Оглавления тем: | Текущей; | Объемлющей. | Прочие любимые места в Интернете.
Анатолий Вассерман
Та половина института «Пищепромавтоматика», где работаю я, делает АСУТП — автоматизированные системы управления технологическими процессами. Долгое время я обращал сравнительно мало внимания на деятельность другой половины, где рождались АСУ, то есть просто автоматизированные системы управления — уже не аппаратурой, а людьми. Хотя и было у нас немало общего: в частности, изрядную часть исходной информации для АСУ даёт автоматизированный учёт и контроль продукции, входящий в епархию АСУТП.
Но основная часть задач АСУ — планирование производства — остаётся вне сферы интересов технологов. И я заинтересовался ею, лишь когда сбои советской плановой экономики стало уже невозможно списывать на всяческие привходящие обстоятельства. И когда рассекретилось, что даже первые советские пятилетки — официальный образец эффективности планирования — были фактически провалены. То есть в начале перестройки.
Тем более что централизованное планирование — основа государственной в ту пору идеологии: коммунистической. Ведь если не управлять всей экономикой из одного центра — к чему всю её делать казённой собственностью?
Конечно, в коммунизме всегда присутствовала и идея попроще, всего из двух арифметических действий: отнять и разделить. Но она всегда подчинялась высокой цели централизованного планирования — без него «отнять и разделить» становится простым разбоем.
Зато плановое управление эту идею освящает. Сможет единый хозяин из единого центра распорядиться всеми собранными ресурсами наилучшим образом — станет лучше жить всем, даже тем, у кого ресурсы изъяты.
Недаром Карл Генрихович Маркс предлагал пролетариям Британии выкупить всю собственность у всех её хозяев. Гарантировать им прежние доходы. А самим процветать за счёт того избыточного продукта, который образуется при рациональном использовании этой собственности.
Задача планирования, хотя и требует всех четырёх арифметических действий, принципиально несложна. И вроде бы должна легко создать такой избыток.
«То есть как это не бывает?» — возмутитесь Вы. — «Возьми по горсти того и другого, наверни по гайке на каждый болт — и порядок». Ну что же, установление взаимно однозначного соответствия — метод надёжный. Но когда закончите наворачивать,
«Так почему бы не докупить недостающее?» Вопрос резонный. Для тех, кому никогда не приходилось бегать по магазинам в поисках срочно понадобившейся кисточки, клапана для смывного бачка, катушки белых ниток…
«Но почему же не производится столько, сколько нужно?» А давайте подсчитаем, сколько именно нужно.
Допустим, нужно стране сегодня болтов и гаек по 1000000 штук. Ну что же. Из метра шестигранного прутка болтов выходит 5, гаек — 40. Пруток катают на стане «Полонез» — по 2500 метров в сутки. Гайки сверлят на станке «Менуэт» — по 400 в смену, а нарезают на станке «Вальс» — по 200 в смену. Болты обтачивают на станке «Танго» — по 1000 в сутки, нарезают на станке «Румба» — по 700 в сутки.
Подсчитали, сколько всего оборудования Вам надо? А теперь учтите: в «Полонез» входит 150 болтов с гайками, в «Менуэт» — 88, в «Вальс» — целых 391. В «Танго» болтов 76, а гаек всего 42 — 34 болта вворачиваются в резьбовые гнёзда корпуса. А в «Румбе» болтов 28, а гаек целых 103 — 75 наворачиваются на шпильки. Расчётный срок службы «Полонеза» — 10 лет, «Менуэта» — 7, «Вальса» — 3, «Танго» — 5, «Румбы» — 4. И все гайки с болтами, необходимые для их производства, тоже необходимо сделать.
