Инноватика

Введение

конкурентоспособной на мировых рынках. В учебнике изложены и другие научные результаты многолетнего опыта работы авторов издания по развитию различных машино- и приборостроительных производств, обобщены данные зарубежных авторов по исследованию процессов инновационной деятельности.

Представленное вашему вниманию издание относится к пилотным издательским проектам. В этой связи авторы будут признательны читателям за конструктивные предложения по дальнейшему улучшению структуры и содержания учебника.

В приложении к изданию приведен глоссарий – толковый словарь терминов инноватики с объяснением основного содержания понятий.

Учебник предназначен для подготовки специалистов, решающих проблемы развития инновационной деятельности в машиностроении, приборостроении и аппаратостроении.

11

Раздел 1. ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Раздел 1. ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Глава 1. Системотехнические основы инноватики

1.1. Дефиниции

Системотехника как научное направление обеспечивает проектирование, создание, испытание и эксплуатацию сложных систем. В данном случае системотехнические основы инноватики призваны с позиций системного подхода объяснить общие формулы или правила действий по анализу и синтезу новаций и инноваций, их использованию в технике и экономике для обеспечения развития государств, регионов, предприятий и организаций, техники и технологий в условиях рыночной конкуренции.

В современной теории систем в настоящее время нет единого канонизированного определения термина «система». Существует несколько десятков дефиниций этого понятия1. Их анализ показывает, что содержание понятия «система» в лексикографии многократно изменялось от прямого перевода с греческого «systema – целое, составленное из частей» и модификаций этого определения:

1)система – это совокупность частей, связанных общей функцией;

2)система – это развивающееся во времени упорядоченное множество элементов, отвечающее требованиям целевой

функции до теоретико-множественных представлений математической

лингвистики в виде синтагм или комбинаций определяющего и определяемого элементов в виде сочетания слов или укрупненных компонентов, принципиально необходимых для существования или функционирования исследуемой или создаваемой системы2:

В. Н. Волковой и А. А. Емельянова. М.: Финансы и статистика, 2006. 848 с.

2 Волкова В. Н., Денисов А.А Основы теории систем и системного анализа: учеб. для вузов. СПБ.: Изд-во СПБГПУ, 2003. С. 19

12

Глава 1. Системотехнические основы инноватики

моделирования инновационной деятельности нами выбраны:

−цели;

−структуры;

−технологии;

−условия создания, функционирования и развития.

Объектом исследований инноватики являются любые трудовые процессы, выполняемые человеком над предметом труда с помощью различных средств ради достижения определенных результатов (ценностей). Результаты трудовой деятельности определяют итоги работы, которые являются показателями мастерства3. Отсюда базовым понятием инноватики является технология4.

Термин «технология» в современной лексикографии вместе с тем остается пока еще неоднозначным и плохо определенным. В настоящее время не существует единого, общепринятого понимания данного термина. В утилитарном смысле понятием «технология» нередко пользуются в обыденной жизни для обоснования применения любого научного знания для решения практических задач, сообразующихся исключительно с практической пользой или выгодой. При этом технология в любых ее проявлениях предполагает наличие целенаправленного на конечные результаты процесса, который происходит в организованной человеком системе, включающей самого человека, средства труда и предметы труда.

Спектр научных определений понятия «технология» колеблется от объекта материальной культуры до области прикладных научных знаний. Например, в зарубежной литературе5: «технология есть то,

13

Раздел 1. ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

что она делает», т.е. такое определение рассматривает как технику (продукцию или предмет труда, полученный в производственном процессе с использованием различных технологий), так и процесс использования этой техники в сфере эксплуатации.

Наряду с рассмотренной широкой трактовкой понятия технологии существуют и другие взгляды, подходы и объяснения дефиниций технологии. Так, в старых отечественных научных изданиях6 технология рассматривалась в узком смысле этого слова – только в приложении к сфере производства как совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабрикатов, осуществляемых в процессе производства продукции. В более новых отечественных изданиях7 можно встретить несколько расширенную трактовку этого термина: технология – это совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов, в результате которых происходит качественное изменение обрабатываемого объекта, а также сами указанные процессы.

Таким образом, технологии необходимо рассматривать и как систематизированную совокупность знаний (наука) и как систематизированные методы (процессы), которые на основе научных знаний ведут к целенаправленному изменению структуры и функций предметов и средств труда (предметов труда, изделий, товаров, услуг, продукции, средств труда)8.

На основании описания основных понятий «технологии» можно сформулировать дефиниции инновационных концепций, относящихся к различным технологиям. Принято считать, что термин «innovation» является синонимом русского слова «нововведение», который в буквальном переводе означает «введение новаций» или «введение новшеств». В отличие от новации, «инновация» – это

6Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1979. 1600 с.

7Словарь иностранных слов / Сост. М. Ю. Женило, Е. С. Юрченко. Ростов н/Д.: Феникс, 2001. 800 с.

