CC BY
48
Концептуальные основы проектирования инновационных систем высшей школы*
А. В. Андрейчиков,
д. т. н., профессор, зав. кафедрой информационных систем в экономике Волгоградского государственного технического университета
А. В. Рождественский,
к. п. н., зам. руководителя Федерального агентства по образованию
С позиций общей теории систем проведен анализ процесса концептуального проектирования инновационных систем высшей школы. Выделены системы, являющиеся предметом исследования, и предложена информационная модель, описывающая их взаимодействие. Сформулированы типичные задачи концептуального проектирования, предложена технология их решения, включающая конкретные методы и средства компьютерной поддержки для синтеза и выбора перспективных проектных решений.
Ключевые слова: высшая школа, инновационная система
Одним из наиболее эффективных путей преодоления кризиса в научно-технической сфере является коммерциализация вузовской науки путем развития инновационной деятельности высшей школы. Главной целью инновационной деятельности вуза является повышение эффективности его функционирования в условия рыночной экономики за счет создания системы практической реализации на внутреннем и внешнем рынках производимой научно-технической продукции, в том числе, через систему малых предприятий, входящих в инновационный комплекс вуза.
Опыт предыдущих лет в области развития инновационной деятельности вузов показывает, что для достижения поставленной цели необходимо создание принципиально новых инновационных структур, включающих в себя подразделения вуза, обеспечивающие содействие в разработке новых видов научнотехнической продукции и коммерциализации результатов научных исследований, малые предприятия
* Работа выполняется при финансовой поддержке РГНФ проект № 08-02-12109в.
О. Н. Андрейчикова,
д. т. н. профессор,
Волгоградский
государственный
технический
университет
А. А. Харин,
д. т. н., профессор,
ректор Российского
государственного
университета
инновационных
технологий
и предпринимательства
The system approach to the conceptual designing of innovation systems in higher school is carried out. The systems being a subject of research areformulated and the information model, which describes their interaction, is suggested. The typical problems of conceptual designing areformulated. The information technology offered for their solving includes techniques and computer tools for support of synthesis and choice of perspective design decisions.
различных организационно-правовых форм, инкубаторы технологического бизнеса, технопарки, инновационно-технологические центры и другие структуры, чья деятельность способствует созданию, разработке, модификации и распространению новых технологий на базе коммерциализации научных знаний, открытий, изобретений и передачи этих знаний из высшей школы в экономику и социальную сферу страны. Анализ существующих инновационных вузовских инфраструктур [1] демонстрирует их уникальность, которая обусловлена спецификой исторически сложившейся внутренней среды каждого вуза а также постоянно изменяющимся внешним окружением. Поэтому при переходе вузов на инновационный путь развития перед ними встает актуальная проблема проектирования собственной инновационной инфраструктуры и постоянное ее совершенствование (перепроектирование, реинжиниринг) на протяжении всего жизненного цикла с целью адаптации к изменениям, происходящим во внешней среде.
В настоящей работе предлагается подход к решению данной проблемы с применением методов систем-
ИННОВАЦИИ № 11 (121), 2008
ИННОВАЦИИ № 11 (121), 2008
Рис. 1. Системы, рассматриваемые на этапе концептуального проектирования объекта
ного анализа и концептуального проектирования сложных антропогенных систем, к которым можно отнести инновационную инфраструктуру вуза. На стадии концептуального проектирования формулируются внешние и внутренние требования к создаваемой системе, в том числе набор функций, которые она должна выполнять, определяется внутренняя структура системы и осуществляется выбор наиболее удачных концептуальных решений с точки зрения удовлетворения требований. Объектом проектирования в нашем случае является инновационная инфраструктура вуза, которая может включать кроме собственных подразделений внешних участников, как организационно, так и виртуально, что подразумевает активное влияние внешних элементов на рассматриваемую систему.
Отличительными чертами концептуального проектирования являются широкое использование эвристических и экспертных знаний, творческие задачи и процедуры принятия решений в условиях неопределенности. Для того чтобы определить любую систему, подлежащую рассмотрению в процессе концептуального проектирования, необходимо иметь представление о «полезном результате» ее деятельности, который, по определению П. К. Анохина, играет роль системообразующего фактора [2, 3]. Это представле-
ние не может быть сформировано внутри системы, оно поступает извне.
Для создания различных вариантов концептуального решения инновационной системы вуза и выбора из них наиболее удачного необходимо определить и исследовать окружение объекта проектирования, т.