Изменили план? Учли, сколько дополнительных станков нужно и сколько на них уйдёт дополнительного крепежа? Успели утереть с лица пот? Это хорошо, если успели. Потому что вбежал к Вам в кабинет главный технолог по изобретениям и радостно сообщил: болты теперь можно не точить и нарезать, а штамповать на прессе «Ламбада» — целых 10000 в смену. И болтов в этой «Ламбаде» всего 15 — но 2 из них диаметром 50 мм, а ещё один — целых 100. И гаек лишь 13 — но одна
На самом деле всё не так уж страшно. Все перечисленные цифры образуют давно известную математикам систему уравнений. Причём простейших — линейных. Которые нас учат решать ещё в школе.
В школьном учебнике системы линейных уравнений решают методом Крамера. Метод очень хорош для теории — используемые в нём определители находят в математике множество применений. Но один недостаток у метода есть. Число действий, необходимых для расчёта определителя, пропорционально факториалу количества уравнений.
Факториал числа — это произведение всех чисел от единицы до этого числа. И растёт факториал немыслимо быстро. Факториал четырёх — 24, восьми — 40320, а двенадцати — уже 479001600! Решать методом Крамера можно лишь учебные примеры. А для реальных систем с десятками и сотнями уравнений он неприменим.
Такие системы часто встречаются в астрономии. Видный астроном, «король математиков»
«Пропорционально» — не значит «равно». Но в методе Гаусса коэффициент пропорциональности достаточно мал. Для простоты примем его равным единице. Тогда для системы в десять уравнений нужна всего тысяча арифметических действий — работа для человека с карандашом и бумагой всего на
Но план производства содержит столько уравнений, сколько разных видов продукции производится. В середине
Устали считать нули? Ну, это можно сделать и не вручную, а на компьютере. Самый быстродействующий тогда советский компьютер выполнял в секунду 1000000 операций. И требовалось ему для расчета плана 8000000000000000 секунд — примерно 16000000000 лет.
Правда, в методе Гаусса многие действия можно выполнять параллельно. То есть подключить к делу сразу многие компьютеры. Да и сами компьютеры с каждым днем работают быстрее. Сейчас есть уже и с быстродействием миллиарды операций в секунду. И если подключить к делу целый миллион (а больше нет во всём мире) компьютеров со стомиллионным быстродействием, план для СССР можно будет вычислить всего за 160 лет…
На самом деле — тысяч за
Впрочем, можно
Но план нужно пересчитывать буквально каждый день! Ибо ежедневно сотнями рождаются новые изобретения, позволяющие
И каждый день возникают новые товары. Значит, новые уравнения в расчёте. Время составления плана растёт, невзирая на мощь компьютеров. Не зря генерал де Голль жаловался: «Как можно управлять страной, в которой 365 сортов сыра!»
Так что составить идеально точный и сбалансированный план реального производства НЕВОЗМОЖНО. На практике мы в этом убедились давно. И теория практике отнюдь не противоречит.
А раз идеальный баланс невозможен, раз всегда
Рынок добивается избытка. По возможности во всём. Каждого товара должно быть больше, чем нужно. Пусть гаек больше, чем болтов — лишь бы все болты оказались надёжно закреплены. Давно определено: чтобы компенсировать неизбежные погрешности планирования и непредвиденные ситуации, каждое звено экономики должно быть избыточным на треть.
Избыточны в рынке не только штуки, но и виды товаров. Если систему баланса никто не пытается решать целиком — не всё ли равно, сколько в ней уравнений! Страной, где 365 сортов сыра, действительно нельзя управлять — но она прекрасно живёт без управления.
Но рыночный избыток означает:
В избытке всё — значит, и люди. В рыночном обществе всегда
Вот для защиты от этих растрат природы и людей придуман план. И когда политики поставили задачу всеобъемлющего планирования, нашлись способы сделать вид, что решена она успешно.
Длительность разработки. План на очередной год начинают сочинять в середине предыдущего — и заканчивают к середине того года, которым этот план должен управлять. Так что фактически план сам по себе, а управление само по себе.
