CC BY
16
МЕТОДЫ АНАЛИЗА МЕХАНИЗМА ОСВОЕНИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ1
К.А. Багриновский, М.К. Исаева
В предлагаемой статье представлены методы анализа и моделирования одного из важнейших механизмов инновационного развития - механизма освоения новых прогрессивных технологий. Предложен новый подход к отбору эффективных технологий, основанный на оценке качества производимой продукции и использовании обратной связи между доходами предприятия и расходами на НИОКР.
ВВЕДЕНИЕ
Инновационное развитие страны во многом является следствием успешного распространения результатов научно-технического прогресса во всемирном масштабе и сближения на этой основе различных стран в экономическом и социальном отношении, а также создания мощных глобальных рынков новых продуктов и технологий. Все большее значение уделяется изучению внутренних механизмов инновационного развития, которые во многом определяют эффективность взаимодействия национальных инновационных систем в решении проблем разработки и создания новых продуктов и технологий.
Механизм обновления продуктов, производственных материалов и технологий занимает одно из главных мест в системе механизмов инновационного развития (Багри-
1 Работа выполнена при поддержке Российского гуманитарного научного фонда (проект № 08-02-00257а).
новский, Исаева, 2006). Это связано с тем, что в мировой экономике постоянно растет спрос на новые качественные продукты, что в свою очередь вызывает потребность в материалах, обладающих новыми специфическими свойствами. В машиностроении успешные результаты научно-исследовательской и производственной деятельности дают возможность широко применять композитные материалы и различные виды пластмасс в качестве заменителей дорогих и дефицитных металлов. Систематическое осуществление таких замен и реализация новейших изобретений позволяют как снизить материалоемкость традиционных изделий, так и повысить их качество, а также создать совершенно новые виды товаров, призванных удовлетворять постоянно возникающие новые потребности населения и производственного сектора. Таким образом, надежная работа механизма обновления способствует правильному использованию такой важнейшей характеристики предприятия, как его рыночная мотивация, т.е. предприятие должно быть мотивировано на активное поведение на рынке, на расширение рыночного присутствия и усиление рыночной позиции (Макаров, Клейнер, 2007).
Согласно современным представлениям (Йохансон, 2008) одним из наиболее эффективных способов создания инноваций можно считать работу над проблемой, располагающейся на пересечении различных областей знаний. В этом случае исполнители проекта используют различные концепции и подходы к поставленной задаче, синтез которых может открыть оригинальный путь к ее решению.
Хорошим примером такой инновации (Инновации в бизнесе, 2007) служит новая разработка копировальных аппаратов компании Xerox. Каждый аппарат представляет собой сложное электронное устройство, снабженное локальными сетями, выполняющими контроль его работы и необходимую корректировку выполнения задания. В последних моделях встроена система, которая отслеживает работу управления аппаратом и, используя принципы искусственного интеллекта,
предсказывает время возможной неисправности, благодаря чему можно планировать вызов техника еще до поломки.
Механизм обновления мы будем называть эффективным, если с большой долей уверенности можно утверждать, что в результате его работы в течение небольшого времени произойдет полная замена прежних продуктов (технологий) новыми, т.е. осуществится вытеснение старых изделий из производства и с рынка.
Для того чтобы механизм обновления становился эффективным в определенных конкретных условиях инновационного цикла, следует сначала рассмотреть его основные элементы и слабо формализуемые особенности (Багриновский, Бендиков, 2007).
Во-первых, концепция инновационного процесса в рыночной экономике характеризуется тем, что решение центральной проблемы достойного восприятия нововведения рынком формируется на самых ранних этапах разработки этого новшества в рамках крупного предприятия-инноватора. Здесь производятся необходимая мобилизация и последующее объединение трудовых, материальных, финансовых и технологических ресурсов, требующихся для реализации намеченного проекта.
Во-вторых, в рыночной экономике ключевым событием для успешной реализации инновационного проекта является нахождение и закрепление достаточно большой ниши для новшества. Поэтому важнейшими элементами инновационного цикла становятся как процесс выявления возможных потребителей и заказчиков, так и определение допустимых значений ценовых характеристик нового продукта и возможных размеров сегмента рынка для него.