е. выделить внешние по отношению к нему системы, от которых зависит его структурно-функциональный облик. На рис. 1 показан пример множества систем, являющихся предметом исследования на стадии концептуального проектирования. Проектируемая инновационная система (объект) может быть автономной или входить в другую, более крупную систему. Например, она может формироваться на базе нескольких вузов или в ее состав могут входить научно-производственные предприятия. Тогда помимо системы S3 варианты концептуальных решений будут включать некоторые элементы системы S2 (Ц, C2,..., Cl2 £ S2).
Задачи внешнего проектирования, связанные с формированием требований к проектируемому объекту, рассматриваются в системах Sl, S2. Система Sз представляет собой объект проектирования — инновационную систему вуза (ИСВ). Система S2 соответствует ближнему окружению рассматриваемого объекта, элементы которого не только предъявляют
Рис. 2. Информационная модель концептуального проектирования
к нему определенные требования, но и могут выполнять ряд функций и, следовательно, входить в его состав. Важно понимать, что свойства и требования элементов C^, С^, ..., Ci2 £ ^ могут изменяться во времени и иметь собственные несовпадающие цели. В связи с этим возникает необходимость постоянного реинжиниринга ИСВ, в результате которого должны изменяться ее структура и функции так, чтобы обеспечивать эффективное функционирование. Поэтому изначально проектировать объект нужно с учетом возможности и необходимости будущих изменений.
На рис. 1 система S1 соответствует самому внешнему уровню описания систем, являясь окружением S2 и макросредой для S3. Макросреда, или дальнее окружение влияют на инновационную деятельность вуза с точки зрения макроэкономических факторов, международных и политических отношений, демографии, экологии, научно-технического прогресса, глобализации и т. п. Структура Sl, как правило, не известна, поэтому она может быть
представлена как Sl = ^, О^, где Dl — окружение S2, влияние которого описывается на основе статистической обработки эмпирических наблюдений или с помощью средств генерации гипотез об изменении окружения.
Информационная модель концептуального проектирования должна описывать взаимодействие систем, рассматриваемых в данном процессе. Предположим, что система, соответствующая объекту проектирования, расположена на п-м уровне иерархии систем проектирования, представленной на рис. 2.
Систему Sn можно описать с помощью наименования №теп, множества элементов Ап, множества отношений между элементами Яп и множества свойств (атрибутов) Цп: Sn={Namen, Ап, Яп, <2п|; Ап=[А1, А2,..., Aj=Sn+l, Л^|, к — число элементов в системе Sn; ]-й элемент системы Sn представляет собой некоторою систему Sn+l следующего уровня иерархии, которая является подсистемой для Sn. Каждый элемент Ап^, i=1, ..., к в общем случае описывается наименованием №теп? множеством свойств Рп1 и мно-
ИННОВАЦИИ № 11 (121), 2008
ИННОВАЦИИ № 11 (121), 2008
жеством требований к окружению Сп, которые можно представить как ограничения, накладываемые на остальные элементы системы и обусловленные присутствием в системе элемента Ап= {№теп, Рп, Ст].
Отношения между элементами системы Sn образуют конечное множество Я={Яп}, ¿=1,..., I; I — число отношений, заданных на п-ном уровне; Лп^={№тега; Турега}. Отношения между элементами системы могут выражать совместимость элементов и другие структурные свойства. Совместимость может быть определена как мера удовлетворения взаимных требований элементов [4]. В системе Sn порождаются требования к системе более низкого уровня иерархии Sn+l, являющейся подсистемой Sn.
Дж. Клир [5] выделяет задачи исследования (анализа) систем и задачи проектирования (синтеза). В задачах исследования свойства проектируемой системы ¿^{^^ удобно представить как выходные переменные, которые в общем случае являются функциями свойств элементов и отношений между ними 0^=/ (Ап, Яп). Свойства системы можно описать с помощью имени, типа и значения: ^^^ате^, Туре^, УаЫе^}. В задачах проектирования необходимо определить структуру системы Sn (Ап, Яп), обладающую таким набором свойств ¿п, который в максимально возможной степени удовлетворяет требованиям Сп_1, сформулированным в системах более высоких уровней иерархии (см. рис. 2).
Система Sn может являться элементом другой, более общей системы Sn_1={Namen_1, Ап-1, Яп-1, ¿п-1};;
Ап-1={Ап-11, Ап-12, ..., Ап-Г^, ..., Ап-1к1}, где к1 — число элементов в системе Sn_l; Ап-1={№теп-1, Рп- ■1г, Сп_и}; свойства7-го элемента Рп^^=0п1- Свойства системы Sn_l также можно представить как некоторую функцию ее элементов и отношений между ними
Оп-1=/ (Ап-1, Яп-1).