Планирование по укрупнённым товарным группам. Число уравнений при этом падает в тысячи раз, время решения — в миллионы раз. В результате у меня всю жизнь проблемы с обувью. Размеров
Планирование от достигнутого. Все фактические результаты умножают на один и тот же среднепотолочный коэффициент. Так что если в нынешнем году на 100 болтов получилось 80 гаек, то в следующем на 120 болтов гаек будет 96.
Натуральное хозяйство. Если завод ничего не получает извне, его план включает только его собственные изделия и полупродукты. А их не так много. На фабрике «Эрмен и Энгельс», успехи которой послужили Марксу основой для исторического оптимизма — примерно
И все эти трюки не отменяют главного. Идеальный баланс рассчитать невозможно. Значит, план — это дефицит.
Конечно, теоретически можно составить план и с избытком всего подряд. Так, собственно, и поступают в тех краях, где план — не цель, а средство. Но цель плана — избавиться от всех осложнений, связанных с избытком. Составлять его наши политики хотят без излишеств — то есть с недостатком. И добиваются, чтобы гаек не было больше, чем болтов. Даже если при этом болтов будет меньше, чем крепёжных отверстий.
Противоположность плана и рынка не абсолютна. В пределах одной небольшой (при нынешних компьютерах — и довольно солидной) фирмы план рассчитать несложно. И весьма полезно. Что нынче и делается. А диалектический переход количества (товаров) в качество (планирования) не всегда понимал даже профессиональный диалектик Маркс. И успехи Энгельса в управлении фабрикой считал примером грядущего коммунистического планового изобилия.
Планирование даже в СССР никогда не было всеобъемлющим. Приусадебные и садовые участки, кустарные мастерские, подпольные цеха, черные ходы и спекулянты… Всё это затыкало дырки в «имеющем силу закона» плане, давало нам возможность если не жить, то хотя бы существовать.
Так что вряд ли стоит вздыхать по счастливым временам всесильного Госплана. И уж совсем бессмысленно надеяться на
Но это ещё даже не полбеды.
Помните: мы предположили, что стране нужно по миллиону болтов и гаек. А почему именно столько?
Экономика — дело многосложное. И многовариантное. Любую экономическую потребность можно удовлетворить множеством разных способов.
Голод можно утолять чёрным хлебом и белым, маслом и маргарином. И у каждого из этих блюд есть свои достоинства и свои недостатки. Не только с точки зрения физиологии. Они весьма различаются по стоимости и по цене.
Так в экономику входят те, для кого она существует — люди. Люди, чьё рабочее время определяет стоимость любого товара. Люди, чей спрос определяет его цену.
Хотя многое, пользующееся громадным спросом, цены не имеет. Например, воздух, без которого нам никак не обойтись, пока бесплатен.
Потому что запасы его безграничны. Хотя в больших городах, с их регулярными смогами, чистота воздуха уже стоит немалых денег. На фильтрацию промышленных выбросов. На вытеснение печного отопления центральным. На высококачественный неэтилированный бензин. На замену автотранспорта электрическим.
Но большинство ресурсов, используемых в экономике, существуют в количествах куда меньших, чем хотелось бы. Значит, использовать их нужно наилучшим образом. То есть мало сбалансировать план. Его надо ещё и оптимизировать.
Методы оптимизации посложнее методов балансировки. Достаточно напомнить: один из первых лауреатов учреждённой в
Хотя внешне всё не так уж сложно. Ограниченность ресурсов — это включение в систему планового баланса, кроме уравнений, ещё и неравенств. А метод Канторовича (и некоторые другие) позволяет заменить большинство этих неравенств дополнительными уравнениями. Так что размер системы возрастает раза в два. А время решения соответственно раз в
Увы, всё и не так просто. Решения такой системы могут быть физически нереализуемы. Не только потому, что
Обнаружив в решении школьной задачи полтора телевизора или две трети землекопа, можно уверенно сказать: решение ошибочно. Об этом позаботились составители задачника, подобрав условия всех задач так, чтобы ответы были осмысленны.
Условия задач в экономике подобраны не так аккуратно. Половинки станков, десятые доли вагонов или проценты грузовиков вполне могут оказаться неизбежной частью решения системы материального баланса.
