2. 4. Испытание системы
2. 4. Испытание системы
Теперь можно проверить, каким образом вышеописанная производственно-сбытовая система будет реагировать на те или иные произвольно принятые вводные данные. Мы могли бы выбрать в качестве пробного ввода в систему некоторые фактические сведения из прошлой практики продаж. Однако это можно сделать впоследствии, поскольку на данной вступительной стадии такая сложная схема может внести путаницу. Целесообразнее для предварительного изучения взять простое, «чистое» изменение. Такое простейшее изменение имеет ступенчатый характер (то есть выражает мгновенный переход от одного постоянного уровня к другому) или же представляет синусоиду (плавное колеблющееся изменение). Более сложная искусственная схема может быть изображена кривой случайных помех с определенными статистическими характеристиками.
Ступенчатый ввод. Весьма показательным является ввод простого ступенчатого сигнала. Он вызывает одно смещение при вводе и позволяет наблюдать, как происходит последующая реакция внутренних компонентов системы на этот сигнал. На рис. 2–2 показан результат 10-процентного увеличения розничных продаж, имевших место в январе. Возникшие колебания представлены темпами выдачи заказов, выпуском продукции, размерами запасов на заводском складе и объемом невыполненных заказов. (В данном случае заказы розничного звена представлены в виде ввода, не зависящего от внутренних изменений в производственно-сбытовой системе. Между тем на деле они не являются независимыми, а испытывают влияние возможностей производства и действия рекламы.)
Рис. 2–2. Реакция промышленно-сбытовой системы на внезапное 10-процентное увеличение розничных продаж.
Ввиду запаздываний бухгалтерских расчетов, закупок и почтовой связи увеличение заказов оптового звена на 10 % отстает от роста требований розничного звена приблизительно на месяц. Важно заметить, что этот подъем не прекращается при достижении 10 %. По истечении 11 недель он достигает 18 % благодаря новым заказам, поступившим от розничного звена: а) в целях некоторого увеличения товарных запасов и б) для поднятия на 10 % уровня заказов и товаров, находящихся в каналах обеспечения, дабы они соответствовали десятипроцентному увеличению объема продаж. Это увеличение складских запасов и товаров в каналах обеспечения является единовременным, неповторяющимся добавлением к объему обычных заказов, а когда они будут выполнены, то заказы розничного звена оптовикам снова сократятся до уровня десятипроцентного возрастания продаж.
Заказы, поступающие от оптовиков на заводской склад, колеблются еще резче. Это объясняется тем, что объем поступающих к оптовикам заказов покрывает более чем четырехмесячные обороты розничной продажи и легко создает ошибочное впечатление об устойчивом росте объема деловой активности. Поэтому заказы оптовиков, поступающие на завод, включают не только 18 % прироста полученных ими заказов, но и соответствующее увеличение их складских запасов, а также увеличение заказов и товаров в процессе движения между заводом и оптовым звеном. В результате всего этого заказы, поступившие на заводской склад, достигают к 14-й неделе максимального увеличения в 34 % по отношению к уровню прошедшего декабря.
Обратимся теперь к производственным заказам. Они выдаются исходя из возрастающего объема заказов, поступающих на заводской склад с учетом уменьшения запасов готовой продукции, которые снизились на 15 %. Производственные заказы к 15-й неделе возросли на 51 %. В результате на 21-й неделе выпуск продукции превысил уровень, достигнутый в декабре, на 45 %. В то время как розничная продажа все еще выше декабрьского уровня на 10 %, объем производства продукции испытал увеличение, которое в четыре раза больше роста продаж.
Важно отметить, что все эти воздействия имеют обратимый характер. Как только заявки розничного звена на пополнение запасов будут удовлетворены, его заказы соответственно сократятся. Оптовики обнаружат, что объем выданных ими заказов, а также уровень их товарных запасов и запасов канала обеспечения превышают действительные потребности. Этот избыток будет вычтен из текущих заказов производству, так что их уровень на 32-й неделе будет на 6 % ниже уровня розничной продажи и только на 4 % выше уровня, достигнутого в декабре. В сентябре и октябре на 39-й неделе выпуск продукции на заводе окажется на 3 % ниже, чем в декабре, и на 13 % ниже уровня текущей розничной продажи.