В-третьих, значительную роль в ходе инновационной деятельности играет выбор позиции предприятия-инноватора. Если предприятие претендует на роль лидера, то оно может получить достаточно большой доход при условии вовлечения в эту деятельность огромных ресурсов. Однако, как правило, позиция лидера является очень рискованной, а
его инвестиции становятся неэффективными, если некий конкурент опередит лидера с выходом на рынок аналогичной продукции. Менее рискованной представляется так называемая имитационная стратегия, основанная на следовании за лидером. Однако такому предприятию обычно достается лишь малая часть рынка, и его доходы будут существенно меньше доходов лидера. Такому положению способствует также развитие системы охраны авторских прав в сфере интеллектуальной собственности, которая обеспечивает предприятию-инноватору обладание очень крупными сегментами рынка.
Процесс обновления технологий основан главным образом на сокращении пропорциональных затрат труда и материалов за счет некоторого увеличения сверхпропорциональных (нелинейных) затрат, в частности издержек на НИОКР (исследования и разработки). Материальной основой этого процесса можно считать стремление к ресурсосбережению, а также изобретение и промышленное производство новых видов материалов, систематическое применение которых даст несомненный экономический эффект при любом шаге в правильном направлении.
1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Современные новые технологии чаще всего возникают как результат комплексного использования достижений в области электроники, компьютерного проектирования, создания новых материалов, разработки схемно-конструктивных решений и т.п.
В настоящее время инновации на всех уровнях национальной экономики являются основным фактором повышения конкурентоспособности. При этом существенное значение приобретает качество производимых продуктов и применяемых для этого технологий.
Как правило, наиболее качественные продукты оказываются и наиболее доходными. Поэтому при разработке количественных показателей качества изделий могут быть задействованы и показатели их доходности. При помощи таких показателей процесс освоения и внедрения новых прогрессивных технологий может быть представлен как процесс повышения доходности исследуемого производства. В этом случае работа механизма освоения новых технологий может быть описана как стремление к повышению доходности (качества) при условии ограниченности основных производственных ресурсов.
Предположим, что в рассматриваемом производственном процессе используются как прямые производственные затраты труда, материалов, энергии и т.д., так и осуществляются специальные затраты на НИОКР. Научно-исследовательские организации и производственные новаторы стремятся увеличить показатели качества и снизить значения расходных коэффициентов. В рамках работы механизма освоения эти работы финансируются как за счет общих средств компании, так и посредством передачи части доходов, полученных от внедрения новой технологии. В случае успешного внедрения инноваций качество новых изделий улучшается, что влечет за собой увеличение доходов фирмы. Это позволяет учесть обратную связь между доходами и затратами на развитие производства для финансирования НИОКР с целью снижения удельных показателей затрат и повышения доходности самих изделий. При этом, как правило, происходит вытеснение из производственных планов изготовления прежних изделий и замена их новыми моделями.
В основе математической модели процесса освоения новой технологии в работе лежит задача минимизации совокупных затрат на производство определенного комплекта продуктов (как новых, так и прежних) при выполнении условий по уровню качества (доходности) для всего комплекта. При разработке динамического варианта модели в нее включаются соотношения, представляющие
обратную связь между доходами и расходами на НИОКР, описанную выше.
Изучение истории развития современных передовых компаний свидетельствует о том, что рост уровня конкурентоспособности предприятий электронной промышленности, а также фармацевтических компаний на основе повышения качества продукции определяется степенью развития в них принципиально новых, и особенно нанотехнологических и биотехнологических, производств (Мир материалов и технологий, 2006).
Заметим, что вопросы применения в России новых видов технологий, особенно нано-технологий, не остались без внимания. С внедрением этих технологий связывается основное развитие экономики. На заседании Правительства РФ 7 сентября 2006 г. был рассмотрен вопрос о нанотехнологиях, которые обещают миру очередную и скорую научно-техническую революцию. За 10 лет мировой рынок нано-технологий достигнет объема в 340 млрд долл. и превзойдет рынки, связанные с медициной, электроникой и химией. В настоящий момент принята программа развития нанотехнологий в РФ, которая предполагает выделение из бюджета 30 млрд р. начиная с 2007 г.