Казалось бы, ничто не мешает округлить. Но при этом баланс неизбежно нарушается. А чтобы его свести, необходимо решать новые системы.
Более того, целевая функция плана — то есть некоторый сводный показатель, который и требуется оптимизировать — крайне нелинейна. Малейшие отклонения от точки оптимума могут резко ухудшить её. Строго доказано: оптимум при непрерывном планировании может отстоять от оптимума целочисленного плана сколь угодно далеко. И это не просто теория: во вполне реальных ситуациях непрерывная оптимизация с последующим округлением ухудшает план не на проценты, а в разы. То есть ресурсы общества используются в несколько раз хуже, чем могли бы.
Так что в общем случае оптимизация плана требует перебора. Прямой проверки хотя и не всех мыслимых вариантов плана, но по крайней мере тех, которые оказываются на пересечениях ограничений и на целочисленных точках этих ограничений. А число таких точек зависит от числа уравнений — то есть от числа товаров — экспоненциально. Это, конечно, медленнее факториала, который встречался нам в методе Крамера. Но тоже мало не покажется. Вдвое больше товаров — вчетверо больше проверяемых точек. Товаров больше втрое — точек в восемь раз…
Найдена, впрочем, управа и на эти проблемы. Так что оптимизировать план удаётся за число действий, растущее лишь как
Осталось лишь понять, откуда берётся целевая функция. А заодно — как попадают в планирующий центр коэффициенты уравнений материального баланса.
Собственно, в этом нет никакой проблемы, если центр всеведущ. Тогда он может предугадывать потребности каждого гражданина, определять технологию каждого производства, узнавать перспективы каждого изобретения. А нам остаётся лишь безропотно выполнять предначертания всеведущего — следовательно, всемогущего.
Увы, всеведущ разве что господь бог. Но он планированием нашей экономики занимается редко.
Проблему всеведения как инструмента управления экономикой подробно исследовал ещё один лауреат Нобелевской премии по экономике, Фридрих Август фон Хайек. Впрочем, его труды у нас в советское время не публиковались. Хотя критиковались нещадно. Ибо мало было в нашем веке столь же убеждённых — и столь же обоснованно убеждённых — антикоммунистов. Так что с трудами Хайека я ознакомился лишь в эпоху перестройки.
Великого физика Майкла Фарадея не раз спрашивали: какая польза от его открытий? Некой светской даме он ответил: «Мадам, какая польза от новорождённого?» Министру финансов сказал определённее: «
Фарадей не ошибся. Даже краткий перечень нынешних применений его открытий занял бы солидный том. Упомяну лишь, что электрогенераторы — основа современной техники — работают по найденному Фарадеем принципу электромагнитной индукции.
Но всей фантазии великого физика не хватило бы, чтобы предсказать даже сотую долю этих применений. Ибо ценность информации заранее неизвестна никому.
В частности, неизвестно, какая информация повлияет на состояние экономики. А отсюда Хайек делает естественный вывод: чтобы управлять из единого центра, необходимо в этом центре собрать всю без исключения информацию, способную хоть
Всю информацию?
В одной из «Сказок роботов» Станислава Лема главных героев — хитроумных конструкторов Трурля и Клапауциуса — ловит разбойник, собирающий исключительно информацию. И конструкторы создают прибор, непрерывно сообщающий всю существующую в мире достоверную информацию. После чего спокойно покидают бандитское логово: хозяин, отныне и навеки поглощённый непрерывным чтением потоков текста из прибора, тщетно стремится извлечь из этих потоков хоть
И это вовсе не сказка. Любой погулявший по Интернету знает, каково искать в этой всемирной сокровищнице информацию, нужную именно ему именно сейчас.
Хотя, возможно, перелопатить нескончаемые потоки информации — задача, посильная достаточно большой компьютерной сети. Недаром тот же академик Глушков был инициатором и главным идеологом создания всесоюзной единой АСУ. Жаль только, что потоки эти — лишь информация к размышлению.
