- •Л.А. Маюрникова, с.В. Новосёлов основы научных исследований в научно-технической сфере
- •Рецензенты:
- •О т авторов
- •Введение
- •1. Научные исследования
- •1.1. Научное исследование: цели и задачи, предмет и объект научного исследования
- •1.2. Классификация научных исследований
- •1.3. Основные научные направления, требования к теме исследования
- •1.4. Классификация научных документов
- •1.5. Организация работы с научной литературой
- •1.7. Этапы научно-исследовательской работы
- •1.7.1. Выбор темы научного исследования
- •1.7.2. Поиск и анализ данных в научной литературе
- •1.7.3. Выбор и обоснование методов исследования
- •1.7.4. Выполнение теоретического исследования
- •1.7.5. Выполнение экспериментального исследования
- •1.7.6. Анализ и систематизация собранных материалов
- •1.7.7. Оформление результатов исследования
- •1.7.8. Внедрение результатов исследований
- •2.2. Философские аспекты научно-технического творчества
- •2.3. Особенности творческой деятельности инженера
- •2.3.1. Развитие научно-технического творчества инженера
- •2.3.2. Структура творческой деятельности инженера-конструктора
- •2.3.3. Уровни творческой деятельности инженера
- •2.3.4. Направления творческой деятельности инженера
- •2.3.5. Постановка и анализ задач поиска улучшенного технического решения
- •2.4. Эвристические методы научно-технического творчества
- •2.4.1. Обзор эвристических методов
- •2.4.2. Обобщенный метод поиска новых технических решений
- •2.4.3. Метод мозговой атаки
- •2.4.4. Метод фокальных объектов
- •2.4.5. Метод синектики
- •2.4.6. Метод контрольных вопросов
- •2.4.7. Метод семикратного поиска
- •2.4.8. Метод морфологического ящика
- •2.4.9. Алгоритм решения изобретательских задач
- •2.4.10. Метод эвристических приемов
- •2.5. Сведения о поисковом проектировании
- •2.5.1. Последовательность поискового проектирования
- •2.5.2. Понятие о конструировании
- •2.5.3. Развитие инновационного потенциала на основе концептуального проектирования
- •2.6. Основные понятия, классификация и характеристика инноваций
- •Типология технопарков
- •Заключение
- •Сокращение слов
- •Список литературы
- •Словарь терминов и понятий
- •Контрольные вопросы и задания
- •Вопросы к зачету
- •Оглавление
- •Основы научных исследований в научно-технической сфере
- •650056, Г. Кемерово, б-р Строителей, 47
- •6 50010, Г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52
2.6. Основные понятия, классификация и характеристика инноваций
Современный научно-технический прогресс немыслим без интеллектуального продукта, получаемого в результате научных работ, инновационной деятельности. На основе этого продукта, новых знаний формируются инфраструктуры, производящие товар, которые имеют экономическую результативность, определяющую социальное развитие отраслей жизнедеятельности общества. Достижения научно-технической сферы имеют существенное значение в процессах развития, которые основываются на новшествах, нововведениях, инновациях.
Под инновацией (англ. innovation - нововведение, новаторство) понимаем «инвестицию в новацию» как результат практического освоения нового процесса, продукта или услуги. Новация (лат. novation - изменение, обновление) представляет собой новшество, которое не было известно ранее. Это новое явление, открытие, изобретение, новый метод удовлетворения общественных потребностей и т.п.
Инновация - материализованный результат, полученный от вложения капитала в новую технику или технологию, новые формы организации производства труда, обслуживания, управления и т.п. Процесс создания, освоения и распространения инноваций называется инновационной деятельностью или инновационным процессом. Результат инновационной деятельности можно назвать также инновационным продуктом.
Понятие «инновация» в официальной терминологии - инновация (нововведение) - конечный результат инновационной деятельности, получивший реализацию в виде нового или усовершенствованного продукта, реализуемого на рынке, нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого в практической деятельности.