Нисходящая стратегия исследования систем ориентирована на формирование требований к системам, свойства которых неизвестны. Здесь возможны следующие формальные постановки задач:
• При заданной структуре системы Sn-2={An-2, Яп-2};
Ап-2 {An-21, An-22, ..., Ап-2к}’ Ап-2г {Pn-2г, ^п-2г}’
Rn-2={Rn-21, Яn-22, ..., Яп-2т} определить обобщенные требования системы Сп_2 к системе (объекту
проектирования) Sn-l=An-2г•, являющейся элементом Sn-2, т. е. найти Сп-2=/(Ап-2, Яп-2). Сформировать набор свойств системы Sn-l, значения которых должны удовлетворять сформулированным требованиям Сп_2.
• Установить зависимости свойств элементов системы Sn-2 от времени Рп_2ц=/ (0, а также изменение требований Сп_2ц=/ (0, где I — индекс элемента системы, 7 — индекс свойства или требования. На основании установленных зависимостей сформулировать динамические требования к объекту проектирования Сп_2=/ (£).
Восходящее движение по иерархии (рис. 2) снизу вверх соответствует задачам синтеза, в результате решения которых определяется структура проектируемого объекта и формируются конкретные наборы свойств исследуемых систем. Типичные постановки задач синтеза:
• Определить структуру системы Sn-1={An-1, Яп-1}, свойства которой ¿^^/(А^, Яп-1) будут удовлетворять заданному набору требований Сп_2.
• Определить структуру системы Sn-1={An-1, Яп-1}, свойства которой ¿п-1=/(Ап-1, Яп-1) будут наилучшим образом соответствовать заданному набору динамических требований к объекту проектирования Сп_2=/ (£) в течение заданного периода времени.
Между всеми уровнями иерархии, приведенной на рис. 2, возникают задачи принятия решений, которые сводятся к выбору вариантов структуры систем нижележащих уровней, конкретные свойства которых в наибольшей степени удовлетворяют сформулированным выше требованиям.
Формулирование первичных требований осуществляется на стратегическом уровне. При этом решаются следующие задачи стратегического проектирования: анализ среды, определение миссии и целей организации, формирование и выбор стратегии [6]. На основе анализа среды создается база для определения миссии и целей организации, вырабатываются возможные стратегии достижения целей. Внутренняя среда организации анализируется по следующим направлениям: маркетинг, финансы и учет, научный и технологический потенциал, производство, организация управления и т.д. Внешняя среда делится на два основных компонента: среда прямого действия (непосредственное окружение, система S2 на рис. 1) и среда косвенного действия (макросреда, система Sl на рис. 1). Задача анализа среды включает выявление сильных и слабых сторон организации, возможностей и угроз от внешней среды. Для этого используются методы SWOT-анализа.
Процесс определения миссии и целей включает:
а) формулирование миссии организации, которая в конкретной форме выражает смысл ее существования;
б) определение долгосрочных и среднесрочных целей. Основными компонентами миссии являются следующие:
• продукты и/или услуги, производимые инновационной организацией;
• категории целевых потребителей;
• применяемые управленческие технологии, определяющие способ удовлетворения нужд потребителей;
• конкурентные преимущества;
• философия бизнеса.
Цели инновационной организации определяются по семи ключевым направлениям:
1. Инновации. Целевые установки в этой области связаны с определением новых способов ведения бизнеса: освоением новых рынков, применением новых технологий или способов организации производства.
2. Положение на рынке. Рыночными целями могут быть завоевание лидерства в определенном сегменте рынка, увеличение доли рынка до заданного размера.
3. Маркетинг. Результатами деятельности в этой области могут быть выход на первое место по про-
даже определенного товара (услуги), создание положительного имиджа товара (услуги), улучшение репутации организации за счет хорошего обслуживания клиентов.
4. Производство. Приоритетными целями в этом случае являются достижение высокой производительности труда, повышение качества продукта, снижение издержек производства по сравнению с основными конкурентами.
5. Финансы. Здесь главной целью является сохранение и поддержание на необходимом уровне всех видов финансовых ресурсов, их рациональное использование.
6. Управление персоналом. Основные цели — сохранение (увеличение) рабочих мест, обеспечение приемлемого уровня оплаты труда, улучшение условий и мотивации труда.
