CC BY
119
Формирование типовой модели процесса управления научными исследованиями.
Белоусов Владимир Леонидович д.э.н., профессор Московский государственный университет приборостроения и информатики Денисов Дмитрий Юрьевич
аспирант
Московский государственный университет приборостроения и информатики Dmitry.denisov@live.ru
В статье предлагается формирование типовой модели процесса управления научными исследованиями на основе современных информационных технологий и стандартах в области организации и проведения научно-исследовательских работ.
The article suggests the formation of a typical model of the process of research management based on modern information technologies and standards in the organization and conduct of research.
Ключевые слова: управление научными исследованиями, техническое
задание, календарный план, модель, диаграмма.
Keywords: management of scientific research, technical specifications, the schedule, the model diagram.
Развитие инновационной экономики в России, как известно, в значительной степени основано на результатах научно-технической деятельности в научной сфере страны, неотъемлемой частью которой являются научно-исследовательские работы (НИР). В связи с этим предполагается значительное увеличение количества НИР, которые являются основой удовлетворения рынка товарами высокого качества с заданными технико-экономическими показателями.
Причём, увеличение числа НИР, которые должны выполняться в
установленные сроки с заданными параметрами, в значительной степени будет зависеть не только от объёмов их финансирования и научного потенциала их исполнителей, но и от своевременности и чёткости организации проведения этих работ. Следует отметить, что в настоящее время накоплен огромный отечественный и зарубежный опыт проведения НИР, в том числе с использованием информационных технологий.
В настоящее время достаточно большое распространение за рубежом получило моделирование бизнес-процессов. Целью моделирования бизнес-процессов является обеспечение на основе информационных технологий выполнения работы в установленные сроки, используя выделенные на ее выполнение материальные ресурсы.
Если процесс управления научными исследованиями сравнить с бизнес-процессом, то они практически аналогичны, так как любая научноисследовательская работа включает исследования, которые должны быть выполнены в установленные сроки с использованием запланированных материальных ресурсов. Следовательно, моделирование процесса управления научными исследованиями возможно на базе бизнес-процесса при предъявлении к нему определенных требований. Но для этого необходимо разработать соответствующую методику моделирования процесса управления научными исследованиями.
При этом целесообразно создать типовую модель процесса управления научными исследованиями, которую возможно применять в различных направлениях научной сферы.
Создание указанной типовой модели для различных научных направлений возможно, если использовать известные стандарты в области организации и проведения НИР, например, ГОСТ 15.1.101-98.
Основой для формирования типовой модели процесса управления научными исследованиями согласно указанному стандарту являются техническое задание (ТЗ) и календарный план проведения научно-исследовательской работы (НИР). Техническое задание (ТЗ), как правило, содержит:
- обоснование проведения НИР;
- сведения о головном исполнителе и соисполнителях НИР;
- цели выполнения НИР и основные требования к её выполнению;
- технико-экономические показатели, которые должны быть получены в
результате выполнения НИР;
- перечень этапов, содержание выполняемых работ, а также сроки их
выполнения и стоимость каждого этапа;
- предполагаемое использование результатов НИР;
- порядок сдачи-приёмки НИР.
Процесс выполнения НИР проводится на основе календарного плана проведения НИР (см. форму 1) согласно п. 4.4 ГОСТ 15.1.101-98.
Следует отметить, что в рамках процесса управления научными исследованиями необходимо решать следующие задачи:
- выявление отклонений при выполнении ТЗ и календарного плана по
содержанию, срокам их выполнения и использованию финансовых средств;
- формирование управленческих решений по стабилизации процесса
выполнения НИР в случае выявленных отклонений;
- управление загрузкой исполнителей НИР.
Процесс управления научными исследованиями можно представить в виде модели. В этом случае модели могут быть текстовыми, математическими, табличными и графическими.[1] Каждый тип имеет как преимущества, так и недостатки и потому, как правило, используются смешанные модели. При автоматизации управления научно-исследовательской работой предпочтительнее использовать табличную модель, с последующим ее переводом в реляционную базу данных.
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН проведения работ по НИР
Форма 1
(наименование научно-исследовательской работы)
№ п/п Наименование этапов Содержание выполняемых работ Перечень документов, разрабатываемых на этапе Срок выполнения (начало -окончание) Цена НИР, тыс. руб.
