Перспективы применения управляющих машин в автоматизации
И. С. Брук
Доклад И. С. Брука на сессии по научным проблемам автоматизации производства.
Автоматизация в настоящее время ушла далеко от своего начального этапа, когда всё было очень просто. Основной задачей автоматизации всегда, конечно, была и остаётся замена человека. Но на ранней стадии это было просто потому, что дело сводилось к расчленению технологического процесса на ряд более или менее элементарных операций, к механизации их и к созданию устройств для выполнения их без участия человека. Технология развивалась именно в этом направлении дальнейшего разделения труда.
Происходило примерно следующее. На паровом котле имеется указатель уровня воды; имеется человек, который поддерживает этот уровень вблизи некоторой отметки; он пользуется для этого ручным насосом. Вместо ручного появляется насос с механическим двигателем. Теперь нужно только включать и выключать двигатель, что требует очень малой затраты физического труда. Наконец кому-то приходит счастливая мысль пускать и останавливать двигатель при помощи указателя уровня. Так появляется автоматический регулятор уровня.
Сказанное может быть не совсем точно и схематично, но в общих чертах верно и для других регуляторов — напряжения, давления, расхода и т. д. Теория автоматического регулирования лишь позднее осмыслила ход процесса регулирования и важность выбора различных величин для того, чтобы избежать, например, нежелательных колебаний.
Я не имею возможности останавливаться на рассмотрении последующих этапов автоматизации, отмечу лишь, что существенную роль здесь сыграли различные устройства в области военной техники, разработанные между первой и второй мировыми войнами и, в особенности, вызванные потребностью управления огнем и радиолокацией.
Современная фаза развития автоматизации отличается замечательной особенностью — созданием машин, способных выполнять ряд функций, прежде относившихся нами с известным основанием исключительно к сфере интеллектуальной деятельности человека.
Вторжение машин раньше всего сказалось в области математических вычислений. Это объясняется тем, что методы математических вычислений давно были разработаны и сводились во многих случаях к схеме, по которой человек мог производить очень сложные вычисления автоматически, не думая. Теперь может вызвать удивление, что широкое применение автоматических вычислительных машин началось лишь сравнительно недавно, после постройки первой электронной машины во время второй мировой войны также для решения чисто военных задач. Однако прошло почти сто лет от первой попытки создания автоматической вычислительной машины на механической основе до первой электронной цифровой вычислительной машины, после появления которой началось бурное развитие этой области. За короткий срок здесь были достигнуты значительные результаты. Сейчас имеются машины, которые работают со скоростью 30 тысяч операций в секунду. Вполне реальным является создание машин, работающих со скоростью в сотни тысяч операции в секунду, и это не предел. Развитие здесь идет стремительно и уже вышло за границы чисто вычислительных приложений в обычном смысле этого слова. Открылись новые возможности для создания машин, предназначенных для замены человека, машин, управляющих другими машинами или сложными технологическими процессами. Необходимость замены человека в области управления обусловлена следующим обстоятельством: физиологические возможности человека и его способности правильно и быстро реагировать на внешние воздействия, в сущности говоря, могут развиваться ограниченно, в то время как технологические или иные устройства, создаваемые человеком, могли бы развиваться и усложняться неограниченно. Если существенным звеном этих устройств продолжает оставаться человек, то он может стать сдерживающим фактором дальнейшего развития. Это на первый взгляд парадоксально, что человек, создавая сложные устройства, должен в некоторых случаях сам устранять себя от непосредственного управления ими.
Уже в настоящее время энерговооружённость труда настолько велика, что роль человека определяется не силовой деятельностью, а в основном сводится к управлению или, как мы сейчас стали говорить, к переработке информации в самом широком смысле. В самом деле, средняя мощность, развиваемая человеком, едва достигает 20 ватт, и если бы мы стали определять стоимость труда, выполняемого человеком, скажем, исходя из этой средней мощности, то оказалось бы, что труд его непомерно дорог. Очевидно, не нуждается в доказательстве то обстоятельство, что плата устанавливается, конечно, не за физический труд, а за тот умственный или управляющий труд, вызывающий воздействие на окружающую среду, организующий её, благодаря которому и получаются разнообразные результаты деятельности человека.
