Инноватика

Глава 6. Закон смены поколений техники и технологии

−мехатронные токарные станки в настоящее время достигли предела роста главных технологических параметров, ориентированных преимущественно на силовую схему резания и находятся в фазе смены поколений техники путем перехода преимущественно к высокоскоростной схеме резания по всему

диаметру обработки.

Аналитическое представление S-образных функций18 смены поколений рассматриваемых металлорежущих станков может быть осуществлено путем построения различных однофакторных линий регрессии, например, с использованием тригонометрических

единицах.

Вместе с тем такое упрощенное описание закономерностей смены поколений техники и технологий не отвечает на многие вопросы решения задач повышения технического уровня и качества анализируемой технической системы. В этой связи нередко требуется разработка многофакторных математических моделей, которые позволяют более точно оценивать динамику изменения не одного, а нескольких важных показателей технического уровня и качества анализируемой техники и технологии. Рассмотрим этот случай на примере анализа смены поколений расточных металлорежущих станков.

18 Гладкие монотонные нелинейные S-образные функции применяют для «сглаживания» значений параметров анализируемых инновационных проектов:

−логистические закономерности – это случаи математического моделирования диффузии (распространения) техники и технологий в виде зависимостей ФишераПрая, Перла, Морриса;

−функции гиперболического тангенса и арктангенса применяют в случае использования средств искусственного интеллекта для аппроксимации эмпирических точек;

−двойная логистическая кривая (билогиста);

−функция Ферми (экспоненциальная сигмоида) – её используют для моделирования развития отдельных инновационных проектов.

151

Раздел 2. ЗАКОНЫ ИННОВАТИКИ

В приложении к развитию станков расточной группы19 (силовая схема резания (А), промежуточная (Б) и скоростная схема (В) резания) – станков с ЧПУ и мехатронных станков S-образные кривые развития показывают, что:

−поколение (А) состояло из универсальных расточных станков и станков с позиционной системой числового программного управления (ЧПУ), работающих по силовой схеме резания;

−усложнение форм обрабатываемых поверхностей и конфигураций деталей и требований к ним привело к появлению следующего поколения (Б) расточных станков с контурной системой ЧПУ и работающих в основном по силовой схеме резания;

−появление новых износостойких покрытий режущего инструмента, применение новых более технологичных материалов заготовок, уменьшение припусков на обработку заготовок, а также изменения кинематики приводов и конструкции опор шпинделя станков привело к переходу на

высокоскоростную схему резания, реализованную в поколении (В), которое относится к мехатронным станкам. Все эти станки отличаются показателями технического

уровня (производительность, точность, функциональность, уровень автоматизации)

Для перехода к обобщенному критерию технического уровня, произведем мультипликативную свертку показателей назначения в обобщенный критерий. Для этого рассчитываем значения обобщенного показателя для каждой точки:

19 Селиванов С. Г., Петров А. Н. Закономерности разработки высоких и критических технологий для технического перевооружения машиностроительного производства. Проблемы машиноведения и критических технологий в машиностроительном комплексе РБ. Уфа.: Гилем, 2005

152

Глава 6. Закон смены поколений техники и технологии

где αk – весовые коэффициенты, назначаемые экспертно и определяющие значимость соответствующего параметра среди рассматриваемого множества; εΣ(xi ) – значение

обобщенного параметра технического уровня; εk (xi ) – значение k-го параметра технического уровня, приведенное к относительному безразмерному виду; εk (xi ) – значение k-го параметра технического уровня.

В

А

Б

Рис. 6.13. S-образные закономерности смены поколений расточных мехатрон-

А) ряд 1– универсальные расточные станки и станки с позиционной СЧПУ; Б) ряд 2– быстроходные расточные станки с контурной СЧПУ; В) ряд 3– расточные станки с контурной СЧПУ и мехатронные обрабатывающие центры с горизонтальной компоновкой шпинделя.