1 2 3 4 5 6
1 Выбор направления исследований 1.1. Анализ научно-технической литературы, нормативнотехнической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме. 1.2. Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.01196. 1.3. Формулирование возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и их сравнительная оценка. 1.4. Выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач. 1.5. Сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов или с действующей нормативно-технической документацией. 1.6. Расчёт ориентировочной экономической эффективности от внедрения новой продукции с ожидаемыми показателями НИР на основе научного прогнозирования на время разработки, освоения и срока морального старения выпускаемой продукции. 1.7. Разработка общей методики проведения исследований. 1.8. Составление промежуточного отчёта. Промежуточный научно-технический отчёт, в том числе: - отчёт по патентным исследованиям; - перечень результатов интеллектуальной деятельности, полученных в ходе выполнения этапа НИР; - решение (протокол) учёного или научно-технического совета головного исполнителя по рассмотрению научно-технического отчёта.
1 2 3 4 5 6
2 Теоретические и экспериментальные исследования поставленных перед НИР задач 2.1. Разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений. 2.2. Выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований для получения конкретных значений параметров (коэффициентов, необходимых для проведения расчётов). 2.3. Проведение необходимых расчётов и математического моделирования. 2.4. Разработка методики экспериментальных исследований, подготовка моделей (макетов экспериментальных образцов), а также испытательных стендов (установок). 2.5. Определение номенклатуры технической документации на макеты (модели, экспериментальные образцы) в соответствии с ГОСТ 2.102-68 и разработка документации. 2.6. Изготовление макетов, проведение экспериментов, обработка данных. 2.7. Сопоставление результатов эксперимента с результатами расчётов и математического моделирования. 2.8. Корректировка математических моделей объекта, корректировка технической документации по результатам эксперимента. 2.9. проведение дополнительных экспериментов. 2.10. Проведение дополнительных патентных исследований. 2.11. Проведение технико-экономических исследований эффективности внедрения исследования в народное хозяйство. 2.12. Составление промежуточного отчёта и его рассмотрение. Промежуточный научно-технический отчёт, в том числе: - программу и методики испытаний макетов; - протоколы испытаний макетов; - перечень результатов интеллектуальной деятельности, полученных в ходе выполнения этапа НИР; - решение (протокол) учёного или научно-технического совета головного исполнителя по рассмотрению научно-технического отчёта.
1 2 3 4 5 6
3 Обобщение и оценка результатов исследований 3.1 Обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. 3.2. Проведение дополнительных исследований, в том числе патентных. 3.3. Метрологическая проработка. 3.4. Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг, разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР. 3.5. Формулирование технических требований для технического задания на разработку продукции. 3.6. Составление и оформление отчёта. Итоговый научно-технический отчёт, в том числе: - перечень результатов интеллектуальной деятельности, полученных в ходе выполнения НИР; - ведомость соответствия результатов НИР требованиям технического задания; - решение (протокол) учёного или научно-технического совета головного исполнителя по рассмотрению научно-технического отчёта.
ИТОГО
От исполнителя От заказчика
Для большей сопряженности табличного и графического вида модели, столбцы можно сопоставить с элементами методологии IDEF0 семейства IDEF (ICAM Definition), на основе SADT (Structured Analysis and Design Technique -технологии структурного анализа и проектирования), разработанной Дугласом Т. Россом в начале 1970-х гг. в рамках программы интегрированной компьютерной поддержки производства ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing) [2]. Основным объектом диаграммы процессов в нотации IDEF0 является объект Activity, представляющий собой блок в виде четырехугольника, обозначающего функцию (работу, действие, операцию), показанного на рис. 1. Каждую функцию можно рассматривать в качестве некоторого процесса. На верхнем уровне каждый процесс может быть рассмотрен как «черный ящик». Функция именуется глаголом или отглагольным существительным, характеризующим действие, производимое над объектом.
Управляющее
воздействие
(управление)
Материальные
ресурсы
(вход)
Информация
(выход)
Работа
Г отовый продукт —►
(выход)
(выход)
Информация
Инфраструктура
(механизм)
Номер работы (диаграммы)
(вызов)
Персонал
(механизм)
Рис. 1. Модель IDEF0.
