Текст книги "Люди и кибернетика"

Автор книги: Никита Моисеев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 15 страниц) [доступный отрывок для чтения: 6 страниц]

Пересмотр и уточнение необходимы еще и по следующим соображениям. Наряду с положительной селекцией растут также и внутренние противоречия системы; отдельные ее части, превращаясь со временем в более или менее автономные организмы, вырабатывают свои собственные самостоятельные цели. А располагая определенными возможностями их достижения, они могут начать действовать вопреки общим целям, наперекор системе в целом. Все это демонстрирует нам необходимость принятия мер, ослабляющих действие вышеуказанных факторов.

Отрицательная селекция удаляет все взрывоопасные очаги, преодолевает внутренний антагонизм организации, повышает ее однородность, порядок в ней, систематизацию, повышает ее структурную устойчивость. Но одновременно отрицательная селекция снижает функциональную эффективность организации.

Современная буржуазная экономика изобилует яркими фактами как положительной, так и отрицательной селекции. Примеры положительной селекции хорошо известны – это стандартизация, специализация и кооперирование отдельных производств. Хотя, надо заметить, что, несмотря на повышение производительности труда и общую эффективность производства, такие специализированные объединения плохо переносят кризисные ситуации, необходимые технологические перестройки, ими труднее управлять. Наряду с этими явлениями возникает и отрицательная селекция. Здесь показателен пример США, где маленькие гаражи по ремонту автомашин с несколькими рабочими подчас весьма успешно конкурируют с огромными фирмами автосервиса, принадлежащими основным компаниям, производящим автомобили. Другой пример отрицательной селекции – это возникновение конгломератов, объединяющих разные производства, или тенденция – вместе с увеличением производства отказываться от кооперации и заводить некоторое подобие натурального хозяйства. Можно привести другие примеры, иллюстрирующие совместное существование этих обеих тенденций.

Проблемы структурной селекции в экономике тесно связаны с проблемой разумной меры централизации и децентрализации. Централизация, как известно, облегчает создание новых связей. В условиях благоприятной экономической конъюнктуры она может обеспечить быстрое развитие всей системы в целом. В неблагоприятных же условиях отдельные элементы, которые "менее организованы", проявляют большую стабильность, их инициатива, связанная с самостоятельностью, расширит возможности преодоления отдельных помех. Разумная степень децентрализации в этих условиях защищает организацию в целом, она открывает возможность использования инициативы отдельных звеньев в интересах всей организации, всей системы. В то же время чрезмерная децентрализация делает систему плохо управляемой, становится труднее фокусировать усилия ее элементов на достижении общих целей, затрудняется проведение специализации и т. д.

Необходимо заметить, что если селекция организационных структур в капиталистической экономике, их адаптация к изменениям, вызванным научно-техническим прогрессом и другими обстоятельствами, носит стихийный характер, то в условиях плановой социалистической экономики процессы селекции, необходимые изменения экономической структуры можно проводить планомерно. Но для этого мы должны достаточно хорошо представлять цели перестройки и те результаты, которые последуют в связи с нашими действиями.

Особое место в богдановской работе занимает проблема кризисов (или катастроф, если пользоваться современной терминологией).

В научное направление эти идеи оформились в последние 20-30 лет и получили название "Теории катастроф". Возникла она сначала как чисто математическая теория, но постепенно была распространена на биологию и даже общественные науки. Ведущая роль в этом принадлежит французскому математику и философу Рене Тому. Его идеи получили известное распространение и у нас. Следует заметить, что для подобного расширения теории есть определенные основания, поскольку речь идет о ряде общих свойств организации материального мира. Но справедливости ради надо сказать, что идеи, подобные тем, которые высказывает Р. Том, были опубликованы А. Богдановым еще в 1913 году.