7. Менеджмент. Ключевая цель — определение критических сфер управленческого воздействия. Формулирование и выбор стратегии предполагает формирование альтернативных направлений развития организации, их оценку и выбор лучшей стратегической альтернативы для реализации. При этом используется специальные инструментальные средства для получения количественных прогнозов, генерации сценариев будущего развития, портфельный анализ. Стратегия может быть корпоративной, деловой или функциональной. Корпоративная, или портфельная стратегия характеризует общее направление роста инновационной организации, развитие ее производственно-сбытовой деятельности. Стратегические решения этого уровня наиболее сложны, так как касаются организации в целом и вырабатываются в условиях неопределенности. Одна из главных задач корпоративной стратегии — распределение ресурсов между структурными подразделениями, ориентированное на повышение эффективности функционирования организации в целом. При разработке корпоративной стратегии необходимо решить следующие проблемы:
• распределение ресурсов между структурными подразделениями на основе портфельного анализа;
• принятие решений о диверсификации деятельности организации с целью снижения уровня хозяйственного риска и получения положительного синергетического эффекта;
• оптимизация структуры организации;
• принятие решений о слиянии, поглощении, вхождении в те или иные интегрированные структуры. Деловая и функциональная стратегии разрабатываются на уровне структурных подразделений. Деловая стратегия, оформленная в виде бизнес-плана, направлена на обеспечение долгосрочных конкурентных преимуществ. Функциональная стратегия описывает распределение ресурсов подразделения и его поведение в рамках общей стратегии организации.
Выбор лучшей стратегии организации осуществляется из ряда разработанных альтернативных вариантов с учетом следующих факторов:
• вид бизнеса и особенности деятельности организации;
• характер поставленных целей;
• ценности, которыми руководствуются высшие
менеджеры при принятии стратегических решений;
• финансовые ресурсы и обязательства организации по уже принятым решениям;
• степень зависимости от среды;
• горизонт времени;
• уровень риска.
Процесс концептуального проектирования инновационных организаций можно представить в виде совокупности задач анализа и синтеза описанных выше систем, решение которых может осуществляться в различной последовательности и разными методами.
Сформулируем традиционные задачи концептуального проектирования и средства, предлагаемые для их решения.
Задача 1. Формирование набора обобщенных требований С2 к объекту проектирования, представленного системой Б3, со сторны активных субъектов метасистемы Сх, С2, ..., С^Є^. Эта типичная задача внешнего проектирования является задачей коллективного принятия решений в условиях конфликта и неопределенности. Кроме требований к объекту проектирования, участники процесса могут иметь взаимные требования друг к другу. Идеальным результатом является удовлетворение требований всех участников. Он достижим только в том случае, если нет противоречий между требованиями.
Задача2. Прогнозирование поведения системы ^ и формирование динамических требований к объекту проектирования Б3. Для этого необходимо исследование системы ^ с целью генерации и проверки гипотез о зависимости поведения системы ^2 от окружения. При этом могут рассматриваться различные варианты структуры системы Б^ Результатами решения задачи являются прогнозы изменения требований к объекту проектирования, например, прогноз спроса, политические, научно-технические прогнозы и т. п. Построение прогнозирующих моделей требует информации о строении, состояниях и закономерностях изменения элементов системы Б^ Для получения прогнозов в задачах концептуального проектирования необходимо применять статистические методы, системы и методы имитационного моделирования, методы искусственного интеллекта и т. д. [4].
Задача 3. Построение моделей развития антропогенных систем требует учета целенаправленных действий (стратегий) руководства организации, инвесторов, конкурентов и т. д. Анализ и синтез стратегий являются предметом стратегического планирования. Задача определения целей системы Б3 связана с исследованием надсистемы Б2. Результаты решения предыдущей задачи позволяют сгенерировать варианты вероятного будущего в задаче стратегического планирования. Кроме представлений о вероятном будущем необходимо сформировать образы желаемого будущего и определить политики действий, обеспечивающие максимальное сближение этих представлений. Результаты стратегического планирования позволяют четко сформулировать цели проектирования и установить их значимость. Задачи стратегиче-
ИННОВАЦИИ № 11 (121), 2008
ИННОВАЦИИ № 11 (121), 2008
ского планирования связаны с риском и с разрешением конфликтов между участниками процесса.