Блоки размещаются на диаграмме в соответствии с принципом доминирования — более важный (с точки зрения автора) или ранний в процессе
занимает верхний левый угол, а менее важный или последний — правый нижний.
Другой основной составляющей стандарта IDEF0 являются стрелки. Стрелка именуется существительным, характеризующим статус объекта. Каждой стороне четырехугольника (функции) соответствует определенный тип стрелок. Всего существует 5 типов стрелок.
Вход (Input) — материальные ресурсы или информация, используемые и преобразуемые работой. Изображается в виде стрелки, входящей в левую грань четырехугольника. Работа может не иметь ни одного входа.
Управление (Control) — информационные потоки (нормативные документы, стандарты, ТЗ), регламентирующие выполнение работ. Изображается в виде стрелки, входящей в верхнюю грань четырехугольника. Работа должна иметь хотя бы одно управляющее воздействие.
Выход (Output) — готовая продукция или информация, получаемые в результате работы. Изображается в виде стрелки, выходящей из правой грани четырехугольника. Работа должна иметь хотя бы один выход.
Механизм (Mechanism) — персонал, инфраструктура (информационные системы, оборудование), выполняющие работу. Изображается в виде стрелки, входящей в нижнюю грань четырехугольника. Работа может не иметь ни одного механизма.
Вызов (Call) — специальная стрелка, указывающая на другую работу, выполняемую за пределами моделируемой системы.
Для более эффективной работы с граничными стрелками на диаграмме их подписывают первыми буквами от названия типов (Input, Control, Output, Mechanism), так называемым ICOM-кодом.
Моделирование процессов в нотации IDEF0 начинается с создания контекстной диаграммы (рис. 2), которая описывает процесс выполнения НИР в целом. На контекстной диаграмме изображается только одна функция, далее она декомпозируется (детализируется) на составляющие ее функции. На одной диаграмме может быть не менее трех и не более шести функций. С каждой стороны в функцию могут входить и выходить не более шести стрелок.
Рис. 2. Контекстная диаграмма А0.
Для отображения передачи ресурсов или информации от одной функции к другой используются связи. Существуют три прямые и две обратные связи.
Связь по входу — готовый результат, произведенный на предыдущей работе, используется, как ресурс в последующей работе.
Связь по управлению — готовый результат, произведенный на предыдущей работе, используется как управляющее воздействие для последующей работы.
Связь «выход-механизм» — готовый результат, произведенный на предыдущей работе, используется, как инструментарий в последующей работе.
Обратная связь по входу — используется для описания циклов или корректировки, переработки продукта.
Обратная связь по управлению — используется для корректировки или дополнения управляющего воздействия в предыдущей работе после реализации и анализа последующей работы.
Контекстная диаграмма и первый уровень декомпозиции модели в нотации IDEF0 представлены на рис. 2 и рис. 3 соответственно. В первом уровне декомпозиции модели в виде декомпозиции диаграммы АО (см. рис. 3) включены этапы календарного плана: выбор направления исследования, теоретические и экспериментальные исследования, обобщение и оценка результатов исследования (см. форма 1, графа 2).
Выбор направления исследования
Выбранное
направление
Теоретические и экспериментальные исследования
Результаты
исследований
Обобщение и оценка результатов исследований
Отчёт о выполнении НИР
Научно-исследовательский коллектив
Рис. 3. Декомпозиция диаграммы АО.
Для моделирования процесса управления научными исследованиями необходимо на основе контекстной диаграммы (см. рис. 2) и первого уровня декомпозиции диаграммы АО (см. рис. 3) создать формализованную модель процесса управления научными исследованиями в табличной форме. В качестве указанной модели предлагается табл. 1
Рассмотрим порядок и правила заполнения табл. 1.
В качестве индикатора (см. графа 1, табл. 1) используются номера декомпозиций диаграмм АО (см. рис. 3) и входящих в неё АО-1 (выбор направления исследования), АО-2 (теоретические и экспериментальные исследования), АО-3 (обобщение и оценка результатов исследований), а также содержание выполняемых в них работ соответственно: А1-1^А1-8, А2-1^А2-12, А3-1^А3-6. Функции модели (графа 2, табл.1) формируются на основе календарного плана (см. форма 1, графы 2 и 3).