Конечно, нельзя рассматривать деятельность человека с позиций современных представлений теории информации и определять результат её только в зависимости от количества переработанной информации без оценки значения и содержательности этой информации. Но, тем не менее, можно утверждать, что количество информации, которое человек может переработать в единицу времени, ограничено. В тех случаях, когда эта работа не может быть распределена между несколькими людьми по такому же принципу, по которому обычно осуществляется разделение труда, человек становится узким местом, устранение которого возможно только при помощи каких-либо устройств, способных пропустить большое количество информации, разгрузив от этой деятельности человека. Так возникает представление об управляющей машине, призванной выполнить доступные ей функции человека в решении задачи управления.
Мы в дальнейшем сможем убедиться в том, что существуют такие функции управления, в которых действительно невозможно разделение труда. Если рассматривать взаимодействие людей в трудовых процессах и во всей нашей повседневной деятельности с точки зрения переработки информации и её организующей роли, можно прийти к ряду интересных выводов в отношении оценки роли управляющих машин в будущем, эффективности их применения и ряда недостатков в той или иной организационной схеме и путей их устранения.
Я уже говорил, что прогресс в области цифровой техники, и в особенности, в области быстродействующих цифровых вычислительных машин привёл к замечательным результатам. Новизна, поражающее быстродействие и мощь машин оказывают огромное влияние на развитие автоматизации. Однако не следует забывать и о других проблемах, связанных с применением автоматического управления в промышленности. Было бы неправильно считать, что всё дело только в самом процессе управления и усовершенствований в этой области. Нельзя получить полного эффекта от автоматизации, если наряду с усовершенствованием управления не применять и более совершенную технологию, наиболее приспособленную к автоматизации.
За рубежом со страниц популярных изданий почти не сходит тема «мыслящих машин». Несколько выступлений известных деятелей, несколько статей о сходстве между структурой нервной системы и вычислительными машинами были подхвачены падкой на сенсацию прессой. Воображение читателей было поражено описанием автоматически управляемых ракет и другого вооружения, о которых так много пишут за рубежом.
Все это, несомненно, способствовало созданию ложных представлений о роли «думающих машин», о полностью автоматизированной индустрии без людей.
Распространённые представления об автоматизации и автоматическом управлении основывались на разделении всей проблемы на три области: так называемые воспринимающие элементы, действующие наподобие приёмных органов живых организмов; центральная управляющая система, как бы некоторое подобие мозга, побуждаемая к действию воспринимающими элементами и устанавливающая, что и как должно быть сделано; и, наконец, исполнительные устройства, сходные по своим функциям с руками и пальцами человека, которым посылает приказ центральная управляющая система.
Такое представление может быть полезно при конструировании различных автоматических устройств. Но обычно рассуждение ведут дальше, исходя из того, что элементы «автоматического производства» уже имеются. Стоит только соединить имеющиеся исполнительные механизмы с вычислительной или управляющей машиной и получится полностью автоматизированное производство. В действительности это просто неверно. Многое должно быть сделано для того, чтобы процесс мог быть поставлен под контроль управляющей машины, и это не второстепенная задача.
Достаточно для примера обратиться к такой важной области, как производство стали, чтобы убедиться в том, что, несмотря на большое число различного рода автоматических приборов и высокий уровень механизации, само производство далеко от автоматического и оно не станет автоматическим от того, что ещё некоторое количество электронных устройств будет применено на разных стадиях производственного процесса, если не будут внесены радикальные изменения в самый способ производства. Ныне применяемый способ выплавки стали в мартеновских и электропечах с разливкой стали в изложницы носит резко выраженный прерывистый характер. В устранении этой прерывистости и заключается одна из наиболее важных задач, стоящих перед технологией.
В автоматическом производстве электронных блоков оказалось возможным продвинуться вперёд только после того, как в конструкцию этих устройств были внесены существенные изменения, обусловленные применением так называемой техники печатных схем. Мы здесь имеем яркий пример того, как конструкция изделия специально приспосабливается к новой технологии автоматического производства.
Я несколько отвлёкся от основной темы своего доклада о применении управляющих машин, чтобы показать, как неправильные представлении о роли современных вычислительных машин могут привести к неправильной оценке перспектив их применении. Нужно сказать, что у нас в этой области не всё обстоит благополучно. Указывают, что электронные вычислительные машины за очень короткий срок дали экономию в сотни миллионов рублей. Как определяется эта экономия? Обычно рассматривается следующий случай: имеется некоторая вычислительная работа, для выполнения которой (по числу операций), скажем, требуется 10 тысяч вычислителей. Затем говорят так. Машина одна может эту работу выполнить за какой-то сравнительно небольшой период времени. Определяется стоимость труда этих вычислителей, делаются соответствующие начисления и отсюда получаются сотни миллионов рублей.