Многие построения теоретиков исходят из того, что знающий исходные положения тем самым постигает и все их следствия. Увы, любой знакомый с математикой прекрасно знает: это очень далеко от истины. Евклид сформулировал свою систему геометрических аксиом больше двух с половиной тысяч лет назад. Новые теоремы евклидовой геометрии доказываются и по сей день.
Хотя математика — простейшая из наук. По крайней мере, она способна обойтись без эксперимента. А в большинстве дисциплин только эксперимент позволяет отсеять нужные варианты из равно логичных.
Идея лампы накаливания бродила среди инженеров много лет. Но чтобы выбрать самый технологичный по тому времени материал для нитей накаливания (обугленный бамбук), Томас Альва Эдисон провёл пятьдесят тысяч экспериментов. Не потому, что не имел теории: именно теория указала на обугленную волокнистую древесину. Эксперименты понадобились для выбора среди теоретически равных возможностей. Заодно и теорию дополнили.
А ведь новые идеи надо ещё изобрести! Задача пока без участия человека не решаемая. Хотя Генрих Саулович Альтшуллер (по совместительству —
Есть, впрочем, и изобретения, алгоритму непосильные. Прежде всего — те, для создания которых нужны новые научные открытия. Волосок для лампы накаливания — задача тяжёлая, но понятная. Но кто мог до открытия электричества вообще подумать об электролампах?
Именно изобретения, новшества и заставляют нас пересчитывать планы. Если единый центр не знает о
А ведь каждый из нас — не только производитель. Мы, между прочим, ещё и потребители. И производим прежде всего для того, чтобы потреблять.
О вкусах не спорят. О модах спорят только для того, чтобы решить — покориться моде вчерашней или завтрашней. Лучшие кулинары создают новые вкусы. Лучшие художники — новые моды. И никто из них — даже самый опытный — не знает, примет ли его творение публика. Сможет ли единый центр, составляя сегодня план, угадать наши завтрашние увлечения?
Не зря Хайек назвал надежду на всеобъемлющий план, основанный на всей полноте информации, пагубной самонадеянностью.
Можно, конечно, решить проблему мод и вкусов радикально. Ходит же вся Северная Корея в униформе. Китай при председателе Мао был одет в одинаковые ватники, ел одинаковые рис и пампушки. И все эти моды не менялись десятилетиями. Так что было время составить план.
И уравнений в плане было не так много, чтобы он составлялся тысячелетиями. Сокращение числа товаров — эффективнейший способ сделать план вычислимым. Не зря плановая экономика проявляла чудеса эффективности во время войны. Тогда различных изделий выпускалось в сотни раз меньше — значит, и планирование шло во многие миллионы раз быстрее.
Увы, в мирное время все эти приёмы не срабатывают. Если, конечно, Вам (в отличие от многих социалистов) не кажутся жизненным идеалом казармы.
Тем не менее управлять мирной, разнообразной экономикой можно. Метод такого управления именуется «иерархический гомеостат».
Гомеостат: каждый субъект ищет для себя оптимальное и стабильное поведение. Иерархический: поиски идут в условиях, формируемых действиями не только таких же гомеостатов по соседству, но и гомеостатов более высокого уровня.
Но это и есть рыночная экономика! Каждый в ней добивается своей выгоды. Причём, если удастся, долгосрочной. И, как правило, выгоду получает: товаров (значит, уравнений) в пределах одного субъекта экономики немного, и расчёт плана возможен. А общество в целом и отдельные его управляющие структуры (местные и отраслевые) задают условия — законы, правила налогообложения, обычаи…
Из всех авиаций второй мировой войны самую мощную бортовую радиоаппаратуру имела американская. Вплоть до того, что именно американцы первыми подняли в воздух радары. Чем принципиально изменили тактику воздушного боя.
И дело тут не только в большей грузоподъёмности американских самолётов: они строились в расчёте на бои над Атлантикой, имели большой радиус действия и соответственно немалые размеры. Главное — сами радиолампы были у американцев меньше, чем у любой другой радиопромышленности.