Он подробно изучал условия и механизмы, вынуждающие организацию к быстрым взрывным, по его терминологии, перестройкам. Конечно, еще задолго до А. Богданова основоположники марксизма-ленинизма установили законы развития социальных формаций и условия, при которых происходят смены организационных структур. Но, оказывается, эти законы справедливы не только в историческом разрезе, когда речь идет об общественных формациях. Любая организация, как бы она ни была совершенна в момент своего создания или кульминации своей деятельности, как бы она хорошо ни соответствовала своей первоначальной задаче, однажды будет нуждаться в коренной перестройке. По существу, это ленинский тезис о непрерывном совершенствовании управления, но сказанный иными словами.

В начале главы, опираясь на общие представления о свойствах сложных физических систем, мы говорили, что по мере своего развития отдельные параметры системы неизбежно переходят свои критические значения, – мы их называем точками бифуркации, следуя терминологии, принятой в физике.

Автор "Тектологии" формулирует существование критических ситуаций как некоторый общий закон. Более того, он утверждает, что чем сложнее система, тем больше шансов в процессе ее развития столкнуться с кризисной ситуацией, с необходимостью перестройки организации. И чтобы эта ситуация не застала управляющего врасплох, не привела к нежелательным последствиям, необхоишо научиться анализировать текущий процесс в системе и предсказывать ее развитие. Таким образом, с именем А. Богданова связано направление исследования социальной системы, без которого трудно себе представить современную теорию управления плановой централизованной экономикой, направление, которое призвано изучать влияние организационной структуры на характер процесса общественного развития.

В наши дни мы должны говорить о целенаправленном проектировании организационных структур на основе глубокого научного анализа. Необходимая для этого теория уже стала создаваться и оказывать определенное влияние на ту перестройку управленческих структур, которая началась сейчас в сельском хозяйстве и основой которой явилась Продовольственная программа.

Богдановская "Тектология" содействовала становлению этой теории.

НЕКОТОРЫЕ КОММЕНТАРИИ

Я рассказал лишь о проблемах, обсуждавшихся А. Богдановым в его "Всеобщей организационной науке (Тектологии)", которые нам будут необходимы в последующем изложении. Кроме того, я постарался связать представления А. Богданова с теми общими взглядами на структурные проблемы, которые возникли до него и которые развивались физиками и биологами в более позднее время. Мне хотелось выделить в работе А. Богданова те идеи, которые актуальны именно сегодня, показать возникновение и развитие тех взглядов, которые сегодня уже вошли в обиход и которые, к сожалению, представляются отдельными учеными с определенными искажениями (вольно или невольно!).

Читатель, наверное, заметил, что я часто не делаю различия между понятиями "система" и "организация", иногда я говорю о "структуре организации", а иногда об "организации системы". Я считаю эти понятия весьма расплывчатыми и не поддающимися четкому определению. Более того, я уверен, что любая попытка придать этим понятиям строго однозначный смысл может привести только к усложнению изложения, но не прояснить всю обсуждаемую здесь проблему управления.

А. Богданов придает термину "организация" более общий характер, чем я. Фактически термины "система"

и "организация" для А. Богданова являются строгими синонимами (если считать, что понятие "система" может быть однозначно определено). Поэтому я считаю, что "Общая теория систем" возникла прежде всего в результате его работ. Я не могу согласиться с той категоричностью, с какой он оценивает место и значение структуры в развитии системы в целом, – жизнь сложнее любых схем. Этому нас учит диалектика, демонстрируя недостаточность и ограниченность любых схематических построений. А Богданову были свойственны определенный механицизм и гипертрофированные оценки значимости тех идей, которые он развивал. Он был уверен, например, что его "Тектология" – это некоторая сверхнаука, которая должна включить в себя однажды все общественные науки, в том числе и философию.

Это, конечно, глубочайшее заблуждение. "Тектология" – это наука о структуре, о форме. Конечно, ее нельзя отрывать от содержательных аспектов, от функционирования объекта исследования: все различные аспекты управления тесно связаны между собой. И сегодня мы более отчетливо, чем 60 лет назад, видим, сколь важна теория организации. Но одновременно мы и более отчетливо понимаем, что это лишь одна из многих сторон того общественного процесса, который называется процессом управления общественным развитием.

