Вассерман: автоматическому планированию не обойтись без экспертов

Авторская колонка российского государственного и политического деятеля, журналиста Анатолия Вассермана.

- Недавно на симпозиуме по планированию производства отметил, что в достаточно скором времени, если сохранится нынешняя скорость развития компьютерного парка, это может произойти примерно на рубеже 2020–2030-х годов, накопится вычислительная мощность, достаточная для решения менее чем за сутки (а большей скорости в экономике и не нужно) в самом полном виде, охватывающем всё мировое производство предложенной Василием Васильевичем Леонтьевым (1905.08.05–1999.02.05) системы линейных уравнений, известной как матрица материального баланса: сколько единиц каждой продукции нужно на производство единицы каждой другой продукции. Работа всего мира по единому плану сулит рост общей производительности в разы по сравнению с любым другим способом организации производства.

Правда, многие коэффициенты и свободные члены матрицы Леонтьева определяются нелинейными закономерностями. Например, кривая зависимости спроса от предложения чаще всего довольно сложна. А любая нелинейность в задаче повышает вычислительную сложность (иной раз на многие порядки). Можно ли решить такую систему в разумное время?

За пару месяцев до симпозиума мне удалось показать, что плавные кривые в экономике, как в большинстве других наук, можно приблизить прямыми, а возникающее расхождение между точным и упрощённым решением учесть (и тем самым частично устранить) в плане производства на следующий день. На суточном интервале погрешность такого метода пренебрежимо мала.

Под конец монолога сказал: «Увы, есть и дискретные нелинейности. Например, по мере нарастания объёма производства какой бы то ни было продукции наступает момент, когда целесообразно переходить к новой технологии. А новую технологию, как правило, довольно трудно внедрять постепенно. Чаще всего требуется скачок. С одной стороны, этот скачок обеспечивает столь же скачкообразное нарастание производительности труда, а с другой стороны, мне пока, к сожалению, не очень понятно, как такие скачки можно учесть при планировании. Правда, очень надеюсь на то, что у присутствующих здесь есть личный опыт учёта таких скачков хотя бы при ручном планировании, и они поделятся этим опытом, а кто-нибудь, может, на его основе придумает и какой-то алгоритм, позволяющий с такими скачкообразными нелинейностями работать».

Увы, ни по ходу дальнейшего обсуждения, ни за прошедшие с тех пор месяцы никто из беседовавших со мной не предложил ответа на мой вопрос. Приходится рассуждать самостоятельно в надежде своими скромными силами выйти на сравнительно разумный вывод.

Кстати, многие меня называют учёным. На мой взгляд, такого титула не заслужил: всего лишь делаю очевидные выводы из общеизвестных сведений. Но не исключаю, что часть очевидного мне заметна с моей позиции лучше, чем в рамках общепринятых воззрений.
Все мои расчёты трудоёмкости задачи планирования опираются на давно установленный математический факт: число арифметических действий для поиска оптимального плана пропорционально примерно 3,5-ой степени числа названий планируемых изделий, в том числе всех деталей, включая стандартный крепёж. То есть рост числа названий вдесятеро поднимает объём вычислений примерно в 3000 раз, но откуда взят этот показатель?

Решение системы линейных уравнений требует в общем случае действий в третьей степени числа уравнений (методы похитрее дают показатель 2+6/7, но и больший коэффициент перед степенью, так что усложнение окупается только при достаточно крупных системах), а специфика матрицы материального баланса, где большинство клеток пустое, позволяет снизить показатель примерно до 2,5 — для современной вычислительной техники это приемлемо даже с учётом того, что в нынешнем мировом хозяйстве порядка сотни миллионов названий.

Увы, показатель больше на единицу. По сути она значит, что для обнаружения оптимального плана нужно рассчитать примерно столько вариантов, сколько названий присутствует в матрице Леонтьева.

Но зачем так много? Известны способы поиска экстремумов — крайних, то есть максимальных и минимальных значений, требующие несравненно меньшего числа проверок. Правда, все они применимы к непрерывным функциям, а для дискретных нелинейностей не работают: те требуют как раз едва ли не полного перебора возможных вариантов. Следовательно, такой перебор указывает, что планирование на основе матрицы материального баланса учитывает дискретные нелинейности автоматически, не требуя особых мер.

Но значит ли такой автоматизм, что всё управление производством возможно без прямого человеческого вмешательства?
Вычислительных ресурсов (при дополнительном аппаратном обеспечении: часть его мне знакома по личному опыту участия в разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами) хватит для прямой выдачи производственного задания на каждое рабочее место и прямой же проверки степени исполнения этих заданий. То есть управленцы низшего звена, бригадиры и мастера, вроде бы становятся не нужны.

Ан нет: есть у них и задачи, не сводимые к надзору за текущей работой. Они должны видеть, кто из подчинённых с какой деятельностью справляется лучше, и соответственно распределять их по рабочим местам. Они должны понимать, кого из подчинённых чем лучше стимулировать: перспектива заработка не всегда заставляет выкладываться полностью. Словом, человеческий фактор вряд ли поддастся автоматизации даже на столь простом уровне.

На уровнях повыше до полной автоматизации ещё дальше. В частности, выбор между вариантами технологий производства требует, прежде всего, наличия самих этих вариантов, а создают их именно люди. Компьютеры берут на себя рутинные работы — от черчения до расчёта и оптимизации параметров конструкций. Но исходные идеи механизмов и процессов — дело разума. И он в обозримом будущем останется человеческим.

Кстати, то, что нынче именуют искусственным интеллектом, не имеет к интеллекту ни малейшего отношения. Разум развивается на собственном опыте: строит мысленную модель, на её основе планирует действия, выполняет их, сравнивает ожидаемый результат с получившимся, на основе разницы совершенствует модель… Нынешние системы имитации разума обучаются на больших массивах данных, классифицируемых людьми, а механизм самообучения для них пока не создан. Не самостоятельны — значит, не разумны.

Идей появляется много. Значит, нужно сравнивать варианты разных будущих технологий, предприятий… Вот и появляется та самая дополнительная единица в показателе степени. Она, по сути, как раз и учитывает творчество и не только техническое.

Грядущая автоматизация планирования оставляет место и для предпринимательства — с присущими ему рисками. Свободные члены системы уравнений материального баланса — потребности в конечных продуктах производства, уже известных, а как быть с только что придуманными, ещё не нашедшими спроса? Тут никакое планирование не поможет: потребности в них можно изучить лишь примерно, на основе аналогий. Значит, включить их в производственный план удастся с изрядной погрешностью. И опять же сравнивать варианты, но неточно. Снизить, но, увы, не до нуля, ошибку можно разве что на основе оценок сторонних экспертов, разбирающихся в соответствующих предметных областях, а, возможно, даже имеющих собственный опыт предпринимательства в них.
Важная часть планирования — целеполагание. В принципе (как — пока неведомо) можно его автоматизировать — создать программу, на основе создаваемых всеми людьми потоков информации определяющую цеь, в данный момент наилучшую для всего человечества. Это нужно хотя бы для сравнения вариантов плана: наилучший из них — тот, что наиболее приближает к цели. По мере развития и совершенствования хозяйства меняются наши представления и потребности, значит, меняется и цель. Но в отличие от плавного наращивания продукции, людские желания и возможности могут меняться скачком и скачком же смещать цель. Значит, такие смещения нужно прогнозировать, хотя бы для того, чтобы не терять заделы, созданные для прошлой цели. Тут пока ничего предложить не берусь, но надеюсь.

Вычислительная сложность планирования уже известна. Концептуальную предстоит изучать ещё долго.