Изображенная на рис. 2–1 организационная структура и общепринятый порядок выдачи заказов и регулирования запасов приводят к тому, что требуется больше года для стабилизации заказов и производства на уровне, соответствующем увеличению розничных продаж на 10 %.
Периодические колебания розничных продаж. Теперь рассмотрим проблему случайных периодических колебаний розничных продаж. Сначала допустим, что в прошлом наша система функционировала при постоянном уровне продаж, а затем на протяжении года наблюдался постепенный подъем и спад продаж.
На рис. 2–3 показано, каким образом подобные колебания розничных продаж усугубляются по мере продвижения заказа на завод. Раньше розничные продажи стабилизировались на уровне 1000 штук в неделю; поэтому опыт прошлого не давал повода планировать сезонность деятельности предприятий. В январе продажи начинают увеличиваться и в конце марта возрастают на 10 %, а к концу сентября наблюдается 10-процентный спад и, наконец, в конце декабря возврат к «нормальному» уровню.
Первоначальное увеличение заказов и заводского выпуска продукции во многом похоже на картину, представленную на рис. 2–2, за исключением того, что первоначальные высшие точки кривой расположены ниже и отстают по времени. Однако в то время, когда система уже должна была выйти из состояния перепроизводства, она получает дополнительный понижающий толчок, вызванный спадом розничных продаж, который усилился по причинам, рассмотренным выше. В итоге число заказов, поступающих от оптовиков на завод, снизилось в октябре по сравнению с обычным уровнем на 40 %, а объем выпуска продукции упал в ноябре на 60 % в сравнении с нормальным уровнем.
В следующем году выпуск продолжает колебаться между верхними и нижними точками кривой, которые лежат примерно на 72 % выше и соответственно на 60 % ниже нормального уровня. Товарные запасы колеблются в пределах, указанных в табл. 2–1.
Таблица 2–1. Диапазон колебаний объема запасов
Мы видим, таким образом, как усиливаются периодические колебания по мере того, как мы переходим от розничного звена к заводу.
Случайные отклонения в розничных продажах. Следует отметить, что на рис. 2–2 и 2–3 представлены плавные кривые, не имеющие тех кратковременных случайных колебаний, которые можно видеть на большинстве графиков фактического движения заказов в промышленности.
Имитируя деятельность предприятия, конечно, невозможно учесть все те незначительные факторы, которые могут влиять на ход его операций.
Эти дополнительные воздействия могут быть представлены в виде «шумовых» или случайных нарушений, вводимых в пункты решений данной системы. Предположим, что мы собираемся изучать поведение нашей производственно-сбытовой системы не в условиях неизменного покупательского спроса, а в условиях изменяющегося из недели в неделю объема продаж.
Колебательная система, показанная на рис. 2–2 и 2–3, будет реагировать на случайные внешние нарушения колебаниями, отражающими характеристики самой системы в большей степени, чем при условии, когда эти колебания прямо определяются легко устанавливаемой внешней причиной.
Рис 2–3. Реакция производственно-сбытовой системы на 10-процентное непредвиденное увеличение и падение розничных продаж с периодом в один год.
Даже если средний уровень розничных продаж в каждом периоде устойчив (как это изображено на рис. 2–2) и не подвержен регулярным изменениям в различные периоды (рис. 2–3), то и тогда система, для которой характерна неустойчивость, будет превращать случайные явления в подъемы и спады объема заказов и производства продукции. Мы уже видели (рис. 2–2), что в ответ на внезапный скачок объем производства и товарных запасов обнаруживает тенденцию к колебаниям с разрывом в 8–9 месяцев между крайними точками. Всякий, кто знаком с характеристиками информационных систем с обратной связью, знает, что случайные возмущения на вводе могут вызвать аналогичные колебания.