Существует еще немало вопросов и утверждений богдановской "Тектологии", которые носят более чем дискуссионный характер. Но главный недостаток ее это все-таки механистичность, стремление все подогнать под одну схему.

А. Богданов – это сложная и противоречивая фигура. Он был страшно увлекающимся человеком, и ему довольно часто отказывало чувство меры. Даже в своей деятельности врача он нередко допускал скороспелые решения, А. Богданов и здесь был новатором. Но одновременно он вносил элемент гипертрофии, чрезмерного преувеличения своих теоретических построений.

Делая опыты над самим собой, он верил в абсолютную безошибочность своих, часто еще очень сырых рабочих гипотез. И его трагический финал следствие этой веры в абсолютную истинность своих посылок. И, как уже говорилось, один из таких экспериментов, поставленных над самим собой, окончился его гибелью.

И в то же время я думаю, что научное имя А. Богданова незаслуженно мало известно. В самом деле, человека судят не столько за его отдельные неудачные слова и ошибочные суждения – они остаются достоянием истории, а за тот положительный вклад, который им внесен. А вклад А. Богданова в науку об управлении общественными процессами исключить невозможно. Сейчас очевидно, что недостаточные знания экономистов и специалистов, работающих в области совершенствования организационных структур, исследований А. Богданова, приводят иногда к ошибочным решениям, неправильно ориентируют разработчиков автоматизированных систем управления и т. д.

Я не знаю, надо ли переиздавать сейчас трехтомный труд А. А. Богданова. Он написан в архаичной манере и очень труден для чтения. Но изложить богдановскую "Тектологию" и прокомментировать ее на профессиональном уровне – это, я думаю, стоит посоветовать нашим философам. Они тем самым окажут большую практическую помощь создателям автоматизированных систем управления. Кстати, в "Философском энциклопедическом словаре" (1983 г.) в статье, посвященной А. Богданову, говорится: "В ряде исследований советских и зарубежных авторов отмечается, что некоторые положения тектологии предвосхитили идеи кибернетики (принципы обратной связи, идеи моделирования и др.)".

Еще одно соображение, заставляющее не откладывать это дело в долгий ящик. Богдановские идеи, имея большое общенаучное значение, уходят за рубеж или там переоткрываются. Затем они возвращаются в Советский Союз, но уже под другими названиями и, конечно, с другим авторством. Это подтверждается примером из истории возникновения и создания "Теории систем".

НЕКОТОРЫЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИТОГИ

Итак, мы узнали, как возникла кибернетика – эта методологическая дисциплина, которая в соответствии с марксистской диалектикой дает нам возможность анализировать процессы в том общественном организме, которым мы собираемся управлять, дисциплина, утверждающая, что управляющий достигнет своих целей тем успешнее, чем глубже он познает интересы элементов (отдельных частей) своего объекта (гиберно) и лучше сумеет учесть их в своей деятельности. Изучение этой дисциплины приучает управляющего к мысли, что "его объект управления -.это клубок противоречивых тенденций и стремлений. От того, как кибернет их сумеет использовать в интересах своего гиберно, и зависит его судьба. Кибернетика учит, что любая прямолинейность, действие одними приказами мало чего может достичь.

Вот почему классическая кибернетика – это важнейший элемент воспитания управляющего.

Затем познакомились с понятием организации (структура) и увидели, что существуют некоторые общие законы, определяющие развитие любой организации – физической, биологической или общественной природы.

Знание этих законов вооружает управляющего в деле совершенствования структуры – одного из основных факторов управления народнохозяйственным, политическим и общественным организмом. Теория организации учит, что никакие самые удачные организационные формы не могут быть вечными. Об этом со всей определенностью говорили еще классики марксизма, развивая идеи единства формы и содержания. Итак, теория требует, чтобы управляющий следил за развитием организации и не давал ей закостенеть. И что самое главное, он должен следить за тем, чтобы организация не превращалась в самостоятельный организм, начинающий сам управлять управляющим.