С термином «инновация» тесно связаны понятия «изобретение» и «открытие». Под изобретением понимают новые приборы, механизмы, инструменты, созданные человеком. Под открытием подразумевают процесс получения ранее неизвестных данных или наблюдение ранее неизвестного явления природы. В отличие от инновации открытие делается, как правило, на фундаментальном уровне и не преследует получение выгоды.
В инновационном развитии общества, современной экономике роль инноваций значительно повышается. Без применения инноваций практически невозможно создать конкурентоспособную продукцию. Только продукция, имеющая высокую степень наукоемкости и новизны, позволяет создать положительные экономические результаты.
Анализ различных определений инновации приводит к выводу, что специфическое содержание инновации составляют изменения, а главной функцией инновационной деятельности является функция изменения.
Австрийский ученый Й. Шумпетер выделял пять типичных изменений:
1. Использование новой техники, новых технологических процессов или нового рыночного обеспечения производства (купля-продажа).
2. Внедрение продукции с новыми свойствами.
3. Использование нового сырья.
4. Изменения в организации производства и его материально-технического обеспечения.
5. Появление новых рынков сбыта.
Эти положения Й. Шумпетер сформулировал еще в 1911 году. Позднее, в 30-е годы, он ввел понятие инновации, трактуя его как изменение с целью внедрения и использования новых видов потребительских товаров, новых производственных и транспортных средств, рынков и форм организации в промышленности. [15].
Инновация возникает в результате использования результатов научных исследований и разработок, направленных на совершенствование процесса производственной деятельности, экономических, правовых и социальных отношений в области науки, культуры, образования, в других сферах деятельности общества. В рыночной экономике инновации направлены на повышение конкурентоспособности предприятий (организаций) на соответствующих сегментах рынка, оцениваемой через конкурентоспособность их продукции или услуг.
Для вузов профильными рынками являются рынок образования, рынок труда и рынок научно-технической продукции или услуг (рынок технологий). Классификация инноваций осуществляется с целью оптимизации инновационных циклов и диффузии инновационной продукции. Систематизированное изучение инноваций позволяет планировать пути их использования и развития, разрабатывать стратегию инновационных процессов и управлять ими. Следует отличать инновации от несущественных видоизменений продукции.
К несущественному изменению относятся:
- эстетическое изменение цвета или формы изделия;
- незначительные технические или внешние изменения в продукции при постоянстве конструктивного исполнения и не изменяющие заметно параметры изделия, его свойства, стоимость, а также стоимость входящих материалов и компонентов;
- расширение номенклатуры продукции за счет освоения производства предприятием, которое уже известно на рынке продукции и которое позволяет предприятию удовлетворить сектор рыночного спроса и получить доходы.
Классификация инноваций осуществляется по новизне, которая оценивается технологическими параметрами и спросом на эту продукцию потенциального потребителя на рынке.
Комплексный характер инноваций, их многосторонность и разнообразие областей и способов использования требуют разработки их классификации. В таблице 2 предложен классификатор инноваций, использование которого позволяет оценивать их конкретнее, полнее, объективнее, комплексно определять их результативность, а также выявлять неоднородность инноваций и подбирать методы управления каждой из них.
Таблица 2
Классификация инноваций
Классификационный признак |
Классификационные группировки инноваций |
Области применения инноваций |
Управленческие, организационные, социальные, промышленные и т.д. |
Этапы НТП, результатом которых стали инновации |
Научные, технические, технологические, конструкторские, производственные, информационные |
Степень интенсивности инноваций |
«Бум», равномерная, слабая, массовая |
Темпы осуществления инноваций |
Быстрые, замедленные, затухающие, нарастающие, равномерные, скачкообразные |
Масштабы инноваций |
Трансконтинентальные, транснациональные, региональные, крупные, средние, мелкие |
Результативность инноваций |
Высокая, низкая, стабильная |
Эффективность инноваций |
Экономическая, социальная, экологическая, интегральная |
Различные виды инноваций находятся в тесной взаимосвязи и предъявляют специфические требования к инновационному механизму. Так, технические и технологические инновации, влияя на содержание производственных процессов, одновременно создают условия для управленческих инноваций, поскольку вносят изменения в организацию производства.