Ограниченная производственная мощность завода. До сих пор мы рассматривали только простые ситуации. Дополнительные фактические данные о деятельности фирмы могут быть введены в модель по мере надобности. В предшествующих примерах мы допускали, что завод может производить продукцию в любом объеме. Для более реальных условий, то есть когда принимается во внимание факт ограниченных производственных возможностей предприятия, характерны некоторые новые, весьма интересные последствия.
На рис. 2–4 показаны колебания системы, производственная мощность которой на 20 % превышает средний уровень продаж. Как и раньше, система полностью стабилизирована в начале первого года; затем предполагается, что на протяжении каждого года происходит подъем и спад розничных продаж на 10 %.
Рис. 2–4. Влияние колебаний розничных продаж на производство при максимальной мощности завода, на 20 % превышающей средние продажи.
Объем розничных продаж никогда не достигает уровня производственной мощности. Тем не менее под влиянием запасов и товаров в каналах обеспечения заказы оптового звена, поступающие на завод, превышают его производственную мощность. Мало того, по мере замедления отгрузок продукции заводом оптовое звено начинает выдавать заказы в предвидении будущих потребностей и, таким образом, еще больше заказов вводится в систему. В результате этого завод работает на полную мощность в течение трех месяцев первого года.
Затем наступает удовлетворение требований на пополнение запасов, что совпадает с началом спада розничных продаж. Во второй половине года сокращение розничных продаж и исчерпание запасов происходят одновременно с уменьшением невыполненных заказов, и все это приводит к улучшению поставок. В третьем квартале наблюдается быстрое сокращение производственных запасов и задолженности по невыполненным заказам и внезапное увеличение запасов на заводском складе. Естественным результатом является резкое сокращение объема производства, которое падает на-62 % в сравнении с нормальным уровнем.
В отличие от первого года во второй год система вступает в период диспропорциональности между объемом производства и средним уровнем продаж при увеличении количества заказов и сокращении товарных запасов. В итоге второго года происходит усугубление условий деятельности первого года. Темпы поступления заказов от оптового звена повышаются на 61 % сверх нормального уровня и обнаруживают еще более резкий скачок, чем вызванный тенденцией оптовиков выдавать заблаговременные заказы в случаях замедления поставок. В течение 6 месяцев завод работает на полную мощность, чтобы удовлетворить запросы оптового звена. Объем невыполненных заказов возрастает до 345 % сверх нормального уровня и представляет задолженность, которая больше обычной почти на шесть недель нормального выпуска продукции. Между тем заводские запасы уменьшились с четырехнедельного объема выпуска до величины, меньшей нормального недельного объема производства.
Несмотря на низкий уровень производственных запасов и замедление поставок, розничные запасы колеблются лишь в пределах 13 %, и фактически нет оснований опасаться, что покупательский спрос останется неудовлетворенным. Уровень запасов в розничном звене достигает максимума в тот момент, когда производственные запасы минимальны.
Следует подчеркнуть, что на 81-й неделе объем отгрузок равен сумме поступающих заказов; уровень запасов — постоянный. Следовательно, в этот момент объем невыполненных заказов достигает своей максимальной точки и затем начинает снижаться. Поскольку завод в течение 8 месяцев выпускал продукцию с превышением по сравнению с объемом продаж и поскольку средний долгосрочный объем выпуска обязательно должен равняться объему розничных продаж, в оставшиеся четыре месяца надо резко сократить производство продукции. Ее выпуск почти полностью приостановлен и падает до 79 % ниже нормального; в течение 17 недель объем производства остается на уровне ниже среднего уровня розничных продаж.
В последующие годы, пока действующие правила хозяйственной деятельности не будут изменены, система будет функционировать в основном точно так же, как и во втором году.