Такое представление в корне ошибочно. Во-первых, мы не располагаем такой армией вычислителей и, во-вторых, совершенно невозможно организовать труд этих вычислителей, если решаемая ими задача требует взаимодействия, т. е. обмена информацией между ними. Это есть как раз тот случай, когда разделение труда практически неосуществимо. Только машина в этом случае может выполнить работу, которую не могут сделать даже 10 тысяч вычислителей.
Что касается вопроса об экономии, то, конечно, её нужно определять не просто по тому, какое количество людей заменяется на некоторой избранной задаче (может быть и несущественной), а по тому значению, какое решение данной задачи имеет для государства, общества и для развития производительных сил.
Другим примером, относящимся к этой же области — неправильной оценки рати вычислительных машин, поражающей воображение публики, может служить применение вычислительных машин для автоматического перевода с одного языка на другой. Ничего нельзя возразить против того, что подобное применение машин является иллюстрацией к тем большим возможностям «логически действовать», которыми располагает электронная цифровая машина. Но этот пример является плохой иллюстрацией рационального использования этих машин.
Во-первых, нетрудно видеть, что в переводе с одного языка на другой человек вовсе не является узким местом. В самом деле, любой текст можно разделить на большое количество совершенно независимых друг от друга частей, и, следовательно, практически над переводом могут одновременно работать сколько угодно много переводчиков и дать результат в очень короткий срок. Во-вторых, с переводами люди справляются великолепно, гораздо лучше машин, и могут выполнить переводы сложных текстов, а не только примитивных, упрощённых, специально подобранных для машины. Наконец, перевод должен быть так или иначе подвергнут редактированию и, следовательно, скорость его появлений для использования не будет увеличена, так как труд по его просмотру не может быть выполнен машинами.
То же самое, разумеется, относится и к игре в шахматы, к решению шахматных задач. Это не больше как иллюстрация. Я не могу себе представить, чтобы электронные машины строились в будущем только для подобного рода дел. Но вместе с тем это настолько, как я уже говорил, действует на воображение, что способствует зарождению и распространению совершенно неправильных представлений. Можно ведь и музыку сочинять при помощи машин, выполнить оркестровку в манере какого-нибудь композитора и многое другое, не имеющее практического значения, но показывающее то, что деятельность, считавшаяся ранее исключительно творческой, в действительности содержит в себе значительную долю рутины. И уже совсем нелепым представляется применение машины в роли литературного редактора. На каком же уровне должна находиться грамотность людей, если их будет корректировать машина? А ведь о такой возможности пишут и говорят у нас.
Однако можно назвать области применения машин (кроме уже опоминавшегося мною случая сложных вычислений, не поддающихся разделению), в которых они действительно могут дать огромные результаты. За рубежом уделяют много внимания применению вычислительных или, правильнее, управляющих машин, в области современной военной техники. Здесь человек должен взаимодействовать с очень сложной техникой в условиях, требующих от него большого напряжения. В случае потери человеком эмоциональной устойчивости эта техника делается совершенно бесполезной. Это относится, например, к авиации, когда полёты осуществляются на большой высоте, когда требуется ориентировка по звёздам, когда необходимо выйти к заданному пункту, выполнить боевую задачу в очень тяжёлых условиях. Быстротечность всех событий создаёт большое напряжение для человека. Здесь мы имеем яркий пример того, что «пропускная способность» человеческого мозга, если пользоваться этим термином по аналогии с применяемым при оценке обычных устройств обработки информации, недостаточна для того, чтобы быстро воспринимать внешние воздействия и правильно на них реагировать. Вот здесь управляющая машина оказывается на месте. Но, разумеется, нас будет интересовать применение машин не для разрушения, а для мирных целей, и если бы мы стали анализировать другие отрасли, в которых эти машины могут оказаться полезными и дать наибольший эффект, то следовало бы рассматривать прежде всего именно те, где необходима большая «пропускная способность», не доступная человеку, и невозможность разделения труда.
