Население ничем не похоже на промышленную экономику, за исключением того обстоятельства, что и население, и экономика воспроизводят себя, используя собственный исходящий поток в качестве инвестиции и провоцируя экспоненциальный рост. Процесс остывания кофейной чашки аналогичен процессам охлаждения воздуха в нагретой комнате, радиационного распада, изменения численности населения и экономикам, которые стареют и умирают. Величина параметра, который характеризует каждый из этих процессов, идет на спад в результате воздействия балансирующего цикла обратной связи.
Система с запаздываниями: материально-производственные запасы
Представьте запас товаров на складе. Допустим, это будет склад автомобильного дилера, где входящий поток — поставки автомобилей с заводов, исходящий поток — продажи автомобилей. В этом случае изменение запаса машин на площадке дилера будет носить такой же характер, как и изменение уровня воды в ванне.
Теперь представьте регулирующую систему обратной связи, способную удерживать запас на уровне, достаточном, чтобы товара хватило на десять дней продаж (рис. 29). Дилеру приходится оставлять часть машин, так как поставка и продажи каждый день разные. Невозможно точно предсказать, какое количество покупок совершат клиенты в тот или иной день. Помимо этого, дилеру необходимо обеспечить себе дополнительный запас автомобилей (буфер) ввиду неконтролируемого запаздывания поставок.
Рис. 29. Запас автомобилей на складе автомобильного дилера поддерживается двумя конкурирующими балансирующими циклами, один из которых контролирует продажи, второй — поставки
Дилер отслеживает продажи (в том числе предполагаемые), и если, например, они начинают расти, то он отправляет запрос на завод, чтобы товар доставили на отдельный склад, запаса товара на котором должно хватить на десять дней при более высоком уровне продаж. Чем выше уровень продаж, тем больше товара предполагается продать. Это приводит к возрастанию несоответствия между имеющимся запасом и требуемым запасом и, в свою очередь, к увеличению количества заказов. В результате растет объем запаса на складе, что позволит обеспечить более высокий уровень продаж.
Такая система представляет собой разновидность системы термостата: один балансирующий цикл сокращает объем запасов на складе, а конкурирующий балансирующий цикл восполняет проданные запасы. Графическое изображение вполне ожидаемых последствий роста потребительского спроса на 10% приведено на рисунке 30.
Рис. 30. Изменение величины запаса автомобилей на складе дилера при увеличении спроса потребителя на 10% на 25-й день
На схеме модели, приведенной на рисунке 31, учтены факторы, типичные для реального мира, — три вида запаздывания в отношении поставки товара.
Рис. 31. Запас автомобилей на складе автомобильного дилера с учетом трех видов запаздывания: реагирования, отклика и поставок
Во-первых, имеет место запаздывание реагирования (в данном случае преднамеренное). Дилер не должен реагировать на любой всплеск продаж. Прежде чем принять решение о дополнительных поставках, он усредняет показатели продаж за последние пять дней, чтобы выявить, что происходит: реальное увеличение спроса или временные скачки продаж.
Во-вторых, существует запаздывание отклика. Даже когда понятно, что необходимо увеличить количество поставляемых машин, дилер не вносит эти данные в один заказ. Он делает три дополнительных заказа в разные дни, прибегая к тактике частичной корректировки, чтобы наверняка убедиться в том, что тенденция к увеличению спроса имеет место.
В-третьих, есть запаздывание и со стороны поставщика. Ему требуется пять дней, чтобы, получив заказ, обработать его и доставить машины дилеру.
Такая система, как и термостатная, состоит из двух балансирующих циклов, но ее поведение совсем иное. Посмотрите, например, что происходит в системе, когда наблюдаются постоянные 10%-ные колебания потребительского спроса (рис. 32).
Рис. 32. Изменение величины запаса автомобилей на складе дилера при увеличении спроса потребителя на 10% с учетом запаздываний системы
Колебания! Маленький скачок продаж приводит к уменьшению запасов на складе. Дилер наблюдает достаточно долго, чтобы убедиться, что такая тенденция продлится. Затем он делает дополнительный заказ на поставку автомобилей, чтобы обеспечить новые продажи и восполнить запас, но требуется время, чтобы поставки (в данном случае автомобили) оказались на складе дилера. За это время запас продолжал расходоваться, поэтому требуются еще дополнительные поставки, чтобы вернуть запас до уровня, который обеспечит продажи в течение десяти дней.
Запаздывание в балансирующем цикле обратной связи чаще всего становится причиной колебаний
Впрочем, прибывают крупные поставки, и запасы постепенно восполняются, причем в избытке, так как при попытке покрыть недостаток товара заказали слишком много автомобилей. Дилер видит свою ошибку и сокращает объем следующих заказов, но по ранее оформленным крупным заказам автомобили продолжают прибывать, поэтому он еще сильнее сокращает объем поставок. Так как дилер не в состоянии предугадать, что произойдет дальше, не исключено, что он заказывает слишком мало. Запасы на складе вновь сокращаются, их меньше, чем требуется. Так и продолжается: величина запасов колеблется около нового желаемого значения. Насколько сильно могут повлиять на систему всего несколько запаздываний, можно увидеть на графике, приведенном на рисунке 33!
Рис. 33. Реакция заказов и поставок на увеличение спроса. На верхнем графике (А) изображено небольшое, но резкое увеличение продаж на 25-й день и пунктиром — плавное увеличение предполагаемых продаж, вычисленное дилером на основе среднего количества проданных за три дня автомобилей. На нижнем графике (Б) — количество заказанных автомобилей (сплошная линия) и реальные поставки (пунктир)
Эти колебания можно сделать менее выраженными, но для начала важно понимать, почему они происходят. Причина не в том, что дилер недостаточно умный, а в том, что он задействован в системе, в которой невозможно вовремя получать информацию, а его действия не дают моментального эффекта. Он не угадает, как поведут себя клиенты, и не будет знать, долго ли продлится их необычное поведение. После оформления заказа поставка не осуществляется моментально. Ситуации, в которых имеют место и недостаток информации, и физические запаздывания, встречаются достаточно часто, особенно на складах и в подобных системах. Попробуйте помыться в душе, где очень длинная труба соединяет смеситель с насадкой душа, и вы ощутите всю прелесть колебаний горячей и холодной воды из-за запаздывания реагирования.