Так как нанотехнология - это процесс построения новых объектов с помощью манипуляций с отдельными атомами, это позволяет создавать молекулы с желательными свойствами. Поэтому спектр применения на-нотехнологий широк и безграничен. В мире суммарные ассигнования правительств на новое направление составляют 5 млрд долл., еще столько же оплачивает бизнес.
В предлагаемом проекте будет представлен инструментарий для исследования процессов внедрения новых технологий, включая нанотехнологии. Главным образом, это будет аппарат для оптимизации решений при выборе относительно небольшого числа важнейших базовых технологий, которые оказывают решающее влияние на повышение эффективности производства и конкурентоспособности отечественной продукции на мировых рынках.
В связи с этим ниже приводится ряд определений и сведений, используемых в Концепции развития в РФ работ в области на-нотехнологий на период до 2010 г., одобренной Правительством РФ (Мир материалов и технологий, 2006).
Нанотехнология - совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба.
Наноматериалы - это материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками.
Наносистемная техника - это полностью или частично разработанные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям.
Наноиндустрия - вид деятельности по созданию продукции на основе нанотехноло-гий, наноматериалов и наносистемной техники.
Термин «нанотехнологии» в 1974 г. предложил японец Норио Танигути для описания процесса построения новых объектов и материалов при помощи манипуляций с отдельными атомами. Нанотехнологии имеют дело с объектами в одну миллиардную часть метра (нанометр), т.е. размером с атом. Первые технические средства в этой области были изобретены в швейцарских лабораториях IBM. В 1982 г. был создан растровый туннельный микроскоп, отмеченный в 1986 г. Нобелевской премией. В 1986 г. появился атомный силовой микроскоп. В отличие от прежних электронных приборов, которые позволяли лишь наблюдать
микромир, эти новые инструменты правильнее называть нанозондами, поскольку они дают возможность изменять этот мир, строить в нем, как из кирпичиков, молекулы с любыми свойствами. Благодаря нанотехнологиям ученые от анализа впервые переходят к синтезу, они получают возможность создавать новый мир на основе биоорганики, которая соединяет физику и молекулярную биологию.
Приведем сведения об основных перспективных направлениях использования на-нотехнологий в современной промышленности (Мир материалов и технологий, 2006).
Наноматериал графен (пленка толщиной в атом) - этот наноматериал представляет собой «развернутую» нанотрубку. Это пленка из атомов углерода, составляющая одну молекулу. При этом отдаленные атомы сохраняют связь друг с другом, образуя «заплатку» из ткани толщиной в один атом. При такой толщине поперечник кусочка «ткани» в десять микрон выглядит огромным полем, но ученые считают, что нет никаких принципиальных ограничений для создания тканей, измеряемых сантиметрами. Графен стабилен, очень гибок, прочен и проводит электричество. Ему прочат большое будущее в новых материалах, а также в суперкомпьютерах будущего, где размеры логических схем будут уменьшены в миллионы раз.
Для производства гибких компьютерных мониторов нужны такие электронные компоненты, которые были бы электропроводными, гибкими и прозрачными. В настоящее время разработана технология производства гибких прозрачных пленок из однослойных нанотру-бок, и эта технология достаточно проста.
Гибкие кремниевые нанотрубки получены из наночастиц нанопленки, которую затем свернули в трубку. Они гибкие и чуть жестче аналогичных образцов из резины. Поскольку кристаллический кремний совсем не может изгибаться, то созданная пленка будет в первую очередь использоваться в микроэлектронных устройствах (гибкие мониторы в компьютерах, «умная» одежда и электронные изделия для медицины). В дальнейшем разра-
ботанные кремниевые нанотрубки могут служить основой для производства фотодиодов и гибких лазеров, которыми можно управлять с помощью электрического поля.