В зависимости от технологических параметров инновации подразделяются на продуктовые и процессные. Продуктовые инновации включают применение новых материалов, полуфабрикатов и комплектующих; получение принципиально новых продуктов. Процессные инновации означают новые методы организации производства, новые технологии.
По типу новизны для рынка инновации делятся: на новые для отрасли в мире; новые для отрасли в стране; новые для данного предприятия или группы предприятий.
По стимулу появления, источнику выделяют инновации: связанные с развитием науки и техники; вызванные потребностями производства; обусловленные потребностями рынка.
По месту в системе на предприятии выделяют инновации: на входе предприятия (сырье, оборудование, информация и др.); на выходе предприятия (изделия, услуги, технологии, информация и др.); системной структуры предприятия (управленческой, производственной).
В зависимости от глубины вносимых изменений инновации подразделяются:
- на радикальные (базисные), которые реализуют крупные изобретения и формируют новые направления в развитии техники;
- улучшающие, которые реализуют мелкие изобретения и преобладают на фазах распространения и стабильного развития научно-технического цикла;
- модификационные (частные), направленные на частичное улучшение устаревших поколений техники и технологии.
Существуют и другие варианты классификации инноваций, предлагаемые отечественными и зарубежными авторами. Известна и расширенная классификация инноваций с учетом сфер деятельности предприятия: технологические, производственные, экономические, торговые, социальные, в области управления. [23, 35,37]
Другая классификация, предложенная чешским экономистом Ф. Валентой [15], позволяет последовательно проследить переходы от инноваций более низкого к более высокому уровню:
- инновации нулевого порядка - регенерирование первоначальных свойств системы, сохранение и обновление ее существующих функций;
- инновации первого порядка - изменение количественных свойств системы;
- инновации второго порядка - перегруппировка составных частей системы с целью улучшения ее функционирования;
- инновации третьего порядка - адаптивные изменения элементов производственной системы с целью приспособления друг к другу;
- инновации четвертого порядка - новый вариант, простейшее качественное изменение, выходящие за рамки простых адаптивных изменений; первоначальные признаки системы не меняются - происходит некоторое улучшение их полезных свойств (например, дооснащение существующего измельчителя новыми скоростными режимами);
- инновации пятого порядка - новое поколение; меняются все или большинство свойств системы, но базовая структурная концепция сохраняется (например, переход от электродвигателей серии «А» к серии «АИ»);
- инновации шестого порядка - новый вид, качественное изменение первоначальных свойств системы, первоначальной концепции без изменения функционального принципа (например, возникновение бесчелночного ткацкого станка);
- инновации седьмого порядка - новый род, высшее изменение в функциональных свойствах системы и ее части, которое меняет ее функциональный принцип.
Инновационный процесс - это процесс преобразования научного знания в инновацию, который можно представить как последовательную цепь событий, в ходе которых инновация вызревает от идеи до конкретного продукта, технологии или услуги и распространяется при практическом использовании. В отличие от НТП инновационный процесс не заканчивается внедрением, т.е. первым появлением на рынке нового продукта, услуги или доведением до проектной мощности новой технологии. Этот процесс не прерывается и после внедрения, ибо по мере распространения (диффузии) новшество совершенствуется, делается более эффективным, приобретает ранее не известные потребительские свойства. Это открывает для него новые области применения и рынки, а следовательно, и новых потребителей, которые воспринимают данный продукт, технологию или услугу как новые именно для себя. Таким образом, этот процесс направлен на создание требуемых рынком продуктов, технологий или услуг и осуществляется в тесном единстве со средой: его направленность, темпы, цели зависят от социально-экономиче-ской среды, в которой он функционирует и развивается. Инновационный процесс может быть описан следующей фазовой схемой (рис. 3).