Этим, конечно, не исключаются многочисленные другие применения управляющих машин в менее трудных, но практически и экономически важных случаях. Например, для автоматизации технологических процессов на тепловых электростанциях сейчас применяются разнообразные регуляторы, которыми оснащены паровые котлы, турбины и генераторы. Они более или менее удовлетворительно выполняют свои функции. Однако управляющая машина позволяет решить задачу комплексной автоматизации тепловой станции несравненно проще даже при тех ограничениях, которые накладывают на концентрацию управления условия надёжности.
Что же представляет собой машина, которую мы называем управляющей? Здесь, разумеется, необходимо ограничиться описанием общих принципов действия, так как подробное описание устройства такой машины потребовало бы много времени.
Машина воспроизводит в известной мере действия человека, пользующегося инструкциями, заранее для него разработанными. В инструкциях обычно указывается ряд признаков, наличие которых требует определённой активности со стороны оператора, т. е. имеется логическая схема — последовательность: «если..., то... » Если эту последовательность реализовать в виде программы, то действующая на её основе управляющая машина, но своему устройству близкая к цифровой электронной вычислительной машине, обладала бы довольно большими, хотя и ограниченными возможностями.
Можно сделать так, что сама машина, анализируя поступающие и неё сведения и сопоставляя результаты этого анализа с известными критериями, выбирает в зависимости от этого характер своего поведения, готовя для себя инструкции. Действующая таким образом машина позволила бы существенно расширить возможности автоматического управления и обладала бы вместе с тем свойствами, в известной мере напоминающими способность приспособления к окружающей обстановке и к управляемой системе.
Процесс приспособления протекает таким образом, что машина, как бы пробуя различные реакции на внешние воздействия, выбирает наилучшую с точки зрения заложенного в неё критерии оценки и запоминает эту лучшую реакцию в виде последовательности инструкций. Иногда употребляют термин «самонастраивающиеся» или «самоорганизующиеся» системы.
В простейших случаях такие системы содержат релейные элементы, при помощи которых производят переключение при достижении определённых пороговых значений регулируемых величин. Осуществление таких систем на основе цифровой техники (программированием) является наиболее естественным и универсальным. При этом может быть иногда достигнута «ультрастабильность» — свойство, наблюдаемое в живых организмах.
Наиболее характерным для управляющих машин, как н для современных электронных вычислительных машин, является наличие «памяти». «Память» позволяет сопоставлять прошлое с настоящим, предвидеть ближайшее будущее путём экстраполяции и отметать всякие случайные воздействия, которые, если бы машина на них реагировала, могли привести к неправильным результатам.
От электронных вычислительных машин управляющие машины отличаются прежде всего характером связи их с внешним миром; исходные данные поступают здесь во многих случаях, минуя человека, непосредственно от измерительных приборов или других устройств, фиксирующих характерные для регулируемой системы величины. Кроме того, управляющие машины должны отвечать более высоким требованиям надёжности, чем это сейчас допустимо для вычислительных машин. Сама возможность повторения вычисления, позволяющая практически исключить ошибки, немыслима в управляющих машинах в тех случаях, когда они жёстко связаны с некоторой системой.
Перейду теперь к некоторым возможным применения» управляющих машин, которые представляются наиболее существенными как в ближайшем будущем, так и в наиболее отдалённом.
Уже назрело применение управляющих машин в энергетических системах, получивших сейчас огромное развитие. Предстоит объединение их в единую энергетическую систему сначала в пределах Европейской части Союза, а затем и в Сибири. Особенностью этого громадного объединения является разнообразие условий в отдельных районах, широтная протяжённость сетей, несовпадение графиков и характера нагрузок в течение суток. Разумное использование этих обстоятельств может дать очень большой народнохозяйственный эффект.
Управление подобного рода системами или, вернее, объединением систем уже нельзя строить на тех принципах, на которых строилось управление станциями и даже небольшими системами. В очень сложной системе человек физически не в состоянии быстро реагировать на происходящие в ней изменения, обусловленные колебаниями нагрузки, изменениями метеорологических условий и т. д.
Поэтому действия его запаздывают и могут быть иногда даже неправильными. Таким образом, может быть существенно снижен экономический эффект, возможный при поддержании режима в оптимальных условиях.
Легко видеть, что эту задачу нельзя решить путём увеличения количества диспетчеров-операторов. Возникли бы опять трудности у каждого — недостаток взаимопонимания и несвоевременная передача информации друг другу, её осмысливание, т. е. переработка.
