CC BY
55
Посилання на статтю______________________________________________________
Возный A.M. Разработка и реализация инновационных проектов и программ развития наукоемких производств I А.М. Возный, А.Ю. Гайда, К.В. Кошкин, А.Н. Шамрай I I Управління проектами та розвиток виробництва: Зб.наук.пр. -Луганськ: вид-во СНУ ім. В.Даля, 2009. - № 4 (32). - С. 5-12.____________
УДК 629.5:658
А.М. Возный, А.Ю. Гайда, К.В. Кошкин, А.Н. Шамрай
РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ И ПРОГРАММ РАЗВИТИЯ НАУКОЕМКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Рассмотрено правовое поле, условия создания и функционирования наукоемких производств. Приведены примеры реализации проектов эффективных предприятий в различных отраслях экономики, для создания которых использованы соответствующие методы, модели и информационные технологии. Рис. 6, ист. 15.
Ключевые слова: наукоемкие производства, проекты и программы развития, создание и функционирования конкурентоспособных предприятий.
А.М. Возний, А.Ю. Гайда, К.В. Кошкін, О.М. Шамрай
РОЗРОБКА І РЕАЛІЗАЦІЯ ІННОВАЦІЙНИХ ПРОЕКТІВ ТА ПРОГРАМ РОЗВИТКУ НАУКОЄМНИХ ВИРОБНИЦТВ
Розглянуто правове поле, умови створення та функціонування наукомістких виробництв. Наведені приклади реалізації проектів ефективних підприємств у різних галузях економіки, для створення яких використані відповідні методи, моделі та інформаційні технології.
A.M. Voznyi, A.J. Gaida, K.V. Koshkin, A.N. Shamray
DESIGN AND IMPLEMENT INNOVATIVE PROJECTS AND PROGRAMS OF SCIENTIFIC-CAPACIOUS MANUFACTURE DEVELOPMENT
The scientific-capacious manufacture legal sphere, conditions of creation and functioning are considered. Good examples of effective plants projects in different branches of economics and correspondence methods, models and information technologies are presented.
Постановка проблемы в общем виде. Появление наукоемких производств является результатом естественной эволюции технологического развития, обусловивший необходимость увеличения затрат на науку и образование и, как следствие, создания в экономике замкнутого научнопроизводственного комплекса, обеспечивающего отдачу затраченных средств, в том числе на расширение базы исследований, разработок и совершенствование системы образования. К категории наукоемкой продукции принято относить такую, доля затрат на исследование и разработку которой в общих издержках или объемах продаж составляет 3-4%. Создание и функционирование наукоемких производств требует разработки соответствующих моделей,
методов и информационных технологий управления проектами и программами развития наукоемких производств.
Анализ последних исследований, в которых предложено решение проблемы и выделение нерешенной части. Основными подходами к решению проблем украинской наукоемкой промышленности являются:
- примитивизация производства, позволяющая удешевить продукцию и сохранить производственную базу с минимальными затратами [1,2,3,4]; преимуществом данного подхода являются сохранение рабочих мест, недостатком - массовый ввоз в страну зарубежной высокотехнологической продукции;
- использование современных технологий промышленно развитых стран [1, 2,3,5]; преимущества - освоение международных стандартов, повышение квалификации персонала, совместный выход на зарубежный рынок, недостаток
- зависимость отечественной промышленности от зарубежных технологий;
- отбор приоритетных направлений и концентрация на них существенной части весьма ограниченных ресурсов [1,2,3,4,6]; преимущество - разработка совершенно новых отечественных технологий, недостаток - поддержка небольшого числа коллективов ученых.
Для законодательной поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности были приняты законы Украины «Об основах государственной политики в сфере науки и научно-технической деятельности» (1991 г.), «О научной и научно-технической деятельности» (1998 г.), «О приоритетных направлениях развития науки и техники» (2001г.), «Об инновационной деятельности» (2002 г.), «О приоритетных направлениях инновационной деятельности в Украине» (2003 г.), «Об общегосударственной комплексной программе развития высоких наукоемких технологий» (2004 г.), утверждена «Концепция технологического научно-инновационного развития Украины» (1999 г.).