Мы увидели, что классическая кибернетика, в том смысле, как ее понимали в XIX веке, и "Теория организации", включающая в себя "Общую теорию систем", для управления важны, но их недостаточно при решении многих практических задач. Сами по себе они лишь подсказывают, какие обстоятельства надо принять во внимание в тех или иных ситуациях. И это уже немало.

Знакомство с такими науками расширяет кругозор управляющего, открывает ему новые перспективы, помогает ему отыскивать наилучшие решения. Но этого одновременно и очень мало. В современных условиях структура производственной деятельности (связи внутри предприятий, их связи между собой), как и структура всего общества, непрерывно усложняется и неизбежным становится количественное ее описание и оценка результатов управляющей деятельности. Необходимыми становятся такие научные подходы и математические методы, которые позволяют сопоставлять и оценивать результаты различных вариантов управленческих решений и дают возможность прогнозировать развитие событий!

Оказалось, что и эти проблемы уже более ста лет были предметом исследований ученых. Они создали специальную научную дисциплину "Техническую теорию управления" (ТТУ). Эта дисциплина, как мы увидим ниже, сыграла определенную роль в формировании современной технологии управления организмами общественной природы.

Глава III

УПРАВЛЕНИЕ

ТЕХНИЧЕСКИМИ

СИСТЕМАМИ

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВОЗНИКНОВЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ

До сих пор мы говорили о двух направлениях гуманитарной мысли, которые сегодня оказывают непосредственное влияние на формирование представлений о том, что такое управление и какова его "технология", то есть каковы правила, которыми должен руководствоваться управляющий.

Долгое время руководители-практики и не нуждались в другом. Они управляли человеческими коллективами и их производственной деятельностью на основании своего опыта или давно устоявшихся методов.

Но, начиная с какого-то определенного уровня, сложности объекта управления традиционных подходов становилось уже недостаточно. Чтобы сопоставлять варианты возможных управленческих решений, кибернет должен уже уметь оценивать их последствия количественно. Давайте вдумаемся в смысл управленческого процесса.

Перед каждым управляющим (менеджером, кибернетом, военачальником и т. д.) всегда стоит определенная цель. Это может быть обеспечение выполнения плана, получение максимального дохода, передислокация армии и т. д. Для достижения ее ему предоставляется определенный ресурс: деньги, машины, люди... Без этих двух факторов: целей и средств для их достижения говорить об управлении смысла не имеет.

Итак, цели и средства. Предположим, что и то и другое у управляющего есть. Его задача – так использовать средства, чтобы как можно ближе подойти к цели или с наименьшими затратами, достигнуть ее наиболее безболезненно. А мешать этому будут самые различные обстоятельства, с которыми управляющему предстоит еще справиться: на рынке могут оказаться не те цены и не тот спрос, на которые он рассчитывал, поставщики не смогут своевременно обеспечить его производство кондиционным сырьем, транспортники – транспортными средствами и т. д., в общем, не та конъюнктура.

И, распределяя свой ресурс, управляющий непрерывно прогнозирует результат своих действий. Он анализирует, сопоставляет: "Если я сделаю так, получится то-то, если иначе, то ч результат будет иной".

Он все время ведет своеобразный мысленный диалог. И в этом смысле управляющий во многом похож на исследователя.

Если ситуация относительно проста, то ему не очень трудно проследить всю игпочку следствий и легко оценить то, что получится из замысла, во что выльется его способ действия. Для этого ему достаточно общих стандартных рецептов. Вот почему до поры до времени практика управления довольствовалась тем уровнем анализа, который обеспечьвал вербальный, то есть словесный, анализ.

Но по мере развития техники и технологии, усложнения хозяйственных связей, да и всего жизненного уклада управляющему уже трудно проследить действия всех логических цепочек, предусмотреть последствия своих собственных действий. Да и требования к точности оценок результатов управленческих решений сегодня совершенно иные, чем были еще полстолетия назад. Современное производство отличается высокой синхронизацией операций. На заводах типа ВАЗ, например, потоки конвейерных линий должны быть согласованы до долей секунды. Все поставки смежников прямо с колес идут в цех. И подобный ритм во всем. К такому режиму подстраиваются и остальные службы завода, каждый сбой которых влечет многомиллионные потери.