Электропроводящие нанотрубки (фактически сверхбольшие молекулы) длиной 0,4 см производятся путем нагнетания в специальную печь природного газа и наночастиц железа, которые вступают в реакцию с газом. Синтезированные углеродные нанотрубки осаждаются на золотой подложке, что позволило производить длинные нанотрубки. Эта работа является важным шагом получения новых типов вычислительных устройств и компьютерной памяти.
Нанотехнологии и здоровье человека. В США принята масштабная программа, где нанотехнологии будут использоваться для диагностики и лечения онкологических заболеваний на ранних стадиях. Во многих странах и в России ведутся работы по созданию невидимых глазу нанороботов, которые способны самостоятельно передвигаться по кровеносной системе. По пути наноробот сможет исправить характеристики тканей и клеток, очистить организм от микробов и молодых раковых клеток, от отложений холестерина. Ученые надеются, что эта технология позволит решить проблемы гемофилии, болезни Альцгеймейра, врожденных патологий.
О выдающемся успехе сообщили ученые Политехнического института и клиники Монреальского университета (Канада), работавшие под руководством доктора Сильвиана Мартеля. Они сумели первыми в мире ввести в сонную артерию свиньи микроскопический зонд-робот и управляли всеми его перемещениями (Батеева, Образцов, 2007).
Создание микро- и нанороботов - это сфера, в которой сейчас идет настоящая гонка среди множеств лабораторий мира. Прототипы микророботов (или микроботов) уже создали американцы и китайцы. Близки к этому ученые в Австралии и Швейцарии, однако они сосредоточились на самих устройствах, добиваясь их максимальной миниатюризации и отрабатывая их функции. В живом организме первы-
ми испытали технологию канадцы. Правда, у них еще нет робота как такового, его роль выполняла «пустая» ферромагнитная сфера диаметром в 1,5 мм. Теперь канадские ученые намерены уменьшить размер зонда, чтобы он мог проходить в мелкие сосуды. Одновременно они создают целое семейство микроботов, которые могли бы доставлять в нужные участки тела лекарства или диагностические датчики.
Применения нанотехнологий в сфере бизнеса (Кобаяси, 2007). Хотя сейчас не совсем ясно, какая из нанотехнологий действительно станет «золотой», очевидно, что многие из них будут иметь значительное влияние на мировую экономику. Национальный научный фонд США оценивает, что нанопромыш-ленность может за 15 лет вырасти с практически нулевого уровня до триллиона долларов, что является потрясающим темпом роста. В конце этого периода нанотехнологии станут большей экономической силой, чем в современных США являются сферы программного обеспечения, косметики, медикаментов и автомобилей вместе взятые.
Такой прогноз опирается на прогнозирование развития, выполненное по небольшому объему промышленных данных, и возможно, что по мере внедрения существующими компаниями нанотехнологий большой процент экономического роста придется на производство химикатов и энергетику. Одновременно с этим существующие компании и установившиеся секторы испытают трудности, так как им придется столкнуться с новыми фирмами, стремящимися получить максимальный эффект на новом рынке.
Проблемы создания будущей экономики, основанной на молекулярных технологиях. Эти технологии охватывают не только биотехнологию, но еще нанотехнологию и материаловедение. Компания Gargill Dow Polymers выращивает полимеры для пластмассы, как выращивают зерновые культуры. Компания PPG Industries производит специальные покрытия толщиной в нанометры, благодаря которым окна сами моются под дождем. В компании Bio-Rad Laboratories присоединяют
отдельные фрагменты ДНК к золотым микроскопическим частицам и вводят их в организм человека с помощью шприца с диаметром в доли нанометра.