К сожалению, по ряду причин реализация законодательного поля оказалось не эффективной, к тому же Правительством и Верховной Радой Украины в 2004 г. приостановлено введение в действие стимулирующих статей 21 и 22 Закона Украины «Об инновационной деятельности», ограничена реализация отдельных положений Закона Украины «О специальном режиме инвестиционной и инновационной деятельности технологических парков», принятого в 1999г.
Эффективность реализации инновационного проекта зависит от функционирования инновационной цепочки «научная идея - промышленная технология - производственная система». Конкурентоспособность наукоемкого изделия обуславливается сокращением продолжительности следующих стадий его жизненного цикла: «маркетинговые исследования - проектирование -производство», их удешевлением при обеспечении необходимого качества [6,7, 8]. Высокотехнологичный характер наукоемкого изделия требует использования соответствующих методов, моделей и методологий реализации всех стадий его жизненного цикла.
Целью исследования является разработка методологических основ, моделей, методов и информационных технологий реорганизации наукоемких украинских предприятий в условиях трансформации экономической ситуации и создания системы проектно-ориентированного управления в научнопроизводственных комплексах.
Основная часть исследования. Объектом исследования являются процессы создания и функционирования наукоемких производств, а предметом
- соответствующие модели конкурентоспособных предприятий.
Методы, модели и алгоритмическое обеспечение создания и функционирования наукоемких производств рассматривалось в работах [7,8], там же приведены примеры их использования для организации и функционирования конкурентоспособных предприятий в судостроении, энергетическом машиностроении и сельском хозяйстве.
Так, анализ эффективности организационной системы, включающей два центра управления и производственную систему на основании теории активных систем [7,8,9,10] применительно к созданию и функционированию наукоемкого предприятия научно-производственный комплекс газотурбостроения (НПКГ) «Зоря-Машпроект» позволил предложить ее организационную структуру, обеспечивающую равновесие по критерию Нэша и оптимальную по критерию Парето (рис. 1).
Создание комплекса позволило сократить сроки жизненного цикла наукоемкого изделия (газовая турбина) и повысить его качество за счет интеграции научной и производственной составляющих.
Эффективность функционирования производственной системы обеспечивается соответствующим алгоритмическим обеспечением, в основе которого лежит двухуровневая модель управления проектами [7,8,10].
Рост мирового портфеля заказов практически по всем типам судов (рис. 2) ставит перед судостроительным предприятием, имеющим длительный производственный цикл, задачу выбора оптимального портфеля проектов с учетом ресурсов предприятия (человеческих, финансовых, технологических) [11,12,13,14], что обеспечивается максимизацией функционала:
I
г=1
п т у
II (I /щ, - асц,) • РРі - /с
і=1 і=1 І=1
д п т
I (1 (І /щ, • РРі) •VІ )
^ ! І=1 і=1 і=1_________________________
д п т
V
II(! • ррі )
і=1 і=1 і=1
где
^ - объем финансирования в ^м периоде j-го этапа финансирования ^го проекта из 1-го источника;
эо^ - переменные затраты в ?-м периодеу-й работы /-го проекта;
С - постоянные затраты судостроительного предприятия в ?-м периоде;
V/ - стоимость (норма доходности) /-го источника финансирования;
рр/ - признак включения /-го проекта в портфель судостроительного предприятия;
1 = \..й, где d - время, необходимое на реализацию всех проектов портфеля;
] = \..т, где т- количество работ /-го проекта;
1= \..п , где п - общее количество проектов портфеля;
1 = \..д, где д - общее количество источников финансирования.
,
,
Рис. 1. Организационная структура научно-производственного комплекса НПКГ "Зоря-Машпроект"
Рис. 2. Динамика формирования портфеля заказов мирового судостроения (по типам судов)
На рис. 3. приведен пример расчета оптимального состава проектов для судостроительного предприятия на период с 2008 по 2012 гг., выполненный при помощи программы MS Project.