И так во всем: в проектировании народнохозяйственных комплексов, при составлении производственных планов, всюду при современных масштабах производства необходима удивительная, я бы сказал, филигранная притертость хозяйственных звеньев.

Но высокая точность, разумеется, не может быть получена дедовскими методами. Управляющему приходится искать способы, позволяющие более ясно увидеть результат своих решений, и эти способы предоставляет ему математика, особенно сейчас, когда она располагает могучими средствами вычислительной техники, позволяющими не только обрабатывать информацию, но и на моделях, имитирующих функционирование того или иного народнохозяйственного организма, предсказывать его будущее, его эволюцию в зависимости от тех решений, которые управляющий сочтет нужным принять. Значит, уже недостаточно словесной характеристики предполагаемых действий, мало бухгалтерских расчетов, проводимых вручную; нужны расчеты, основанные на использовании математических моделей изучаемых процессов, нужны математические методы их анализа.

Поэтому правомерно, что специалисты, занимающиеся использованием ЭВМ в управлении экономикой, однажды начали изучать приемы и методы "Теории технического управления" (ТТУ). При этом оказалось, что в ТТУ уже развиты разнообразные идеи и методы, которые подошли и для управления процессами, протекающими в экономической сфере.

Возникла "Теория технического управления" еще в 40-х годах прошлого века. Она развилась в обширную дисциплину по изучению работы различных регуляторов и созданию основ их проектирования. Важнейшее достоинство ТТУ – это разработка количественных методов оценки качества управляющих устройств. Конечно, сама ТТУ еще довольно бедна для того, чтобы стать основой науки управления процессами общественной природы. Но она является одним из важных элементов современной теории управления производственной деятельностью, и без ее инструментария количественного анализа сегодня вряд ли возможно представить себе хорошо функционирующую систему хозяйственного управления.

"Теория технического управления" долгое время именовалась "Теорией автоматического регулирования" – название, которое сейчас постепенно забывается. Она оформилась в связи с исследованиями центробежного регулятора Уатта, предназначенного для регулирования числа оборотов вала паровой машины. Правда, этим исследованиям предшествовал еще целый ряд работ, которым по тем или иным причинам не суждено было стать родоначальниками новой теории (исследования регулятора Сименса, работы астронома Эри по управлению телескопом и др.). Тем не менее считается, что изобретение регулятора Уатта – событие эпохальное.

Дело даже не в том, что был изобретен еще один механизм для управления паровой машины, – регулятор Уатта впервые реализовал автоматическое управление, управление без вмешательства субъекта, без вмешательства людей. Раньше к паровой машине приставлялся человек, который менял направление и количество подаваемого в цилиндр пара, регулировал ее работу. Теперь все делалось само по себе. Появилось не просто техническое изобретение – родился новый взгляд на принцип управления. Расскажем все по порядку. Сначала – что такое регулятор Уатта, как он работает и каковы проблемы его проектирования и использования.

Представим себе вал трансмиссии, которая в стародавние времена с помощью приводных ремней заставляла работать токарные, сверлильные и прочие станки.

Даже при самой ритмичной работе каждый рабочийстаночник по-своему нагружал трансмиссию. Он то менял заготовки деталей, то менял инструмент, то производил операции, требующие разных затрат мощности, и т. д. Нагрузка на трансмиссию в силу этого все время менялась, и при одной и той же мощности паровой машины, при одной и той же величине вращающего момента вала трансмиссии число оборотов вала менялось. Следовательно, менялись условия работы станков. А это уже недопустимо! Надо было стабилизировать количество оборотов трансмиссии, для чего надо было изменить количество пара, подаваемого в цилиндры. Эту задачу и решал регулятор Уатта. Делал он это так.

Когда нагрузка на вал увеличивалась, он автоматически увеличивал отверстие, через которое пар поступал в цилиндры машины из парового котла, увеличивая тем самым подачу пара. И прикрывал заслонку, когда нагрузка на вал падала, уменьшая подачу пара.

