают обратной связью. Переработка информации, идущей по каналам обратной связи, в сигналы, корректирующие деятельность системы, называют регулированием. Между терминами «управление» и «регулирование» существует различие: если считать, что управление обозначает воздействие на результаты работы системы для достижения намеченной цели, то регулирование обозначает тип управления, основанный на методе выравнивания отклонений от нормы (эталона, заданной величины). Устройства (или органы), служащие для этой цели, носят названиерегуляторов.

С точки зрения кибернетического подхода управление ЛС рассматривается как совокупность процессов обмена, обработки и преобразования информации. Кибернетический подход представляет ЛС как систему с управлением (рисунок 4), включающую три подсистемы: управляющую систему, объект управления и систему связи.

Рисунок 1.4 Кибернетический подход к описанию ЛС

Управляющая система совместно с системой связи образует систему управления. Система связи включает канал прямой связи, по которому передается входная информация {x} и канал обратной связи, по которому к управляющей системе передается информация о состоянии объекта управления {y}. Информация об управляемом объекте и внешней среде воспринимается управляющей системой, перерабатывается в соответствии с той или иной целью управления и в виде управляющих воздействий передается на объект управления. Использование понятия обратной связи является отличительной чертой кибернетического подхода.

Основными группами функций системы управления являются:

· функции принятия решений или функции преобразования содержания информации являются главными в системе управления, выражаются в преобразовании содержания информации о состоянии объекта управления и внешней среды в управляющую информацию;

· рутинные функции обработки информации не изменяют смысла информации, а охватывают лишь учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации;

· функции обмена информацией связаны с доведением выработанных решений до объекта управлений и обменом информации между лицами, принимающими решение (сбор, передача информации текстовой, графической, табличной, электронной и др. по телефону, факсу, локальным или глобальным сетям передачи данных и т.д.).

Применение кибернетического подхода к логистике требует описания основных свойств ЛС при помощи математических моделей. Это позволяет разрабатывать и автоматизировать алгоритмы оптимизации кибернетической системы управления.

В логистике достаточно часто применяется кибернетический подход, в соответствии с которым логистическая система рассматривается как «черный ящик», на входе которого мы имеем потребляемые ею ресурсы, а на выходе – производимые товары и услуги. При таком подходе логистические процессы внутри фирмы представляют собой преобразование ресурсов в готовую продукцию в соответствии с существующим спросом внешних потребителей. Управляющая система непрерывно отслеживает выходные параметры материальных (информационных, финансовых) потоков, сравнивая их с заданными параметрами, определяемыми целью деятельности логистической системы. В случае отклонений формируются управляющие воздействия. На параметры внешней среды фирма повлиять не может. В большей степени от ее деятельности зависит эффективность использования ресурсов. Причем такие виды ресурсов, как сырье, оборудование, деньги, не являются уникальными. Уникальность логистической системы определяется знаниями сотрудников фирмы, только благодаря их знаниям и опыту фирма может выделиться на рынке и создать товар или услугу, которые будут иметь ценность для потребителей.

В логистике используется подход, который получил название анализ «узких мест» (критических ресурсов). В любой момент времени в логистической системе имеет место ограниченность какого-либо ресурса, иначе она бы развивалась до бесконечности. В первую очередь от эффективности использования критических (недостаточных) ресурсов зависят темпы развития системы. Повышение эффективности использования остальных ресурсов, называемых некритическими, на развитии системы практически не сказывается. Учитывая эту закономерность, следует, например, стремиться в периоды снижения интенсивности покупательских потоков, когда снижается нагрузка на продавцов книжного магазина (т.е. кадровый ресурс становится некритичным), обеспечить им возможность использовать резерв рабочего времени на повышение квалификации, обучение смежным профессиям и т.д.

Критические ресурсы (узкие места) сдерживают развитие системы. Жизнеспособность логистической системы в первую очередь зависит от самого слабого звена системы.