Естественным и логичным выходом из этого положения является поручить и самоуправление машине, которая независимо от того, применяется ли ручное или автоматическое управление, всё равно должна была бы подготовить диспетчеру все исходные данные для установления оптимального режима.
В условиях Советского Союза объединение энергетических систем может дать громадный экономический эффект, недоступный мощным объединениям за рубежом. В США имеются энергетические системы, которые по своей мощности не уступают, а может быть, даже несколько превосходят будущее объединение у нас в Союзе. Однако в США объединённые системы принадлежат различным довольно крупным капиталистическим группировкам. Системы связаны друг с другом энергетическими сетями и работают на основе определённых соглашений, которыми регулируются их взаимоотношения. Различные интересы в таких условиях приводят к тому, что взаимодействие этих систем строится на условиях коммерческой выгоды, достижимой для каждой системы в отдельности. При этом, конечно, никак не может быть достигнуто (и подобная задача не ставится) получение максимальной выгоды для всего объединения в целом по той простой причине, что при этом создаются условия, менее выгодные для одних систем и более выгодные для других; и если они относятся к различным группировкам, то подобное соглашение не может быть достигнуто. В условиях нашей страны мы стремимся получить максимальную экономию не путём создания максимально благоприятных условий для всех систем, а решаем сразу задачу для всего объединения, добиваясь максимальной выгоды в целом.
Исходя из этого принципа решаются у нас и все другие задачи. Мы преследуем всегда цель общегосударственной выгоды, но решение подобной задачи создаёт гораздо большие трудности для управления, чем это имеет место при решении узких, ограниченных, более характерных для капиталистического строя задач.
По самым скромным оценкам применение машин для управления объединением энергетических систем, мощность которого достигнет 30 млн кВт, даст несколько сот миллионов рублей ежегодной экономии и в короткий срок окупит затраты на осуществление системы управления.
Система автоматического управления режимами энергетических систем выглядела бы примерно так: на центральном диспетчерском пункте объединённой системы имеется вычислительная машина для долгосрочных прогнозов, расчётов экономики режимов и всей той подготовительной работы, которая связана с планированием в объединённой системе. По-видимому, нецелесообразно возложить на ту же машину обязанности но оперативному вмешательству. Для этой цели нужна более простая машина, оперирующая, скажем, только с пятизначными числами. Это и есть собственно управляющая машина, вырабатывающая экономическое задание мощности, которой обмениваются отдельные системы, конечно, с учётом потерь в линиях и их пропускной способности.
Система автоматического управления оказалась бы несостоятельной, если бы на станциях команды, принятые из диспетчерского центра, выполнялись вручную.
По-видимому, целесообразно, как отмечалось, применить эти же цифровые методы и для решения задач, связанных с автоматизацией технологических процессов на самих станциях. Я имею в виду прежде всего автоматизацию теплового процесса на станциях.
При наличии приборов с надлежащим электрическим выходом в цифровой форме автоматическое регулирование сводится к переработке информации цифровой управляющей машиной, воздействующей на исполнительные устройства. При этом может быть целесообразно объединено управление режимом всего блока «котёл — турбина — генератор» с учётом взаимной связи, необходимость которого выступает теперь всё отчётливей.
Очевидно, что подобным образом можно строить управление несколькими блоками из центрального пункта.
Организацию системы автоматического управления энергетическими системами можно уподобить автоматической быстродействующей телефонной станции. Все источники информации имеют присвоенные им адреса или номера и вызываются цифровыми управляющими машинами и определённой последовательности, некоторые чаще, другие реже в зависимости от того значения, которое имеют для процесса регулирования сведении, поступающие от того или другого источника.
Полученная в машинах информация после соответствующей переработки, в которую входит и отделение полезного сигнала от случайных воздействий (помехи), направляется к исполнительным устройствам, которые в данном случае могут быть и станциями, по определённым адресам (номерам). Необходимые сведения попутно поступают в печатающие или иные устройства, подвергаясь предварительно обработке в тех же машинах. При этих условиях на станциях могут быть при минимальном количестве персонала получены и переданы для последующего использования сведения, касающиеся стоимости энергии, потерь, собственного расхода и других важных показателей.
Можно назвать и другие области, где применение управляющих машин или элементов цифровой техники, из которых эти машины строятся, даст существенный эффект и позволит решить ряд задач, неразрешимых иным способом.