Так появилась первая техническая конструкция, автоматически реализующая обратную связь. Конечно, это утверждение не совсем точное. Технические системы с обратной связью придумывались еще в античную эпоху Героном и Филоном. И регулятор Уатта лишний раз доказывает справедливость утверждения, что "все новое – это хорошо забытое старое"! Но если идеи античных ученых были опытами, опередившими на тысячелетия потребности общества, то регулятор Уатта отвечал жизненной необходимости развивающейся техники и положил начало современному машиностроению. Идея его конструкции была удивительно проста.

Рис.2

Представим себе две симметричные массы (центробежные кулачки), связанные с вращающимся валом 00 (см. рисунок). Эти массы стягиваются пружиной, старающейся уменьшить угол а – угол, на который массы отклоняются от оси при вращении вала. Чем больше число его оборотов, тем больше центробежная сила, действующая на массы m1 и m2) и тем больше будет угол а.

И обратно, с уменьшением числа оборотов вала угол отклонения а уменьшается. Следовательно, нам достаточно связать этот угол с ходом заслонки, регулирующей подачу пара из котла в цилиндр, чтобы реализовать процесс управления числом оборотов трансмиссии с целью обеспечения постоянства этой величины.

Таким образом, регулятор Уатта "чувствует" (фиксирует, автоматически измеряет) изменение нагрузки на вал, "следит" за изменением числа его оборотов и соответственно этому изменению меняет количество пара, поступающего в цилиндр. Так регулятор Уатта способен совершенно автоматически сохранять необходимое число оборотов вала трансмиссии независимо от нагрузки.

На основе этой идеи были построены первые регуляторы паровых машин. Никакой специальной теории тогда инженерам не требовалось – уж очень просты были первые регуляторы. Но техника развивалась, росли скорости работы станков, повышалась мощность паровых машин, за счет лучшей обработки деталей уменьшалось трение в регуляторах, совершенствовалось многое другое. Однако вместе с усложнением всей системы "станки трансмиссия – паровая машина – регулятор" регулятор все чаще и чаще переставал выполнять свои обязанности; число оборотов вала колебалось, появлялись вибрации, системы все чаще и чаще стали выходить на аварийные режимы. Инженеры поняли, что для хорошей работы регулятора необходимо правильно рассчитать его параметры, и прежде всего соотношение между углом, на который расходятся центробежные кулачки, и ходом заслонки, регулирующей подачу пара.

Кроме того, надо было понять роль трения в регуляторе (как показал опыт, уменьшение трения часто не улучшало качества регулирования, а ухудшало его).

Одним словом, практика управления производством на предприятиях, оснащенных паровыми машинами, потребовала создания теории, способной рассчитывать параметры регулятора, обеспечивающие устойчивый режим его работы. Это значит, что жизнь поставила задачу создания математической модели регулятора Уатта и методов ее анализа. Эту задачу практически одновременно и независимо друг от друга решали английский физик Дж. Максвелл и русский инженер И. Вышнеградский. Они положили начало новой дисциплине, которую стали называть "Теорией регулирования".

ОТ "ТЕОРИИ РЕГУЛИРОВАНИЯ"

К "ТЕОРИИ ТЕХНИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ"

Задача проектирования регулятора Уатта несла в себе уже все основные идеи будущей теории технического управления системами.

Исследования Д. Максвелла и И. Вышнеградского дали в руки инженерам такую схему проектирования регулятора, которая обеспечивала его устойчивую работу.

Они не только показали возможность построения математических моделей процессов регулирования работы сложных технических систем, но и доказали, что именно с построения такой модели и должно начинаться проектирование каждого регулирующего устройства.

Любое моделирование – неисчерпаемо сложно.

Но при создании модели для исследования практических задач не следует переусложнять ее и строить, так сказать, минимальную модель. А это всегда искусство, это талант исследователя: надо, чтобы она, с одной стороны, достаточно точно (с позиций практики) описывала процесс, а с другой – не была бы перегружена второстепенными деталями.