Фазовая схема инновационного процесса |
|||
Анализ /инициирование |
Конкретизация |
Перемещение (трансферт) |
Применение |
|
|
|
|
анализ состояния; поиск идей; изучение проблемы |
исследование (НИР); разработка (ОКР); прототип (образец) |
подготовка производства; подготовка сбыта (распределение); сертификация (испытания) |
производство; поступление продукта на рынок; распределение продукции; расширение производства; эксплуатация |
Рис. 3. Фазовая схема инновационного процесса
Основой инновационного процесса является процесс создания и освоения новой техники (технологий) (ПСНТ). ПСНТ начинается с фундаментальных исследований (ФИ), направленных на получение новых научных знаний и выявление наиболее существенных закономерностей.
Цель ФИ - раскрыть новые связи между явлениями, познать закономерности развития природы и общества безотносительно к их конкретному использованию.
На современном историческом этапе ускорение социально-экономического развития, подъем производительных сил, постоянный рост производительности труда и эффективности производства базируются на научно-техническом прогрессе.
Научно-технический прогресс - существенный фактор производства продукции, обеспечивающий за счет совершенствования средств производства и технологий на базе открытия наукой новых закономерностей, явлений и свойств окружающего мира, повышение производительности труда [35]. В свою очередь, научно-технический прогресс должен питаться непрерывным потоком фундаментальных научных идей, приводящих к принципиально новым видам техники и технологии.
Фундаментальные научные идеи должны широким потоком входить в технику и производство, через новейшие технологии и оригинальные инженерные решения воплощаться в новые машины, оборудование и приборы высшего технического уровня. В цепочке интенсивной экономики «наука - технология - производство» ведущим звеном является наука, порождающая и новейшие технологии, и новые принципы производства.
Происходит качественное изменение роли фундаментальной науки в системе организации науки и техники. Если раньше фундаментальная наука развивалась в основном независимо от производства, то теперь она становится неотъемлемым звеном всей цепочки современного научно-технического прогресса, истоком этого единого процесса. В современных условиях наука выступает как непосредственная производительная сила общества. Она все активнее вторгается в сферу материального производства, оказывая на него постоянное и неослабевающее воздействие. В условиях перехода на интенсивный путь развития необходимо быстрое и систематическое воплощение новых научных идей в производстве. Именно поэтому фундаментальные исследования должны опережать потребности техники и производства.
Приоритетное значение фундаментальной науки в развитии инновационных процессов определяется тем, что она выступает в качестве генератора идей, открывает пути в новые области знания. Но положительный выход фундаментальных исследований (ФИ) в мировой науке составляет лишь 5 %.
Фундаментальные исследования (ФИ) являются основой инновационного процесса. Второй стадией ПСНТ являются прикладные исследования (ПИ). Они направлены на исследование путей практического применения открытых ранее явлений и процессов. Научно-исследовательская работа (НИР) прикладного характера ставит своей целью решение технической проблемы, уточнение неясных теоретических вопросов, получение конкретных научных результатов, которые в дальнейшем будут использованы в качестве научно-технического задела в опытно-конструкторских работах. Кроме того, ПИ могут быть самостоятельными научными работами.
Под опытно-конструкторскими работами (ОКР) понимается применение результатов ПИ для создания (или модернизации, усовершенствования) образцов новой техники, материала, технологии. ОКР - завершающая стадия научных исследований, это своеобразный переход от лабораторных условий и экспериментального производства к промышленному производству. К ОКР относятся: разработка определенной конструкции инженерного объекта или технической системы (конструкторские работы); разработка идей и вариантов нового объекта; разработка технологических процессов, т.е. способов объединения физических, химических, технологических и других процессов с трудовыми в целостную систему.
Завершающей стадией сферы науки является освоение промышленного производства новых изделий (Ос), которое включает научное и производственное освоение: проведение испытаний новой (усовершенствованной) продукции, а также техническую и технологическую подготовку производства. На стадии освоения выполняются опытные, экспериментальные работы по опытной базе науки. Их цель - изготовление и отработка опытных образцов новых продуктов и технологических процессов.