Формализованная модель процесса управления научными исследованиями
Таблица 1
Иденти- фикатор Функция Вход Выход Механизм Управление Длите- льность
1 2 3 4 5 6 7
АО Управление научными исследованиями - Отчёт о выполнении НИР Коллектив НИР ТЗ, КП -
АО-1 Выбор направления исследования - Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
А1-1 Анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме Научно-техническая литература, нормативно-техническая документация Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
А1-2 Проведение патентных исследований по ГОСТ 15.О11-96 Результаты патентных исследований Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
А1-3 Формулирование возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР и их сравнительная оценка Перечень возможных направлений решения задач в НИР Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
А1-4 Выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач Наименование выбранного направления исследований и перечень способов решения поставленных задач Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
А1-5 Сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов или с действующей нормативно-технической документацией Результаты сопоставления ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов или с действующей нормативнотехнической документацией Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
А1-6 Расчёт ориентировочной экономической эффективности от внедрения новой продукции с ожидаемыми показателями НИР на основе научного прогнозирования на время разработки, освоения и срока морального старения выпускаемой продукции Результаты расчёта ориентировочной экономической эффективности от внедрения новой продукции с ожидаемыми показателями НИР на основе научного прогнозирования на время разработки, освоения и срока морального старения выпускаемой продукции Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
1 2 3 4 5 6 7
А1-7 Разработка общей методики проведения исследований Общая методика проведения исследований Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
А1-8 Составление промежуточного отчёта Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
АО-2 Теоретические и экспериментальные исследования поставленных перед НИР задач Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Промежуточный отчёт о выборе направления исследования Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-1 Разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений Рабочие гипотезы и модели объекта исследования Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-2 Выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований для получения конкретных значений параметров (коэффициентов, необходимых для проведения расчётов) Обоснование целесообразности (нецелесообразности) проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований для получения конкретных значений параметров (коэффициентов, необходимых для проведения расчётов) Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-3 Проведение необходимых расчетов и математического моделирования Результаты математических расчётов и математического моделирования Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-4 Разработка методики экспериментальных исследований, подготовка моделей (макетов экспериментальных образцов), а также испытательных стендов (установок) Методы экспериментальных исследований, готовые модели (макеты экспериментальных образцов) и испытательные стенды Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-5 Определение номенклатуры технической документации на макеты (модели, экспериментальные образцы) в соответствии с ГОСТ 2.1О2-68 и разработка документации Номенклатура технической документации на макеты (модели, экспериментальные образцы) в соответствии с ГОСТ 2.1О2-68 и разработка документации Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-6 Изготовление макетов для проведения экспериментов, обработка данных Макеты для проведения исследований с обработкой данных Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
1 2 3 4 5 6 7
А2-7 Сопоставление результатов эксперимента с результатами расчётов и математического моделирования Результаты сопоставления эксперимента с результатами расчётов и математического моделирования Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-8 Корректировка математических моделей объекта, корректировка технической документации по результатам эксперимента Откорректированные математические модели объекта и документация по результатам эксперимента Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-9 Проведение дополнительных экспериментов Результаты дополнительных экспериментов Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-1О Проведение дополнительных патентных исследований Результаты дополнительных патентных исследований Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-11 Проведение технико-экономических исследований эффективности внедрения исследований в народное хозяйство Результаты технико-экономических исследований эффективности внедрения исследования в народное хозяйство Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
А2-12 Составление промежуточного отчёта и его рассмотрение Промежуточный отчёт о проведенных исследованиях Промежуточный отчёт о проведённых исследованиях Коллектив НИР ТЗ, КП -
АО-3 Обобщение и оценка результатов исследований Промежуточный отчёт о проведенных исследованиях Отчёт о выполнении НИР Коллектив НИР ТЗ, КП -
А3-1 Обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем Результаты предыдущих этапов работ, оценка полноты решения задач и эффективность полученных в сравнении с современным научно-техническим уровнем Отчёт о выполнении НИР Коллектив НИР ТЗ, КП -
А3-2 Проведение дополнительных исследований, в том числе патентных Результат дополнительных исследований, в том числе патентных Отчёт о выполнении НИР Коллектив НИР ТЗ, КП -
А3-3 Метрологическая проработка Результаты метрологической проработки Отчёт о выполнении НИР Коллектив НИР ТЗ, КП -
А3-4 Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработка рекомендаций по использованию НИР Результаты оценки возможности конкурентоспособности продукции и услуг с рекомендациями по использованию НИР Отчёт о выполнении НИР Коллектив НИР ТЗ, КП -
А3-5 Формулирование технических требований для ТЗ на разработку продукции Технические требования для ТЗ на разработку продукции Отчёт о выполнении НИР Коллектив НИР ТЗ, КП -
А3-6 Составление и оформление отчёта Отчёт о выполнении НИР Отчёт о выполнении НИР Коллектив НИР ТЗ, КП -
Выходом модели (см. графа 5, табл. 1) является информация об ожидаемых результатах выполнения функций (см. графа 2, табл. 1), которая вносится в графу 3 указанной таблицы.