После расчета обобщенного параметра построим S-образные кривые развития станков расточной группы и проследим смену поколений таких станков (рис. 6.13). Полученные эмпирические функции имеют следующий вид:

153

Раздел 2. ЗАКОНЫ ИННОВАТИКИ

Кроме показателей технического уровня и качества на положении новой техники и технологии относительно S-образной кривой развития сказываются и другие частные закономерности, которые также обобщают научный закон смены поколений техники и технологии.

На основании многофакторной регрессии (рис. 6.13) также как и для однофакторных закономерностей рельефно просматривается проявление закона смены поколений техники и технологий.

Обобщая изложенное, следует констатировать, что в условиях рыночной экономики для обеспечения конкурентоспособности продукции отечественного станкостроения на внешних рынках необходима смена поколений металлорежущего оборудования на всех станкостроительных заводах, а не только на передовых станкостроительных предприятиях. Эти станки уже пришли на смену станкам предшествующих поколений в обеспечение конкурентоспособности отечественной машиностроительной продукции на основе смены технологических укладов.

154

Глава 6. Закон смены поколений техники и технологии

Выводы

1.Закон смены поколений техники, принципиально различающихся методом выполнения технологии одного и того же назначения, утверждает, что «для обеспечения долговечности и/или конкурентоспособности технических систем их поколения заменяют на основе принципиального изменения технологий данной генерации систем». Объяснение закона смены поколений техники и технологий основывается на описании отличий нескольких волн развития.

2.Постановка на производство новых изделий, смена поколений техники имеют следствием необходимость технического перевооружения производства данной продукции. Эта зависимость определяется необходимостью технологического обеспечения новых качественных свойств изделий и преодолением возникающей разбалансировки производственных мощностей предприятий, осваивающих производство данной техники (товара, продукции, изделия, материала, вещества).

3.Появлению новых поколений техники предшествует возникновение принципиально новых потребностей, которые не могут быть удовлетворены с помощью существующей технологии.

Вопросы для самоконтроля

1.Как можно сформулировать научный закон смены поколений техники и технологий?

2.Какая закономерность характеризует закон смены поколений техники и технологий в энергетике?

3.Какие закономерности характеризуют закон смены поколений техники и технологий в авиации?

4.Какие закономерности характеризуют закон смены поколений технологического оборудования?

5.Как связаны задачи постановки на производство новой техники (товаров, продукции, изделий, материалов, веществ) с процессом технического перевооружения производства?

155

Раздел 2. ЗАКОНЫ ИННОВАТИКИ

Глава 7. Закон распространения инноваций

7.1. Закон распространения инноваций и закономерности диффузии технологии

Использование рассмотренных выше научных законов и закономерностей позволяет модифицировать технику и технологии, повышать конкурентоспособность продукции, технологий и услуг, что обеспечивает продвижение таких технологий на рынок, к потребителям с учетом следующей закономерности диффузии технологии (рис.7.1).

Рис. 7.1. Вид закономерности для анализа диффузии технологии

При этом диффузия инноваций – это процесс их распространения в ходе коммерциализации новых технологий. S-образные кривые в данном случае приобретают другой смысл – их называют «кривыми замещения» технологий. Они характеризуют уже не изменение показателей технического уровня объектов инновационного проектирования в границах развития той или иной генерации техники и/или технологии во времени (см. гл. 5–6), а распространенность этой техники и/или технологии в пространстве. Такие «кривые замещения» техники и/или технологий характеризуют ее применяемость на предприятиях, в учреждениях и других организациях определенного вида деятельности в сравнении с

156

Глава 7. Закон распространения инноваций

другими техническими системами того же назначения. Рассмотрим аналитическое доказательство одной из таких закономерностей1.

Допустим, на рынке существует «n» организаций (предприятий, учреждений, фирм) и если в некоторый момент «t» mt из них используют новую технологию, а (n–m t) соответственно не применяют ее, то можно определить закономерность распространения инновации на рынке в виде S-образной кривой замещения технологий.