8При этом технические знания, опыт, производственные секреты, которые позволяют облегчить и ускорить освоение производства новой продукции, однако, не являющиеся предметом патентования и поэтому не обладающие патентной защитой (при передаче прав на их использование только оговаривается конфиденциальность информации и предусматриваются санкции за ее нарушение) называют «ноу-хау».

14

Глава 1. Системотехнические основы инноватики

конечный результат внедрения новшества. Сам термин инновация трактуют либо от английского слова «innovation», либо от латинских терминов innovatio и innovo, которые переводят как «возобновление» или «перемена».

Основой рассмотренного выше тезиса является понятие «новация». Новация – это новшество, которое нередко оформляют в виде открытия, изобретения, патента, «ноу-хау», промышленного образца, рационализаторского предложения, технической документации (на новый или усовершенствованный продукт, технологический, управленческий или производственный процесс, организационную или производственную структуру).

На основании сформулированных выше дефиниций можно следующим образом определить предмет изучения инноватики как науки или научной дисциплины. Инноватика изучает научные законы, закономерности, зависимости, взаимосвязи, факты и явления, связанные с формированием и распространением новшеств на основе целенаправленной организации инновационной деятельности9, использования научных методов, средств моделирования и технологий. Предметом исследований инноватики являются любые новации и инновации (нововведения) любого трудового процесса.

Инновационная деятельность предусматривает процессы научного обеспечения любого улучшения развиваемой или создаваемой технологической, производственной, либо другой эргономической10 системы за счет использования существующих и проверенных научно-технических достижений. Инновационная деятельность при этом может рассматриваться не только с техникотехнологических позиций, но и с других точек зрения: с позиций научной теории и ее отдельных направлений, например, экономической теории (инновационная экономика), социологии (социальные инновационные технологии), политологии (политические технологии), управления (инновационный менеджмент).

9С помощью инноватики наука оказывает прямое воздействие на все сферы человеческой деятельности в единой цепочке преобразования научных знаний в определенные ценности: фундаментальные исследования→ поисковые научно-исследовательские работы (НИР) → прикладные НИР → прикладные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) → технологии → производство → рыночная реализация.

10От гр. ergon труд; nomos закон.

15

Раздел 1. ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Инноватика с позиций современной научной теории – это не только особая отрасль науки, но и ее инструмент, который обеспечивает превращение всех фундаментальных и прикладных наук в действенную производительную силу общества.

Обобщает сказанное также то, что дефиниции инноваций рассматривают их с двух точек зрения: и как процесс, и как результат. Инновация как процесс – это реализация инновационной деятельности, а инновация как результат – это новое достижение, повышающее эффективность системы. Например, критерием эффективности инноваций может рассматриваться конкурентоспособность государства, его региона, организации, предприятия, учреждения, коллектива и (или) человека. Инновация как результат, как правило, имеет следствием появление на рынке дополнительной продукции высокого спроса, высокой или принципиально новой технологии или более совершенной услуги.

Рассмотренные эргономические или технологические системы при этом могут основываться на различных способах организации связей технических и социальных объектов. Они образуют различные организованные человеком структуры и функции протекающих в них процессов (технологий):

−научных исследований (научно-исследовательские технологии);

−производственных работ (производственные технологии);

−сельскохозяйственного производства (аграрно-биологические технологии);

−здравоохранения (медицинские технологии);

−быта (технологии бытового обслуживания);

−образования и культуры (образовательные технологии);

−военных операций (тактика и технологии средств обороны);

−формообразования вещества (технологии материалов);

−преобразования материи (физические, химические, биологические и т.п. технологии);

−преобразования энергии (энергетические технологии);

−перемещения (технологии погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ) и т.д.

Обобщенное представление о таких сложных связанных системах позволяет получить системология и системотехника.

16

Глава 1. Системотехнические основы инноватики

1.2. Системный подход

Система, как выше было сказано, – это развивающееся во времени упорядоченное множество элементов, отвечающее требованиям целевой функции. Отсюда для исследования любой системы можно использовать структурный (изучает состав и взаимосвязи упорядоченного множества элементов системы – С), функциональный (изучает процессы функционирования системы по достижению ее целей – Ф) и синергетический подходы (изучает процессы целенаправленного комплексного развития во времени структуры и функций системы – Р). Входными переменными любой системы являются материя (М), энергия (Э) и информация (И). Выходными переменными у любой из созданных или организованных человеком систем являются результаты (цели). Они конкретизируются в виде продукции, технологий или услуг, которые могут быть созданы и обоснованы с помощью различных критериев:

−экономических (себестоимость, прибыль, экономическая, коммерческая, бюджетная или экологическая эффективность и другие критерии – Е),

−технических (скорость, точность, производительность и другие критерии потребительной стоимости или качества технической системы – Т),

−аксиологических11 (эстетические свойства, гармония, дизайн и этические ценности, которые служат высоким потребностям

духовной сущности людей – А), рис. 1.1.