Новая молекулярная технология уже появилась на свет, а информационная экономика еще не достигла зрелости. Пока же информационная технология находится в стадии роста, происходит нечто удивительное: информационные системы начинают развиваться как биологические. Похожие процессы возникают и в бизнесе. Например, в компании John Deere искусство бридинга (разведения) (оно используется для выведения новых пород собак) применяют при создании графиков работы для фабрики по производству сеялок. На компьютере генерируется несколько случайных графиков. С помощью цифрового кода, состоящего из нулей и единиц, эти графики отражают последовательность сборки различных моделей сеялок. Код включает набор инструкций, генетический алгоритм. Инженеры оценивают каждый график с помощью системы компьютерного моделирования. Это все равно, что вырастить лошадей, затем устроить компьютерные «скачки», а потом скрестить победителей скачек и разводить их потомство на племенном заводе. С помощью этого подхода, основанного на использовании генетических алгоритмов, фрагменты лучших графиков заново комбинируются, подобно тому, как рекомбинируются гены лошадей, хотя и не в таком упорядоченном процессе. Каждую ночь в «компьютерных скачках» участвует 40 тыс. новых графиков, и созданный таким образом оптимальный график-победитель на следующий день руководит «реальными скачками» на производстве в цехе фабрики.
Приведенные примеры практического применения новых технологий в промышленности, биологии, здравоохранении показывают, что созданные с их помощью материалы обладают абсолютно новыми свойствами, которые ведут себя по новым правилам (Мейер, Дэвис, 2007; Инновации в бизнесе, 2007).
Переход на новые технологии должен быть детально проработан. Ниже приводится
план построения модели разработки и применения новой технологии.
1. Исходный капитал должен быть очень большим. Должны быть очень четко представлены цели и конечный результат разработки. При этом срок разработки может быть определен достаточно гибко.
2. Проект должен создаваться на основе достаточно глубокой научно-организационной проработки и обладать солидным информационным обеспечением по вопросам, относящимся как к фундаментальным наукам, так и к решению возникающих прикладных проблем и практических задач.
3. Разработка должна иметь четкий план, выполнение которого по этапам следует тщательно контролировать, и сурово наказывать провинившихся исполнителей в случае отклонения от плана работ или неполного соответствия требованиям проекта.
4. Проект должен иметь достаточно полное НИОКР обеспечение, которое может совершенствоваться в ходе выполнения проекта в результате тщательного анализа получаемых результатов и на основе компетентного решения.
5. Проект должен иметь четкий план финансового обеспечения по этапам и указание источников финансирования.
6. Для проекта должен быть четко определен план обеспечения материальными и трудовыми ресурсами на основе контрактов с солидными организациями и учебно-научными центрами.
7. Руководители проекта должны иметь ясное представление о том, насколько выполнение каждого этапа способствовало достижению главной цели проекта.
8. Руководители проекта должны разработать перечень возможных рисков выполнения проекта и дать по возможности точную оценку степени важности каждого из них.
9. Руководители проекта должны исходить из того, что прекращение работ по проекту, в принципе, может произойти на любом этапе, и быть готовы принять необходимые меры в каждом таком случае.
2. ИМИТАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МЕХАНИЗМА ОСВОЕНИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Действие механизма освоения новых технологий должно быть ориентировано на достижение предприятием определенного (заранее заданного или обусловленного конкуренцией) уровня качества продукции в условиях ограниченности основных производственных ресурсов, совмещенных с требованием минимизации совокупных затрат. Под этим подразумевается сумма прямых затрат на производство и затрат на научно-исследовательские и конструкторские работы, необходимые для постоянного совершенствования технологической составляющей рассматриваемого производственного процесса.
В настоящей работе система моделей механизма построена по правилам, аналогичным принятым нами ранее при создании комплекса моделей механизма обновления продуктов и технологий (Багриновский, Исаева, 2006), и состоит из трех основных блоков.
Первый блок «Научные исследования и разработки» отражает процесс взаимодействия заказчика новой технологии с научно-исследовательской организацией, выполняющей этот заказ. В составе блока предусмотрена группа специальных моделей, предназначенных для описания зависимости между успешным выполнением заказа и объемом средств, выделяемых на необходимые НИОКР. Результатом работы этого блока, как правило, оказываются данные о коэффициентах качества (доходности) продуктов, производимых по новой технологии, и о расходных коэффициентах основных производственных ресурсов, используемых в исследуемом процессе.