Задача 4. Результатами решения сформулированных выше задач является набор требований к проектируемому объекту, который необходим для решения задач внутреннего проектирования. Одной из важнейших задач этого этапа является определение внутренней структуры проектируемой системы Sn(An, Яп), свойства которой ¿п1=/(А , Яп) обеспечивают максимальное удовлетворение заданного набора внешних требований Сп 2. При этом элементы Ап1 описаны наборами свойств и экспертных оценок по показателям качества. Если SnCSn-l, то задача синтеза Sn может предусматривать либо фиксированную структуру Sn-l (реинжиниринг), либо поиск новой структуры Sn1 в соответствии с требованиями Сп_2. В первом случае к внешним требованиям Сп_2 добавляются требования Сп_1 и осуществляется синтез структуры Sn. Во втором случае осуществляется синтез и выбор решений не только для системы Sn, но и для
°п-1
Задача 5. Задача выбора лучшего варианта структуры является необходимой частью задачи синтеза. Для ее решения необходимо определить принципы и критерии выбора, а также провести многокритериальную оценку синтезированных вариантов решений. Данная задача является задачей индивидуального или коллективного принятия решений в системах V! и S2, где формируются представления о наилучших решениях. Отбор лучших вариантов может осуществляться в процессе синтеза или после его завершения. Для этого существуют специальные программные средства [4, 7].
Сформулированные задачи концептуального проектирования относятся к слабо структурированным проблемам, в описании которых преобладает информация качественного характера. Решение про-
блем с качественными характеристиками влечет за собой методологические трудности, связанные с привлечением экспертных знаний, неизбежно несущих в себе компоненту субъективности.
Перечисленные задачи указывают на необходимость разработки моделей сложных антропогенных систем, которые можно использовать для структурного синтеза, принятия решений и прогнозирования на стадии концептуального проектирования инновационных организаций. Такие системы являются открытыми и имеют высокую степень неопределенности информации. Наличие активных элементов в таких системах и рассмотрение их поведения с позиций теории развития требует разработки моделей сложных целенаправленных систем в условиях неопределенности. Рассмотренные постановки задач свидетельствуют о том, что анализ, синтез, планирование и прогнозирование решений являются основными процедурами для обработки информации на этапе концептуального проектирования инновационных систем высшей школы.
Литература
1. А. В. Рождественский, В. Б. Симонов. Исследование инфраструктуры научно-технической и инновационной деятельности высшей школы. М.: РГУИТП, 2006.
2. П. К. Анохин. Теория функциональной системы/Успехи физиологических наук, т. 1, № 1, 1970.
3. В. А. Карташев. Система систем. Очерки общей теории и методологии. М.: Прогресс-Академия, 1995.
4. А. В. Андрейчиков, О. Н. Андрейчикова. Интеллектуальные информационные системы. М.: Финансы и статистика, 2006.
5. Дж. Клир. Системология. Автоматизация решения системных задач. М.: Радио и связь, 1990.
6. А. А. Томпсон-мл., А. Дж. Стрикленд. Стратегический менеджмент: Концепции и ситуации для анализа. М.: Издательский дом «Вильямс», 2002.
7. А. В. Андрейчиков, О. Н. Андрейчикова. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. М.: Финансы и статистика, 2004.
ИННОВАЦИОННЫЙ ФОРУМ
г. Иркутск, 4-6 февраля 2009 года
Приглашаем Вас к участию в инновационном форуме, который состоится в Иркутском выставочном комплексе ОАО «Сибэкспоцентр» 4_6 февраля 2009 г. Традиция его проведения насчитывает уже более полутора десятилетий. Постоянные участники форума: сибирские, российские и зарубежные высшие учебные заведения, научно-исследовательские институты и лаборатории, проектные и конструкторские организации, предприятия и производства различных отраслей экономики, банки и страховые компании, администрации городов и районов, частные предприниматели, молодежные союзы и объединения, дома юношеского и детского творчества, станции юных техников, отдельные изобретатели, умельцы и деловые люди. Тематика представляемых на этой выставке инновационных проектов необычайно широка: это качество жизни и здоровье населения, продовольственная безопасность и научное обеспечение агропромышленного комплекса, развитие топливно-энергетического комплекса и минерально-сырьевой базы, рациональное природопользование, экология, проблемы Байкала, новые технологии, материалы и оборудование. Причем, большинство разработок ученых полностью готово к внедрению в производство: к ним «прилагаются» бизнес-планы, инвестиционные программы, методики их поэтапного апробирования и внедрения в промышленность. Важнейшей составляющей форума является его обширная деловая программа, состоящая из многочисленных конференций, семинаров и круглых столов. Основное их содержание _ встреча инновации с инвестором.
Во многом благодаря инновационному форуму девизом выставочного комплекса стала фраза: «Все новое — в Си-бэкспоцентре». Добро пожаловать!
ОАО «Сибэкспоцентр»: http://www.sibexpo.ru, e-mail: sibexpo@mail.ru. 664050, г. Иркутск, ул. Байкальская, 253-а.
Тел. (395-2) 354347, 352900, 352239. Факс (395-2) 358223, 352900, 353033.