Выход модели (см. графа 4, табл. 1) содержит информацию о документально оформленных результатах проводимых исследований, которые зафиксированы в графе 3 таблицы 1. Эта информация представлена в виде соответствующих отчётов.
Управление моделью (см. графа 6, табл. 1) обеспечивается на базе информации, содержащейся в техническом задании (ТЗ), календарном плане (КП), как это предусмотрено в декомпозиции диаграммы АО (см. рис. 3).
Длительность в модели (см. графа 7, табл. 1) определяется на основе информации, содержащейся в календарном плане (см. графа 5, форма 1), которая вносится в графу 7 таблицы 1.
Кроме того, в рассматриваемой модели предусмотрено введение информации о планируемой стоимости работ по каждому этапу, которая содержится в графе 6 формы 1.
Особенностью модели на основе стандарта IDEF0 является возможность перераспределять объемы финансирования, предусмотренные на проведение НИР, по этапам ее выполнения и внутри каждого этапа на исполнение входящих в него работ. В техническом задании на проведение НИР заказчик устанавливает объемы финансирования и сроки выполнения НИР. В календарном плане проведения работ по НИР (см. форму 1) заказчик устанавливает, как правило, сроки исполнения по этапам, а также объемы их финансирования. Следовательно, распределение финансовых средств на исполнение работ, содержащихся в этапах, выполняет научный руководитель НИР. Поэтому использование рассматриваемой модели позволяет ему провести распределение финансовых средств более рационально.
Рассмотрим организацию и проведение моделирования процесса управления научными исследованиями. Указанный процесс целесообразно осуществлять научному руководителю НИР. Данный процесс можно представить в виде трех этапов, как это показано на рис. 4.
В период подготовительного этапа на основе технического задания и
календарного плана выполнения НИР заполняется табл. 1, данные которой вводятся в компьютер.
После введения указанных данных начинается процесс моделирования, завершающийся представлением на компьютере или бумажном носителе хода выполнения НИР согласно календарному плану.
На третьем этапе руководитель НИР анализирует полученные результаты выполнения календарного плана. В случае отклонения установленных в календарном плане показателей (сроки выполнения, содержание НИР и др.), он принимает решение о внесении соответствующих корректировок в процесс выполнения НИР.
Рис. 4. Этапы организации и проведения моделирования процесса управления
научными исследованиями.
Далее эти корректировки в виде конкретных данных заносятся в табл. 1 и вводятся в компьютер (см. подготовительный этап на рис. 4).
Затем следует этап моделирования с новыми данными. После его завершения вновь проводится анализ результатов моделирования, по которым принимаются необходимые решения по стабилизации этого процесса, и так до полного завершения выполнения НИР.
Таким образом обеспечивается моделирование процесса управления научными исследованиями. В связи с тем, что используемая в процессе моделирования документация (календарный план выполнения НИР) соответствует ГОСТ 15.1О1-98, то она обеспечивает организацию и проведение практически всех видов исследований. Это обстоятельство позволяет использовать предлагаемую методику моделирования процесса управления научными исследованиями для НИР в различных областях знаний.
Таким образом, формирование типовой модели процесса управления научными исследованиями обеспечивается на основе ГОСТ 15.1.1О1-98 и стандарта IDEF0.
Список литературы
1. Калянов Г.Н. Моделирование, анализ, реорганизация и автоматизация бизнес-процессов. - М.: Финансы и статистика, 2ОО6 - 24О с.
2. Черемных С.В., Ручкин В.С., Семёнов И.О. Моделирование и анализ систем: IDEF-технологии. - М.: Финансы и статистика, 2ОО2 - 192 с.