Второй блок «Описание процесса производства» состоит из моделей, отражающих ограничения, накладываемые на производство со стороны его обеспечения ресурсами в условиях внутренней конкуренции между новыми и существующими (применяемы-
ми) технологиями. В динамическом варианте имитационной системы эти данные постоянно корректируются по прямой связи с первым блоком. В результате работы этого блока на каждом такте получаются данные, необходимые для формирования системы ограничивающих условий и целевой функции в основной модели оптимизации.
Третий блок «Основная модель оптимизации» использует действующие и прогнозируемые данные о различных статьях затрат и качественных оценок выпускаемых изделий. На их основе на каждом такте создается целевая функция оптимизационной задачи и при помощи анализа спроса и состояния рынка формулируются обязательные требования по качеству продукции. Результаты работы блока (и системы в целом) помогают принимать решения в системе управления внедрением новых технологий, а также позволяют рассчитать объем финансирования НИОКР, относящихся к первому блоку, который производится из собственных доходов предприятия. Так моделируется обратная связь между доходами производства и его технологическим перевооружением.
В упрощенном варианте оптимизационная задача минимизации совокупных затрат zt на такте t работы предприятия может быть представлена следующим образом:
n n
z = X ajtxjt + X bjtxjt ^ min j=1 j=1
при условиях
n
Xqßxjt^Dt,xjt^o, j = n. j=i
Здесь через xjt обозначены выпуски продукции вида j на такте t; bjt > 0 - коэффициенты, которые можно назвать коэффициентами нелинейной капиталоемкости НИОКР, направленной на совершенствование старых изделий и разработку новых технологий. Значения указанных коэффициентов вырабатываются с участием экспертов и ЛПР на основе опыта работы предприятия и машин-
ных экспериментов; Dt - минимальный уровень качества работы в целом, который готов или вынужден поддерживать производитель, определяется состоянием, соответствующим на данный момент технологическому развитию и уровню конкуренции на рынке товаров. Прочие обозначения были разъяснены выше.
Пусть
Х = {ХЛ }> 1 =
решение оптимизационной задачи на такте ¿. Тогда величина
= ЪА
представляет собой затраты на финансирование НИОКР по совершенствованию или разработке новой технологии для выпуска изделия с номером j.
В качестве характеристики эффективности профинансированной НИОКР в имитационной модели используется обратная связь, отражающая влияние результатов работы НИОКР на показатель качества (доходности) изделия с номером j. На последующем такте работы ^ + 1) в нашем случае эта связь имеет вид:
1+1 = ехР (к¿р ), ] =1,-, П
где к{ > 0 - коэффициент эффективности ра-ботыjНИОКР.
На каждом такте t решение оптимизационной задачи (основной) осуществляется методом Лагранжа. Функция Лагранжа принимает вид:
1 = -ъ +У ЧЛ -д ^ •
Из условия оптимальности имеем:
-ац - 2ЪцХц + УЛц = 0 1 = п тогда
х л =
УЧ
- а.
2Ъ,
1 = 1,---, п.
Подставив полученное выражение для Х ^ в условие основной задачи, получим
^ У А п - ал . п 1=1 ' 2Ъп
Введем обозначения:
=,1, =„
=12Ъ i
=1 2Ъ ,
Тогда
У А ^ Д + А0 •
Если допустить, что Хр > 0, то неравенство может быть заменено равенством = Dt + т.е.
У =■
д
г 1 "0
А1
Тем самым определено Х^ и получено решение основной задачи и двойственной к ней.
3. ПРИМЕР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАСЧЕТОВ
Проиллюстрируем работу имитационной системы, описанной выше, серией экспериментальных расчетов на простом примере. Пусть деятельность производственного объекта (предприятия, фирмы и т.п.) характеризуется выпуском двух продуктов (п = 2) (старого и нового) и наличием одного ограничения на каждом такте работы Dt. В качестве ограничения принята необходимость достижения определенного уровня качества (доходности) работы. Ограничение может меняться на каждом такте, ориентируясь на новации в данном виде производства по следующему правилу Dt = D1 ехр(а^ I). Значение коэффициента а( может задаваться на основе оценок экспертов и ЛПР.