Это относится к химическим производствам, в которых имеются различные случайные воздействия, обусловленные изменением и некондиционностью исходных продуктов или отклонением в самих реагентах, катализаторах и т. д., в переработке нефти, где имеются аналогичные условия. Назревает использование подобных устройств для автоматизации металлургических процессов.
Несомненно, применение устройств цифровой техники как наиболее совершенной системы переработки информации окажет существенное влияние на развитие, приборостроения и средств автоматизации.
Одним из наиболее интересных, эффективных и перспективных применений управляющих машин, близких по своей сущности к специальным вычислительным, является внедрение автоматизации в область выполнения различных функций в государственном аппарате. В силу ряда особенностей нашей экономики — ограничения функций денежного обращения, меньшей его организующей роли и т. п. — управление в наших условиях принципиально требует учёта взаимосвязанности значительного числа факторов, с которыми не приходится иметь дела в зарубежной практике. Это влечёт за собой большой поток информации; пропустить его, т. е. осмыслить, выделить основное и определяющее и сообразно этому действовать, затруднительно на некотором месте и человеку, стоящему гораздо выше среднего интеллектуального уровня.
Это в значительной мере может объяснить те трудности, которые возникают при попытке организовать целесообразно работающий аппарат. Трудности здесь такого рода, что они не могут быть устранены одним простым увеличением числа людей или перемещением их с одного места на другое. Мы здесь сталкиваемся с тем обстоятельством, о котором я уже говорил раньше, что на определённом уровне требуется такая пропускная способность, которая недоступна человеку, и поэтому снижается и качество управления. Разумеется, привлечение одарённых и способных людей, рациональная их расстановка могут существенно помочь делу. Но радикально эти трудности могут быть преодолены путём автоматизации ряда функций управления, применения управляющих машин в технике управления и решения народнохозяйственных задач.
До сих пор основное внимание уделялось развитию технологии самого производства, в технологии же управления продолжают существовать давно сложившиеся традиции. Эта область ещё ждёт наступления периода обновления.
Примером может служить задача составления планов как перспективных, так и более краткосрочных, которыми в нашей стране определяется вся деятельность. Примерами изъянов в планировании являются: недостроенные здания, неритмичность работы предприятий, избыток материалов и запасов в одном месте и недостаток их в другом и т. д.
Это, так сказать, явные дефекты. Но, кроме этого, возможно, имеются и неявные, хотя планы выполнены и все сходится, как намечено. А нельзя ли было при тех же ресурсах получить лучшие результаты? Вот вопрос, который естественно возникает. Причинами неудовлетворительного планирования, кроме ряда очевидных, являются недостоверные исходные данные или недостаточная пропускная способность каналов информации, которые используются для задач планирования, включая сюда, разумеется, и «пропускную способность людей», которые должны эту информацию осмыслить. В планирующие органы сходятся данные, накапливающиеся в низовых ячейках, наподобие ручьев, образующих потом мощные потоки, и чем выше уровень, тем больше поток информации. Лица, ответственные за принятие решений, должны знать, что влечёт за собой то или иное решение. Но для этого нужно ясно представлять, как реагирует на то или иное воздействие вся экономическая система. Трудность задачи заключается в том, что вся система народного хозяйства не является статичной. Она в известной мере напоминает живой организм и под влиянием воздействия на неё организующей деятельности человека непрерывно меняется, и лишь на сравнительно короткое время её можно рассматривать как неизменную. Задачи планирования крайне разнообразны по своему содержанию и размаху, они варьируют от планирования в масштабе одного предприятия до огромных задач, возникающих при планировании в масштабе всего государства. Может быть, в силу привычки решать в повседневной жизни эти задачи на глаз и кроется причина того, что при решении задач другого масштаба применяются те же примитивные методы.
Однако всем задачам планирования свойственно, в конечном счёте, нечто общее. Типичным для всех проблем планирования является выбор некоторого оптимального комплекса действия, иногда в определённой последовательности во времени для достижения заданного результата при определённых ограничениях, наложенных на условия выбора.
Например, оптимальный раскрой листов стали, исходя из определённых требований комплектности изделий, выбор оптимального варианта проекта сооружения и т. д.
Задачам научно-оптимального планирования уделяется совершенно недостаточное внимание, ими совсем не занимаются.
Государство, несомненно, терпит значительный ущерб потому, что при подготовке планов, играющих огромную роль у нас в стране, не используется надлежащим образом научный метод.