На рис. 2–4 показано стечение обстоятельств, которое может побудить фирму к чрезмерному наращиванию производственных мощностей. На протяжении всего второго года запасы оставались ниже желательного уровня; в течение девяти месяцев (с ноября по август) задолженность по невыполненным заказам постоянно возрастала. В этих условиях руководство фирмы может легко предпринять меры по расширению мощностей (даже если уровень розничной продажи никогда не достигал объема выпуска продукции).
Объяснение поведения промышленного предприятия составляет лишь первый шаг исследования. После точной характеристики текущей деятельности конкретной фирмы или предприятия следующим шагом является определение путей улучшения методов управления для обеспечения успеха хозяйственной деятельности.
Ликвидация оптового звена. Одним из радикальных организационных мероприятий могло бы явиться изменение порядка прохождения заказов. В частности, розничное звено могло бы передавать заказы на продукцию непосредственно заводу, минуя оптовиков. Результаты такого изменения приведены на рис. 2–5.
Рис. 2–5. Исключение из системы звена оптовой торговли.
Если устранить такие факторы, как накопление запасов, колебания числа заказов в процессе оформления и запаздываний в одном из трех звеньев системы, то увеличение объема производства в ответ на 10-процентное ступенчатое изменение продаж составит 26 % вместо 45 %, показанных на рис. 2–2.
Это обстоятельство выдвигает интересную проблему, относящуюся к тем предприятиям или отраслям, где имеется более трех звеньев товародвижения. Например, в текстильной промышленности, где часто существует четырех- или пятизвенное товародвижение от производства пряжи до конечного потребителя, наблюдается заметная неустойчивость. Не связана ли значительная степень неустойчивости, характерная для работы этой отрасли, с наличием такой многозвенности?
Изменение правил регулирования запасов. Поведение простой производственно-сбытовой системы по типу изображенной на графиках, по-видимому, гораздо больше зависит от практики регулирования запасов и невыполненных заказов, чем от любой другой характеристики системы. Величина изменения запасов и сроки их регулирования имеют очень важное значение. Они заслуживают специального внимания и должны быть тщательно рассмотрены руководителями предприятия.
Например, на рис. 2–6 изображена та же производственно-сбытовая система, но при этом предполагается, что администрация изменила сроки регулирования запасов (но не всего объема корректировок, вносимых в систему). Во всех предыдущих примерах предполагалось, что регулирование запасов должно основываться на данных о продажах за 8 предыдущих недель (экспоненциальное выравнивание при константе времени в 8 недель). Это правило остается в силе и в данном случае, так что регулирование запасов никогда не может произойти раньше, чем это определяется запаздыванием на выравнивание продаж. Кроме этого, возникает вопрос, как быстро следует размещать заказы после выявления необходимой корректировки запасов. Если запасы ниже объема, желательного для обеспечения текущего уровня деловой активности, то какую долю разности или разрыва следует добавить к заказам, передаваемым на завод на следующей неделе?
Рис. 2–6. Изменение времени на корректировку объема запасов и размещение заказов.
Кривые выпуска продукции заводом показывают влияние различных сроков регулирования запасов. Каждая кривая соответствует определенной скорости регулирования, то есть известной недельной доле суммарного отклонения от нормального уровня запасов, которая должна быть учтена путем корректировки заказываемых объемов продукции для приведения их в соответствие с требованиями сбыта. Скорость регулирования колеблется от уровня верхней кривой, по которой заказы, предназначенные для компенсации любого нарушения нормального уровня запасов, а равно заказы, находящиеся в процессе выполнения, полностью выдаются на следующей неделе, вплоть до уровня нижней кривой, по которой только 1/26 любого остаточного расхождения исправляется на следующей неделе. Нижняя кривая обеспечивает корректировку почти 60 % первоначального нарушения на 26 недель, или возмещение почти 85 % начального отклонения за 1 год.
Мы видим, что последующие предельные значения производства для еженедельного регулирования запасов (верхняя кривая) в результате внезапного подъема розничной продажи на 10 % отклоняются соответственно на 57 % вверх, на 10 % вниз и на 15 % вверх от первоначального уровня. Между смежными высшими точками имеется интервал в 27 недель.