Расчеты показали, что заказ 09138 не целесообразно включать в портфель проектов предприятия. Это обусловлено, ограниченными ресурсные
возможностями судостроительного предприятия в разрезе технологического оборудования, основного производственного персонала и денежных средств, необходимых для финансирования строительства. При оптимизации также учитывалась невозможность исключения из портфеля уже строящихся судов и ограничения по структуре собственного и заемного капитала.
Мастер-проект
Ид. в Название задачи Длит. Затраты/ посту пл. Дисконт. Подробности
1 Затрат ы/поступл. 2008 2009 2010 2011 2012
0 Мастер-проект БОмес 74 157 079,00 грн. 38 975 051,41 грн. Затраты 1 180785.00 грн. 11 957 889,00 грн. 37 152 660,00 грн. 20 093 820,00 фн. 3 771 925.00 грні
1 и Заказ 09132 31 мес 9 047 388,00 грн. 6 060 394,17 фН. Затраты 723 791,00 грн 4 704 642,00 грн. 2 171 373,00 грн. 1 447 582,00 грн.
1 Постройка судна 31 мес -45236943,00 грн. -32 552 172.08 грн. Затраты -14475822.00 грн. -18.094.777^00 грн. -В 142 650,00 грн. 10 314р23,Мгрн 2 263 286,00 грн. м.4 523 694,00$.
я Заказ 09133 34 МЄС 9 430 359,00 грн. 6 247 476,56 грн. Затраты 660 125,00 грн. 4 715 180,00 грн. 1 791 768,00 фн.
■ Постройка судна 34 мес -47151 800,00 грн. -33 582 834.97 грн Затраты -14 617 058.00 грн. -17917 684.00 грн. -8 487 324 ДО грн. -6 1 29 734,00 фн.
Финансирование 34 мес 56 582 159,00 грн. 39 830 311.53 фн Затраты 15 277 183,00 грн. 22 632 864,00 грн. 10 750 610,00 грн. 7 921 502,00 фн.
N1 Заказ 09134 37 мес 9 386 373,00 грн. 6 159 320,95 грн. Затраты 563213,00 грн. .. 4599.568;00 грн. ... 2.158 960,00 гр«. ....2 065.112,00 грн.
Финансирование 37 мес 56 321 230,00 грн. 39293 552.45 грн Затраты 14 643 520.00 грн. 21 965’ 2©б’, 0 0 гр м. 10 137 821,00 грн. "9 574 609,00 грн ^
и Заказ 09135 23 мес 9 590 189,00 грн. 6 104 174,72 грн. 3740 173,00 грн. 4 315 505,00 грн.
• Постройка судна 23 мес -47 950 944,00 грн. -32 048 752,60 грн. Затраты -30 209 095,00 грн. -12 946 755,00 грн. 4 795 094,00 фн.
Финансирование 23 мес 57 541 133,00 грн. 38 152 927.32 грн. Затраты 33949268,00 грн. 17 262 340,00 грн. 6 329 525,00 фн.
1 м Заказ 09136 Постройка судна 29 мес 15302 321,00 грн. 29 мес -79 014 100,00 грн. 9 396 249,40 грн. 49 939 049.01 грн. Затраты 2 528 452,00 грн{ -31'бОБ 640,0О'грн. 7 901 410,00 грн. -30' 025 358,00' фн 5 372 959,00 фн. -Ї7 383 Ї 02,00 гр!1
й Финансирование Заказ 09137 38 мес 15 127 562,00 грн. 7 403 424,36 грн Затраты Затраты 34 134 092,00 .грн. -7 563 782,00 грн. 37 926 768,00 грн. 16 035 216,00 грн. . 22 756.061,00 грн. 2117 859,00 фн. 4 538 269,00 гриі
1 Постройка судна Финансирование 25 мес 25 мес -75637 816,00 грн. 90 765 378,00 грн. 45 038 334.06 грн. 52 441 758,42 грн. Затраты Затраты :7_563 762^0 грм.і 4В 408 202,00 грн. 64 443 418,00 грн :19 665 832.СЮ фн. 21 783 691,00 фн. 4 538 269,00 грі-.:
7 рц Заказ 09133 17 мес 9 603 607,00 грн. 0,00 грн. Затраты 3 073154,00 грн. 6 530 453,00 фн.