Первая модель, которую строил И. Вышнеградский, была, с точки зрения математика, совсем простая – она описывалась линейным дифференциальным уравнением третьего порядка с постоянными коэффициентами. Это значит, что сколько бы ни было параметров у регулирующего механизма, его поведение определяется только тремя величинами.

Следующий шаг – формулировка цели. Он также ответствен и труден, ибо надо на математическом языке сказать, что значит хороший регулятор. И впервые в работах Дж. Максвелла и И. Вышнеградского была найдена та формулировка цели управления, которая на протяжении целого столетия определяла развитие дисциплины.

С точки зрения инженера, требования к регулятору достаточно просты при любом изменении нагрузки он должен обеспечивать постоянство числа оборотов вала. Это требование можно перевести на язык математика очень большим числом способов. Но из них надо выбрать такую формулировку критерия, определяющего качество работы регулятора, чтобы выполнение требований критерия удовлетворяло требование практики.

И И. Вышнеградский и Дж. Максвелл в качестве такого критерия выбирают условия асимптотической устойчивости работы регулятора. Оно означает, что любое отклонение от заданного установившегося режима вращения с течением времени должно затухнуть, исчезнуть. Другими словами, при любом сбое в нагрузке режим вращения со временем должен восстановиться.

Заметим, что при такой конструкции регулятора число оборотов вала всегда будет немного отличаться от заданного. Но ведь инженеру не требуется абсолютное их совпадение. Важно, чтобы регулятор обеспечивал достаточно малое отклонение от расчетного режима.

А это требование может быть проверено лишь на практике.

Забегая вперед, скажем, что требование устойчивости оказалось не просто приемлемым – в течение целого столетия оно помогало проектантам создавать конструкции, вполне удовлетворяющие практику. Так удачное представление критерия на языке математики оказывается ключом при создании управляющих систем.

Последний, заключительный, этап исследования регулятора должен состоять в том, чтобы выбранное условие устойчивости записать в такой форме, в какой представлены требования к регулятору. Потом уже дело инженера так выбрать параметры регулятора, чтобы они удовлетворяли выбранным условиям. Этот этап требует математического анализа модели. В модели регулятора Уатта все оказалось более или менее просто. Теория И. Вышнеградского точно указывала границы допустимых значений параметров регулятора. Она позволяла подобрать "хороший регулятор" для любой системы "станок – паровая машина".

Новая теория позволила И. Вышнеградскому сделать ряд важных заключений:

а) не надо стремиться делать слишком малым трение о валик регулятора; б) не следует делать грузики слишком массивными; в) нужно стараться увеличивать степень неравномерности величины, характеризующей зависимость угловой скорости вала машины от величины внешней нагрузки ("без неравномерности нет регулятора" – основной тезис И. Вышнеградского).

Эти правила были совсем не очевидными. Более того, они противоречили тем тенденциям, которые возникали в инженерной практике тех времен, например, считалось, что чем меньше трение в регуляторе, тем он лучше. Так теоретическим путем были устранены трудности проектирования регуляторов Уатта, а рекомендации науки, казалось, противоречившие интуиции инженеров, не только утвердили престиж новой теории, но и сыграли немаловажную роль в утверждении математических методов в инженерных дисциплинах.

Итак, задача о регуляторе Уатта оказалась решенной полностью. Более того, было установлено, что как бы ни был устроен регулятор Уатта, он будет обеспечивать устойчивую работу трансмиссии, если только его параметры удовлетворяют перечисленным выше условиям. Заметим, что теория не дает однозначных рекомендаций. И эта неоднозначность очень удобна, поскольку она предоставляет инженеру, проектирующему регулятор, возможность варьировать в определенных границах параметры так, как ему удобно, и дает простор для творчества.

Теория регулятора Уатта дала начало целому потоку исследований. Оказалось, что принципы автоматического управления, систематизированные Дж. Максвеллом и И. Вышнеградским, довольно универсальны. Они дают возможность проектировать механизмы, управляющие работой ректификационных колонн нефтехимии, поддерживающие заданную температуру в химических реакторах, обеспечивать заданный режим полета самолета и т. д.