Комбинаторный анализ взаимосвязей названных и других критериев, представленный в виде «черного ящика» системы, необходимо осуществлять с учетом факторов внешней среды (природной – П, социальной – S, экономической – ε). Такой системологический или системотехнический подход позволяет исследовать различные парадигмы12 любой созданной человеком системы в приложении к которой используются средства инноватики.

11От гр. axia – ценность; logos – учение.

12От греч. paradeigma – пример, образец.

17

Раздел 1. ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Рис. 1.1. Обобщенная схема системного подхода

кисследованию технологий

Сточки зрения целей (ожидаемых результатов) функционирования различают самоорганизующиеся в природе и обществе системы

исистемы, организуемые человеком с заранее определенной целью. Постулаты целевого инновационного проектирования на

концептуальном уровне моделирования систем можно сформулировать следующим образом:

1.Цель – внешняя категория по отношению к системе, она определяется либо внешней средой системы, либо ставится системой более высокого иерархического уровня;

2.Первично в инновационном проектировании не средство, а

цель. Следствия:

а) процесс (функция) и структура могут быть организованы, если задана цель;

б) параметры цели должны быть качественно определены и количественно измеримы;

3.Строение (структура) системы должны обеспечивать процесс достижения цели;

4.Процесс достижения цели должен быть управляемым, т.е.

иметь возможность изменять свое движение в обеспечение поддержания или развития структуры и функции. Следствия: а) в управляемой системе должен существовать контур

управления в виде управляющей и управляемой частей, соединенных линиями прямой и обратной связи;

б) для управления развитием системы необходимо ее моделирование.

Косновным методам моделирования систем в инноватике относят математическое моделирование, которое предусматривает

18

Глава 1. Системотехнические основы инноватики

как структурную, так и параметрическую оптимизацию различных объектов нововведений.

Сказанное определяется тем, что названные выше группы факторов связаны различными соотношениями в виде научных законов, закономерностей, зависимостей, взаимосвязей, моделей, методов применения и/или исследования. Математическое моделирование позволяет получать характеристики состояния реального объекта или процесса на основе использования специальных математических соотношений, которые называют математическими моделями. К основным типам математических моделей относят:

−аналитические модели, которые устанавливают функциональные или структурные соотношения (например, соотношения, полученные с помощью математической логики, уравнения регрессии, полиномы различной степени, ряды Тейлора, сетевые, циклические и другие графы, сети Петри, искусственные нейронные сети, интегральные и дифференциальные уравнения, другие математические соотношения); −имитационные модели, которые воспроизводят поведение

исследуемой системы в динамике (во времени), например, при разработке бизнес-плана инновационного проекта;

−комбинированные математические модели, которые учитывают различные структурные и функциональные соотношения, например, математическая модель, в которой используются одновременно и искусственные нейронные сети, и методы нечеткой логики для анализа данных патентной статистики.

Вместе с тем инноватика часто использует и другие методы моделирования, т.е. замены реальных систем их аналогами.

1.Статическое моделирование. К этому классу моделей относят, в первую очередь, наглядное макетирование, например, объемный макет корабля или самолета, макет предприятия, его производственного корпуса или планировка производственной группы нового оборудования. Наглядное моделирование является статической моделью, в которой отсутствует временной фактор.

19

Раздел 1. ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

2.Мысленное (аналоговое или гипотетическое) моделирование. В

первом случае используют одно или несколько общих свойств функционирования различных объектов-аналогов, например, однотипных учреждений или предприятий в сходных условиях.

Вторая разновидность – это мысленное гипотетическое моделирование. Его применяют, когда знаний об изучаемом объекте или организационном процессе инновационного проекта недостаточно для построения или использования формальных моделей и разработчик вынужден строить гипотетическую модель, например, использования научной доктрины (технологической, инновационной доктрины государства, прогноза развития технологий).

3.Символьное моделирование – это знаковое или языковое описание свойств объектов. В качестве примера знакового моделирования можно привести использование знаков на карте, топографическом

плане местности, на чертежах. К этому классу часто относят так называемые семантические13 и вербальные модели14. Языковое моделирование предполагает также использование специальных языков (алгоритмических, машинных, программирования), которые необходимы для моделирования процессов или объектов в целях их оптимизации.

4.Для организации инновационных проектов нередко применяют реальное моделирование в виде проведения научных (физических, химических, технических, социальных, экономических) экспериментов, которые, в конечном счете, подтверждают или опровергают достоверность и адекватность всех использованных выше концептуальных или проектных моделей реальным условиям. Реальное моделирование является итоговой оценкой практической пригодности результатов моделирования.

Анализ названных моделей и реальных систем показывает, что систему отличает от простой суммы целостных, связанных и упорядоченных компонентов наличие новых свойств:

−эмерджентности, т.е. «внезапно» появившихся новых свойств целого, которых ранее не было у его частей;

13От греч. semantikos – обозначающий.

14От лат. verbalis – словесный.

20