і Постройка судна 17 мес -48 018 037,00 грн. 0,00 грн Затраты -29.77.1.183,00. гдн. :1.8 24бЩ,Юфн. "24 777' 307,00 ірі! -76б''344,00'грн!
■ Накладные расходы 60 мес -3 831 720,00 грн. -2 396488.75 грн. Затраты -766 344.00 грн. -766 Ш,00 грн. -766 ЖСЮ'грн. -766344І00 грн|
Рис. 3. Пример формирования оптимального портфеля проектов судостроительного
предприятия
Повышение эффективности сельскохозяйственного производства также требует интеграции научной и производственной составляющих. Обследование функционирования передовых сельскохозяйственных предприятий Украины (сельхозработы и сельхозпереработка) позволило на примере предприятия, выращивающего и перерабатывающего томаты, выявить проблемы планирования и предложить концепцию их решения.
В простейшем случае планирования возможно применение методов, ориентированных на получение максимального урожая и состоящих в выборе сорта томатов с наибольшей урожайностью и высадкой в наиболее оптимальные для выбранного сорта сроки. Естественно, что при этом оказываются достаточно сжатыми во времени как сроки высадки, так и сроки созревания, а это значит, что для уборки и переработки урожая потребуются значительные мощности, которые будут задействованы на протяжении короткого промежутка времени.
Применение подобных методов планирования также не позволяет получить равномерное во времени распределение объемов урожая, - как следствие неравенства площадей полей и несовпадения сроков высадки (определяемых качеством почвы, наклоном к солнцу и географическим размещением), что неизбежно приводило к нерациональному использованию производственных мощностей и значительным потерям в процессе уборки и переработки урожая. На рис. 4 представлены результаты применения указанного метода для планирования высадки для 12-ти полей (относительная неравномерность распределения урожая - 20%).
При этом существенной проблемой методов планирования, ориентированных на получение максимального урожая является сложность согласования достаточно коротких, оптимальных по агротехническим показателям сроков сева с возможностью получения равномерно распределенного в как можно более протяженном периоде времени урожая. Одним из путей решения данной проблемы может быть применение различных по срокам высадки и времени вызревания сортов. Однако так как в простейшем
случае планирование проводилось путем выбора сортов с наибольшей урожайностью, применение различных по срокам созревания сортов хотя и позволит получить продолжительное и возможно более равномерное во времени распределение урожая, но при этом приведет и к его уменьшению. Таким образом, задача составления оптимального плана высадки и подбора сортов может быть сведена к задаче многокритериальной нелинейной оптимизации.
Рис. 4. Распределение урожая по дням уборки для плана, ориентированного на получение максимального урожая
С целью преодоления указанной проблемы была предложена концепция проекта «интеллектуальное поле», включающая:
- формирование оптимального плана проведения сельхозработ и его корректировку с учетом прогноза погоды, подбор сортов томатов с использованием методов нелинейной оптимизации [11];
- моделирование процесса роста овощей, определение необходимости проведения и состава агротехнических мероприятий с учетом сложившихся погодных условий средствами искусственных нейронных сетей [15].
Результаты применения предложенных в концепции «интеллектуальное поле» методов формирования оптимального плана позволяют добиться более рационального использования ресурсов. На рис. 5 приведены результаты планирования для тех же 12-ти полей без учета возможности досрочной уборки (относительная неравномерность - 7.3%), на рис. 6 - с возможностью досрочного, за 1 день до момента оптимальной зрелости, начала уборки (относительная неравномерность - 5.5%).
Рис. 5. Распределение урожая по дням уборки для оптимизированного плана "без заема"
Рис. 6. Распределение урожая по дням уборки для оптимизированного плана "с однодневным заемом"
Выводы и перспективы дальнейших исследований в данном направлении.