Упрощенная схема организации машинных экспериментов выглядит следующим образом.
1. Ввод начальных значений.
2. Переход на новый такт работы (t = t +1) и проверка конца моделирования.
Если процесс моделирования закончен, то осуществляется переход к п. 8.
3. Вычисление значения х , / = 1, 2.
4. Вычисление значения I / = 1, 2.
5. Рассчитываем новые параметры для следующего такта 9// = 1, 2.
6. Определяем (если необходимо) новое значение Dt+r
7. Переход к п. 2.
8. Печать результатов. Конец моделирования.
В табл. 1 и 2 приведены результаты двух вариантов работы имитационной системы при одинаковых для обоих вариантов начальных условиях:
= Я2 = 4; « = 1; « = 0,65; Ь = 0,1; Ь2 = 0,3; Б = 9,2; к1 = 0,08; к2 = 0,17.
Первый вариант (см. табл. 1) характеризуется тем, что на всем периоде моделирования минимальный уровень качества работы Dt растет равномерно с коэффициентом at = 0,03 Такое поведение можно интерпретировать как желание производителя использовать появившуюся новейшую технологию и готовность за нее заплатить.
Анализ результатов, представленных в табл. 1 и 2, показывает, что от такта к такту происходит увеличение выпуска нового изделия (х2) и уменьшается выпуск старого изделия
(х1). Такое положение достигается с помощью превышения расходов на НИОКР для разработки и совершенствования технологии при производстве второго продукта (12) над аналогичными расходами по первому (11), причем общий показатель качества производства 2
Qt = Х чпх
}=1
А А
растет за счет нового изделия. Характерной особенностью представленного процесса является постепенное вытеснение первого изделия вторым в общем объеме производства, что в конечном итоге на такте t = 8 приводит к полному избавлению от старого изделия.
Как было указано выше, представленные результаты двух вариантов отличаются политикой фирмы в поддержании своего технологического уровня производства и его обновления. В первом случае такое обновление происходит постоянно, но не достигает передовых рубежей технологического развития для данного производства. Во втором случае политика фирмы состоит в ожидании скорого технологического прорыва, например, ей известно, что завершаются работы, которые внесут существенные новации в технологию ее производства. Такое ожидание позволяет ей экономить до определенного момента средства на НИОКР, при этом не снижая (но и не увеличивая) технологического уровня своего
Таблица 1
Результаты экспериментального расчета (уровень качества работы растет равномерно)
t 91 ?2 Х1 Х2 11 12 В У
1 4 4 1,288 1,013 0,166 0,308 9,2 0,314
2 4,053 4,215 1,275 1,092 0,163 0,375 9,769 0,310
3 4,106 4,479 1,182 1,164 0,140 0,407 10,066 0,301
4 4,153 4,799 1,054 1,249 0,111 0,468 10,373 0,292
5 4,189 5,197 0,8796 1,348 0,077 0,545 10,689 0,281
6 4,216 5,701 0,6397 1,459 0,041 0,639 11,014 0,268
7 4,230 6,355 0,313 1,578 0,010 0,747 11,350 0,251
8 4,233 7,215 -0,118 1,690 11,695
Таблица 2
Результаты экспериментального расчета (уровень качества работы изменяется скачком)
í ?2 х2 11 12 В у
1 4 4 1,288 1,013 0,166 0,308 9,2 0,314
2 4,053 4,215 1,272 1,056 0,137 0,334 9,2 0,305
3 4,098 4,461 1,099 1,108 0,108 0,368 9,2 0,295
4 4,134 4,749 0,882 1,169 0,078 0,410 9,2 0,285
5 4,160 5,093 1,650 1,631 0,272 0,798 15,168 0,319
6 4,251 5,832 1,178 1,742 0,139 0,910 15,168 0,291
7 4,299 6,808 0,579 1,862 0,034 1,040 15,168 0,260
8 4,310 8,125 -0,166 1,955 15,168
производства. В нашем примере (см. табл. 2) величина D до четвертого такта ^ = 4), D изменяется скачком на пятом такте работы ^ = 5), производство переходит на новый передовой технологический уровень.