После стадии освоения начинается процесс промышленного производства (ПП). В производстве знания материализуются, а исследование находит свое логическое завершение. В рыночной экономике имеет место ускорение выполнения ОКР и стадии освоения производства. Инновационные предприятия, как правило, выполняют ОКР по договорам с промышленными предприятиями. Заказчики и исполнители взаимно заинтересованы в том, чтобы результаты ОКР были внедрены в практику и приносили доход, т.е. были бы реализованы потребителю.
Период, который начинается с выполнения фундаментальных и прикладных исследований и включает в себя последующую разработку, освоение и применение новой научно-технической идеи, улучшение технико-экономических параметров выпускаемой техники, ее ремонтное и иное обслуживание, а заканчивается моментом, когда эта техника подлежит замене качественно новой, более эффективной, называется жизненным циклом (рис. 4).
Рис. 4. Жизненный цикл инновационного процесса
Инновационный процесс охватывает цикл отработки научно-технической идеи до ее реализации на коммерческой основе. Инновационные процессы в большей степени, чем другие элементы НТП, связаны с рыночными отношениями. Основная масса инноваций реализуется в рыночной экономике предпринимательскими структурами как средство решения производственных и коммерческих задач.
Научно-инновационная деятельность - деятельность, направленная на использование и коммерциализацию результатов научных исследований и разработок для расширения и обновления номенклатуры и улучшения качества выпускаемой продукции (товаров, услуг), совершенствования технологии их изготовления с последующим внедрением и эффективной реализацией на внутреннем и зарубежных рынках.
Инновационная деятельность, связанная с капитальными вложениями в инновации, называется инновационно-инвести-ционной деятельностью [35].
Инновационная деятельность предполагает целый комп-лекс научных, технологических, организационных, финансовых и коммерческих мероприятий, которые в своей совокупности приводят к инновациям.
Разновидностями основных видов инновационной деятельности могут быть:
- подготовка и организация производства, охватывающие приобретение производственного оборудования и инструмента, изменения в них, а также в процедурах, методах и стандартах производства и контроля качества, необходимых для создания нового технологического процесса;
- предпроизводственные разработки, включающие модификации продукта и технологического процесса, переподготовку персонала для применения новых технологий и оборудования;
- маркетинг новых продуктов, предусматривающий виды деятельности, связанные с выпуском новой продукции на рынок, включая предварительное исследование рынка, адаптацию продукта к различным рынкам, рекламную кампанию;
- приобретение неовеществленной технологии со стороны в форме патентов, лицензий, раскрытия ноу-хау, торговых марок, конструкций, моделей и услуг технологического содержания;
- приобретение овеществленной технологии - машин и оборудования, по своему технологическому содержанию связанных с внедрением на инновационных предприятиях (ИП) продуктовых или процессных инноваций;
- производственное проектирование, включающее подготовку планов и чертежей для определения производственных процедур, технических спецификаций.
При осуществлении инновационной деятельности различаются ее объекты и субъекты. Объектами инновационной деятельности являются разработки техники и технологий предприятиями, находящимися независимо от организационно-пра-вовой формы и форм собственности на территории страны. Объектами инноваций могут быть все сферы деятельности современного университета: новые структуры и формы административного и коллегиального управления научной и образовательной деятельностью вуза, обновление содержания и номенклатуры основных и дополнительных образовательных программ, новые образовательные технологии, изменение уровней и форм получения образования, механизмы взаимодействия с рынком труда и работодателями, формы довузовской подготовки и профориентационной работы со школьниками, новые формы экспорта образовательных услуг, механизмы привлечения инвестиций и многое другое.