1. Установлено, что реализация инновационных проектов должна осуществляться в эффективном правовом поле с использованием соответствующих методов, моделей и информационных технологий, обеспечивающих интеграцию научной и производственной составляющих наукоемкого предприятия.
2. Приведены примеры практического применения разработанных моделей и алгоритмического обеспечения для повышения конкурентоспособности судостроительного, машиностроительного и сельскохозяйственного предприятий, что достигалось за счет формирования оптимального портфеля заказов верфи (рациональное использование ресурсов), интеграции научной и производственной составляющей в виде научно-производственного комплекса машиностроительного предприятия (сокращения длительности жизненного цикла наукоемкого изделия, повышение качества), корреляции процессов
сельхозработ и сельхозпереработки сельскохозяйственного предприятия (повышение ритмичности работы).
3. Дальнейшие исследования будут проводиться в направлении углубления интеграции научной и производственной составляющих наукоемких производств и расширении областей применения разработанных моделей и алгоритмического обеспечения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бендиков М.А. Интеллектуальный капитал развивающейся фирмы: проблемы идентификации и измерения / М.А. Бендиков, Е.В. Джамай // Менеджмент в России и за рубежом. - 2001. - №4. - С. 6-99.
2. Гончар А. Коммерциализация украинского интеллекта / А. Гончар // Діловий вісник. -2003. - №3. - С. 53-55.
3. Ефімова Н.В. Фактори ризику регіональних інвестицій. Методика ранжування регіонів за ступенем ризику інвестиційної діяльності / Н.В. Ефімова, О.В. Пащенко // Вісник Хмельницького національного університету. - Хмельницький: ХНУ, 2005. - Т. 3(71). -4.2. - С. 99-101.
4. Перспективы развития мирового рынка высоких технологий // Белорусский журнал международного права и международных отношений. - 2002. - С. 49-51.
5. Пащенко О.В. Особливості інвестиційного клімату суднобудування України та перспективи його покращення / О.В. Пащенко, Н.В. Марущак // Зб. наук. Праць Одеського національного морського університету. - Одеса, 2007. - Т.6. - С. 56-60.
6. Інноваційні технології проектування та побудови суден і засобів океанотехніки: Монографія / С.С. Рижков, В.С. Блінцов, В.Ф. Квасницький, К.В. Кошкін та ін. -Миколаїв: НУК, 2009. - 356 с.
7. Математические основы управления проектами наукоемких производств: Монография / А.А. Павлов, С.К. Чернов, К.В. Кошкин, Е.Б. Мисюра. - Николаев: НУК, 2006. - 208 с.
8. Модели, методы и алгоритмическое обеспечение проектов и программ развития наукоемких производств: Монография / А.М. Возный, В.В. Драгомиров, А.Я. Казарезов, К.В. Кошкин и др. - Николаев: НУК, 2009. -194 с.
9. Бурков В.Н. Теория активных систем: состояние и перспективы/ В.Н. Бурков, Д.А. Новиков. - М.: СИНТЕГ, 1999. - 128 с.
10. Математические основы управления проектами: Учебное пособие / С.А. Баркалов,
В.И. Воропаев, Г.И. Секлетов и др. Под ред. В.Н. Буркова. - М.: Высш. шк., 2005 -423 с.
11. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач: учебное пособие / Ф.П. Васильєв. - М.: Наука, 1988. - 552 с.
12. Кошкин К.В. Управление портфелями проектов конкурентоспособного судостроительного предприятия / К.В. Кошкин, А.М. Возный, А.Н. Шамрай // Управління проектами та розвиток виробництва. Збірник наукових праць. - Луганск, 2008. - № 2(26). - С. 138-142.
13. Украина: панорама судостроения // Судоходство. - 2006. - №5. - С. 24-26.
14. Черненко Р. Судостроение Украины: десять лет самостоятельного развития / Р. Черненко // Судостроение. - 2001. - №6. - С. 63-66.
15. Рутковская Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Д. Рутковская, М. Пименский, Л. Рутковский. - М.: Горячая линия. - Телеком, 2006. -383 с.
Стаття надійшла до редакції 14.10.2009 р.