Гипотеза состоит в том, что число организаций (предприятий, учреждений, фирм), осваивающих новую технологию в следующем периоде, например, путем применения новых мехатронных станков или другой техники и технологии, можно измерить как долю от общего количества предприятий, еще не освоивших ее. При этом расчет авторы данного метода начинали из следующего соотношения:

где ψ – константа. Тогда приблизительно справедливо:

Интегрируя это выражение с учетом того, что начальное значение mt было равно «0», получено:

где k, ψ– константы, их значения определяются:

а) степенью преимущества инновации в затратах над существующими методами,

1 Хэй Д., Моррис Д. Теория организации промышленности: в 2 т. пер. с англ. под ред. А. Г. Слуцкого. СПб: Экономическая школа, 1999. Т.1. 384 с.

157

Раздел 2. ЗАКОНЫ ИННОВАТИКИ

б) неопределенностью, в) скоростью, с которой неопределенность устраняется,

г) размером необходимых первоначальных инвестиций; n – число организаций в некоторый момент «t»;

mt – число организаций, которые используют новую технологию.

Данное соотношение дает S-образную логистическую кривую замещения технологий, которая хорошо согласуется с наблюдаемой картиной распространения инноваций во времени: медленный старт, быстрая средняя фаза и длинный медленный «хвост» (рис. 7.1) кривой замещения.

Причем, чем больше число предприятий использовало данную инновацию, тем выше экономические потери тех предприятий, которые ее не использовали. Более того, чем раньше предприятие начнет вести инновационную деятельность, тем быстрее (и дешевле) оно сможет догнать лидеров.

Скорость диффузии технологии зависит в основном от эффективности технологической инновации: при высоких показателях эффективности на стадиях интенсивного развития диффузия происходит преимущественно на внутреннем рынке, более того, государство в этот момент может даже наложить запрет на трансферт таких технологий или экспорт высокотехнологичной продукции.

Смысл таких кривых развития (кривых замещения технологий) определяется тем, что затраты на разработку новшества на начальной стадии его жизненного цикла дают обычно низкую отдачу, результативность новой технологии несущественно превышает результативность техники и технологии предшествующего поколения. Затем за счет научно-исследовательских работ, НИОКР, развития изобретательской и рационализаторской деятельности появляются новые модели, промышленные образцы, устройства и способы, которые существенно повышают конкурентоспособность технологии данного принципа действия. По этой причине распространенность инновации начинает резко повышаться. На заключительных стадиях жизненного цикла инновации происходит «старение» технологии данного принципа действия (рис. 5.1, 6.1–6.9 и др.), что проявляется в несущественном повышении параметров качества, технического уровня, конкурентоспособности новой

158

Глава 7. Закон распространения инноваций

техники и технологии данного принципа действия. Этот факт сказывается не только на необходимости смены поколений техники и технологии, но и на переходе логистических кривых диффузии технологии в пологую фазу, характеризуемую сокращением скорости распространения технологии, основанной на данном принципе действия.

Обобщая сказанное можно сформулировать закон распро-

странения инноваций: «Конкурентоспособные инновации нового поколения техники и/или технологии распространяются на рынке по логистической форме процесса коммерциализации нововведений, характеризуемого медленным стартом, последующим ускоренным распространением и завершающей фазой насыщения рынка на уровне, определяемом результативностью данной генерации новшеств».

7.2. Математические модели диффузии технологий

Закон распространения инноваций теоретически обобщает многие частные закономерности, зависимости и математические модели диффузии технологий, часть из которых приведена в табл.7.1. Их специфика определяется не принципиальными различиями, а отраслевыми особенностями распространения той или иной техники и технологии.

Для понимания закономерностей диффузии технологий желательно сравнивать S-образные кривые имеющейся технологии и той, которая идет к ней на смену и является конкурирующей. Расхождение между двумя смежными S-образными кривыми (рис.7.2) называется технологическим разрывом.

159

Раздел 2. ЗАКОНЫ ИННОВАТИКИ

2Инновационный менеджмент: концепции, многоуровневые стратегии и механизмы инновационного развития: учебное пособие / Под ред. В. М. Аньшина, А .А. Дагаева. М.: Дело, 2006. С. 29, 86, 499.

3Инновационный менеджмент: концепции, многоуровневые стратегии и механизмы инновационного развития: учебное пособие / Под ред. В. М. Аньшина, А. А. Дагаева. М.: Дело, 2006. С. 86, 499

160