Теория и основные понятия систем информации с обратной связью стали разрабатываться сравнительно недавно в результате попыток создания элементарной самонастраивающейся системы управления. По мере того как следящие системы становились все более совершенными в сравнении с регулятором паровой машины Уатта, требовалась все большая точность. Управляемые системы становились сложнее. Динамические характеристики и трудности систем сделались очевидными и доступными для изучения в достаточно малых масштабах. Требования коммерческого и военного характера стимулировали попытки овладения теорией проектирования информационных систем с обратной связью. Простые задачи поддавались решению доступными математическими методами. В процессе двадцатилетней разработки динамики физических систем были приведены во взаимное соответствие проблемы, потребности и средства.

Но наши социальные системы гораздо сложнее информационных систем с обратной связью, которыми уже овладела современная техника. Готовы ли мы справиться с ними?

Наши познания в области информационных систем с обратной связью развивались по экспоненциальному закону, столь характерному для ранних стадий в любой области человеческих знаний. Умение обращаться с информационными системами с обратной связью, по-видимому, возрастало в десятикратном размере за каждое десятилетие.

В конце 30-х годов научная литература в данной области оперировала динамическими характеристиками простейших следящих систем, описываемых линейными дифференциальными уравнениями с двумя переменными. А в начале 40-х годов соответствующие исследования уже велись с применением преобразований Лапласа, теории вероятностей и векторного исчисления.

Но, как обычно, математический авангард еще не был в состоянии справиться с наиболее важными техническими проблемами. Большое воздействие было оказано военной необходимостью. Инженеры не могли оставаться безучастными в ожидании аналитических решений поведения информационных систем с обратной связью. Были построены линейные и нелинейные математические модели для выработки решений с помощью аналоговых вычислительных машин.

К 1945 г. решение систем с 20 переменными уже не представляло трудностей, возможности увеличились по сравнению с 1935 г. в 10 раз.

К концу второго десятилетия, то есть в 1955 г., были освоены новые методы и новые области. Появилась вычислительная машина, открывшая путь для имитации систем, далеко за пределами возможностей аналоговых машин. С созданием нового оснащения внимание, было сконцентрировано на динамических характеристиках боевых военных информационных систем с обратной связью, включающих как вооружение, так и личный состав. Стало возможным решение систем с 200 переменными.

Дальнейшее продвижение идет в том же темпе. Мы вступаем теперь в новый период 1965 г. с десятикратным ростом наших возможностей. Модели с 2000 переменных и без всяких ограничений в отношении нелинейных явлений делают доступной обширную область важных проблем управления и экономики.

1. 2. Процессы принятия решений

Вторым основанием динамического моделирования промышленных систем является разработка теории решений, выполненная в 50-е годы в порядке автоматизации военных тактических операций.

В историческом плане военная необходимость часто порождала не только новые технические средства, подобно авиации или цифровым вычислительным машинам, но также и новые организационные формы и новый подход к общественным процессам. Подобные усовершенствования впоследствии были приспособлены для мирного применения.

Такого рода нововведения появились и в области военного командования (то есть управления). По мере ускорения развертывания военных действий по необходимости произошло переключение внимания с тактических решений (повседневного руководства ходом военных операций) на стратегическое планирование (предусматривающее возможные события, определяющее образ действий и заранее устанавливающее порядок принятия тактических решений). Командующий сражением уже не в состоянии графически определить продвижение врага и лично рассчитать пункт нанесения удара. Ведь при наличии такого оружия, как баллистическая ракета, у него даже не хватит времени на то, чтобы выбрать оборонительное оружие.

В течение второй мировой войны решения по упреждающему регулированию артиллерийского огня осуществлялись автоматически соответствующими механизмами. Однако до 1950 г. автоматизированная оценка боевой силы, автоматизация выбора оружия, различение вражеских и дружеских подразделений, подача сигнала боевой тревоги или установление объектов обстрела почти не применялись. За какие-нибудь 10 лет автоматизация этих решений была инициативно разработана, принята и внедрена в практику. Для осуществления этой задачи надо было преобразовать «тактические суждения и опыт» военных решений в комплекс формальных правил и процедур.

Эта перестройка была вынужденной, потому что темп современных военных действий превышает возможности реакций человеческого организма. Целое десятилетие тысячи людей были заняты данным преобразованием процессов принятия военных решений и автоматизации оперативных действий, которые лежат в основе тактических военных решений. При этом было убедительно показано, что тщательно отобранные формальные правила могут обеспечить краткосрочные тактические решения, которые более совершенны, чем основанные на суждениях людей и принятые в условиях спешки, либо на основе недостаточного практического опыта военачальников, либо, наконец, под влиянием крупных организаций, не отличающихся оперативностью.

Те же люди, которые встретили начало работы над формализацией правил военно-тактических решений в 1950 г. заявлением, что «машина не в состоянии заменить мое военное образование и боевой опыт», через 10 лет приняли как наилучший и совершенно обыденный вариант автоматическую отдачу военно-боевых распоряжений. Полученный таким путем практический опыт установления основ для принятия решений и определения содержания так называемого «компетентного суждения», необходимого для правильности этих решений, в настоящее время может быть использован для исследования систем управления. Многие специалисты из военных исследовательских организаций переходят теперь к изучению производственных и экономических систем.

Как и в области военного дела, мы убедимся в существовании строго определенного базиса, на котором основывается практика решений, принимаемых в настоящее время хозяйственными руководителями. Их решения не являются выражением полной «свободы воли», а строго обусловлены окружающими обстоятельствами. И поскольку это так, имеется возможность установить правила, регулирующие эти решения, и определить влияние данных правил на производственное и экономическое поведение систем.

1. 3. Экспериментальный подход к анализу систем

Третьей основой динамического моделирования промышленных систем является экспериментальный подход к изучению их поведения.

Мощность математического анализа недостаточна для нахождения общих аналитических решений столь сложных ситуаций, которые встречаются в хозяйственной области. Выход можно найти в экспериментальном исследовании.

Для этого строится математическая модель промышленной системы. Такая модель дает подробное описание, показывающее, каким образом условия в определенный момент времени приводят к последующим условиям в другой, более поздний момент. Поведение модели подвергается наблюдению, причем проводятся эксперименты для выяснения специальных вопросов о действии системы, представленной в виде модели.

«Имитация» — этим термином нередко обозначается процесс экспериментирования на модели вместо проведения соответствующих опытов с реальной системой. В течение 50-х годов имитация получила широкое развитие при проектировании средств противовоздушной обороны и в технических проектных работах. Вот один из примеров.