Далеко не очевидно, что при используемых ныне приёмах выбора, сплошь и рядом интуитивного, или нескольких, проб в среднем получается оптимальный результат.
Когда условия усложняются, как это имеет место при решении задач в общегосударственном масштабе для взаимосвязанных областей народного хозяйства, количество подлежащих учёту факторов сильно возрастает. Нечего думать о выборе оптимальных вариантов обычными средствами путём сравнения.
Как раз такая ситуация может возникнуть и наверно возникает при планировании деятельности какой-нибудь крупной отрасли народного хозяйства. Но даже несколько процентов дополнительной выработки, снижения расходов или стоимости, которые могут быть достигнуты путём отыскания оптимального варианта в масштабе всего государства или крупной отрасли, в абсолютном исчислении дадут большой эффект, не сравнимый с затратами на организацию технических средств управления.
Математическая сущность методов отыскания оптимальных вариантов не может быть здесь рассмотрена в деталях. Методика более разработана для линейного случая. Связи между различными отраслями народного хозяйства учитываются квадратной матрицей, элементы которой равны долевому потреблению. Имеются попытки решить эту задачу и для «динамического» планирования, когда учитывается время, очерёдность. В целом научное планирование практически не разработано, как и правдоподобная модель нашей экономической системы, пользуясь которой можно было бы «примерять» планы.
Само планирование представляет собой сложнейший творческий процесс, доступный только людям. Но этому процессу сопутствует огромная, однообразная трудоёмкая работа. Задача машин заключается в разгрузке человека от этой работы.
В обычных условиях составления планов некоторые прогнозы корректируются отчётностью за прошлое, полученной путём надлежащей обработки статистических данных. Если результаты этой обработки сильно запаздывают или недостаточно содержательны, то они, разумеется, не могут служить основой, для правильного планирования. В сущности, мы здесь имеем огромную замкнутую систему управления (регулирования). Если «сигнал» проходит через цепи с запаздыванием, то в системе могут возникнуть значительные колебания. Это есть слишком поздняя реакция на некое событие, когда воздействие должно быть иным, а оно предпринимается на основании устарелых сведений.
Использование машин можно представить себе следующим образом. Управляющие машины должны быть соединены в одну управляющую систему при помощи надлежащих каналов связи (независимо от принятой структуры). Если это министерство, которому подчинена определённая отрасль народного хозяйства, то в этом центре сходятся сведения о деятельности отдельных предприятий, здесь они обрабатываются, и, таким образом, необходимая информация поступает в объединяющую все народное хозяйство, скажем в вопросах планирования, машину или группу машин. Если задаётся определённый уровень в той или иной области, то все необходимые сведения при помощи целой иерархии машин обрабатываются и передаются в центр.
Таким образом, предположив новый уровень производства в какой-либо области или другое существенное отклонение, мы можем проследить все последствия изменения, вносимого в то или иное звено, для других отраслей народного хозяйства, и это может быть сделано достаточно быстро, чтобы оценить или выбрать наилучший вариант. Таким образом ответственные решения могли бы приниматься на основе более достоверных сведений о последствиях.
Работа по усовершенствованию техники управления и его автоматизации огромна по своему значению, трудна и потребует значительного времени, может быть не одну-две пятилетки. Её нужно проводить планомерно, начав с наиболее подготовленных участков. Она во всех звеньях даст большой экономический эффект, высвободит значительное число людей, занятых сейчас крайне непопулярной конторской работой. Но наибольший эффект — несомненно, многие миллиарды рублей — дадут улучшение самого управления, повышение его оперативности, оптимальность планов и их реализации.
Эта грандиозная работа требует проведения серьёзных исследований экономистами, математиками и техниками.
Я не могу здесь останавливаться на перечислении относящихся сюда проблем. Отмечу лишь, что главные трудности заключаются в выработке научной «машинной технологии управления» взамен сложившейся “ручной” и к существенном повышении надёжности электронных машин, особенно в связи с тем, что концентрации функций управления в малом числе машин принципиально неблагоприятна для надёжности.
Многие задачи ещё не решены и даже не поставлены. Однако автоматизация ряда функций управления в государственном аппарате и промышленности наряду с широкой автоматизацией самих процессов производства неизбежна. Применение управляющих машин позволит решить труднейшие задачи автоматизации и полнее реализовать экономические преимущества нашего строя.
Доклад был опубликован в 1956 г.
27 июня 2014