Потому что ещё в начале двадцатых, когда ламповая электроника только начиналась,
Наши планирующие органы тоже ставили задания по уменьшению габаритов оборудования. Насколько они эффективны, видно хотя бы по старой фразе: «Советские микрокалькуляторы — самые большие в мире!»
Плановика всегда можно убедить: данное им задание технически невыполнимо, или препятствует выполнению других заданий, или… Каждый, кто успел поработать в
А налог не уговоришь. Будет он аккуратно вычитаться из каждого попавшего к тебе доллара или тугрика. И каждый раз напоминать: «Неужели ты такой тупой, что не можешь меня обойти?»
Эффективность иерархического гомеостата, впрочем, не только в автоматизме действия. Точно доказано, что найденные им решения никогда не отклоняются от оптимума неприемлемо далеко. Плановая экономика может работать хуже, чем теоретически возможно, во многие разы. А рыночная — процентов на пятьдесят.
Причём из этих процентов тридцать технически неизбежны. Именно 30% мощностей каждого звена экономики должно быть свободно, чтобы оперативно реагировать на все изменения — от изобретений до стихийных бедствий. В сочетании с инициативой и активностью всех работающих этого вполне достаточно.
Хотя инициативу и активность рынок обеспечивает, конечно, жестоким способом: плохо работаешь — ответишь карманом. За что его и ругают все, даже те, кто на рынке преуспел.
Впрочем, в плановой экономике пытались за хозяйственные неудачи сажать и даже расстреливать. Так что не нам упрекать рынок за негуманность. А кстати, эффективность плановых наказаний ниже. За битого двух небитых дают: губить кадры, обогащённые самым дорогим опытом на свете — опытом ошибок — слишком накладно. В США не редкость — предприниматель, испытавший десяток банкротств, прежде чем найти способ преуспеть. У нас в сталинские времена такого расстреляли бы после первой попытки.
И, пожалуй, не зря. Точный сбалансированный план очень неустойчив к любым сбоям при выполнении. «Не было гвоздя — подкова пропала» и так далее. Даже советский Госплан, при всей своей вере в собственное всемогущество, оставлял заводам два процента резервных мощностей. А те, зная точность и надёжность государственных планов, скрывали от Госплана не меньше половины своих возможностей. Так что реальная эффективность любого предприятия была заведомо хуже западной.
А 30% — цифра, конечно, средняя. В периоды промышленного бума остаётся без загрузки процентов десять, а то и пять, всех производственных мощностей. А в дни кризисов иной раз и процентов пятьдесят простаивало.
Впрочем, кризисы ныне почти забыты. Чтобы обеспечить стабильность, верхние уровни гомеостата искусственно подтормаживают бум. Чтобы иметь резервы для смягчения кризисов.
Конечно, такая борьба за стабильность заставляет жертвовать частью эффективности. Крупные страны развиваются сейчас ощутимо медленнее, чем, к примеру,
Печальная получилась картина.
Идеал простоты и эффективности — централизованный всеобъемлющий план — недостижим. Просто потому, что всей вычислительной техники мира не хватит для расчёта этого идеала и за миллионы лет. Зато рыночная экономика со всеми её потерями и перекосами оказывается образцом эффективности.
Нынешняя наша экономика, в которой план уже не работает, а рынок ещё не выстроен, сочетает в себе худшие стороны обеих систем и лишь слабые намёки на лучшие. Естественно, выбираться из неё надо чем поскорее. И кажется — проще выбраться назад, к плану.
Очень прошу Вас, дорогой читатель: если пересказанные мною рассуждения великих математиков Вас убедили, если Вы, как и я, пришли к выводу, что выход из наших проблем только впереди, в рынке, несмотря на все его проблемы — покажите эту статью другим, попытайтесь и их убедить.
Оглавления тем: | Текущей; | Объемлющей. | Прочие любимые места в Интернете.