Анализ результатов показывает, что во втором случае (см. табл. 2) общая сумма расходов (/1 + 12) за весь период моделирования превосходит расходы в первом (см. табл. 1) примерно на 12%, но при этом объем производства нового изделия (старое снято с производства) на конец моделирования во втором варианте вырос примерно на 16% по сравнению с первым.
Производители охотно поддерживают производство нового изделия, которое функционально может полностью заменить старое (? = 8 в наших экспериментах), это связано с тем, что новое изделие, как правило, будет иметь по сравнению со старым определенные преимущества, ценные с точки зрения потребителя, и пользоваться повышенным спросом на рынке. Второй вариант оказывается более предпочтительным при условии завоевания рынка новым изделием.
В результате анализа серий проведенных расчетов с имитационной моделью можно утверждать, что на основе информации, представленной экспертами или ЛПР в ходе эксперимента, о выбранной политике финансирования НИОКР и их эффективности, о состоянии
цен на рынке, можно подобрать вариант освоения новых технологий, который позволит производственной системе находиться на современном уровне технологического развития.
Таким образом, система моделей механизма освоения новых технологий на крупном производственном предприятии дает возможность проводить исследования по следующим направлениям:
1) определение наилучших способов принятия решений в отдельных блоках с точки зрения получения оптимальных результатов для предприятия в целом;
2) выбор наиболее эффективных технологий или их комбинаций на различных ступенях производственного процесса, что может быть использовано для принятия решений на практике;
3) исследование свойств и количественных параметров прямых и обратных связей между блоками механизма и их изменения в случае необходимости.
Литература
Багриновский К.А., Бендиков М.А. Методы моделирования и анализа свойств механизмов инновационного развития // Экономика и математические методы. 2007. Т. 43. № 3.
Багриновский К.А., Исаева М.К. Методы анализа и моделирование механизма обновления продуктов и технологий // Экономическая наука современной России. 2006. № 3 (34).
Батеева Т., Образцов П. Микробот путешествует по сосудам // Известия. 2007. 20 марта.
Инновации в бизнесе. М.: Альпина Бизнес Букс, 2007 (Пер. с английского издания Harvard Business Review).
Йохансон Ф. Эффект Медичи. Возникновение инноваций на стыке идей, концепций и культур: Пер. с англ. М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2008.
КобаясиН. Введение в нанотехнологию. М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2007.
Макаров В.Л., Клейнер Г.Б. Микроэкономика знаний. М.: Экономика, 2007.
Мейер К., Дэвис С. Живая организация. М.: Изд-во «Добрая книга», 2007.
Мир материалов и технологий: Сборник / Под ред. П.П. Мальцева. М.: Техносфера, 2006.
Рукопись поступила в редакцию 30.01.2008 г.
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНТЕРЕС В СОХРАНЕНИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ1
Е.В. Рюмина
Рассмотрены методологические проблемы экономики природопользования. Представленное многообразие аспектов анализа ущерба от экологических нарушений демонстрирует огромное значение этой категории не только для развития экономики природопользования как науки, но и для реализации практических шагов по сохранению окружающей природной среды.
Если бы категория ущерба от экологических нарушений вошла в экономическую систему на правах таких присущих ей стоимостных категорий, как, например, заработная плата, то экологических проблем стало бы значительно меньше. То, что этого еще не произошло, не доказывает чужеродности категории ущерба для экономики. Потому что реально затраты, составляющие ущерб, в экономике присутствуют, но в экономическом управлении и экономическом анализе категории ущерба нет.
Предметом экономической науки является согласование разносторонних, порой противоречивых процессов, происходящих в экономике, в направлении достижения эффективности их результатов. Так, например, добавленная стоимость, созданная трудом рабочих, не получается просто так, нужно оплатить этот труд. Чтобы получить прибыль благодаря эффективному оборудованию, нужно потратить средства на его покупку.
1 Статья написана при финансовой поддержке РГНФ (проект № 08-02-00410).