Субъекты инновационной деятельности - юридические лица независимо от организационно-правовой формы и формы собственности; физические лица, иностранные организации и граждане, а также лица без гражданства, участвующие в инновационной деятельности. Права субъектов гарантируются Конституцией Российской Федерации. Среди субъектов могут быть и инноваторы. Инноватор - автор инновации (открытия, изобретения, полезной модели, проектного решения, рацпредложения, ноу-хау, промышленного образца или иного вида инновации).
Инновационный университет - это вуз предпринимательского типа, который постоянно создает и внедряет инновации с целью повышения своей конкурентоспособности и устойчивого развития. Безусловно, что все инновации должны быть экономически выгодны, т.е. окупаемы для всех участников инновационного цикла при коммерциализации новых знаний и продвижении инновационной продукции на соответствующие рынки. Для инновационного университета внедрение нового не является самоцелью, как правило, это необходимые, тщательно спланированные и ресурсообновленные системные изменения в вузе, принятые на основе комплексного анализа изменений во внешней среде (рис. 5).
Инновации |
||||||||
Виды деятельности |
НИР |
ОКР |
Применение |
Эксплуатация |
||||
Результаты деятельности |
Фундаментальные |
Прикладные |
Технико-технологические |
Коммерческие |
Производство |
Потребление |
Совершенствование |
Модификация |
Этапы инновационного процесса |
Научный |
Технический |
Технологический |
Эксплуатационный |
||||
Типы инноваций |
|
|||||||
Оценка инноваций |
|
|||||||
Р
ис.
5. Характеристики процесса осуществления
инноваций
Инновационное предпринимательство - это процесс создания и коммерческого использования технико-технологиче-ских нововведений. Как правило, в основе предпринимательской деятельности лежит нововведение в области продукции или услуг, позволяющее создать новый рынок, удовлетворить новые потребности. Инновации служат специфическим инструментом предпринимательства, причем инновации не сами по себе, а направленный организационный поиск новшеств, постоянный интерес предпринимательских структур.
На рис. 5 представлены важнейшие характеристики процесса осуществления инноваций [15]. Как видно, общим для различных типов инноваций (базовых, прикладных, модификационных, несущественных) является то, что все они включают стадию успешного использования нового продукта (технологии) с обязательной коммерческой выгодой для производителя.
Успешные инновации базируются на суммарных эффектах в продукт (продуктовые инновации) и технологии (технологические инновации). При этом, по некоторым данным, в НИОКР, связанные с продуктовыми инновациями, вкладывается в среднем в 4 раза больше средств, чем в НИОКР, связанные с технологическими процессами. Из всех технических инноваций наиболее радикальное воздействие на экономику оказывают базовые инновации, т.е. связанные с фундаментальными исследованиями.
Решающим фактором успеха инновационной деятельности является время на инновации. Это характерная для конкретных участников инновационной деятельности потребность во времени, необходимого для превращения инновационных идей в реализованные идеи. Решающим при этом является время, затраченное на инновацию, и ее преимущество во времени по сравнению с конкурирующими организациями и предприятиями.
Инновационная деятельность невозможна без создания развитой инфраструктуры: бизнес-инкубаторов, центров трансферта технологий, технопарков и т.д. В формируемой новой научно-промышленной и инновационной среде технопарки представлены на достаточно широкой организационной основе с различной научно-производственной специализацией и инновационными ориентирами.
Рис.
6. Участники научно-инновационной
деятельности университета и их
потребности
Т ехнопарки - это значительные территории, на которых созданы и функционируют сотни малых производственных и инновационных компаний, университеты, банки, научные организации, предприятия и фирмы инфраструктурной поддержки.
Технопарки - это ограниченные специализированные комплексы для решения целевых задач в области логистики, туризма, рекреации, экспортных поставок; это индустриальные и промышленные парки, научные и технологические парки, многофункциональные парки. Технопарки - это крупные научно-производственные площадки, создаваемые на базе академических центров и научных учреждений РАН (академические парки).
Технопарками называют промышленные округа и зоны, промышленные и инновационные кластеры и другие территориальные научно-производственные системы. Типология технопарков представлена в таблице 3.
Таблица 3