В условии другой крайности, когда регулирование производится через 26 недель (нижняя кривая), верхняя точка кривой лежит только на 20 % выше первоначального уровня и, по мере того как темпы производства достигают уровня, повышенного на 10 %, постепенно снижаются.
Во всех других примерах данной главы применяется четырехнедельный срок регулирования запасов; так что кривая на рис. 2–6, обозначенная «1/4 в неделю», совпадает с кривой объема производства на рис. 2–2.
На рис. 2–6 видно, что постепенное регулирование запасов в связи с изменением уровня деловой активности приводит к большей стабильности. Далее, уменьшение колебаний производства достигается без увеличения крайних значений запасов.
Табл. 2–2 показывает минимальный объем запасов в каждом из звеньев системы и общий минимум всей суммы запасов в системе по сравнению с исходным их уровнем для различных сроков регулирования заказов. Общий объем изменений запасов меньше, чем сумма запасов отдельных звеньев, потому что крайние значения не совпадают во времени.
Таблица 2–2. Влияние сроков регулирования заказов на пополнение запасов на минимальный их уровень
Следует заметить, что многие способы прогнозирования продаж имеют тенденцию ускорять реакцию запасов на изменение уровня продаж. Такое прогнозирование будет поэтому создавать менее стабильную работу системы. Это происходит из-за того, что корректировка запасов и товаров в каналах обращения концентрируется на периодах наивысших подъемов и спадов и обнаруживает тенденцию к самовоспроизводству.
Корректирование нормы запасов в одном звене принимается ближайшим вышестоящим звеном за реальные изменения деловой активности и становится основой для еще большей корректировки запасов.
Рассмотренный пример имитации поведения производственно-сбытовой системы в различных условиях розничных продаж далеко не исчерпывает всего содержания деятельности такой системы, в которой наряду с потоками заказов, товаров, информации важное место принадлежит потокам оборудования, денежных средств, рабочей силы и их взаимодействию друг с другом под влиянием многочисленных меняющихся внутренних и внешних условий объективного и сознательно регулируемого характера.
Так, например, исключительно важное значение для розничного товарооборота имеет характер и способ действия торговой рекламы, создание и освоение производства новых моделей продукции, ее усовершенствование и удешевление благодаря изменению методов производства.
В ряде случаев поведение системы и ее эффективность могут быть улучшены путем рационализации счетной и конторской работы, что дало бы значительное сокращение запаздываний в различных звеньях оформления и исполнения заказов, учета и анализа продаж, получения необходимой информации для принятия обоснованных решений и т. п.
Но поведение системы зависит и от таких факторов, как политика расширения завода, порядок установления и пересмотра цен, образ действия конкурентов, условия найма рабочей силы, а также уровень техники в данной отрасли промышленности. В идеале представляется желательным отразить все эти элементы в динамической модели предприятия. Но практически это сопряжено с большими трудностями, и, что особенно важно, детализация описания имитируемой системы усложняет ее модель в такой степени, что она в ряде случаев утрачивает свою четкость и познавательную ценность. Поэтому важно, чтобы исследователь умел в нужных случаях проявить разумное ограничение. Кроме того, необходимо применять четко целевой подход к имитации действия системы, не стремясь обязательно полностью отразить все многообразие ее функций и определяющих факторов, а последовательно анализируя различные стороны этой деятельности и постепенно подключая соответствующие важнейшие факторы, чтобы отчетливо выделить влияние каждого из них, а затем и совокупное воздействие их сочетания. В данной главе мы сделали попытку проиллюстрировать именно такой подход, не претендуя на исчерпывающее изучение построенной простой модели, а стремясь показать методику ее использования для познания внутренних динамических характеристик исследуемой системы. В последующих главах дано обстоятельное изложение важнейших вопросов моделирования промышленного предприятия и методов его изучения как информационной системы с обратной связью.